DE2167005A1

DE2167005A1 - Verfahren und vorrichtung zum kraeuseln von garn

Info

Publication number: DE2167005A1
Application number: DE19712167005
Authority: DE
Inventors: Richard Cecil Newton
Original assignee: Phillips Petroleum Co
Current assignee: Phillips Petroleum Co
Priority date: 1971-04-12
Filing date: 1971-11-05
Publication date: 1977-06-16
Also published as: US3778872A; DE2167005C3; DE2167005B2

Description

Dr. F. Zumstein sen. - Dr. E. Assmann - Dr. R, Koenigsb»5rger Dipl.-Phys. R. Holzbauer - Dipl.-Ing. F. Klingseisen - Dr. F. Zumstein jun.

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Phillips Petroleum Company, Bartlesville, OkI.

Verfahren und Vorrichtung zum Kräuseln von Garn.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kräuseln von G-arn.

Kunstfasern werden gewöhnlich dadurch hergestellt, daß geschmolzenes Polymer durch eine Spinndüse gepreßt wird. Um Garn herzustellen, das annähernd die gleichen Eigenschaften wie Wolle oder andere Naturfasern aufweist, wird gewöhnlich die durch die Spinndüse gepreßte Paser einem Kräuselungsverfahren unterworfen. Dieses kann durch verschiedene "bekannte Behandlungsweisen erreicht werden, wie durch das Stopfbüchenkräuseln, das Versehen mit Falschdrall und das Pluidstrahlkräuseln. Eine "besonders wirkungs-

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volle Behandlungsweise enthält ein Kontaktieren der Faser mit einem Fluidstrom hoher Geschwindigkeit in einer Turbulenzzone bei einer erhöhten Temperatur. Die an die Paser weitergegebene Turbulenz erzeugt eine Kräuselung, die der Faser ein texturiertes Aussehen verleiht. Während eine solche Behandlungsweise wirkungsvoll ist, um eine Paser mit einer Kräuselung zu versehen, stößt es oft auf Schwierigkeiten, das Material aus der Turbulenzζone und das Pluid von der gekräuselten Paser zu entfernen. Obwohl verschiedene Typen von Entfernungsvorrichtungen bekannt sind, besteht die Notwendigkeit, eine wirkungsvollere Methode zu finden, um das Garn aus der Fluidkräuselungszone zu entfernen.

Erfindungsgemäß wird das gekräuselte Garn von einer Fluidkräuselungszone durch eine langgestreckte erste Kammer geführt, die eine Tielzahl von Einzelteilen, wie z.B. Ballen, aufweist. Das gekräuselte Garn bildet einen langgestreckten Pfropfen aus Garn, der von den aufgestapelten Teilen umgeben ist. Diese Teile üben eine Kraft auf die Seiten des Pfropfens aus, um den Pfropfen auf eine im wesentlichen zylindrische oder ovale Gestalt zu beschränken. Das in die Turbulenzzone eingeleitete Pluid kann durch die Zwischenräume zwischen den Einzelteilen abströmen. Das resultierende, gekräuselte Garn kann dann vom oberen Ende des Pfropfens abgezogen werden, wenn er aus der Entfernungskammer auftaucht.

Erfindungsgemäß wird das gekräuselte Garn dadurch vom Pfropfen entfernt, daß der Garnpfropfen in eine langgestreckte Leitung geführt wird, ein Fluidstrom durch diese Leitung dem Garn entgegen geleitet wird, wobei ein Teil dieses Fluidstromes von der Leitung an einem dazwischen liegenden Punkt abgeleitet wird, und das gekräuselte Garn von dem Pfropfen in der Nähe dieses dazwischen liegenden Punktes abgezogen wird

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Eine beispielsweise Ausführungsform nach der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine vertikale Teilschnittansicht einer Ausführungsform nach der Erfindung und

Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht längs der Linie XIII-XIII in Fig. 1.

Die Fig. 1 und 2 zeigen ein Gehäuse 11 mit einer hohlen Nadel 12, die darin angeordnet ist. Eine Leitung 17 steht mit dem Gehäuse 11 zum Einleiten eines Fluides, wie Dampf oder Luft bei einer erhöhten Temperatur, in Verbindung. Eine Röhre 14 ist am Gehäuse 11 z.B. durch Schweißen befestigt, so daß. die ; öffnung darin eine Verlängerung des Durchgangs durch die j Nadel 12 bildet. Das Einlaßende der Röhre 14 ist abgeschrägt, ι um ein Auflager 14a nahe dem Ende der Nadel 12 zu schaffen. ι Der Winkel des Auflagers 14a kann der gleiche wie der Winkel j des abgeschrägten Endes der Nadel 12 sein, was aber nicht notwendig ist.

Eine hohle Kammer 18 ist so an der Röhre 14 befestigt, daß sie den oberen Teil der Röhre umschließt. Eine große Anzahl von | relativ kleinen Bällen 19a und 19b sind in der Kammer 18, wie I im Vorhergehenden beschrieben, angeordnet. Ein Zylinder 60 um- i schließt die Röhre 14 in der Kammer 18 und erstreckt sich nach oben über die Röhre, um eine Zone 61 starker Turbulenz zu bilden. Vier Stäbe 62 umgeben den Zylinder 60 und erstrecken sich nach oben durch die Kammer 18. Diese Stäbe sind um 90° gegeneinander versetzt.

Beim Betrieb der erläuterten Vorrichtung werden eine oder mehrere Fasern 20a durch das Innere der Nadel 12 in die Röhre eingeführt. Das Fluid wird durch die Leitung 17 eingeleitet und fließt nach oben durch die Röhre 14 in die Zone 61. Die Geschwindigkeit des eingeleiteten Fluids ist ausreichend hoch, um die gewünschte Turbulenz im Durchgang, der durch die Zone

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bestimmt ist, zu erzeugen. Diese Turbulenz verleiht den Fasern eine Kräuselung, so daß gekräuseltes Garn 20b erzeugt wird. Das Garn wandert nach oben, um einen langgestreckten, für gewöhnlich zylindrischen Pfropfen 20c im Gebiet zwischen den Stäben 62 zu bilden. In diesem Gebiet wird der Pfropfen durch die Bälle 19a und 19b angegriffen. Beim Durchgang durch die Kammer 18 wird das Garn gekühlt, so daß ihm eine beständige Kräuselung, wie im Vorhergehenden beschrieben, verliehen wird. Das resultierende, gekräuselte Garn 21d wird durch eine Abzugsvorrichtung 22 abgezogen.

Die Stäbe 62 begrenzen den Garnpfropfen auf eine, im allge-Imeinen zylindrische Gestalt und dienen dazu, den Pfropfen jnach oben durch den zentralen Teil der Kammer 18 zu führen. I Die Bälle 19a und 19b liefern einen ausreichenden Druck, um das Garn in der Form eines Zylinders für einen Zeitabschnitt zu halten, der ausreichend ist, das Garn zu kühlen, um ihm eine beständige Kräuselung zu verleihen. Im allgemeinen sollte die Stapelhöhe der Bälle um wenigstens einen Durchmesser der Bälle 19a unter dem oberen Ende der Stäbe 62 liegen.

Es ist wichtig, daß die Stäbe 62 einen genügenden Abstand voneinander haben, so daß die Bälle 19a und 19b sich frei zwischen ihnen bewegen können, um einen Druck auf den Garnpfropfen auszuüben. Während vier Stäbe als ausreichend befunden worden sind, den Pfropfen zu halten, können, wenn gewünscht, auch mehr Stäbe verwandt werden. Bei manchen Arbeiten liefern drei Stäbe, um 120° gegeneinander versetzt, die erwünschte Stützung des Pfropfens. Die Stäbe 62 hindern den Garnpfropfen daran, zusammenzufallen oder sich unter die Fläche der Bälle zu biegen, und bilden dadurch eine wirkungsvollere Kräuselvorrichtung.

Die Fig. 1 stellt weiter ein System zum Abziehen des gekräuselten Garns vom Garnpfropfen, der bei der Kräuselung erzeugt wurde,¹ dar. Dieses wird dadurch erreicht, daß der Garnpfropfen in ein Einlaßende einer langgestreckten Röhre eingeführt wird, die mit

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einer oder mehreren öffnungen versehen ist, die zwischen ihren Enden liegen. Ein Fluid wird durch die Röhre auf das Einlaßende hin geleitet, wobei eine große Menge des Fluids durch die öffnungen abgeleitet wird. Das Fluid übt so eine Verzögerungskraft aus, die dazu führt, das Aufbrechen des Garnpfropfens zu verhindern, bis das Garn gekühlt worden ist. Das gekühlte Garn wird vom Auslaßende der Röhre abgezogen. Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird das Fluid durch die Röhre während des Anfahrvorgangs in Richtung des Garnabzugs geleitet.

Eine langgestreckte Röhre 70 ist über der Kammer 18 angeordnet. Sie weist einen, im allgemeinen senkrechten Einlaßteil 70a und einen im allgemeinen waagerechten Auslaßteil 70b auf. Das untere Ende des Teils 70a kann mit einem erweiterten Einlaß 70c versehen sein, der über den Stäben 62 angeordnet ist, so daß der Garnpfropfen 20c sich nach oben in die Röhre bewegt. Der Durchmesser der Röhre 70 ist vorzugsweise etwas größer als der-Durchmesser des Garnpfropfens, der in die Röhre eintritt, so"daß der Pfropfen sich frei durch die Röhre bewegen kann. Der Röhrenteil 70 ist mit einer Vielzahl von Schlitzen 78 versehen. Das Garn wird durch das Ende des Röhrenteils 70b diu ,a ein** geeignete Abzugsvorrichtung 22 abgezogen und gelangt zu einer Aufb ewahrung.

Eine Leitung 77 steht mindern Röhrenteil 70b in einer solchen Richtung in Verbindung, daß das Fluid, das durch die Leitung 77 geleitet wird, durch die Röhre 70 auf das Einlaßende 70a hin strömt. Eine zweite Leitung 76 steht mit dem Röbxenteil 70b in einer solchen Richtung in Verbindung, daß das Fluid, das durch diese Leitung fließt, durch die Röhre 70 auf das Auslaßende hin strömt. Die Leitungen 76 und 77 sind mit einem gemeinsamen Einlaß 71 verbunden. Ventile 72 und 73 sind jeweils in den Leitungen 77 und 76 angebracht.

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Bei der normalen Arbeitsweise der Kräuselungsvorrichtung ist das Ventil 72 geöffnet und das Ventil 73 geschlossen, so daß das Fluid, wie z.B. Luft, durch die Leitung 71 eintritt und durch die Leitung 77 und die Röhre 70 auf das Einlaßende hin strömt. Eine wesentliche Menge dieses Fluides wird durch die Öffnungen 78 abgeleitet, der Rest gelangt durch den Röhrenteil 70a zum Ende der Röhre. Das Auslaßende der Röhre 70 ist geöffnet. Dieses führt dazu, daß Außenluft in das Auslaßende der Röhre eingesaugt wird. Der Garnpfropfen 20c steigt durch den Einlaßteil der Röhre zu einem Gebiet in der Nähe der Öffnungen 78 auf. An diesem Punkt neigt der Garnpfropfen 74 dazu, aufzubrechen, so daß einzelne gekräuselte Fasern 75 durch den Rest der Röhre 70 wandern. Der Luftstrom durch die Röhre 70 dient dazu, das Garn zu kühlen und zu helfen, dem Garn eine beständige Kräuselung zu verleihen. Um dieses Ergebnis zu erreichen, ist es wünschenswert, daß die Öffnungen 78 im Abstand vom Einlaß 70c angeordnet sind. Diese Anordnung gewährleistet eine größere Kühlung, bevor ; der Garnpfropfen aufgebrochen wird. Während des Anfahrvorganges ist das Ventil 72 geschlossen und das Ventil 73 geöffnet, so daß der Strom durch die Röhre in entgegengesetzter Richtung j verläuft. Dieses liefert einen Saugeffekt, der dazu führt, das Garn durch die Röhre,durch die Zugluft, durch den Einlaß 70c und den Schlitz 78 zu ziehen.

Bei einer besonderen, beispielsweisen Ausführungsform der Erfindung weist die Röhre 70 einen Innendurchmesser von etwa 2,5cm (1") auf. Vier Schlitze 78 sind vorgesehen, von denen jeder etwa 18 cm (7") lang und etwa 1 cm (3/8») breit ist. Der Röhrenteil 70a "kann eine Länge von 30 bis 46 cm (12 bis 18") aufweisen, der Röhrenteil 70b kann eine Länge von wenigstens 61 cm (24") haben, vorzugsweise ist er langer.

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O Λ C T O Π Ci

Bei einer besonderen Arbeitsweise der erfindungsgemäßen vorrichtung wird ein Bündel von 126 Polypropylenfasern mit einem liter von etwa 1800 denier (annähernd 14 deniers/Paser) durch die Nadel 12 mit einer Geschwindigkeit von etwa 1125 m/min. eingeführt. Etwa 9 kg Wasserdampf pro Std. wird unter einem Druck von 8 Atm. (100 psig) durch die leitung 17 eingeführt. j Das gekräuselte Garn wird von der Röhre 70 mit einer Geschwindigkeit von etwa 700 m/min, abgezogen, luft wird unter einem Druck von etwa 3 Atm. (30 psig) durch den Einlaß 71 und die leitung 77 eingeleitet. Das führt dazu, daß etwa 0,5 Nur luft pro Min. (17,7 Standard-Eubikfuß/min.) der Röhre 70 geliefert wird.

Bei der erläuterten Ausführungsform der Erfindung ist die Röhre 70 mit einer 90° Krümmung versehen. Die Öffnungen 78 können stromaufwärts oder stromabwärts von dieser Krümmung angebracht sein. Die Krümmung erleichtert das Abführen des gekräuselten Garns zu einer geeigneten Abzugseinrichtung. Es ist jedoch nicht notwendig, daß die Röhre mit einer Krümmung versehen ist. Die Röhre sollte aus einem Material hergestellt sein, das glatte ! Wände bildet, so daß auf das Garn der geringste Widerstand •wirkt. Eine Auskleidung aus Tetrafluoräthylenpolymer kann für diesen Zweck vorteilhaft verwandt werden.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Kräuselung von Garn, bei dem das Garn durch einen relativ engen Durchgang in eine relativ langgestreckte Zone geführt wird, ein Fluid in diese langgestreckte Zone geleitet wird, wobei das Fluid ein Volumen und eine Geschwindigkeit aufweist, daß es eine starke Turbulenz in dieser langgestreckten Zone erzeugt, und das Garn in dieser langgestreckten Zone bei einer Temperatur gehalten wird, die ausreichend hoch ist, daß die Turbulenz des Garns in dieser langgestreckten Zone das Garn kräuselt,

, dadurch gekennzeichnet, daß das gekräuselte Garn dadurch von dem gebildeten Pfropfen entfernt wird, daß der Garnpfropfen in eine langgestreckte Leitung geführt wird, ein Fluidstrom durch diese Leitung dem Garn entgegen geleitet wird, wobei ein Teil dieses Fluidstromes von der Leitung an einem dazwischen liegenden Punkt abgeleitet wird, und das gekräuselte Garn von dem Pfropfen in der Nähe dieses dazwischen liegenden Punktes abgezogen wird.

2.Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abziehen des gekräuselten Garnes damit beginnt, daß der Fluidstrom in die gleiche Richtung wie das Garn geleitet wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch eine langgestreckte Röhre (70), die in offener Verbindung mit dem Ausgang der Kammer (18) angeordnet ist, so daß der Pfropfen in das Einlaßende (7Oa) der Röhre eintreten kann, wobei die Röhre mit wenigstens einer Öffnung (78) in ihrer Wand zwischen dem Einlaß (70a) und dem Auslaßende (70b) der Röhre versehen ist, und durch eine Vorrichtung (71, 77) zum Einspritzen eines Fluidstromes in die Röhre an einem solchen Ort und in eine solche Richtung, daß der Strom durch die Röhre in eine

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Richtung auf das Einlaßende (7Oc) hin strömt und durch die Öffnung (78) abgeleitet wird.

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