DE1785344A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Kraeuselung von Garnen od.dgl. - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Kraeuselung von Garnen od.dgl.Info
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Description
Verfahren und Vorrichtung zur Kräuselung von Garnen oder dgl.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung gekräuselter Garne oder dgl. durch Einwirkung eines
erhitzten strömenden Gasmediums auf diese Garne-
Es sind zahlreiche Verfahren bekannt, um die Struktur der im allgemeinen
glatten Fäden aus organischen synthetischen Hochmolekularen zu verändern, beispielsweise das Stauchkammer-, Falschdrall-,
Kerbkräuselungs- oder Kantenziehverfahren. Bekannt sind ferner Verfahren zur Kräuselung von Fäden mit turbulenten Luftströmen.
Diese Verfahren befriedigen jedoch nicht in jeder Hinsicht, sei
es, daß die Produktionsgeschwindigkeiten bei diesen Verfahren nicht ausreichend hoch sind oder sei es, daß diese Verfahren wegen
der dabei verwendeten bewegten mechanischen Elemente zu störanfällig sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Herstellung gekräuselter Garne oder dgl* zu finden* die hohe
Produktionsgeschwindigkeiten beim Kräuseln von Garnen oder dgl., erlauben.
„ 2 «.
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- 2 - O.Z. 25 765 Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein Verfahren
und eine Vorrichtung zur Herstellung gekräuselter Garne oder dgl. zu finden, die einfach und störunanfällig sind.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung gekräuselter
Garne oder dgl. aus synthetischen linearen Hochmolekularen durch Durchführen der Garne oder dgl. durch zwei miteinander
verbundene Behandlungszonen, in denen die Garne oder dgl. der Einwirkung eines erhitzten strömenden Gasmediums ausgesetzt
werden, wobei man das Garn in einer ersten, von einem erhitzten Gasmedium durchströmten Behandlungszone durch ein enges, schwingendes,
einseitig befestigtes Röhrchen führt, das durch das strömende Gasmedium in Schwingung gehalten wird und seinerseits,
das strömende Gasmedium in Schwingungen von zumindest Schallfrequenz versetzt, und das Garn oder dgl. in einer anschließenden
zweiten, rohrförmigen Behandlungszone Schwingungen des erhitzten strömenden Gasmediums aussetzt, die durch Kopplung
der Schwingungen des von der ersten Behandlungszone durch das enge Rohr zur zweiten Behandlungszone strömenden Gasmediums entstehen.
zur Durchführung
. Gegenstand der Erfindung ist weiterhin eine Vorrichtung/des Verfahrens,
bestehend aus mindestens zwei hintereinandergeschalteten rohrförmigen, mit einem strömenden Gasmedium beschickten
Behandlungskammern für das durch diese hindurchgeführte Garn, wobei die erste Behandliiagskammer mit einer Garneintrittsöffnung,
einer ZufühF'bohrtmg für, das strömende Medium und einem* vom
Garnaustrittsende der Kammer her in die Behandlungsitaminer hin-
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einragenden koaxial zur Garneintrittsöffnung angeordneten Garnführüngsrohrchen versehen ist, wobei das Garnführüngsrohrchen
als schwingfähiges System mit einer zur Mittelachse unsymmetrischen Masseverteilung ausgebildet, über das Garnaustrittsende
der ersten Behandlungskammer hinaus verlängert ist, und an seinem aus der ersten Behandlungskammer herausragenden Ende eine
zweite axial verschiebbare rohrförmige Behandlungskammer mit
über die Länge der Kammer verändertem Querschnitt trägt.
Unter Garn oder dgl. gemäß der Erfindung werden endlose Gebilde,
wie Garne, Fadenbündel, Einzelfäden oder auch Bänder, verstanden. Der Titer der Einzelfäden kann beispielsweise zwischen 1 und 20
den betragen. Die Zahl der Einzelfäden in den Fadenbündeln oder Garnen kann beispielsweise zwischen 2 und einigen Tausend liegen.
Die Fäden in den Fadenbündeln oder Garnen können verstreckt
oder teilverstreckt der Kräuselbehandlung zugeführt werden. Es ist weiterhin möglich, Fäden mit rundem oder profiliertem Querschnitt
zu verwenden. Es kann zweckmäßig sein, wenn die Fadenbündel oder Garne einen gewissenVordrall haben, beispielsweise
einen Drall von bis zu 30, insbesondere bis zu 25 Drehungen/m.
Ein solcher Vordrall gibt den Fadenbündeln oder Garnen einen gewissen Zusammenhalt, so daß sich solche Gebilde leichter handhaben lassen.
Als synthetische lineare bzw. praktisch lineare fadenbildende organische Hochmolekulare zur Herstellung der Garne oder dgl. kommen
beispielsweise übliche lineare synthetische hochmolekulare Polyamide mit in der Hauptkette wiederkehrenden Carbonamidgruppen,
'■■"■■ - ' ·—-ι
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lineare synthetische hochmolekulare Polyester mit in der Hauptkette,
wiederkehrenden Estergruppierungen/ fadenbildende Olefinpolymerisate, fadenbildendes Polyacrylnitril bzw. überwiegend
Acrylnitrileinheiten enthaltende fadenbildende Acrylnitrilcopolymerisate
sowie Cellulosederivate, wie Celluloseester in Frage. Geeignete hochmolekulare Verbindungen sind Nylon-6, Nylon-6.6,
Polyathylenterephthalat, lineares Polyäthylen oder isotaktisches Polypropylen mit Grenzviskositäten von 0.8 bis
2.8.
Eine mögliche Durchführungsart des erfindungsgemäßen Verfahrens
sei im Folgenden beschrieben:
Das zu kräuselnde Garn wird von einem Wickelkörper abgenommen und mittels einer üblichen Fördereinrichtung mit konstanter/
einstellbarer Geschwindigkeit der ersten erfindungsgemäßen Be-■ handlungszone zugeführt. Gleichzeitig wird ein erhitztes Gasmedium
in die erste Behandlungszone eingeblasen, das das Garn
in der ersten Behandlungszone durch ein enges, dünnwandiges,
) einseitig befestigtes Röhrchen in und durch eine anschließende
zweite Behandlungszone treibt. Das erhitzte strömende Gasmedium
versetzt durch Ein- bzw. Vorbeiströmen an dem engen, dünnwandigen, einseitig befestigten, vorteilhaft am freien'Ende abgeschrägten
Röhrchen dieses, wie an Schallzungen bei Musikinstrumenten, in Schwingungen und gerät dadurch seinerseits in hörbare Schallschwingungen.
In der zweiten Behandlungszone wird das Garn Schwingungen des erhitzten strömenden Gasmediums ausgesetzt,
die durch Kopplung mit den Schwingungen des Gasmediums in der
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ersten Behandlungszone entstehen. Diese Kopplung erfolgt durch
das von der ersten durch das enge Röhrchen zur zweiten Behandlungszone
strömende Gasmedium. Ein besonderer Schwingungserreger ist in der zweiten Zone nicht erforderlich. Die Intensität
der Schwingungendes Gasmediums ist, gemessen am Ausgang der
zweiten Behandlungszone, deutlich größer als die Intensität der Schwingungen des Gasmediums, wie sie nach Wegnahme der zweiten Behandlungszone für die erste Zone allein gemessen wird..
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens stehen die
Schwingungen des Gasmediums in der zweiten Zone in Resonanz zu Schwingungen des Gasmediums in der ersten Zone. Der Resonanzpunkt
kann durch einfaches Variieren der Länge und Form der zweiten Behandlungszone leicht mittels des Gehörs oder mittels
eines Gerätes, das Schallschwingungsintensitäten mißt, eingestellt
werden.
Die Frequenz der Grundschwingungen des Gasmediums in beiden Zonen
beträgt zweckmäßig 500 bis 10 000 Hz, vorteilhaft 1 000 bis
6 000 Hz. Daneben treten in beiden Zonen Oberschwingungen zu
diesen Grundschwingungen auf, die bis in den Bereich von 20 000
bis 25 000 Hz reichen können. Die Grundschwingung hängt ab von der Länge, Form und der Materialart des fschwingungsfähigen Formelementes
der .ersten Behandlungszone. Sie kann annähernd berechnet werden nach einer von J» P. Den Hartog und G, Mesmer in
"Mechanische Schwingungen", Berlin 1952, Seite 175, Formel 114, angegebenen Beziehung und läßt sich durch einfache Vorversuche
leicht ermitteln.
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Es kann vorteilhaft sein, das von einer Streckvorrichtung kommende,
zu kräuselnde Garn bzw» Fadenbündel über eine Fördereinrichtung unmittelbar den erfindungsgemäßen Behandlungszonen zuzuführen.
Ggf. empfiehlt sich auch eine Reinigung des Garnes bzw. Fadenbündels, beispielsweise durch Hindurchführen durch einen
Schlitzfadenreiniger vor der Kräuselung.
Die Fäden oder dgl. werden mittels des strömenden Gasmediums nach Einführen in die erste Behandlungszone durch beide Zonen hindurchgefördert.
Vorrichtungen zum Abziehen der behandelten Fäden oder dgl. sind nicht erforderlich. Da die Garne oder dgl. beim
Austritt aus der zweiten Behandlungszone jedoch höhere Temperaturen
aufweisen, ist es zweckmäßig, sie erst spannungslos oder unter geringer Spannung abzukühlen und dann aufzuspulen. Eine
Abkühlung auf der Spule würde zu starken Spannungen bei dem aufgespulten
Garn führen. Geeignet ist beispielsweise eine Kühlvorrichtung gemäß Figur 6, bei der das Garn 24 zwischen einer Transportwalze
25 und einer durch ein Kühlmittel 9 gekühlten Kühlmanschette 26 gekühlt wird. Damit das Garn zuverlässig von der rotierenden
Transportwalze mitgenommen wird, hat die Transportwalze eine präparierte Oberfläche, beispielsweise einen Samtbelag. Die
Oberfläche der Kühlmanschette besteht aus poliertem Metall. Anschließend
kann das Garn einem Auf spul aggregi IO zigeführt werden.
Als Gasmedien, die gemäß der Erfindung verwendet werden können,
eignen sich beispielsweise Stickstoff, Kohlendioxid, Wasserdampf und insbesondere, aus wirtschaftliehen Gründen, Luft, Ggf. empfiehlt
sich die Filterung der Gasmedien, um evtl. feste Partikel zu ent-
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fernen. Überraschend war* daß die Luft bei den verwendeten, zum
Teil recht hohen Temperaturen keine Vergilbung der Garne oder
dgl. bewirkt.
Um den Garnen oder dgl. eine bleibende Kräuselung zu verleihen,
ist es erforderlich, daß sie sich während der Behandlung durch das schwingende Gasmedium in plastischem Zustand befinden, ohne
daß natürlich ein Verkleben der Garne oder dgl. erfolgt. Das Plast-ischmachen der Garne wird dadurch erreicht, daß sie der
Einwirkung eines erhitzten Gasmediums ausgesetzt werden. Die
erforderlichen Temperaturen des Gasmediums können in weiten Grenzen schwanken. Ein Temperaturbereich von 80 bis 550 ° C
hat sich insgesamt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren als zweckmäßig erwiesen. Die erforderlichen Temperaturen hängen ab
von den Schmelz- bzw. Plastifizierungstemperaturen der fadenbildenden Materialien, von der Zeit, in der die Gasmedien auf
die Garne oder dgl; einwirken können, von einer evtl. Vorerwärmung der Garne sowie von der Dicke der Garne oder dgl. Die
Temperaturen des Gasmediüms können durchaus über dem Schmelzbzw. Zersetzungspunkt der verwendeten fadenbildenden Materialien
liegen, besonders dann, wenn die Garne oder dgl. mit hoher Geschwindigkeit, d. h. kleiner Verweilzeit, durch die Behandlungszonen
geführt werden.
Wird das Fadenbündel mit relativ geringer Geschwindigkeit in die ·
erste Behandlungszone eingeführt, beispielsweise mit 50 - 150
m/min, so ist es zweckmäßig, eine Temperatur für das Gasmedium zu
wählen, die wenig oberhalb des Plastifizierungsbereiches der ver-
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wendeten hochmolekularen Materialien liegen. Diese Plastifizierungsbereiche
liegen beispielsweise für lineares Polyäthylen bei 80-900C,. für Polypropylen bei 80 - 120 ° C, für Nylon-6.6
bei 210 - 240 0C, für Nylon-6 bei 165 - 1900C, für Polyacrylnitril
bei 215 - 255 ° C und für Polyäthylenterephthalat bei 190 - 230 ° C. Wird das Fadenbündel mit höheren Geschwindigkeiten
in die erste Behandlungszone eingeführt, so werden wegen der
kürzeren Verweilzeiten des Fadenbündels in den Zonen steigende Temperaturen der Gasmedien erforderlich. Für Fadenbündel aus
Nylon-6 mit dem Gesamttiter 4 400 aus 268 Einzelfäden beispielsweise empfiehlt sich bei einer Fadeneinführungsgeschwindigkeit
von etwa 8OO m/min eine Temperatur von 350 - 430 °*C für das
Gasmedium, bei einer Fadeneinführungsgeschwindigkeit von 1 200 m/min eine Temperatur von 470 - 520 ° C. Die obere Grenze der
Temperatur des verwendeten Gasmediums liegt bei etwa 550 ° C. Die optimalen Temperaturen für jede Garnsorte lassen sich durch
einfache Vorversuche ohne weiteres ermitteln.
Um die für eine bleibende Verformung des Fadenbündels erforderliche
Temperatur des Gasmediums abzusenken, kann es natürlich vorteilhaft sein, das Fadenbündel vorzuwärmen. Oft ist es zweckmäßig,
die bei 120 - 160 ° C verstreckten, noch heißen Garne oder Fadenbündel in die erfindungsgemäßen Behandlüngszönen einzuführen.
Es ist natürlich auch möglich, das Garn vor dem Eintritt in die erfindungsgemäßen Behandlungszoneη über übliche Heizvorrichtungen,
wie geheizte Galetten oder Platten, zu führen.
-Q-
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Die Geschwindigkeit des strömenden Gasmediums wird im wesentlichen
durch den Druck, mit dem das Gasmedium in die verwendeten Vorrichtungen eingeführt wird/ und durch die Abmessungen der
Vorrichtungen bestimmt. Es haben sich Eingangsdrucke von 3 bis
atü, insbesondere von 4 bis 6 atü, als zweckmäßig erwiesen.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignet sich
besonders eine Vorrichtung, bestehend aus mindestens zwei hintereinandergesehalteten
rohrförmigen; mit einem strömenden Medium besehickten Behandlungskammemfür das durch diese hindurchgeführte
Garn, wobei die erste Behandlungskammer mit einer Garneintrittsöffnung, einer Zuführbohrung für das strömende Medium
und einem vom Garnaustrittsende der Kammer her in die Behandlungskammer
hineinragenden koaxial zur Garneintrittsöffnung angeordneten Garnführungsröhrchen verseaeii ist, bei der
erfindungsgemäß das Garnführungsröhrchen als schwingfähiges System mit einer zur Mittelachse unsymmetrischen Masseverteilung
ausgebildet, über das Garnäustrittsende äsv ersten Behandlungskammer hinaus verlängert ist, und an seinem aus der ersten Behandlungskammer herausragenden Ende eine zweite koaxial aufgeschobene,
axial verschiebbare rohrförmige Behandlungskammer mit über die Länge der Kammer verändertem Querschnitt tragt.. Die Querschnittsveränderung
kann beispielsweise aus sprunghaften Querschnittserweiterungen oder aus die Wandung der Kammer radial
durchdringenden Längsschlitzen bestehen. Die unsymmetrische Masseverteilung
des Garnführungsröhrehens kann beispielsweise durch
Abschrägung des In die erste Behandlungskammer hineinragenden Endes erzielt werden. Die beiden rohrförmigen Behandlungskammern
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sind zwar vorzugsweise koaxial zueinander angeordnet, doch ist auch eine Anordnung im Winkel möglich,^beispielsweise, wenn das
die beiden Behandlungskammern verbindende Garnführungsröhrchen
abgebogen ist.
Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in
der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt, anhand deren das rerfindungsgemäße Verfahren im Folgenden
näher beschrieben ist»
Figur 1 stellt einen Längsschnitt durch die beiden hintereinandergeschalteten
Garnbehandlungskammern dar.
Figur 2 zeigt eine Ansicht der in Figur 1 dargestellten zweiten
Behandlungskammer in Richtung A.
Die Figuren 3 bis 5 stellen besondere Ausführungsformen der zwei
ten Behandlungskammer dar»
Gemäß Figur 1 besteht eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung im wesentlichen aus den beiden Behandlungskammern und l6, die hintereinandergeschaltet und miteinander verbunden
sind. Die erste Behandlungskammer 15 weist eine zylindrisch ausgebildete Hülse 3 auf, die an ihrem einen Ende mit der Platte 2
und am anderen Ende mit der Scheibe 6 verschlossen ist. Die Platte 2 ist mit Schrauben 7 an der Hülse 3 befestigt. In die
Platte 2 ist eine Sehraube 1 eingesetzt, die mit einer koaxial zur Achse der Hülse 3 ausgerichteten Garneintrittsöffnung 17 für
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die Einspeisung des Games 24 in die Behandlungskammer 15 versehen
ist. An dem in die Hülse 3 hineinragenden Ende der Schraube
1 ist die Garneintrittsöffnung in Form einer konischen Erweiterung
18 ausgebildet. Mit der am anderen Ende der Hülse 3 angeordneten
Scheibe 6 ist ein diese Scheibe 6 durchdringendes Garnführung sröhr ehe η 4 fest verbunden, das wiederum koaxial zur
Garneintrittsöffnung 17 ausgerichtet ist und bis in die konische Erweiterung 18 der Garneintrittsöffnung 17 hineinreicht.
Die Scheibe 6 ist durch Schrauben 8 an der Hülse 3 befestigt. An dem aus der Behandlungskammer 15 herausragenden Ende des
Garnführungsröhrchens 4 ist die zweite Behandlungskammer 16 angeordnet. Diese besteht gemäß Figur 1 aus einem zylindrischen
Rohr 11, das koaxial auf das Garnfuhrungsröhrchen 4 aufgeschoben
ist und auf diesem mittels der Feststellschraube 12 fixiert werden
kann. Das Rohr 11 ist an dem über das Garnführungsröhrchen
4 hinausragenden Ende mit die Rohrwandung radial durchsetzenden
Schlitzen 19 versehen (siehe auch Figur 2). Die Zahl der Schlitze kann 2 betragen, doch steigt der Kräuseleffekt mit der Zahl der
Schlitze. 4 bis 18 Schlitze haben sich als günstig erwiesen.
Die Sehlitzbreite beträgt zweckmäßig 0.3 bis 1, vorzugsweise
0.4 bis 0.6 mm. Um die Länge der Schlitze variieren zu können,
kann über das Rohr 11 eine zylindrisch ausgebildete Hülse 13
geschoben und mittels der Schraube 14 auf dem Rohr 11 fixiert
werden. Die Länge des aus der Behandlungskammer 15 herausragenden Garnführungsröhrchens 4 wird zweckmäßig kurz gehalten.
Das zur Behandlung des durch die beiden KammernlS und 16 hindurchgeführten
Garnes~~öeKö4igte_^asförmige Medium wird der Kammer 15
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- 12 - O.Z. 25 765
über den Stutzen 5 zugeführt. Die Durchmesser der Garneintritts-.öffnung
17 und des Garnführungsröhrchens 4 sind so aufeinander abgestimmt, daß der größere Teil des gasförmigen Mediums in das
Garnführungsröhrchen eintritt und das über die Garneintrittsöffnung 17 zugeführte Garn durch das Garnführungsröhrchen 4 und
die Behandlungskammer ΐβ treibt. Falls erforderlich, kann sich
an die Schraube 1 auf der Garneintrittsseite ein koaxial zur Garneintrittsöffnung ausgerichtetes Röhrchen anschließen, durch
das das Garn geführt wird, um mit Hilfe des durch die Garneintrittsöffnung
austretenden Anteils des gasförmigen Mediums eine Vorerwärmung des Garnes zu erzielen. Die Länge dieses Röhrchens
ist zweckmäßig von der Größenordnung der Länge der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung.
In den Figuren 3 bis 5 sind besondere AusfUhrungsformen der
zweiten Behandlungskammer 16 dargestellt. Figur 3 zeigt eine solche rohrförmige Behandlungskammer mit senkrecht zur Achse
der Behandlungskammer verlaufenden, die Wandung radial durchdringenden
Schlitzen 20, während in Figur 4 schräg zur Kammer-'
achse verlaufende Schlitze 21 vorgesehen sind. Figur 5 stellt einen Teillängsschnitt einer aus zwei Behandlungskammer bestehenden
Vorrichtung dar und zeigt eine weitere,auf das Garnführungsröhrchen
4 aufgeschobene zweite rohrförmige Behandlungskammer l6, die mit einer sprunghaften Querschnittserweiterung
22 versehen ist. Austrittsseitlg ist die Behändlungskammer noch
zusätzlich mit einer konisch verlaufenden Erweiterung 23 versehen. -
209808/16 03,
ν ^ ■ - ■■■..■ ■■■.-■■.
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' Um die Schwingungen des Gasmediums in der zweiten Behandlungszone in Resonanz zu den Schwingungen in der ersten Zone zu brin-,
gen, wird zunächst das Rohr 11 ohne die Hülse 13 auf dem Garnführungsröhreheη
4 verschoben, bis der Resonanzpunkt annähernd erreicht ist. Das ist im ellgemeinen dann der Fall, wenn beim
Aufschieben der Hülse 11 auf das Garnführungsröhrchen 4 dieses .mit seinem Ende im Innern der Hülse 11 noch einige Millimeter
vom Anfang der Schlitze 19 entfernt ist. Durch Aufsetzen der
Hülse 13 und Variieren der Schlitzlänge durch Verschieben der Hülse kann eine Feineinstellung des Resonanzpunktes erfolgen.
Bei Verwendung einer Behandlungskammer 16 gemäß Figur 5ist
der Resonanzpunkt dann erreicht, wenn das Ende des Garnführungsröhrchens
4 im Innern der Behandlungskammer 16 beim Aufschieben
noch einige Millimeter von der ersten sprunghaften Erweiterung entfernt ist.
Das Verhältnis der lichten Weite des Garnführungsröhrchens 4
zu der lichten Weite der Garneintrittsöffnung 17 beträgt zweckmäßig
1,4 bis 2,5 zu 1, vorteilhaft 1,5 bis 2,0 zu 1. Die Abmessungen
selbst richten sich nach der Dicke des oder der zu kräuselnden Garne oder Fadenbündel. Im allgemeinen ist es
zweckmäßig, die lichten Weiten nicht größer als für den Garntransport nötig zu wählen, um den Verbrauch des Gasmediums niedrig zu halten. So beträgt die Weite der Garneintrittsöffnung
17 für das Garn vom Gesamttiter 3 600 den zweckmäßig 1.2 mm.
Die Gesamtabmessungen der erfindungsgemäßen Vorrichtungen gemäß
Figur 1 sind verhältnismäßig klein; sie liegen im allgemeinen
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" - 14 - O.Z. 25 765 im Dezimeterbereich, zweckmäßig zwischen 10 und 30 cm.
Als Materialien zur Herstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung eignen sich gut Metalle oder Metallegierungen, insbesondere
solche, die bei den hohen Temperatur gegenüber Korrosion durch
Sauerstoff beständig sind, wie korrosionsfeste Chrom-Nickel-Stähle oder Messing.
Für das dünnwandige schwing- bzw. vibrationsfähige Garnführungsröhrchen
4 sind oxydationsbeständige metallische Werkstoffe mit großer Dauerwechselfestigkeit auch bei hohen Temperaturen, wie
beispielsweise reines Nickel, Nickel-Chrom- oder Nickel-Chrom-Eisen-Legierungen,
gegebenenfalls mit die Dauerschwingfestigkeit erhöhenden Elementen,wie Molybdän, Vanadium u. a.,gut
geeignet.
Die erfindungsgemäß behandelten Garne oder dgl. zeichnen sich
durch Elastizität, große Bauschigkeit und Voluminosität aus. Eine besondere Aufschlüsselung der Einzelfäden in den gekräuselten
Garnen oder Padenbündeln ist nicht erforderlich. Die Einzelfäden im Garn oder Fadenbündel zeigen eine wellenförmige Struktur
mit in der Richtung wechselnden Ausbuchtungen. Man kann von einem dreidimensional gekräuselten Garn oder dgl. sprechen. Aufgrund
der wellenförmigen fixierten Struktur sind die erfindungsgemäß gekräuselten Garne oder dgl. elastisch bei Zugbeanspruchung,
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' - 15 - O.ζ. 25 765
Die große Bauschigkeit und Fülligkeit der Garne oder dgl. verleiht
beispielsweise Geweben, die aus solchen Garnen oder dgl. hergestellt werden, eine besonders hohe Deckkraft und einen
warmen angenehmen Griff. Werden die erfindungsgemäß behandelten Garne oder dgl. beispielsweise zu Teppichen verarbeitet,
so zeigt der Flor der Teppiche eine ausgezeichnete Standfestigkeit.
Die erfindungsgemäß gekräuselten Garne oder dgl. lassen sich im Vergleich zu unbehandelten deutlich besser anfärben.
Die erfindungsgemäß gekräuselten Garne weisen einen guten
Blooming-Effekt auf, d. h. sie lassen sich durch eine Behandlung
unter Wärme und unter Spannung fast entkräuseln, so daß sie gut verarbeitet, z. B. getuftet, werden können, und gewinnen ihre Kräuselung durch Behandlung mit heißem Wasser, wie
beim Färben, praktisch wieder zurück.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung zeichnen sich durch große Einfachheit aus und sind deshalb außerordentlich unempfindlich
gegen Störungen. Hervorzuheben sind die geringen Abmessungen der erfindungsgemäßen Vorrichtungen. Da bei dem
erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der Vorrichtung keine komplizierten mechanischen Teile bewegt werden, treten hier die sonst
bei Kräuselvorrichtungen mit mechanisch bewegten Teilen, beson-•ders bei hohen Produktionsgeschwindigkeiten beobachtbaren Mängel
nicht auf. Das schwingende MetallrÖhrchen der erfindungsgemäßen
Vorrichtung in der ersten Behändlungsζone kann selbst während
längerer Zeiten seine Funktion erfüllen, ohne Ermüdungserscheinungen
zu zeigen. Die Investitions- und Betriebskosten sind niedrig.
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Von herausragendem Vorteil sind die Geschwindigkeiten, mit denen die Fäden oder dgl. gekräuselt werden können. Selbst bei Austrittsgeschwindigkeiten
von 1 200 m/min und Geschwindigkeiten darüber der Fäden oder dgl. aus der zweiten Behandlungszone werden
gute Kräuselergebnisse erhalten. Von ganz besonderem Vorteil ist, daß diese hohen Geschwindigkeiten auch über längere
Zeit eingehalten werden können. Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Fadenbündel oder Garne mit sehr vielen Einzelfäden
oder hohem Gesamttiter gekräuselt werden können, ergibt sich in Verbindung mit den hohen Kräuselgeschwindigkeiten eine hohe
Kräuselkapazität. Das Verfahren ist sehr wirtschaftliph.
Ein Polyamid-6-Garn vom Gesamttiter 1 100 den, das aus 67 Einzelfäden
besteht und einen Vordrall von 6 Drehungen/m hat, wird von einem Wickelkörper abgenommen und mittels eines Zulieferwerkes
mit einer Geschwindigkeit von 800 m/min der in Figur 1 gezeigten Kräuselvorrichtung zugeführt. Das Garn wird durch die Garneintrittsöffnung
17 in die Behandlungskammer 15, durch das Garnführungsröhrchen 4 und durch die Behandlungskammer 1-6 geführt. Die
Garneintrittsöffnung 17 hat eine Höhte Weite von 1.1 mm und einen öffnungswinkel ß von J>0 °. Das Garnführungsröhrchen 4 hat
eine lichte Weite von 2,0 mm, einen Außendurchmesser von 3*0 mm, eine Länge von 5*9 mm und am freien Ende in der Kammer 15 eine Abschrägung
von JO °. Das Garnführungsröhrchen 4 hat auf der der Bezugewandten
Seite
handlungskammer l6/nach Scheibe 6 eine Länge von 45 mm, einen Außendurchmesser von 3,0 mm und eine lichte Weite von 2,0 mm.
handlungskammer l6/nach Scheibe 6 eine Länge von 45 mm, einen Außendurchmesser von 3,0 mm und eine lichte Weite von 2,0 mm.
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- 17 - O.Z. 25 765
Durch den Stutzen 5 mit der engsten Weite von 6.5 nun wird Luft
der Temperatur 430 ° C mit einem Druclc von 4,75 atü in die Behandlungskammer
15 eingeblasen, was einen Luftverbrauch von
♦ 6.5 NmVh ergibt. Die strömende Luft besorgt den Transport
des Garnes durch das Garnführungsröhrehen in und durch die Behandlungskammer l6. Die strömende Luft wird durch das Vorbeis.trömen
am GarnfUhrungsröhrchen 4 in der Kammer 15 in Schwingung
versetzt. Eine Messung der Schwingungsfrequenz ergibt eine
Grundfrequenz von ca. 3 OGO Hz. Die untere Grenze des Luftdrukkes,
bei der noch Schwingungen erzeugt werden können, -liegt bei etwa 3 atü. Das die Behandlungskammer l6 bildende zylindrische
Rohr 11 mit einem äußeren Durchmesser von 10 mm und der Länge von 70 mm weist 16 die Rohrwandung am Umfang durchsetzende
Schlitze 19 der Länge 45 mm und der Breite 0.5 mm auf.
Durch'Verschieben des Rohres 11 und Variieren der Schlitzlänge
mittels der Hülse 13 wird leicht der Punkt gefunden, bei dem
die Luft in der Behandlungskammer 16 in Resonanz zu den Schwingungen
in der Behandlungskammer 15 schwingt; das Garnführungsröhrchen
4 ragt dann mit j5Ö mm. in das Rohr 11 und die Länge
der offenen Sehlitze liegt dann bei 30 mm. Die gesamte Kräuselvorrichtung
hat dann eine Länge von etwa l80 mm. Eine Messung der Schwingungsfrequenz ergibt die werte, wie sie für die erste
Kammer 15 gefunden werden, doch mit wesentlich höherer Intensität
. Das durch die Vorrichtung gemäß Figur 1 geführte Garn hat
dann besonders gute Kräuseleigenschaften, wenn die Schwingungen der Luft in der Kammer 16 in Resonanz zu denen in der Kamme/r. .15
stehen. Das mit der Luft aus der Kammer 16 herausgetriebene Garn ist derart stark gekräuselt, daß es auf das Fünffache seiner Länge
-IS-
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ausgezogen werden kann. Das Garn wird über eine Kühltrommel gemäß Figur 6 geführt und anschließend mit einer Zugkraft von 120
g aufgespult. ■ .
Das gekräuselte Garn hat folgende Eigenschaften:
Ein Maß für den Texturiereffekt ist die sogenannte "Einkräuselung".
Darunter ist folgender Wert zu verstehen, der in Prozent ausgedrückt wird. Belastet man einen gekräuselten Faden
mit einem Gewicht von 0,002 g/den, so dehnt er sich auf
die Länge 1 aus. Belastet man den Faden mit 0,2 g/den, so dehnt er sich um die Länge L aus. Unter Einkräuselung wird
nun folgender Wert verstanden: -
x 100 =
Die Einkräuselung der erfindungsgemäß gekräuselten Garne beträgt
nach Lagerung in Wasser von 60 ° C 19 %* Die Einzelfäden im
Garn haben im Durchschnitt 100 Bögen auf 100 mm. Die Reißfestig-
f keit beträgt 3,44 g/den, die Bruchdehnung beträgt 69 %. Der
Restkochschrumpf beträgt 2.8 %.
Zur Bestimmung des Blooming-Effektes werden 3 Messungen der Einkräuselung
des Garnes durchgeführt:
a) sofort nach Abnahme von der Spule,
b) nach Entspannung einer Probe von 24 Std. bei Normalklima,
c) nach 5-rnln. Kochen einer Probe in Wasser.
209808/15 03
- 19 - O.Z. 25 765
Die Werte liegen für a) bei 4.9 ^, für b) bei 7,0 % und für c)
bei 25 %. Niedere und vergleichbare Werte für a) und b) sowie
ein relativ hoher Wert für c) sind charakteristisch für einen guten Blooming-Effekt.
Wird an der in Beispiel 1 beschriebenen Vorrichtung vor der Garneintrittsöffnung
17 ein metallisches Röhrchen der lichten Weite 1,1 mm und der Länge 150 mm koaxial angebracht, so erniedrigt
sich bei sonst gleicher Durchführung des Beispiels 1 die erforderliehe
Temperatur der durch den Stutzen 5 eingeblasenen Luft
auf 330 0C.
- 20
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Claims (6)
1) Verfahren zur Herstellung gekräuselter Garne oder dgl. aus
synthetischen linearen Hochmolekularen durch Durchführen der Garne oder dgl. durch .zwei miteinander verbundene Behandlungszonen, in denen die Gerne oder dgl. der Einwirkung eines erhitzten
strömenden Gasmediums ausgesetzt werden, dadurch gekennzelehnet, daß man das Garn in einer ersten, von einem
erhitzen Gasmedium durchströmten Behandlungszone durch ein enges, schwingendes, einseitig befestigtes Röhrchen führt,
das durch das strömende Gasmedium in Schwingung gehalten wird und seinerseits das strömende Gasmedium in Schwingungen
von zumindest Schallfrequenz versetzt, und das Garn oder dgl. in einer anschließenden zweiten, rohrförmigen Behandlungszone
Schwingungen des erhitzten strömenden Gasmediums aussetzt, die durch Kopplung der Schwingungen des von der
ersten Behandlungszone durch das enge Rohr zur zweiten Behandlungszone
strömenden Gasmediums entstehen.
2) Verfahren zur Herstellung gekräuselter Garne oder dgl. gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Garne oder
dgl. in der zweiten Behandlungszone Schwingungen des erhitzten
strömenden Gasmediums aussetzt, die in Resonanz zu Schwingungen des Gasmediums in der ersten Behandlungszone
stehen.
3) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, bestehend aus mindestens zwei hintereinandergeschalteten
- 21 -
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rohrförmigen, mit einem strömenden Gasmedium beschickten Behandlung skammer η für das durch diese hindurchgeführte Garn,
wobei die erste Behandlungskammer mit einer Garneintrittsöffnung,
einer Zuführbohrung für das strömende Medium und einem vom Garnaustrittsende der Kammer her in die Behandlungskammer hineinragenden koaxial zur Garneintrittsöffnung angeordneten
Garnführungsröhrchen versehen ist, dadurch gekennzeichnet,
daß das Garnführungsröhrchen als schwingfähiges System mit einer zur Mittelachse unsymmetrischen Masseverteilung
ausgebildet, über das Garnaustrittsende der ersten Behandlungszone hinaus verlängert ist, und an seinem aus
der ersten Behandlungskammer herausragenden Ende eine zweite
axial verschiebbare rohrförmige Behandlungskammer mit über die Länge der Kammer verändertem Querschnitt trägt.
4) Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die zweite rohrförmige Behandlungskammer koaxial zur. ersten
rohrförmigen Behandlungskammer angeordnet ist.
5) Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die zweite rohrförmige Behandlungskammer zum Fadenaustrittsende
hin mit sprunghaften Querschnittserweiterungen versehen ist.
6) Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeic'hnet, daß
die zweite rohrförmige Behandlungskammer mit die Wandung radial durchdringenden Längssehlitzen versehen ist.
- 22 -
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T) Vorrichtung gemäß Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß
das Garnführungsröhrchen an dem in die erste Behandlungskammer hineinragenden Ende abgeschrägt ist.
Badisehe Anilin- & Soda-Fabrik AG
ft${ Jk
Zeichn.
2098087150-3
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