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Verfahren zur Erwärmung laufender synthetischer Fäden Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zur Erwärmung laufender Synthesefäden mittels Kontakt-, Konvektions-
oder Strahlungsheizeinrichtungen.
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Beim Verstrecken, beim Fixieren von Zwirn oder Falschzwirn, bei der
Schrumpfbehandlung oder ähnlichen Verfahrensstufen ist eine Erwärmung der laufenden
synthetischen Fäden verfahrenstechnisch notwendig. Dabei besteht die Schwierigkeit,
den mit hoher Fadengeschwindigkeit laufenden Kunststofffaden über seinen gesamten
Querschnitt auf eine einheitliche, nach Material, Fadenspannung und sonstigen Verfahrensparametern
sowie nach dem gewünschten Behandlungsergebnis als optimal vorgegebene Temperatur
zu erhitzen. Die Gefahr einer Uberhitzung des temperaturempfindlichen synthetischen
Materials muß naturgemäß vermieden werden. Zur Durchführung dieser Erwärmung mußten
die bekannten Heizeinrichtungen bisher über eine Strecke des Fadenweges relativ
lang gebaut werden, um die zur Wärmeübertragung notwendige Kontaktzeit zu erzielen.
Diese langen Heizeinrichtungen, die zumindest nach ihrem Ende hin auf eine vorbestimmte
Temperatur genau eingeregelt sein müssen und an keiner Stelle Uberhitzungen zeigen
dürfen, erfordern naturgemäß einen sehr großen meß- und regeltechnischen Aufwand.
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Zur Verminderung dieses Aufwandes und zur Erzielung einer größeren
Regelgenauigkeit sind bereits flüssigkeitsbeheizte Ileizeinrichtungen bekannt. Derartige
Heizeinrichtungen sind z.B. in der DOS 1 435 521 beschrieben und dargestellt. Sie
stellen ein geschlossenes Gefäß dar, das im Unterteil mit einem Heizelement versehen
und mit einem flüssigen Medium zur Ubertragung der Wärme auf die an dem Gefäß angebrachten
Fadenführungen angefüllt ist. Das Wärmeübertragungsmedium wird im Betriebszustand
so star erhitzt, daß sich über dem Flüssigkeitsspiegel der Dampf der Flüssigkeit
ansammelt. Durch entsprechende Einstellung des Druckes in dem Heizgefäß kann der
Siedepunkt des Mediums so gelegt werden, daß er der gewünschten Fadentemperatur
entspricht. Dies hat den Vorteil, daß die Temperatur der gesamten Heizeinrichtung
einerseits nicht höher als der Siedepunkt der Flüssigkeit sein kann, und daß andererseits
ein Absinken der Temperatur an einzelnen Stellen der Heizeinrichtung verhindert
wird. Jedes Absinken der Temperatur hätte nämlich ein Kondensieren des Dampfes und
damit ein Freiwerden von Verdampfungswärme zur Folge. Derartige Heizeinrichtungen
zeichnen sich durch eine einheitliche Temperatur huber eine weite Strecke des Kontaktweges
aus. Der Meß- und Regelaufwand ist zwar geringer als bei den herkömmlichen Heizeinrichtungen;
ihr Nachteil besteht jedoch darin, daß sich auch diese Heizeinrichtungen über eine
gewisse Länge des Fadenweges erstrecken müssen, um den Wärmeaustausch zwischen Heizeinrichtungen
u.Synthesefaden zu ermöglichen.
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Aufgabe der Erdindung ist es, die Vorteile der Flüssigkeitsdampfheizeinrichtung
ebenfalls auszunutzen, dabei aber eine sehr kurze Heizeinrichtung zu schaffen, die
gleichwohl den erforderlichen Wärmeaustausch des Fadens über ein kurzes Stück seines
Weges gewährleistet. Gelöst wird die Aufgabe bei einem Verfahren zur Erwärmung laufender
synthetischer Fäden mittels Kontakt-, Konvektions- oder Strahlungsheizeinrichtungen
dadurch, daß der laufende Faden kurz vor Erreichen der Heizeinrichtung mit einer
Flüssigkeit durchtränkt
wird, deren Siedepunkt der gewünschten Endtemperatur
des Fadens-entspricht, und daß die Temperatur der Heizeinrichtung wesentlich hbher
liegt als die gewünschte Endtemperatur des laufenden Fadens.
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Bei den zur Benetzung der synthetischen Fäden benötigten Flüssigkeiten
kann es sich auch um eutektische Mischungen von Flüssigkeiten, die einen einzigen
Siedepunkt haben, handeln.
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Um zu verhindern, daß der Faden bei der Wärmebehandlung austrocknet
und sodann durch die hohen Temperaturen geschädigt wird, wird weiterhin vorgeschlagen,
daß der Faden mit einer Mischung von Flüssigkeiten durchtränkt wird, wobei zumindest
die Verdampfungstemperatur einer Mischungskomponente der gewünschten Endtemperatur
des Fadens entspricht.
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Der Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht darin, daß
die Heizeinrichtung auf eine sehr hohe Temperatur gebracht werden kann, die ein
sofortiges Verdampfen der Flüssigkeit bzw. Flüssigkeitskomponente, mit der der Faden
benetzt worden ist,bewirkt. Die entstehenden Dämpfe dringen dabei in aus Einzelkapillaren
zusammengesetzu Fäden ein und bewirken eine über den gesamten Querschnitt gehende
Erwärmung unabhängig davon, ob der Faden in Kontakt oder außer Kontakt mit der Heizeinrichtung
geführt wird. Bei Kontaktheizeinrichtungen hat die Verdampfung weiterhin-den Vorteil,
daß der Faden nicht unmittelbar, sondern nur über ein Dampfpolster an der Heizeinrichtung
anliegt.
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Ausführungsbeispiel: Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens wurde
ein Polyesterfaden 150/34 Denier in einer Falschdrahttexturiermaschine behandelt.
Der Faden wurde über eine nur 300 mm lange Kontaktheizplatte geführt und dabei falschverzwirnt.
Die Kontaktheizplatte war auf eine Solltemperatur von 500 QC
eingeregelt,
wobei die Temperatur Abweichungen von bis zu 10% in beiden Richtungen zeigte. Die
Fadengeschwindigkeit betrug dabei 300 m/min. Vor Berühren der Kontaktheizplatte
wurde der Faden über eine Präparationswalze durch einen Flüssigkeitsbehälter geführt,
der mit einer Mischung von höher siedenden Präparationsflüssigkeiten mit einem Siedpunkt
von 0 220 C (bei Normaldruck) eintauchte. In einem gleichartigen Versuch wurde der
Faden durch eine Sprühnebelzone geführt.
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Der fertige Faden wies dabei keinerlei Beschädigungen seiner einzelnen
Kapillaren auf und unterschied sich in den Eigenschaften seiner Kräuselung in keiner
Weise von anderen Fäden, die auf der gleichen Maschine mit einer Kontaktheizplatte
von 1200 mm Länge und einer Solltemperatur von 2200C bei + 2,58 Abweichung und bei
derselben Fadengeschwindigkeit hergestellt waren. Die Fadengeschwindigkeit konnte
bei Beibehaltung derselben Präparationsflüssigkeiten bis auf nahezu Null vermindert,
und selbst ein kurzzeitiger Stillstand herbeigeführt werden, ohne daß eine Schädigung
des Fadens eintrat. Dadurch wurde das Anlegen des Fadens wesentlich erleichtert.