DE1760168B2

DE1760168B2 - Verfahren zur kontinuierlichen Stauchkräuselung von aus endlosen thermoplastischen Fäden bestehenden Fadenbündeln

Info

Publication number: DE1760168B2
Application number: DE1760168A
Authority: DE
Inventors: Ernst Dr. Berg; Rudolf Hess; Wolfgang Dr. 8763 Klingenberg Klein; Rudi 6831 Plankstadt Wollbeck
Original assignee: ENKA AG 5600 WUPPERTAL
Current assignee: ENKA AG 5600 WUPPERTAL
Priority date: 1968-04-11
Filing date: 1968-04-11
Publication date: 1978-08-10
Also published as: DE1760168A1; BR6908037D0; NL6905519A; SE343894B; AT312786B; IL31831A0; LU58273A1; SU370787A3; US3576058A; IL31831A; ES365861A1; CH524369A4; FR2006046A1; CH514005A; GB1258603A; NO125399B; BE730394A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Stauchkräuselung von aus endlosen thermoplastischen Fäden bestehenden Fadenbündeln, welche mittels Wasserdampf durch eine Injektordüse in einen engeren Beschleunigungskanal und von dort in einen als Stauchkammer dienenden weiten Kanal geführt, dort in dreidimensionalen Schraubenlinien abgelegt, in ihrer Form fixiert und durch die Kraft des nachfolgend eingeführten Materials durch die Stauchkammer hindurchgedrückt werden, wobei ein Teil des Wasserdampfes nach Eintritt in den weiten Kanal diesen seitlich verläßt.

Ein derartiges Verfahren ist aus dem FR-ZP 80 842 bekannt. Dabei wird eine Vorrichtung mit spiralfederförmig ausgebildeter Kräuselkammer verwendet, und ein Teil des Dampfes kann durch die als Kammerwand dienende Spiralfeder entweichen. Da diese Kammer aber von einer weiteren — nicht dampfdurchlässigen — Wand umgeben ist, wird eine wirkungsvolle Trennung von Dampf und Garn nicht erreicht; vielmehr muß der Dampf im wesentlichen mit dem Garn zusammen die Kammer passieren. Da das Garn zu lange mit dem überwiegenden Teil des Transportdampfes in Berührung bleibt und ein Teil dieses Dampfes in der Kammer an dem Garn auskondensiert, weist das gekräuselte Garn einen relativ hohen Feuchtegehalt auf, was zu relativ schlechten Kräusel- und sonstigen Eigenschaften führt.

Bei einem anderen, aus der US-PS 32 56 582 vorbekannten Verfahren der eingangs erwähnten Art s wird als Transportmedium Luft verwendet, welche mehr oder weniger mit Wasserdampf vermischt sein kann. Unmittelbar hinter der Übergangsstelle vom engen Beschleunigungskanal auf den erweiterten Kräuselkanal sind in der verwendeten Vorrichtung öffnungen von etwa 0,3 mm Durchmesser angeordnet, durch welche ein Teil der Luft entweichen kann. Dabei wird davor gewarnt, diese öffnungen größer zu machen, weil sonst einzelne Garnkapillaren mit der Luft austreten und Störungen bei der Texturierung auftreten können.

is Bei beiden bekannten Verfahren wirkt sich auf die Struktur und die textlien Eigenschaften des gekräuselten Garns die Tatsache nachteilig aus, daß der Trarisportdampf sich bei seinem Eintritt in die Stauchkammer nicht plötzlich ausdehenen und das Garn öffnen kann, bevor er teilweise seitlich entweicht.

Aufgabe der Erfindung ist es, die aufgezeigten Nachteile der bekannten Verfahren zu beseitigen, insbesondere ein Garn herzustellen, welches sich durch eine erhöhte Kräuselbeständigkeit, höhere Bauchigkeit, verbesserte Anfärbbarkeit und eine hohe Fadenreinheit auszeichnet

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Fadenbündel und der dieses umschlie ßende Wasserdampf nach Passieren des Beschleuni gungskanals, dessen Durchmesser der 2- bis 4,8fachen Dicke des Fadenbündels entspricht, in den weiten Kanal gelangen, dessen Durchmesser der 8- bis 22fachen Dicke des Fadenbündels entspricht, wobei der Wasser dampf plötzlich expandiert und das Fadenbündel sich öffnet, und daß der größte Teil des Wasserdampfes nach Durchlaufen einer Strecke des weiten Kanals, welche dem 0,5- bis 2fachen Durchmesser des weiten Kanals entspricht, durch seitliche öffnungen abgezogen wird.

■to Die Kräuselbeständigkeit des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Garns läßt sich durch die nachfolgend aufgeführten, bevorzugten Maßnahmen noch verbessern, welche alle zu einer Absenkung des Feuchteanteils des fertig gekräuselten Garns beitragen.

So werden insbesondere durch die öffnungen des weiten Kanals 70% bis 90% des Wasserdampfes seitlich abgezogen.

Vorzugsweise wird der Rest des Wasserdampfes kurz vor dem freien Ende der Stauchkammer seitlich

so abgezogen.

Schließlich ist es besonders vorteilhaft, am freien Ende der Stauchkammer heiße Luft von 100 bis 150⁰C einzublasen. Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist

F i g. 1 ein Längsschnitt durch eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vorrichtung, bei der der größte Teil des Dampfstromes nach Durchlaufen des Beschleunigungskanals seitlich abgezo gen wird,

F i g. 2 ein Längsschnitt durch eine andere Vorrichtung, bei der kurz vor dem freien Ende der Stauchkammer der Rest des Dampfstromes seitlich abgezogen wird,

t>5 F i g. 3 eine Schema-Skizze zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem das gestauchte und gekräuselte Garn nach Verlassen der Stauchkammer über ein Lieferwerk aufgespult wird, und

Fig.4 eine Schema-Skizze zur Erläuterung einer Abwandlung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem das gestauchte und gekräuselte Garn in Kannen abgelegt wird.

Gemäß Fig. 1 bildet ein Gehäuse 9 mit einer aufgeschweißten Kammerwand 6 und einem einen Fadeneinzugskanal 2 enthaltenden einschraubbaren Düseneinsatz 1 eine obere Ringkamrner 28 und eine untere Ringkammer 29, die durch Dampfdurchtrittsöffnungen 3 miteinander verbunden sind. Dabei ist der Düseneinsatz 1 gegen das Gehäuse 9 durch einen Dichtungsring abgesichert Seitlich mündet in die obere Ringkammer 28 eine Dampfzufuhrleitung 4, welche z. B. über eine Überwurfmutter 5 mit einer nicht dargestellten Versorgungsleitung verbunden werden kann.

Der Düseneinsatz i bildet mit dem Gehäuse 9 einen Dampfdurchtrittskanal 7. Im Innern des Gehäuses 9 befindet sich eine nicht näher bezeichnete Paßbohrung, in welche, auswechselbar und mittels eines Gewindestiftes 26 feststellbar, ein zylindrischer Einsatz 27 mit einem Beschleunigungskanal 8 eingebaut werden kann.

Durch die Möglichkeit, den Einsatz 27 auszuwechseln, läßt sich bei gleichbleibendem Durchmesser D\ des Beschleunigungskanals 8 durch unterschiedliche Wahl des Durchmessers Eh der Kammer 11 das Verhältnis Di: Di leicht variieren. Da dieses Verhältnis für die Garneigenschaften von großer Wichtigkeit ist, kann man also über die Wahl von D₂ die Qualität des Garnes beeinflussen.

Über das aus dem Gehäuse 9 herausragende freie Ende des Einsatzes 27 wird ein ebenfalls auswechselbarer Einsatz 12 geschoben, der innen aufgebohrt ist und die Kammer 11 bildet Seine Wandung enthält eine Reihe von Dampfabzugsöffnungen 25. Das obere Ende des Einsatzes 12 wird durch ein unteres Zentrierorgan

14 zentriert, welches selbst im Gehäuse 9 zentriert ist und mittels Schrauben 13 in einem an das Gehäuse 9 angeschweißten Gehäuse 22 lösbar befestigt ist.

Gehäuse 9 und Einsatz 12 bilden einen inneren Ringraum 21, Gehäuse 9 und Gehäuse 22 einen äußeren Ringraum 23, der einerseits mit einer unteren Dampf abzugsleitung 24 und andererseits über Dampfdurchtrittsöffnungen 10 mit dem inneren Ringraum 21 verbunden ist.

In dem unteren Zentrierorgan 14 werden das Stauchkammerrohr 17 eingesteckt und ein Schutzrohr

18 eingeschraubt Am freien Ende des Schutzrohres 18 wird über einen Bajonettverschluß mit zwei Haltestiften

15 ein oberes Zentrierorgan 16 fest eingesetzt, welches zur Zentrierung des freien Endes des Stauchkammerrohres 17 mit der Stauchkammer 19 dient

Die in F i g. 2 dargestellte Vorrichtung unterscheidet sich von der in F i g. 1 dargestellten dadurch, daß sie eine zweite Dampfabzugsmöglichkeit enthält Zu diesem Zweck sind die freien Enden des Stauchkammerrohres 17 und des Schutzrohres 18 etwas abgeändert worden. Ein Kammereinsatz 31, der selbst im Schutzrohr 18 geführt wird, übernimmt dabei die Zentrierung des Stauchkammerrohres und bildet zusammen mit dem Schutzrohr 18 einen oberen Ringraum 34, der einerseits mit einer oberen Dampfabzugsleitung 32, andererseits über Dampfabzugsöffnungen 33 mit der Stauchkammer

19 verbunden ist. Ein Verschlußorgan 20, welches über einen Bajonettverschluß mittels zweier Haltestifte 15 mit dem Schutzrohr 18 verbunden ist verhindert eine axiale Verschiebung des Kammereinsatzes 31.

Wie aus F i g. 3 ersichtlich, wird das Behandlungsgut, welches in Form eines Fadenbündels 39 vorliegt, von einer Spulle 38 über Kopf abgezogen und gelangt über den Fadenführer 40 und ein Lieferwerk 36, sich in Richtung des Pfeiles A bewegend, in die Stauchkräuselvorrichtumg 35, d. h. in den Fadeneinzugskanal 2.

Dei Dampfstrom, bei B in Pfeilrichtung die Stauchkräuselvorrichtung 35 betretend, gelangt durch die obere Ringkammer 28 und die untere Ringkammer 29 in den Dampfdurchtrittskanal 7, umschließt dort das durch den Fadeneinzugskanal 2 ankommende Fadenbündel und transportiert es durch den Beschleunigungskanal 8 in die Kammer 11. Dort expandiert der Dampf plötzlich, das Fadenbündel öffnet sich unter Volumenvergrößerung. Nachdem Dampfstrom und Fadenbünde! einige Millimeter gemeinsam die Kammer 11 durchlaufen haben, folgen in der Wand des Einsatzes 12 eine Reihe von Dampfabzugsöffnungen 25. Ihre Anzahl ist bei den verschiedenen auswechselbaren Einsätzen 12 unterschiedlich und bestimmt weitestgehend den Anteil der abgezogenen Dampfmenge.

Durch diese Dampfabzugsöffnungen 25 wird der größte Teil des Dampfstromes in den inneren Ringraum 21 und von dort durch die Dampfdurchtrittsöffnungen 10 und den äußeren Ringraum 23 über die untere Dampfabzugsleitung 24 abgezogen. Zu diesem Zweck kann die untere Dampfabzugsleitung 24 mit einer Unterdruckquelle verbunden sein. Der Dampf verläßt die Stauchkräuselvorrichtung in Pfeilrichtung C.

Das geöffnete Fadenbündel bewegt sich aufgrund der ihm von dem Dampfstrom vermittelten hohen kinetisehen Energie in die Stauchkammer 19 und legt sich dort in dreidimensionaler Spirallinie ab. Unter dem Einfluß der Wandreibung wird das Behandlungsgut in der Stauchkammer 19 angestaut dabei gestaucht und in seiner Form fixiert. Die sich aufbauende Fadensäule wird von dem nachfolgend eingeführten Behandlungsgut in Richtung des Pfeiles Daus der Stauchkammer 19 gedrückt.

Falls ein Garn mit sehr geringem Feuchteanteil gewünscht wird, kann der Rest des Dampistromes, welcher das Behandlungsgut auf seinem Weg durch die Stauchkammer 19 begleitet kurz vor dem freien Ende des Stauchkammerrohres 17 durch die Dampf abzugsöffnungen 33, den oberen Ftingraum 34 und die mit einer Unterdruckquelle verbundene obere Dampfabzugsleitung 32 in Richtung des Pfeiles E von dem Behandlungsgut abgezogen werden.

Um ein Garn mit sehr geringem Feuchteanteil zu erhalten, kann man dies auch durch Anschluß einer Heißluftquelle an die Dampfabzugsleitung 32 erreichen (nicht dargestellt). Es wird dann entgegen der Richtung des Pfeiles E Heißluft in die Stauchkammer 19 eingeblasen.

Darüber hinaus kann (nicht dargestellt) in bekannter Weise eine zusätzliche Heizung der Stauchkammer 19 vorgesehen sein.

Das gestauchte und gekräuselte Behandlungsgut 42 kann (F i g. 4) in Kannen 41 abgelegt oder (F i g. 3) über ein Lieferwerk 36 einer Aufspulung 37 zugeführt werden.

Als Transportmittel bietet sich gesättigter Wasserdampf, insbesondere im Betrieb als Abdampf anfallender Sattdampf an. Die Temperaturen bzw. Dampfdrükke Ö2S in die Injektordüse eintretenden Sattdampfes sind nach unten hin durch die Forderung nach einem

fa5 komprimierten, expansionsfähigen Dampf, nach oben hin durch die Forderung begrenzt, daß das Garn durch den Dampf thermisch nicht geschädigt werden darf. Die Dampfeigenschaften (Druck, Temperatur, Sättigungs-

grad) bestimmen die wesentlichen Eigenschaften des gekräuselten Garns (Kräuselbeständigkeit, Bauschigkeit, Anfärbbarkeit u.a.). Bei der Verwendung von Sattdampf erreicht man mit Dampftemperaturen zwischen 120 und 145°C eine Optimierung vieler Garneigenschaften.

Um eine Kondensation des Wasserdampfes an der Kammerwand auszuschließen, kann eine zusätzliche Heizung der Kammer vorgesehen werden. Auch kann die Injektordüse derart beheizt werden, daß der ursprünglich als Sattdampf vorliegende Wasserdampf überhitzt wird. Auch durch diese Maßnahme läßt sich der Feuchteanteil des gekräuselten Garns senken.

Das Verhältnis der Querschnittsfläche des Beschleunigungskanals zur Querschnittsfläche der Dampfabzugsöffnungen liegt vorzugsweise zwischen 1:13 und 1 :60.

Beispiel 1

Zur Herstellung eines Teppichgarns aus Polyamidfäden mit einem Gesamttiter von 3420 den. (3800 dtex) wurde eine Texturiervorrichtung verwendet, die der in Fig.4 dargestellten entsprach, wobei allerdings das eingezeichnete Lieferwerk 36 nicht benutzt wurde. Die Abmessungen der Vorrichtung betrugen:

Durchmesser des Beschleunigungskanals 8 1,5 mm

Innendurchmesser des Einsatzes 12 6,0 mm

Durchmesser der Stauchkammer 19 6,0 mm
Anzahl der Dampfabzugsöffnungen 25

im Einsatz 12 16

Durchmesser der Dampfabzugsöffnungen 25 1,3 mm

Bei einem Wasserdampfdruck von 2 atiii und einer Dampftemperatur von 130⁰C zog die Injektordüse das Fadenbündel unter einer Fadenspannung von 12 g mit 360 m/min ab.

Das in der Kanne 41 gesammelte Material besaß eine spiralige Kräuselung mit 20% Kräuselkontraktion, hohem Volumen und ausgezeichneter Beständigkeit. Aus dem Garn ließen sich nach den üblichen Methoden, z. B. Zwirnen und Tuften, Teppiche herstellen.

Beispiel 2

Zur Herstellung eines Bauschgarns aus einem

Polyamidfadenbündel mit einem Gesamttiter von ca.

3000 den. (3300 dtex) bei einem Einzeltiter von 18 den.

(20 dtex) wurde eine Texturiervorrichtung benutzt, wie sie in F i g. 3 skizziert ist

Die Abmessungen der Vorrichtung betrugen:

Durchmesser des Beschleunigungskanals 8 2,0 mm

Innendurchmesser des Einsatzes 12 6,0 mm

Durchmesser der Stauchkammer 19 6,0 mm
Anzahl der Dampfabzugsöffnungen 25

im Einsatz 12 24

Durchmesser der Dampfabzugsöffnungen 25 1,3 mm

Die Laufgeschwindigkeiten des ersten Lieferwerks betrugen 100 m/min, die des zweiten Lieferwerks 90 m/min, die der Aufspulung 80 m/min. Die Injektordüse wurde mit Wasserdampf (1,7 atü, 125° C) betrieben.
Das hergestellte Bauschgarn zeichnete sich durch sehr hohes Volumen, sehr gute Kräuselbeständigkeit und eine Kräuselkontraktion von 20% aus.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur kontinuierlichen Stauchkräuselung von aus endlosen thermoplastischen Fäden bestehenden Padenbündeln, welche mittels Wasserdampf durch eine Injektordüse in einen engeren Beschleunigungskanal und von dort in einen als Stauchkammer dienenden weiten Kanal geführt, dort in dreidimensionalen Schraubenlinien abgelegt, in ihrer Form fixiert und durch die Kraft des nachfolgend eingeführten Materials durch die Stauchkammer hindurchgedrückt werden, wobei ein Teil des Wasserdampfes nach Eintritt in den weiten Kanal diesen seitlich verläßt, dadurchgekennzeichnet, daß das Fadenbündel und der dieses umschließende Wasserdampf nach Passieren des Beschleunigungskanals, dessen Durchmesser der 2-bis 4,8fachen Dicke des Fadenbündels entspricht, in den weiten Kanal gelangen, dessen Durchmesser der 8- bis 22fachen Dicke des Fadenbündels entspricht, wobei der Wasserdampf plötzlich expandiert und das Fadenbündel sich öffnet, und daß der größte Teil des Wasserdampfes nach Durchlaufen einer Strecke des weilen Kanals, welche dem 0,5- bis 2fachen Durchmesser des weiten Kanals entspricht, durch seitliche öffnungen abgezogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die öffnungen des weiten Kanals 70% bis 90% des Wasserdampfes seitlich abgezogen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,, daß der Rest des Wasserdampfes kurz vor dem freien Ende der Stauchkammer seitlich abgezogen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am freien Ende der Stauchkammer heiße Luft von 100 bis 150⁰C eingeblasen wird.