DE1303384B

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Publication number: DE1303384B
Application number: DENDAT1303384D
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verstrecken und thermischen Fixieren synthetischer Fäden durch Führung über einen etwa in der Fadenlaufrichtung zwischen zwei durch ihre unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten die Verstreckung bewirkenden Fadenfördervorrichtungen angeordneten, feststehenden und beheizten Fadenüberlaufkörper, der von dem Faden umschlungen wird und dessen Fadenauflaufstelle eine niedrigere Temperatur aufweist als die Fadenablaufstelle.The invention relates to a device for stretching and thermally fixing synthetic threads by guiding them about in the Direction of thread running between two thread conveying devices which cause the stretching due to their different circumferential speeds arranged, fixed and heated thread overflow body, which is wrapped by the thread and its thread run-up point has a lower temperature than the thread run-off point.

Es ist bekannt, synthetische Fäden zur Orientierung der Moleküle und der damit verbundenen Erzielung der erforderlichen Festigkeits- und Dehnungseigenschaften zu verstrecken. Während man insbesondere bei Polyamiden anfangs eine sogenannte Kaltverstreckung z. B. an einem feststehenden Achatstab oder ähnlichen Einrichtungen vorgenommen hat, ist man später dazu übergegangen, die Verstreckung in zwei Stufen und bei erhöhter Temperatur durchzuführen. So hat man beispielsweise einen Polyamidfaden an zwei Stiften verstreckt, und zwar in der Art, daß an einem ersten auf etwa 75 C erhitzten Stift eine Ve/streckung um das 3fache, an einem zweiten auf 190° C erhitzten Streckelement eine Verstreckung um etwa das 2fache erfolgte, so daß insgesamt um 500^lVo verstreckt wurde. Während sich P.-lyamidfäden kaltverstrecken lassen und eine Verstreckung bei erhöhten Temperaturen erst später entwickelt wurde, nut dem Ziel, Fäden mit besseren oder anderen Eigenschaften herzustellen, ist eine Kaltverstreckung bei Fäden aus Polyäthylenterephthalat wegen der besonderen physikalischen Eigenschaften dieser Polymeren nicht möglich. Hier muß eine Verstreckung im Bereich des Umwandlungspunktes zweiter Ordnung vorgenommen werden. Man hat auch hier Zweistufenverstreckverfahren entwickelt, wobei die Verstreckung in den beiden Stufen bei verschiedenen Temperaturen eifolgt. Die Fäden werden dabei z. B. über zwei auf verschiedene Temperaturen erhitzte Stäbe bzw. über einen Stab und eine gekrümmte Platte geführt, wobei zwischen den beiden Streckelementen zusätzliche rotierende Walzen oder GaIetten von dem Faden umschlungen werden, durch welche eine Regulierung der jeweils gewünschten Streckspannung erreicht wird.It is known that synthetic threads can be drawn to orient the molecules and thereby achieve the required strength and elongation properties. While initially a so-called cold drawing z. B. has made on a fixed agate rod or similar devices, it was later switched to carry out the stretching in two stages and at elevated temperature. For example, a polyamide thread has been drawn on two pins in such a way that a first pin heated to about 75 ° C. is drawn 3 times and a second drawing element heated to 190 ° C. is drawn about twice took place so that a total of 500 ^l Vo was stretched. While P. lyamid threads can be cold drawn and drawing at elevated temperatures was only developed later, with the aim of producing threads with better or different properties, cold drawing is not possible with threads made of polyethylene terephthalate due to the special physical properties of these polymers. Here, stretching must be carried out in the region of the second-order transition point. Here, too, two-stage stretching processes have been developed, the stretching in the two stages taking place at different temperatures. The threads are z. B. guided over two rods heated to different temperatures or over a rod and a curved plate, with additional rotating rollers or gaIettes of the thread wrapped between the two stretching elements, through which a regulation of the respectively desired stretching tension is achieved.

Durch die USA.-Patentschrift 2 533 013 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verstrecken synthetischer Fäden bekannt, wobei der senkrecht zur Fadcnlaufrichtung angeordnete, beheizte Streckstift, an dem die Fäden vorverstrcckt werden und die beheizte Platte, an der die Fäden bei einer erhöhten Temperatur vollends verstreckt und thermisch stabilisiert werden, im Abstand voneinander zwischen den durch ihre unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten die Verstreckung bewirkenden Walzen oder Galetten angeordnet sind.U.S. Patent 2,533,013 discloses a method and apparatus for drawing of synthetic threads known, the heated drawing pin which is arranged perpendicular to the thread running direction and on which the threads are pre-drawn and the heated plate on which the threads are fully stretched and thermally stabilized at an elevated temperature, at a distance from one another between the by their different circumferential speeds the stretching effecting rollers or Galettes are arranged.

Außerdem ist durch USA.-Patentschrift 2 820 876 eine Heizvorrichtung bekanntgeworden, die aus einem Uber seine ganze Länge auf eine konstante Temperatur beheizten Stab besteht, Uber den mehrere Fäden im Abstand voneinander schraubenlinienförmig geführt werden.In addition, a heating device has become known through US Pat. No. 2,820,876, which from consists of a rod heated to a constant temperature over its entire length, over which several threads are guided helically at a distance from one another.

Bei den bekannten Vorrichtungen zum Verstrecken von Fäden wird die Verstreckung und thermische Stabilisierung der Fäden an wenigstens zwei verschiedenen Organen, Stiften, Walzen, Platten od. In the known devices for drawing threads, the drawing and thermal stabilization of the threads is carried out on at least two various organs, pins, rollers, plates or ügl. usual vorgenommen. Wenn auch d«r Abstandperformed. Even if the distance zwischen diesen Organen gering ist, so läßt sich doch eine gewisse Abkühlung des Fadens nicht vermeiden. Ein weiterer Nachteil des bekannten, zweistufigen Verstreckens und thennischen Stabilisierens symhetischer Fäden ist es, daß die verwendeten Streck elemente wie Streckstift und beheizte Pl?tte od. dgl. auf unterschiedliche Temperaturen beheizt werden müssen, wobei diese Temperaturen über Temperaturfühler und entsprechende Regelsysteme über-is small between these organs, a certain cooling of the thread cannot be avoided. Another disadvantage of the known, two-stage stretching and thermal stabilization of symhetic threads is that the stretch used elements such as stretching pin and heated plate or the like. Are heated to different temperatures must, whereby these temperatures are monitored by temperature sensors and corresponding control systems. wacht und geregelt werden müssen, um an allen Streckstellen dieselben Streckergebnisse und Fadenqualitäten zu erzielen.must be monitored and regulated in order to achieve the same drawing results and thread quality at all drawing points.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Vorrichtungen zum Verstrecken undThe object of the invention is to overcome the disadvantages of the known devices for stretching and thermischen Fixieren synthetischer Fäden zu beseitigen, so, daß der Faden ohne zwischendurch erfolgende Abkühlung verstreckt und fixiert wird.to eliminate thermal fixing of synthetic threads, so that the thread is stretched and fixed without intermediate cooling.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der eine rotati'onssymmetrische Form auf-This object is achieved according to the invention in that the one rotationally symmetrical shape

ao weisende Fadenüberlaufkörper, welcher am Fadenauflaufende mit einem Wulst versehen ist, vom Fadenauflauf- zum Fadenablaufende hin von der Fadenverstreck- auf die Fadenfixie.temperatur kontinuierlich ansteigend beheizbar und so gestaltet undao pointing thread overflow body, which is provided with a bead at the thread run-up end, from Thread run-up to the thread run-off end from the thread stretching to the thread fixation temperature continuously increasing heated and so designed and

as angeordnet ist, daß er von dem Faden in Form eines stellen Gewindeganges umschlungen werden kann.as is arranged that it can be wrapped around by the thread in the form of a thread turn.

In einer besonderen Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in dem Fadenüberlaufkörper am Fadenablaufende eine Behei-In a particular embodiment of the device according to the invention, a heater is provided in the thread overflow body at the thread run-off end. zungseinrichtung eingebettet, und der Fadenüberlaufkörper ist etwa vom Ende der Heizvorrichtung bis zum Fadenauflaufende hin hohl, wobei die Wandstärke des Fadenüberlaufkörpers vom Fadenablaufende bis in die Nähe des Fadenauflaufendes hinting device embedded, and the thread overflow body is about from the end of the heater to hollow towards the thread run-up end, the wall thickness of the thread overflow body from the thread run-off end to the vicinity of the thread run-up end kontinuierlich abnimmt.continuously decreases.

Der Fadenüberlaufkörper der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird am Fadenablaufende auf die Fixiertemperatur erhitzt, wobei es insbesondere die Gestaltung des Fadenüberlaufkörpers mit sich bringt, daßThe thread overflow body of the device according to the invention is heated to the fixing temperature at the thread run-off end, with the design of the thread overflow body in particular entailing that die Oberflächentemperatur zum Fadenauflaufende hin kontinuierlich abnimmt. Die Temperaturen sind jeweils vom Fadenmaterial und von den Streckbedingungen abhängig. So wählt man beispielsweise für die Verstreckung und thermische Fixierung vonthe surface temperature decreases continuously towards the thread run-up end. The temperatures are depending on the thread material and the stretching conditions. This is how you choose, for example for stretching and thermal setting of Fäden aus Polyäthylenterephthalat eine vom Fadenauflauf- bis zum Fadenablaufende hin stetig ancteigende Temperatur von 70 auf 200° C. Bei anderen synthetischen Fäden, beispielsweise aus Polyamiden, Polyacrylnitril, Polyolefinen usw. werden dieThreads made of polyethylene terephthalate have a steadily increasing temperature from 70 to 200 ° C. from the thread run-up to the thread run-off end für diese Materialien bekannten Temperaturen eingestellt. Auf Grund der erfindungsgemäßen Gestaltung der Verstreck- und Fixiervorrichtung erfolgt der Temperaturverlauf im Faden gleichmäßig, da sich entsprechend den bekannten physikalischen Gcsctz-temperatures known for these materials are set. Due to the design of the stretching and fixing device according to the invention, the Uniform temperature profile in the thread, since according to the known physical Gcsctz-

SS mäßigkeiten die Oberflächentemperatur in Richtung auf das Fadenauflaufende durch Wärmeabgabe und durch Verringerung des wärmeleitenden Querschnitts des Faden überlauf körpers verringert. Als ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßenSS moderates the surface temperature in the direction of the thread run-up end through heat dissipation and reduced by reducing the thermally conductive cross section of the thread overflow body. As a particular advantage of the invention Vorrichtung hat sich erwiesen, daß sich geringfügige Unterschiede in der Oberflächentemperatur zwischen den einzelnen Streckstellen nur wenig auf den Faden auswirken. Hierdurch sind die Streckergebnisse gleichmäßiger, und die Zahl der StreckbrUche wirdDevice has been found to be minor Differences in the surface temperature between the individual stretching points only slightly affect the thread impact. As a result, the stretching results are more even and the number of stretch breaks increases verringert. Weiterhin ist es vorteilhaft, daß bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verstrecken und thermischen Fixieren synthetischer Fäden nur eine einzige Bchei/ungseinrichtung erforderlich ist,decreased. Furthermore, it is advantageous that in the device according to the invention for stretching and thermal fixation of synthetic threads only a single cutting device is required,

Claims

1 3 where only the fusing temperature at the end of the thread has to be checked and regulated. It is true that in the patent application made known as German Auslegeschrift 1 236 128 a thread drawing device has been proposed which has a stationary, heated thread overflow body. However, this is divided in length into two parts, which are at least partially thermally insulated from one another and with one serving as a thread run-in part and the other as a thread run-off part. The thread run-off part is heated. The thread run-up part of this stretching rod can be heated via a chick consisting of two segments, one segment of which easily conducts the heat and which is rotatably arranged between the two parts of the stretching rod; however, the thread overflow body cannot be heated in an evenly increasing manner, since the relatively small plug cross-section can only transfer heat to a limited extent from the drain to the run-up part, so that there is practically a temperature jump between the two parts, as should be the case. In addition, the thread overflow body of this device is arranged with its axis perpendicular to the general thread running direction. As a result, the thread cannot wrap it around it in the form of a steep thread. Some preferred embodiments of the thread overflow body according to the invention and the mode of operation of the device using the example of the drawing and thermal fixation of polyethylene terephthalate threads are explained with reference to the drawing. Figs. 1 to 3 are schematic cross-sections through various embodiments of the thread liner according to the invention; A b b. 4 shows the arrangement of the thread overflow body between two thread conveying devices and the wrapping of the thread overflow body by the thread. In Fig. 1, a straight circular cylindrical thread overflow body 8 is shown. In this, a heating device 13 is embedded at the end of the thread run-off, with which the thread run-off end can be heated to the fixing temperature. The thread overflow body 8 has a cavity 9 which has the shape of a right circular cone. This is arranged so that its tip ends just in front of the Behcizungseinrichtunp 13 at the Fadenlaufendc, so that the wall thickness of the Fadenüberlaufkkörcrs towards the Fadenauflaufendc, which is provided with the Auflaufwulst 2 (A b b. 4), decreases steadily. In a similar way, in the case of the body shown in Fig. 2, a drop in temperature towards the end of the thread is achieved. The thread overflow body has in the embodiment according to A b b. 2 has the shape of a straight truncated cone 10 with its base pointing in the thread running direction and has a cylindrical cavity 11 running from the bead of the thread run-up end to close to the embedded heating device 13 at the thread run-off u'j. The truncated cone-like body 12 shown in Fig. 3, the outer diameter of which increases from its smallest diameter facing the thread run-up end towards the color run-up end, as in the case of a body created by the rotation of a hyperbola, can also be used. The bodies shown in the figures represent> 3,384 only exemplary embodiments of the device according to the invention; In addition, other rotationally symmetrical bodies can also be used, provided they meet the aforementioned conditions. In addition to electrical heating, heating can also take place using nutty or vaporous heating media. In the latter cases, a metal block through which such media flows will be used at the lower end of the body, which in turn can be connected to a line that brings the medium. The bead 2 of the thread overflow body can be rotatable and provided with an outer delimitation elliptical in cross section, whereby a better definition of the thread run-up point is achieved. The arrangement and mode of operation of the stretching and fixing device according to the invention are illustrated using the example of stretching and thermal, 1 fixing of polyethylene terephthalate ﬁ lids on the basis of A b b. 4 described. A polyethylene terephthalate thread 5 with a titer of 75 denier, consisting of 36 individual threads, is drawn off from the spinning bobbin (not shown) by means of a pair of clamping rollers 1. It runs over the elliptical bead 2 onto the rotationally symmetrical thread overflow body 3, the axis of symmetry 6 of which is arranged approximately in the general thread running direction, wraps around it in the form of a steep thread turn and is at the lower end by means of a pair of rollers 4, which has a speed 4 times higher than the pair of pinch rollers 1, withdrawn. The body 3 is made of steel and has a chrome-plated surface. It has a cylindrical axial bore with a diameter of 45 mm. The wall thickness of the thread overflow body is 5 mm at the lower end and 3 mm at the weakest point at the top. In the lower end 7 of the body i an electrically heated metal block is arranged, which heats the truncated cone jacket to 200 ° C. at this point. Up to the end of the thread run-up, the temperature of the surface of the thread overflow body drops continuously to 70 ° C. After the drawing and fixing treatment, the thread has a strength of 5.5 g / den with an elongation at break of Ifi 0.1 and a heat shrinkage of 7.2%. >. Patent claims:

1. Device for stretching and thermally fixing synthetic threads by guiding over a fixed and heated thread overflow body arranged approximately in the thread running direction between two thread conveying devices which cause the drawing by their different circumferential speeds, around which the thread is looped and whose Fadenaiiflaufstcllc has a lower temperature than that Thread run-out position, characterized in that the thread overflow body (3) which has a rotationally symmetrical shape and which is provided with a bead (2) on the thread run-up end.

6s from the thread run-up to the thread run-off end from the thread stretching to the thread fixing temperatui continuously increasing heated and designed and arranged so that it is of

dem Faden in Form eines steilen Gewindeganges umschlungen werden kann.can be wrapped around the thread in the form of a steep thread.

2. Vorrichlung according to claim I, characterized in that in the thread overflow body (3) at the Fadunlaufende (7) cine heating S device (13) is embedded, and that the thread overflow body (3) approximately from the end of the heating device (13) to The thread run-up end (2) is hollow, the wall thickness of the thread overflow body (3) continuously decreasing from the thread run-off end to the vicinity of the thread run-up end.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der in an sich bekannter Weise zylindrisch ausgebildete Fadeniiberlaufkörper (8) einen Hohlraum (9) in Form eines geraden Kreiskegels aufweist, der so angeordnet ist, daß der Kegel dicht vor der am Fadenablaufende eingebetteten Heizvorrichtung (13) ausläuft.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that in a known manner Cylindrical thread overflow body (8) has a cavity (9) in the form of a right circular cone which is arranged so that the The cone expires just before the heater (13) embedded at the end of the thread.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge- »0 kennzeichnet, daß der Fadeniiberlaufkörper die4. Apparatus according to claim 2, characterized overall "0 indicates that the Fadeniiberlaufkörper Form eines geraden, mit seiner Cirundflache in Fadcnlaufrichtung zeigenden Kegelstumpfes (10) hat und einen vom Fadenauflaufende bis dicht an die eingebettete Heizvorrichtung (13) am Fadenablaufende verlaufenden zylindrischen Hohlraum (11) aufweist.Shape of a straight truncated cone (10) with its circular surface pointing in the direction of the thread and has a cylindrical cavity extending from the thread run-up end to close to the embedded heating device (13) at the thread run-off end (11).

5. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des kegelstumpfartig ausgebildeten Fadenüberlauf körpers (10) von seinem dem Fadenauflaufende zugewandten kleinsten Durchmesser zum Fadenauflaufend« (2) hin wie bei einem durch Rotation einer Hyperbel entstandenen Körper gebildet ist.5. Apparatus according to claim 2 and 4, characterized in that the outer diameter of the truncated cone-shaped thread overflow body (10) from its smallest diameter facing the thread run-up end to Fadenaufaufend «(2) like a body created by the rotation of a hyperbola is formed.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der am Fadetiauftaufende des FadeiiUberlaufkörpers (3) angebrachte Wulst (2) als drehbarer, am Fadeniiberlaufkörper (3) feststellbarer Ring mit im Querschnitt ellipsenförmiger Außenbegrenzung ausgebildet ist.6. Device according to claims 3 to 5, characterized in that the bead (2) attached to the thread overflow body (3) as a rotatable, on the thread overflow body (3) lockable ring with im Cross-section of elliptical outer boundary is formed.

Hierzu 1 Blott ZeichnungenIn addition 1 blott drawings