DE2410429A1 - Verfahren und vorrichtung zum texturieren von faeden - Google Patents

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Verfahren und Vorrichtung zum Texturieren von Fäden

Es sind zahlreiche Verfahren bekannt, die erlauben, die Struktur der im allgemeinen glatten Fäden von synthetischen organischen linearen hochmolekularen Stoffen zu verändern, beispielsweise Stauchkammer-, Falschdrall- oder Kantenziehverfahren. Außerdem sind Verfahren bekannt, bei denen die Kräuselung von Fäden mittels strömender Medien bewirkt wird.

Gemäß dem aus Beispiel 2 der schweizerischen Patentschrift 378 459 bekannten Verfahren wird der zu kräuselnde Faden durch ein erhitztes strömendes Medium mit einer Temperatur in einen Behandlungsraum eingeführt, bei der die Fixierung der Kräuselung gewährleistet wird. Die Kräuselung geschieht durch Anhäufen und Zusammenpressen der. Fäden im Behandlungsraum, aus dem ein Teil des strömenden Mediums seitlich durch Perforierungen der Wand verläßt, während der andere Teil den komprimierten Faden aus dem Behandlungsraum ausstößt. In dieser Patentschrift werden zwar Texturiergeschwindigkeiten von mehr als 1 000 m/sec angegeben, nach den Beispielen erfolgt die Texturierung jedoch im Geschwindigkeitsbereich von 150 bis 600 m/min. Tatsächlich lassen sich mit den dort beschriebenen Vorrichtungen wesentlich höhere Geschwindigkeiten nicht erreichen, da das Garn entweder nicht mehr genügend aufgehäuft und damit der Texturiereffekt zu gering wird, oder aber die Anordnung verstopft und damit es zum Erliegen des Fadentransports kommt.

Aus der DT-OS 2 OO6 022 ist ein Verfahren zur Herstellung texturierter Fäden aus synthetischen linearen hochmolekularen Stoffen bekannt, bei dem die Fäden durch kanalförmige Behandlungszonen geführt werden, in denen die Fäden der Einwirkung erhitzter strömender Medien, vorzugsweise von Gasen, ausgesetzt werden,

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bei denen man die Fäden in einem Fadenführungskanal, in dem die Fäden auf eine Temperatur erwärmt werden, bei der in den Fäden Umorientierungsvorgänge stattfinden, dem turbulent strömenden Medium aussetzt, bei dem das strömende Medium die Fäden duroh den Fadenführungskanal in und durch eine Behandlungszone mit radialen, in Längsrichtung verlaufenden öffnungen, durch die ein Austausch des strömenden Mediums in der Umgebungsluft erfolgt, führt, wobei die Länge der öffnung so eingestellt ist, daß eine kontinuierliche Stauung der Fäden bewirkt wird.

Ferner ist aus der DT-OS 2 06l 8l4 bekannt, daß man bei einem Krause1verfahren entsprechend dem vorstehend erwähnten entgegen der Abzugsrichtung der Fäden einen Strom eines kalten Gases in die zweite Behandlungskammer einbläst, wobei sowohl der warme, in Garnlaufrichtung kommende Gasstrom als auch der kalte Gegenstrom radial aus der zweiten Behandlungskammer ausströmt bzw. abgezogen wird.

Aus der DT-OS 2 111 l6;5 ist schließlich bekannt, daß durch Anwenden von Unterdruck das Abströmen der in der DT-OS 2 06l 8l4 erwähnten beiden Gasströme verbessert werden kann. Die Verfahren, bei denen das Garn gegen den kalten Gasstrom aus der Kammer abgezogen werden muß, haben den Nachteil, daß das Garn in noch warmem Zustand gespannt wird. Bei Geschwindigkeiten um und über 800 m/min wird die Spannung, die zum Abziehen des Garnes erforderlich ist, so hoch, daß das Garn wiederum nahezu glatt wird. Da außerdem bei diesen hohen Geschwindigkeiten die Abkühlung wesentlich verringert wird, lassen sich auf diese Weise keine befriedigenden Kräuselwerte erzielen.

Es wurde nun gefunden, daß sich das Kräuseln von Fäden oder Fadenbündeln durch Behandeln der zu kräuselnden, durch ein erhitztes Gas geförderten Fäden oder Fadenbündel in einer ersten Behandlungskammer und Verwirbelung der erwärmten Fäden oder Fadenbündel in einer länglichen zweiten Behandlungskammer, aus der das fördernde Gasmedium radial zur Förderrichtung durch Längsschlitze abgesaugt wird, dadurch verbessern läßt, daß man mit den gekräuselten Fäden oder FadenbündeIn aus dem zweiten

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Behandlungsraum axial nur so viel Gas mitströmen läßt, daß der Transport der gekräuselten Fäden nicht behindert wird, während die Hauptmenge der Fördergase radial aus der zweiten Behandlungskammer abgezogen wird.

Im Gegensatz zu bekannten Verfahren wird daher dem gekräuselten Material kein Gasstrom entgegengefUhTt₀ Praktisch läßt sich dieser Zustand außerordentlich einfach erreichen, indem man den geschlitzten Teil des Behandlungsraumes, durch den das Gas radial nach außen strömt, mit einer Kammer umfaßt, aus der man das Gas abzieht, wobei man die Saugleistung so einstellt, daß man an dem aus dem axial aus der Behandlungskammer austretenden Gas keine andere Luftbewegung erkennt als die, die sich durch die Förderung des Fadens ohnehin ergibt. Die Einstellung der abzusaugenden Menge ist verhältnismäßig einfach, da sie direkt mit der zugeführten Menge des Gasmediums im Zusammenhang steht. Da die Geschwindigkeit des strömenden Gasmediums durch den Druck, mit dem sie in die Texturiervorrichtung eingeführt und durch die Abmessung dieser Vorrichtung bestimmt werden, kann dieser Druck als Stellgröße für den Abzug des Gasmediums aus der Behandlungskammer verwendet werden. Allgemein werden Eingangsdrücke von 4 bis 8 atü angewendet. Der anzuwendende Druck für das Abziehen des Gasmediums in radialer Richtung liegt im Bereich von 1 bis 90 mm WS, vornehmlich von 10 bis 80 mm WS, unter dem Atmosphärendruck.

Unter dem Begriff "Fäden" werden im vorliegenden Zusammenhang endlose Gebilde, Einzelfäden oder Fadenbündel, Bänder, Flachfäden oder Spleißfasern aus Folien sowie Folienstreifen verstanden. Der Titer der Einzelfäden kann beispielsweise zwischen 1 und 35 dtex liegen, vorzugsweise werden solche Einzelfäden verwendet, deren Titer zwischen 10 und ^O dtex liegt. Die Zahl der Einzelfäden im Fadenbündel kann zwischen 2 und einigen Tausend liegen. Vorzugsweise werden Fadenbündel verwendet, die 60 bis 150 Einzelendlosfäden aufweisen. Die Fäden in den Fadenbündeln oder Garnen können sowohl verstreckt als auch teilverstreekt der Kräuselbehandlung zugeführt werden. Ferner ist es möglich, Fäden mit rundem oder profiliertem, beispielsweise

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trilobalem Querschnitt zu verwenden. Es kann zweckmäßig sein, den Fadenbündeln einen gewissen Vordrall zu geben, beispielsweise bis zu 30, insbesondere bis zu 25 Drehungen/m. Dieser Vordrall gibt den Fadenbündeln einen gewissen Zusammenhalt, so daß sie sich leichter handhaben lassen.

Als synthetische lineare bzw. praktisch lineare fadenbildende organische hochmolekulare Stoffe zur Herstellung der Fäden kommen besonders übliche lineare synthetische hochmolekulare Polyamide mit in der Hauptkette wiederkehrenden Carbonamidgruppen, lineare synthetische hochmolekulare Polyester mit in der Hauptkette wiederkehrenden Estergruppierungen, fadenbildende Olefinpolymerisate, fadenbildendes Polyacrylnitril bzw. überwiegend Acrylnitril-Einheiten enthaltende fadenbildende Acrylnitril-Copolymerisate sowie Cellulosederivate als auch Celluloseester in Betracht. Geeignete hochmolekulare Verbindungen sind beispielsweise Nylon-6, Nylon-6,6, Polyäthylenterephthalat, lineares Polyäthylen oder isotaktisches Polypropylen.

Als Gasmedien eignen sich die für die Fadenbildung üblichen, beispielsweise Stickstoff, Kohlendioxid, Wasserdampf und^nsbesondere aus wirtschaftlichen Gründen Luft. Die erforderlichen Temperaturen des Gasmediums können in weiten Grenzen liegen. Ein Temperaturbereich von 80 bis 55O°C hat sich als zweckmäßig erwiesen. Im einzelnen hängen die günstigsten Bedingungen von den Schmelz- bzw. Plastifizierungstemperaturen der fadenbildenden Materialien ab sowie von der Zeit, während welcher die Gasmengen auf die Fäden einwirken können sowie von etwaigen Vorerwärmungen und schließlich von der Dicke der Fäden. Naturgemäß kann man keine Temperaturen anwenden, die unter den angewendeten Bedingungen zu einem Schmelzen der Fäden führen, obwohl die Temperaturen selbst oberhalb der Schmelz- bzw. der Zersetzungspunkte der verwendeten fadenbildenden Materialien liegen können, vorausgesetzt, daß die Fäden mit entsprechend hoher Geschwindigkeit, d.h. kleiner Verweilzeit, durch die Behändlungszone geführt werden. Je höher die Texturiergeschwindigkeit ist, desto höher kann die Temperatur des Texturiermediums über dem Schmelzbzw. Zersetzungspunkt des verwendeten fadenbildenden Materials liegen.

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Die Plastifizierungsbereiche liegen beispielsweise für lineares Polyäthylen bei 80 bis 90⁰C, für Polypropylen bei 80 bis 120⁰C, für Nylon-6 bei 165 bis 190⁰C, für Nylon-6,6 bei 210 bis 240°C, für Polyathylenterephthalat bei 190 bis 2^0⁰C und für Polyacrylnitril bei 215 bis 255°C.

Wird ein Fadenbündel z.B. mit 1 600 m/min in die Kräuselvorrichtung eingeführt, so kann die Temperatur des Gasmediums I50 bis 200⁰C über der Temperatur des Plastifizierungsbereiches des verwendeten hochmolekularen Materials liegen.

Für ein Fadenbündel aus Nylon-6 mit dem Spinntiter 4 200 dtex und 67 Einzelfäden beispielsweise empfiehlt sich nach der Streckzone eine Einfüftrgeschwindigkeit von 1 600 bis 1 800 m/min und eine Temperatur von 340 bis 440°C für das Gasmedium, wobei der Faden nach der Verstreckung zweckmäßigerweise über eine Heizgalette mit der Oberflächentemperatur von l40 bis 190⁰C geführt wird. Die obere Grenze der Temperatur des verwendeten Gasmediums liegt bei etwa 55O⁰C und ist von der Belastbarkeit der Werkstoffe der Kräuselvorrichtung abhängig. Die optimalen Temperaturen sind für die verschiedenen Polymeren und Fadensorten unterschiedlich und können leicht durch Versuch ermittelt werden. Bei der Auswahl der vorgenannten Temperaturen ist außerdem die Menge des Gasmediums noch zu berücksichtigen. Es ist vorteilhaft, mit 2 bis 15 Nrrr/h zu arbeiten, vornehmlich 4 bis 8 Nm5/h des eingesetzten Gasmediums.

Entsprechend der Erfindung werden die heißen Gasmedien aus dem Behandlungsraum in radialer Richtung so vollständig entfernt, daß einerseits keine wesentliche Strömung dieser Gasmedien mit den gekräuselten Textilaterialien in der Förderrichtung dieser Materialien auftritt, andererseits aber auch kein Gegengasstrom dem gekräuselten Material entgegengeführt wird.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn der größte Teil des strömenden Mediums unmittelbar nach dessen Eintritt in zweite Behandlungskammer, d.h. in Garnlaufrichtung ab Schlitzbeginn auf einer Strecke von 25 bis 75 fo, vornehmlich 40 bis 60 %y der geschlitzten Länge radial abgesaugt wird. Die Schlitze

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haben im allgemeinen eine Gesamtlänge, die dem 7- bis 20-fachen, vorzugsweise dem 10- bis 15-fachen, des Innendurchmessers der zweiten Behandlungskammer entspricht. Durch die Absaugung im Anfangsteil der Schlitzdüse tritt ein kontrollierter verstärkter Stau des Garnes unmittelbar nach dem Eintritt in die zweite Behandlungskammer ein. Das Garn durchwandert den Rest des Behandlungsraumes in gestautem Zustand als Lunte.

Das Verfahren läßt sich in verschiedenen Vorrichtungen durchführen. In der Figur 1 ist schematisch ein Beispiel für eine geeignete Vorrichtung wiedergegeben. Der Faden wird in der Richtung 1 aus einem an sich bekannten ersten Behandlungsraum der Behandlungskammer 2 zugeführt. Dabei ist es vorteilhaft, wenn sich der freie Querschnitt sprunghaft erweitert, beispielsweise auf das 1,1- bis 3,0-fache. Die Behandlungskammer ist mit Schlitzen 3 versehen, durch, die das Gasmedium abgezogen wird. Für die zweckmäßige Dimensionierung der Behandlungskammer gelten die an sich bekannten Bedingungen (vgl. beispielsweise DT-OS 2 006 022), Die Behandlungskammer 2 ist von einer Kammer 4 umfaßt, welche die geschlitzte Länge der Behandlungskammer 2 vollständig umschließt. Über den stutzen 5 wird das gasförmige Medium kontrolliert abgesaugt. Das in Richtung 1 zugeführte Garn wird durch das Garnführungsrohr 6 geleitet. Dieses endet vorteilhaft mit der erwähnten sprunghaften Erweiterung in der Behandlungskammer 2. Mit Hilfe der Schraube 7 läßt sich die Kammer 4 in der gewünschten Stellung auf der Behändlungskammer 2 fixieren. In der Figur 2 ist eine Vorrichtung für die vorteilhafte Durchführung des Verfahrens mit Absaugung der Hauptmenge des Gasmediums unmittelbar nach Eintritt in die Behandlungskammer 2 schematisch wiedergegeben. Um die Behandlungskammer 2 ist in diesem Fall anstelle der Kammer 4 eine kurze Kammer 8 gelegt, die eine entsprechende Länge der Schlitze j5 frei läßt. Die Absaugung erfolgt dann über den Stutzen 9. Die Lagefixierung der Kammer 8 gegenüber der Behandlungskammer 2 erfolgt mittels der Schraube 10. Durch die Verschiebbarkeit der Behandlungskammer 8 läßt sich erreichen, daß die Absaugleistung über die Ausdehnung der Längsschlitze kontrolliert verändert werden kann.'

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Das Verfahren hat gegenüber bekannten Methoden den Vorteil, daß bei Texturiergeschwindigkeiten von über 2 000 m/min Garne mit sehr gutem und gleichmäßigem Kräuselwert erhalten werden.

Als Meßzahl für die Qualität der Kräuselung wurde der sogenannte Kräuselwert verwendet. Zur Bestimmung des Kräuselwertes wird das Garn 10 Minuten bei Zimmertemperatur in Wasser gelagert, dann mit 0,5 p/dtex belastet und für diese Bestimmung des Wertes 1 auf 0,001 p/dtex entlastet. Der Kräuselwert errechnet sich dann nach der Formel

χ 100 = % (Kräuselwert)

Beispiel

Ein unverstrecktes Polyamid-6-Garn mit einem Gesamttiter von 4 200 f 67 dtex wird von einem Wickelkörper abgenommen und über eine Verstreckvorrichtung einer Texturiervorrichtung entsprechend Figur 2 zugeführt. Die Temperatur der Einlaufgalette in das Streckfeld beträgt 80°C. Die Temperatur der.Auslaufgalette beträgt Ιβθ C. Der vorgewärmte und Jetzt verstreckte Faden wird mit einer Geschwindigkeit von 1 600 m/min eingeführt. Die Luft wird der Texturiervorrichtung mit einer Temperatur von 360 C bei einem Druck von 5*8 at zugeführt. Die Luftmenge entspricht 5,5 Nm5/h. Aus der Absaugkammer werden bei einem Druck von 90 mm WS unter dem Atmosphärendruck 4,5 Nnr/h abgesaugt.

Die zweite Behandlungskammer hat einen Innendurchmesser von 3 mm. Sie ist mit 12 Schlitzen versehen. Die aktive Schlitzlänge beträgt 39 h™. Durch die Umfassung der zweiten Behandlungskammer gemäß Figur 2 werden von der aktiven Schlitzlänge 22 mm durch die Absaugung erfaßt.

Das gekräuselte Garn hatte eine gleichmäßige Kräuselung und einen Kräuselwert von 11,5 %.

Läßt man hingegen die Absaugevorrichtung weg, so erhält man· zwar bei einer Geschwindigkeit von 1 200 m/min noch ein gekräuseltes Garn mit einem Kräuselwert von 10 %, nicht aber bei 1 600 m/min, da dann der Kräuselwert nur noch bei 5 % liegt.

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Claims (2)

1. - 8 - O.Z. 0062/00005

   Patentansprüche

   ( fj Verfahren zum Kräuseln von Fäden oder FadenbUndeln durch Behandeln der zu kräuselnden, durch ein erhitztes Gas geförderten Fäden oder Fadenbündel in einer ersten Behandlungskammer und Verwirbelung der erwärmten Fäden oder Fadenbündel in einer länglichen zweiten Behandlungskammer, aus der das fördernde Gasmedium radial zur Förderrichtung durch Längsschlitze abgesaugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man mit den gekräuselten Fänden oder FadenbUndeln aus der zweiten Behandlungskammer axial nur so viel Gas mitströmen läßt, daß der Transport der gekräuselten Fäden nicht behindert wird, während die Hauptmenge der Fördergase radial aus der zweiten Behandlungskammer abgezogen wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das radiale Abziehen des Fördergases im oberen Teil, der etwa 25 bis 75 %> vorzugsweise 40 bis 60 %, der Gesamtlänge der Längsschlitze der zweiten Behandlungskammer umfaßt, vornimmt.

   Zeichn.

   BASF Farben + Fasern AG _

   50983 7/0 7 62