DE2413315A1

DE2413315A1 - Verfahren und anlage zur herstellung gekraeuselter faeden oder fadenbuendel aus thermoplastischem kunststoff

Info

Publication number: DE2413315A1
Application number: DE2413315A
Authority: DE
Inventors: Karl Lehner
Original assignee: Didier Engineering GmbH
Current assignee: Didier Engineering GmbH
Priority date: 1974-03-20
Filing date: 1974-03-20
Publication date: 1975-10-02
Also published as: JPS50126914A; FR2264901A1; BR7501643A; FI750529A; ZA751211B; NL7501623A

Description

43oo Essen, Alfredstraße 28

Verfahren und Anlage zur Herstellung gekräuselter Fäden oder Fadenbündel aus thermoplastischem

Kunststoff.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Herstellung gekräuselter Fäden oder Fadenbündel aus thermoplastischem Kunststoff, bei dem die frisch gesponnenen Fäden zunächst verstreckt und dann texturiert sowie aufgewickelt werden. - Fäden meint hier Einzelfäden, häufig auch als Monofilamente oder Kapilaren bezeichnet. Fadenbündel meint gebündelte Einzelfäden. - Unter Texturieren soll hier sowohl das Trennzwirnen als auch Falschdrallen oder die Kombination von beiden Maßnahmen zum

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Kräuseln thermoplastischer Kunststoffäden verstanden werden.

Ein ständiges Problem bereitet die Herstellung gekräuselter Fäden oder Fadenbündel aus thermoplastischem Kunststoff für die Textilindustrie, weil sich derartige Kunststoffäden durch geringe Dehnbarkeit sowie Griffigkeit, Fülligkeit und Bauschigkeit auszeichnen müssen, um Wollcharakter zu erhalten. Aus diesem Grunde bedürfen die von Natur aus glatten und zur Verarbeitung ungeeigneten Kunststoffäden der besonderen Behandlung. Zu dieser Behandlung gehört zunächst das Verstrecken der hier im Schmelzspinnverfahren aus einer thermoplastischen Kunststoff schmelze erzeugten Fäden. Dadurch wird deren Dehnbarkeit bereits beachtlich reduziert. Im Anschluß daran erfolgt das Texturieren der Fäden, d. h. deren Kräuselung sowie das Thermofixieren der Kräuselung. Man kennt dazu verschiedene Kräuselverfahren. Ein Verfahren, welches sich durch besondere gleichmäßige Kräuselung auszeichnet, ist das Trennzwirnverfahren. Beim Trennzwirnverfahren werden bekanntlich zwei oder mehrere zunächst getrennt geführte Fäden bzw. Fadenbündel zu einem Zwirnstrang verzwirnt oder verwendelt, d. h. umeinandergedreht, dann im umeinandergeschlungenen Zustand einer Thermofixierung unterworfen und schließlich wieder getrennt sowie getrennt abgeführt und aufgewickelt. Allerdings ist das Trennzwirnverfahren trotz besonders gleichmäßiger Kräuselung der Fäden nicht frei von Nachteilen. So läßt sich dieses Verfahren beim Trennzwirnen -von Fadenbündeln nur mit Fäden von verhältnismäßig niedrigem Titer durchführen, weil sonst die nach dem Verzwirnen wieder erfolgende Trennung der Fadenbündel erhebliche Schwierigkeiten bereitet. Tatsächlich verlangt diese Trennung bei Verarbeitung von Fäden mit hohem Titer beachtliche Fadenabzugskräfte - vermutlich wegen mangelnder Parallellage der einzelnen Fäden zueinander in den nach dem Verstrecken aufgewickelten Fadenbündeln ,—welche einerseits infolge Überstreckungsgefahr

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die zuvor erzeugte Kräuselung wieder reduzieren, andererseits die Gefahr eines Fadenbruchs hervorrufen können. Schon aus diesem Grund kann nur mit verhältnismäßig geringer Faden- bzw. Produktionsgeschwindigkeit insbesondere beim Trennzwirnen von Fadenbündeln gearbeitet werden.

der letztgenannte Nachteil tritt grundsätzlich aber auch bei anderen Texturierverfahren auf, wenn dort auch aus anderen Gründen. Da nämlich die im Zuge des Texturierens auf die Fäden aufgebrachte Kräuselung der Thermofixierung bedarf, verlangt hohe Faden- bzw. Produktionsgeschwindigkeit eine entsprechend lange Thermofixierungsstrecke, insbesondere Heizzone, um die für die Thermofixierung der Kräuselung erforderliche Temperatur auf die Fäden zu übertragen. Je höher also die Faden- bzw. Produktionsgeschwindigkeit ist, desto länger muß die Thermofixierungsstrecke, insbesondere Heizzone, ausgelegt werden. Erschwerend kommt in diesem Zusammenhang hinzu, daß nach den bisher bekannten Verfahren zur Herstellung gekräuselter Fäden bzw. Fadenbündel allenfalls der Spinn- und Verstreckvorgang kontinuierlich nacheinander vorgenommen werden, dann jedoch die verstreckten Fäden nach ausreichender Abkühlung zunächst - wie bereits erwähnt - aufgewickelt und in einem völlig getrennten Arbeitsgang dem Texturiervorgang zugeführt werden. Folglich müssen die auf Raumtemperatur abgekühlten Fäden im Zuge des Texturiervorganges bzw. der Thermofixierung der Kräuselung in der Heizzone von Raumtemperatur bis auf Thermofixierungstemperatur erwärmt werden. Eine derartige starke Erwärmung jedoch läßt sich bei hoher Faden- bzw. Produktionsgeschwindigkeit eben nur dann erreichen, wenn die Heizzone in der Thermofixierungsstrecke entsprechend groß bzw. lang ausgelegt ist, zumal der Heizintensität Grenzen gesetzt sind. Im Ergebnis führt hohe Faden- bzw. Produktionsgeschvindigkeit, welche aus wirtschaftlichen Gründen angestrebt wird, zu extrem raumaufwendiger und

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schließlich umpraktikabler Bauweise in bezug auf die Thermofixierungsstrecke und insbesondere Heizzone. Daher befriedigen die bisher bekannten diskontinuierlichen Verfahren zur Herstellung gekräuselter Fäden oder Fadenbündel aus thermoplastischem Kunststoff nicht. - Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anlage anzugeben, womit sich gekräuselte Fäden oder Fadenbündel aus thermoplastischem Kunststoff mit extrem hoher Fadenbzw. Produktionsgeschwindigkeit und folglich erhöhter Wirtschaftlichkeit herstellen lassen, und zwar selbst bei Verarbeitung von Fadenbündeln aus Fäden mit verhältnismäßig hohem Titer unter Anwendung des Trennzwirnverfahrens im Zuge der Texturierung.

Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art dadurch, daß die gesamte Fadenerzeugung und -behandlung in einem kontinuierlichen Arbeitsgang erfolgt und dazu das Texturieren der Fäden oder Fadenbündel ohne jede Unterbrechung unmittelbar im Anschluß an das Spinnen und Verstrecken der Fäden vorgenommen wird. - Nach Lehre der Erfindung erfolgt also keine zwischen dem Verstreckvorgang und Texturiervorgang zwischengeschaltete Aufwicklung und insbesondere Abkühlung der Fäden auf Raumtemperatur, vielmehr erfolgt das Texturieren und damit das Kräuseln sowie das Thermofixieren der Kräuselung der im Schmelzspinnverfahren hergestellten Fäden unter Ausnutzung jener Temperatur, welche die Fäden beim Austritt aus den Spinndüsen aufweisen. Zwar erfolgt auch in diesem Fall eine Temperaturabnahme auf dem Wege von den Spinndüsen bis zur Thermofixierungsstrecke bzw. bis in deren Heizzone, und zwar durch bloße Luftabkühlung während des Fadenlaufes in Normalatmosphäre, jedoch wird dadurch die Fadentemperatur nicht etwa bis auf

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Raumtemperatur reduziert, sondern liegt noch beachtlich höher, wenn die Fäden in die Heizzone der Thermofixierungsstrecke zum Fixieren der Kräuselung eintreten. Aus diesem Grunde verlangen die Fäden nur noch eine verhältnismäßig geringe Aufwärmung auf Thermofixierungstemperatur, so daß die Heizzone selbst bei extrem hoher Faden- bzw. Produktionsgeschwindigkeit verhältnismäßig kurz ausgelegt und folglich für die gesamte Thermofixierungsstrecke kompakte Bauweise verwirklicht werden kann. - Das wiederum führt dazu, daß die Faden- bzw. Produktionsgeschwindigkeit so groß gewählt werden kann, daß zumindest die minimale Spinngeschwindigkeit erreicht wird und dadurch eben das Spinnen und Texturieren in einem kontinuierlichen Verfahren erfolgen kann. - Die Tatsache, daß bei nach Lehre der Erfindung kontinuierlichem Spinn-, Verstreck- und Texturierprozeß Fadenbündel aus Fäden mit wesentlich höherem Titer als bisher verarbeitet werden können, und zwar unter Verwirklichung des Trennzwirnverfahrens im Zuge des Texturierens, muß überraschen, und ist vermutlich darauf zurückzuführen, daß die Parallelität der Fäden, mit denen diese aus den Spinndüsen austreten, in den einzelnen Fadenbündeln bis zum Trennzwirnverfahren erhalten bleibt, so daß die anschließende Trennung der verzwirnten Fadenbündel wesentlich geringere Fadenzugkräfte verlangt, als bei den bisher bekannten diskontinuierlichen Verfahren. Bei den diskontinuierlichen Verfahren geht nämlich die Parallelität der Fäden in den einzelnen Fadenbündel im Zuge der Zwischenaufwicklung zwischen dem Verstreckvorgang und dem Texturiervorgang regelmäßig verloren, was zu den eingangs beschriebenen Nachteilen führt. Dagegen sind bei dem nach Lehre der Erfindung kontinuierlichen Verfahren selbst bei Verarbeitung von Fäden mit verhältnismäßig hohem Titer und deren Texturierung im Trennzwirnverfahren überstreckung und folglich mangelhafte Kräuselung sowie Fadenbruchgefahr nicht länger zu befürchten.

Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind im folgenden aufgeführt: So sieht die Erfindung vor, daß die Fäden oder Fadenbündel in an sich bekannter Weise im Trennzwirnverfahren texturiert

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werden und gleichzeitig dem Trennzwirnverfahren ein Fallstrahlverfahren überlagert, z. B. vorgeordnet und/oder nachgeordnet wird und die miteinander verzwirnten Fäden oder Fadenbündel mittels eines sie umgebenden und in Fadenlaufrichtung injizierten Luftstrahls gestützt sowie beschleunigt werden. Dadurch läßt sich die Fadengeschwindigkeit nicht nur bei wesentlicher Zugentlastung aufrechterhalten, so daß Fadenbruchgefahr auch aus diesem Grunde extrem reduziert wird, sondern es läßt sich darüber hinaus je nach gewünschter Kräuselungsintensität bzw. verlangtem Krauselungsgrad in Abstimmung mit der Fadenliefergeschwindigkeit sowie der Fadenabzugsgeschwindigkeit auch noch ein sogenannter "overfeed" verwirklichen bzw. unterstützen. Darüber hinaus sieht die Erfindung vor, daß die verzwirnten Fäden mittels eines als Heißluft injizierten Luftstrahls für die anschließende Thermofixierung vorgeheizt werden. In diesem Fall wird also der Heißluftstrahl vor der Thermofixierungsstrecke bzw. deren Heizzone injiziert. Somit läßt sich die Faden- bzw. Produktionsgeschwindigkeit weiter erhöhen. Ferner können erfindungsgemäß die verzwirnten Fäden mittels eines als Kaltluft injizierten Luftstrahls im Anschluß an die Thermofixierung abgekühlt werden. Dadurch erfolgt schnellere Abkühlung der thermofixierten Fäden als durch Normalkühlung in der Atmosphäre, so daß die Thermofixierungsstrecke und damit die gesamte Texturierstrecke in extrem kurzer Bauweise verwirklicht werden kann. - Wenn mindestens vier Fäden oder zwei geteilte Fadenbündel nebeneinander gesponnen, verstreckt und trenngezwirnt werden, sieht die Erfindung nach bevorzugter Ausführungsform vor, und diesem Vorschlag kommt selbständige Bedeutung zu, daß die nach dem Trennzwirnen wieder getrennten Fäden mit S-Drall den Fäden mit Z-Drall zugeführt werden oder umgekehrt und dann die aus nebeneinanderliegenden S-Drall- und Z-Drallfäden gebildeten Fadenpaare aufgewickelt werden. Diese Maßnahmen der Erfindung haben einen No-Torque-Effekt zur Folge, so daß im Gegegensatz zu dem bisher bekannten Verfahren kein nachträgliches

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Verzwirnen der gekräuselten Fäden bzw. Fadenbündel mehr erforderlich ist. Denn nunmehr erfolgt ein Ausgleich der Drehungstendenzen durch bloßen Faden- bzw. Fadenbündelvertausch.

Die Erfindung betrifft auch eine Anlage zur Durchführung des beanspruchten Verfahrens, mit Spinnvorrichtung, Verstreckvorrichtung, Texturiervorrichtung und Aufwickelvorrichtung, welche sich durch besonders einfachen und funktionsgerechten Aufbau auszeichnet. Diese Anlage ist dadurch gekennzeichnet, daß Spinnvorrichtung, Verstreckvorrichtung, Texturiervorrichtung und Aufwickelvorrichtung in unmittelbarer Folge hintereinander in Laufrichtung der Fäden angeordnet sind und dadurch eine Anlage für kontinuierliche Fadenerzeugung und -behandlung bilden. Bei einer Anlage, bei welcher die Texturiervorrichtung Drallsperren und dazwischen eine Thermofixiervorrichtung sowie gegebenenfalls einen zusätzlichen Drallgeber aufweist, lehrt die Erfindung, daß vor der Thermofixiervorrichtung eine Vorheizvorrichtung und/oder hinter der Thermofixiervorrichtung eine Kühlvorrichtung angeordnet sind. Dabei sind erfindungsgemäß die Vorheizvorrichtung und die Kühlvorrichtung als Luftinjektoren nach Art einer Strahlpumpe ausgebildet. Folglich lassen sich nunmehr die Fäden bzw. Fadenbündel nicht nur form- und kraftschlüssig Texturieren, sondern darüber hinaus wird ein fadenlaufschlüssiges Schub durch den bzw. die die im Zuge des Trennzwirnvorganges verzwirnten einen Zwirnstrang bildenden Fäden umgebenden Luftstrahlen ermöglicht. Somit sorgen diese Luftstrahlen für Zugentlastung sowie beschleunigtes Erwärmen und Abkühlen der Fäden bzw. Fadenbündel. Die Luftinjektoren können als längsgeteilte Injektoren mit zugeordneter Spannvorrichtung ausgebildet sein, um das Einführen der Fäden bzw. des Zwirnstranges durch bloßes Einlegen zu erleichtern. Vorzugsweise besteht die Spannvorrichtung einerseits aus einer oder mehreren

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U-förmigen Federklammern, deren ü-Schenkel die Injektorenhälften tragen, andererseits aus einer oder mehreren gegen die Injektorenhälften orthogonal zu den Ü-Schenkeln der Federklammern arbeitenden Schraubzwingen. Auf diese Weise lassen sich die Injektorenhälften in besonders einfacher Weise mit ausreichender Funktionssicherheit zusammenfügen.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, daß ein Verfahren und eine Anlage verwirklicht werden, welche eine kontinuierliche Herstellung von gekräuselten Fäden oder Fadenbündeln aus thermoplastischem Kunststoff mit extrem hoher Faden- bzw. Produktionsgeschwindigkeit und folglich beachtlich verbesserter Wirtschaftlichkeit als bisher ermöglichen, und zwar selbst dann, wenn die Fäden bzw. Fadenbündel zum Zwecke der Texturierung einem Trennzwirnverfahren unterworfen werden. Darüber hinaus lassen sich nunmehr selbst Fäden mit hohem Titer bzw. daraus gebildete Fadenbündel unter Anwendung des Trennzwirnverfahrens mit erhöhter Faden- bzw. Produktionsgeschwindigkeit ohne überstreckungs- und Bruchgefahr verarbeiten, überhaupt ermöglicht die Erfindung aufgrund des kontinuierlichen Fadenerzeugungs- und -behandlungsprozesses die getrennte und folglich unterschiedliche Behandlung der Fäden oder Fadenbündel nebeneinander, unterschiedlich hinsichtlich chemischer Behandking bzw. Präparation, Vers treckung und Texturierung. Dadurch lassen sich variable Kräuseleffekte und schließlich verschiedene Effekte hinsichtlich der Griffigkeit, Fülligkeit und Bauschigkeit erreichen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

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Fig. 1 eine erfindungsgemäße Anlage zur Herstellung gekräuselter Fäden oder Fadenbündel in schematischer Darstellung,

Fig. 2 einen Luftinjektor für den Gegenstand nach Fig. 1 im Axi als chni 11,

Fig. 3 einen Schnitt gemäß Linie A-A durch den Gegenstand nach Fig. 2 in Betriebsstellung und

Fig. 4 den Gegenstand nach Fig. 3 vor Inbetriebnahme.

In den Figuren ist eine Anlage air Herstellung gekräuselter Fäden 1 oder Fadenbündel aus thermoplastischem Kunststoff dargestellt, in welcher die gesamte Fadenerzeugungs- und -behandlung in einem kontinuierlichen Arbeitsgang erfolgt, wozu das Texturieren der Fäden 1 ohne jede Unterbrechung im unmittelbaren Anschluß an das Spinnen und Verstrecken der Fäden vorgenommen wird. Diese Anlage besteht in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus einer Spinnvorrichtung 2, einer Verstreckvorrichtung 3, einer Texturiervorrichtung 4 und einer Aufwickelvorrichtung 5. Spinnvorrichtung 2, Verstreckvorrichtung 3, Texturiervorrichtung 4 und Aufwickelvorrichtung 5 sind in unmittelbarer Folge hintereinander in Laufrichtung der Fäden 1 angeordnet und bilden dadurch eine Anlage für kontinuierliche Fadenerzeugung und -behandlung. In der dargestellten Ausführungsform dient die Texturiervorrichtung 4 zur Durchführung des Trennzwirnverfahrens und weist dazu Drallsperren 6 und dazwischen eine Thermofixiervorrichtung 7 sowie ggf. einen oder mehrere zugeordnete Drallgeber 8 auf, welche dazu dienen, dem Trennzwirnvorgang einen Falschdrallvorgang zu überlagern. Vor der Thermofixiervorrichtung 7 ist außerdem eine Vorheizvorrichtung 9 und/oder hinter der Thermofixiervorrichtung 7 eine Kühlvorrichtung 10 angeord-

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net. Die Vorheizvorrichtung und die Kühlvorrichtung sind als Luftinjektoren 9, 10 nach Art einer Strahlpumpe ausgebildet. Diese Luftinjektoren 9/10 sind hier als längsgeteilte Injektoren mit zugeordneter Spannvorrichtung ausgeführt. Die Spannvorrichtung besteht aus einerseits einer oder mehreren ü-förmigen Federklammern 11, deren U-Schenkel die Injektorenhälften tragen, aus andererseits einer oder mehreren gegen die Injektorenhälften orthogonal zu den U-Schenkel der Federklammern arbeitenden Schraubzwingen 12, um die zum erleichterten Einlegen der im Zuge des Texturiervorganges verzwirnten Fäden bzw. des daraus gebildeten Zwirnstranges aufgeklappten Injektorenhälften anschließend einwandfrei wieder zusammenfügen zu können. - Bei der Verstreck- und Aufwickelvorrichtung 3 bzw. 5 handelt es sich um übliche Bauteile, die keiner weiteren Erläuterung bedürfen. Lediglich für den Fall, wonach mindestens vier Fäden 1 oder zwei geteilte Fadenbündel nebeneinander gesponnen, verstrickt und trenngezwirnt werden, ist angedeutet, daß die nach dem Trennzwirnen wieder getrennten Fäden la mit S-Drall den Fäden Ib mit Z-Drall zugeführt werden oder umgekehrt und dann die aus nebeneinanderliegenden S-Drall- und Z-Drallfäden gebildeten Fadenpaare eben als Fadenpaare mit No-Torque-Effekt aufgewickelt werden.

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Claims

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Patentansprüche :

('Ty Verfahren zur Herstellung gekräuselter Fäden oder Fadenbündel aus thermoplastischem Kunststoff, bei dem die frisch gesponnenen Fäden zunächst verstreckt und dann texturiert sowie aufgewickelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Fadenerzeugung und -behandlung in einem kontinuierlichen Arbeitsgang erfolgt und dazu das Texturieren der Fäden ohne jede Unterbrechung unmittelbar im Anschluß an das Spinnen und Verstrecken der Fäden vorgenommen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden in an sich bekannter Weise im Trennzwirnverfahren texturiert werden und gleichzeitig dem Trennzwirnverfahren ein Fallstrahlverfahren überlagert, z. B. vorgeordnet und/oder nachgeordnet wird und die miteinander verzwirnten Fäden mittels eines sie umgebenden und in Fadenlaufrichtung injizierten Luftstrahls gestützt sowie beschleunigt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die verzwirnten Fäden mittels eines als Heißluft injizierten Luftstrahls für die anschließende Thermofixierung vorgeheizt werden.
4. verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die verzwirnten Fäden mittels eines als Kaltluft injizierten Luftstrahls im Anschluß an die Thermofixierung abgekühlt werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wonach mindestens vier Fäden oder zwei geteilte Fadenbündel nebeneinander gespon-

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nen, verstreckt und trenngezwirnt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die nach dem Trennzwirnen wieder getrennten Fäden mit S-Drall den Fäden mit Z-Drall zugeführt werden oder umgekehrt und dann die aus nebeneinanderliegenden S-Drall- und Z-Drallfäden gebildeten Fadenpaare aufgewickelt werden,
6. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit Spinnvorrichtung, Verstreckvorrichtung, Texturiervorrichtung und Aufwickelvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß Spinnvorrichtung (2), Verstreckvorrichtung (3), Texturiervorrichtung (4) und Aufwickelvorrichtung (5) in unmittelbarer Folge hintereinander in Laufrichtung der Fäden (1) angeordnet sind und dadurch eine Anlage für kontinuierliche Fadenerzeugung- und -behandlung bilden.
7. Anlage nach Anspruch 6, wobei die Texturiervorrichtung zum Trennzwirnen Drallsperren und dazwischen eine Thermofixiervorrichtung sowie ggf. einen oder mehrere zusätzliche Drallgeber aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Thermofixiervorrichtung (7) eine Vorheizvorrichtung (9) und/oder hinter der Thermofixiervorrichtung eine Kühlvorrichtung (10) angeordnet sind.
8. Anlage nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß de Vorheizvorrichtung und die Kühlvorrichtung als Luftinjektoren (9, 10) nach Art einer Strahlpumpe ausgebildet sind.
9. Anlage nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftinjektoren (9, 10) als längsgeteilte Injektoren mit zugeordneter Spannvorrichtung ausgebildet sind.
10. Anlage nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung aus einerseits einer oder

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mehreren U-förmigen Federklammern (11) besteht, deren U-Schenkel die Injektorenhälften tragen, aus andererseits einer oder mehreren gegen die Injektorenhälften orthogonal zu den ü-Schenkeln der Federklammern (11) arbeitenden Schraubzwingen (12).

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