DE2446139A1

DE2446139A1 - Verfahren zur herstellung texturierter garne

Info

Publication number: DE2446139A1
Application number: DE19742446139
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl Ing Schippers
Original assignee: Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Current assignee: Oerlikon Barmag AG
Priority date: 1974-09-27
Filing date: 1974-09-27
Publication date: 1976-04-15
Also published as: BR7506204A; US4035879A; FR2286213B3; GB1472047A; FR2286213A1; JPS5160731A

Description

Bag. 911

B a r m a g

Barmer Maschinenfabrik Aktiengesellschaft

Wuppertal

Verfahren zur Herstellung texturierter Garne ,

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung texturierter Garne aus thermoplastischen Polymeren, vorzugsweise aus linearen Polyestern mit einer Kristallinität von weniger als 20 % durch eine physikalische Nachbehandlung schmelzgesponnener Multifilamente, die durch Anwendung von Abzugsgeschwindigkeiten von 3-000 m/min und darüber bereits am Ausgang der Spinnstufe eine hohe Molekularorientierung aufweisen. Die Erfindung bezieht sich dazu auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

In den vergangenen Jahren haben sich neue Verfahren zur Erzeugung und Nachbehandlung von Chemiefasern durchgesetzt. Eine solche Technologie ist das Streckspinnen oder Schnellspinnen. Hierbei werden im Gegensatz zum Spinnstrecken keine besonderen Mittel zum Strecken verwendet, sondern die frisch gesponnenen Chemiefasern werden mit einer wesentlich höheren Geschwindigkeit als bei den üblichen Schmelzspinnverfahren von der Spinndüse abgezogen und ggf. ohne Verwendung von Fadenüberlauf galetten direkt aufgespult. Es werden Abzugsgeschwindigkeiten von über J.000 m/min , vorzugsweise zwischen 3.5OO und 4.000 m/min , angewendet. Schnellgesponnejie Fäden

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werden auch als spinnorientierte Fäden bezeichnet. Die molekulare Orientierung der Fäden nimmt mit der Spinngeschwindigkeit zu, während die noch mögliche Restverstreckung entsprechend geringer wird und bei Abzugsgeschwindigkeiten in der Größenordnung von etwa 6.000 m/min den Wert 1 : 1,0 erreicht. In dem zwischen 3-000 und 6.000 m/min liegenden, für die Abzugsgeschwindigkeit technisch sinnvollen Bereich ist in der Nachbehandlungsstufe noch eine Nachverstreckung erforderlich, um optimale textile Fadeneigenschaften zu erzielen.

In dem vorgenannten Zusammenhang wurde bereits vorgeschlagen, ein schnellgesponnenes Garn aus linearen Polyestern auf einer Strecktexturiereinrichtung nachzubehandeln, um einerseits das schnellgesponnene Garn in einem integrierten, kontinuierlichen Verfahren vollends zu verstrecken und ihm gleichzeitig eine erhöhte Voluminösitat durch Anwendung einer mechanischen Texturierbehandlung, vorzugsweise einer Falschzwirnbehandlung, zu verleihen. Ein solches Strecktexturierverfahren, sei es ein Simultanverfahren oder ein Sequenz-Verfahren (Zwei-Zonen-Strecktexturierverfahren) wurde erst möglich, nachdem die vorteilhaften Einflüsse der erhöhten molekularen Vororientierung schnellgesponnener Fäden auf die Verfahrensparameter in der Nachbehandlungsstufe erkannt waren. Wesentlich wax, daß die Verarbeitbarkeit auf der Strecktexturiermaschine möglich wurde, weil vororientierte Fäden - im Gegensatz zu unverstreckten Fäden - bei Berührung mit der auf ca. 200 C erwärmten Heizeinrichtung nicht kristallisieren und infolgedessen nicht verspröden und brechen. Es konnten Fäden mit textilphysikalischen Eigenschaften hergestellt werden, die sich von konventionell verstreckten und texturierten Fäden nicht oder nur wenig unterscheiden, so daß sie mit diesen sowohl aus der Sicht der Herstellungskosten als auch aus der Sicht der textlien Nachverarbeitungsmöglichkeiten und Anwendungsbereiche konkurrieren können.

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Während durch .die Technologie des Schnellspinnens die Erzeugung von texturierten Garnen aus thermoplastischen Polymeren zumindest im Bereich der Spinnstufe infolge der Leistungssteigerung je Spinndüse oder Spinneinheit erheblich produktiver gestaltet werden konnte, ist der Fadengeschwindigkeit in der Strecktexturiereinrichtung eine obere Grenze gesetzt, die durch die technisch noch beherrschbare Drehzahl der Falschdrallaggregate bestimmt ist. Diese Drehzahl liegt heute für bekannte Magnet-Falschzwirnspindeln bei 800.000 ü/min, was bei einem feinen Faden von beispielsweise 167 dtex f 32 und einer Zwirnung von ungefähr2.500 Drehungen je Meter laufender Fadenlänge einer maximalen Fadengeschwindigkeit von ca. 250 m/min in der Texturiereinrichtung entspricht. Aber auch bei Verwendung von Friktionsfalschdrallaggregaten kann die Fadengeschwindigkeit in der Texturiervorrichtung nur bis zu einer oberen Grenze, beispielsweise von z. Zt. 600 m/min gesteigert werden, da andernfalls nur sehr unregelmäßige Garne minderer Qualität hergestellt werden, deren Einsatzmöglichkeiten sehr begrenzt sind. Der Berechnung der genannten Fadengeschwindigkeit ist hierbei eine Drehzahl von etwa 1.500.000 U/min der Friktionsfalschdrallaggregate zugrunde gelegt. Es muß jedoch darauf hingewiesen werden, daß die effektive Drehzahl der Aggregate unter Berücksichtigung des am Umfang der Drallgeber auftretenden Schlupfes hierzu bei etwa 2.500.000 U/min liegen muß.

Bei diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, nach dem texturierte Garne aus thermoplastischen Polymeren mit einer in der Spinnstufe bewirkten hohen. Molekularorientierung hergestellt werden können, mit dem die Grenzen der bisher angewendeten Falschdralltexturierverfahren überwunden werden können, und welches bei Anwendung auf die gattungsgemäß hergestellten Chemiefasern geeignet ist, texturierte Garne mit vorzüglichen textilphysikalischen Eigenschaften herzustellen.

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Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die vororientierten Multifilamente in einer ersten Wärmebehandlungszone, vorzugsweise unter Führung über eine Kontaktheizeinrichtung, im Streckfeld erhitzt und restverstreckt und nach Verlassen der Heizeinrichtung in einer Kühlzone unmittelbar und einseitig in der Weise abgeschreckt werden, daß in dem Fadenbündel ein Temperaturgradient senkrecht zur Fadenlaufrichtung ausgebildet wird, und daß in einer zweiten Wärmebehandlungszone die durch unterschiedliche Schrumpfung der einzelnen Filamente des Fadenbündels bewirkte Kräuselung unter einstellbaren Relaxierbedingungen wärmefixiert wird.

Für die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, spinnorientierte Multifilamentfäden mit einem hohlen, trilobalen oder mehrlappigen Querschnitt der Einzelfilamente zu verwenden, da ein solcher Querschnitt die Ausbildung des Temperaturgradienten im Faden begünstigt.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorgeschlagen, daß auf das Fadenbündel nach der ersten Wärmebehandlungszone und der Kühlzone ein Avivierungsmittel aufgetragen, vorzugsweise aufgesprüht wird. Das Avivierungsmittel wird zweckmäßigerweise so ausgewählt, daß neben einer Verbesserung des interfilamentaren Verbundes im Fadenbündel und der Verminderung der Reibung gegenüber Kontaktflächen, Fadenführern usw. auch die Wärmeleitfähigkeit zwischen den Einzelfasern - beispielsweise durch Lösung oder Emulgierung der Fadenpräparation in einem bei erhöhter Fadentemperatur leicht verdampfbaren Trägermittel - für das vorgesehene Verfahren günstig beeinflußt wird.

Zwar ist die Anwendung einer asymmetrischen Wärmebehandlung, sei es ein asymmetrisches Kühlen von Chemiefaserbündeln in der Spinnstufe oder sei es ein Erwärmen und asymmetrisches Kühlen der

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Fadenbündel in der nachfolgenden Texturierstufe an sich bekannt, doch konnten sich diese Verfahren bisher nicht durchsetzen, da ihre Flexibilität und damit die Möglichkeit, Einfluß auf die textilphysikalischen Eigenschaften der erzeugten Fäden zu nehmen, nicht vorhanden oder nur sehr gering war. Im Gegensatz hierzu wurde jedoch in überraschender V/eise gefunden, daß die Anwendung der an sich bekannten Verfahrensschritte auf schnellgesponnene Garne besonders günstig ist, da einerseits die Flexibilität des Prozesses durch Änderung dessen Verfahrensparameters "Vororientierung¹¹ in der Spinnstufe und der zugehörigen Nachverstreckung während des Strecktexturierens erhöht wird, und weil andererseits Fadengeschwindigkeiten erzielt werden können, die erheblich über den Fadengeschwindigkeiten in Falschdralltexturiereinrichtungen liegen.

Nach der Erfindung ist ferner eine spezielle Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens vorgesehene Diese besteht aus einem Spulenablaufgatter,mindestens drei in ihrer jeweiligen Umfangsgeschwindigkeit zueinander einstellbaren Fadenlieferwerken, zwischen denen jeweils mindestens eine Fadenbehandlungseinrichtung zum Erhitzen des laufenden Fadenbündels angeordnet ist sowie einer Fadenaufspuleinrichtung zur geordneten Fadenablage unter kontrollierter Fadenspannung« Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem ersten und dem zweiten Fadenlieferwerk als Fadenbehandlungseinrichtung - in Fadenlaufrichtung gesehen - hintereinander ein beheizbarer Fadenüberlaufkörper, vorzugsweise eine schwach gekrümmte Kontaktheizplatte, und von diesem thermisch isoliert ein kühlbarer Fadenüberlaufkörper angeordnet sind.

In einer bevorzugten Ausgestaltungsform ist der kühlbare Fadenüberlaufkörper als druckdicht verschlossener, metallischer Hohlkörper ausgebildet, zu dessen Innenwand ein oberhalb der Raumtemperatur

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verflüssigtes Kältemittel selbsttätig heranführbar ist, welches unter Entzug der Verdampfungswärme aus dem durch das überlaufende Fadenbündel aufgeheizten Hohlkörper verdampft.

Konstruktiv ist der kühlbare Fadenüberlaufkörper in der Weise ausgestaltet, daß der Hohlkörper als Kältemittelverdampfer mit einer vergrößerten spezifischen Innenfläche ausgebildet ist, daß dieser Kältemittelverdampfer mit einem Kältemittelkondensator verbunden ist, und daß zur selbsttätigen Förderung des kondensierten Kältemittels aus dem Kondensator an die Verdampferfläche ein eine Kapillarstruktur aufweisendes Mittel, das sich zwischen Kältemittelkondensator und Kältemittelverdampfer erstreckt und bis zur Verdampferober fläche reicht, vorgesehen ist, das im Kältemittelkondensator von kondensiertem Kältemittel ständig benetzt isto

Als Raumtemperatur im Sinn dieser Anmeldung wird eine solche Temperatur definiert, bei der die Vorrichtung zur Herstellung der texturierten Garne betrieben wird, doh = üblicherweise die Temperatur, auf welche die Einrichtung zur Klimatisierung oder Konditionierung der Produktionsräume eingestellt ist»

Unter spezifischer Oberfläche wird die auf das Volumen des Körpers bezogene geometrische Oberfläche verstanden., Als "Kapillarstruktur aufweisende Mittel" sollen Dochte und ähnliche saugfähige Gebilde gelten, bei denen durch Verdichtung vorzugsweise faserförmiger Strukturen oder durch Zusammenpressen und/oder -sintern geeigneter pulverförmiger Stoffe saugfähige und offenporige Gebilde mit Kapillarkanälen für den Stofftransport durch Kapillarkräfte gebildet sind.

Die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung kann dadurch vorteilhaft ausgestaltet v/erden, daß zur Verbesserung der Kondensation des Kältemittels der Kältemitteikondeasator ia an sich bekannter Weiss mit

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Rippen versehen ist, durch welche die spezifische Oberfläche und die Wärmeübertragungsfläche an der Außenseite vergrößert wird. Es ist auch vorteilhaft, mehrere Kältemittelverdampfer einem einzigen, entsprechend größer dimensionierten Kältemittelkondensator zuzuordnen. Dabei wird der Kältemittelkondensator vorzugsweise in Längsrichtung der Maschine angeordnet und weist eine entsprechende Anzahl von Verbindungsleitungen zu den einzelnen Verbrauchern auf. Durch die Verbindung der Einrichtungen miteinander wird gewährleistet, daß in allen Verdampfern infolge des Druckausgleichs gleiche Temperaturen vorliegen und infolge des Selbstregeleffektes ggf. nur unterschiedliche Kältemittelmengen verdampft werden müssen. Die Verbindungsleitungen, in denen die saugfähigen Dochte vorgesehen sind, werden zweckmäßigerweise thermisch isoliert, um Kälteverluste weitgehend zu verhindern; ebenfalls wird der Teil des Fadenüberlaufkörpers isoliert, der vom Faden nicht berührt ist.

Nach einer anderen vorteilhaften Ausgestaltungsform kann der Fadenüberlaufkörper durch Peltier - Elemente auf eine einstellbare Oberflächentemperatur kühlbar sein. Solche Peltier - Elemente können von der Industrie in geeigneter Form bereitgestellt werden. Die heute verfügbaren Peltier - Elemente basieren auf modernen Halbleitermaterialien und können daher wegen der wesentlich verbesserten spezifischen Kälteleistung bei dem vorliegenden Anwendungsfall vorteilhaft eingesetzt werden. Wegen der vorzusehenden Kälteleistung sind bevorzugt mehrere Elemente thermisch parallel, elektrisch aber in Reihe geschaltet. Die Zwischenräume der Peltier - Elemente sind mit einem Kunstharz oder dgl. vergossen. Die vom Faden·berührte Fadenüberlauffläche ist eine abriebfeste, thermisch gut leitende Metallschicht.

Peltier - Kühlelemente beruhen auf dem physikalischen Effekt, daß beim Durchgang eines Gleichstromes an der Kontaktstelle zweier verschiedener, einander sich berührender Metalle eine Temperatursenkung gegenüber der Umgebung festzustellen ist. Das Peltier - Element

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pumpt hierdurch Wärmeenergie von der kalten Seite dee Elementes auf die wärme Seite, wo die Wärmeenergie an die Umgebungsluft abgegeben wird.

Der Vorteil der kühlbaren Fadenüberlaufkörper nach der Erfindung liegt darin, daß einerseits hermetisch abgeschlossene Systeme verwendet werden, die ohne mechanisch bewegte Teile wie Pumpen oder dgl. für den Kältemitteltransport betrieben werden können. Sie unterliegen praktisch keinem Verschleiß und benötigen demzufolge keine Wartung.

Der Vorteil der Anwendung von Peltier - Elementen nach der Erfindung ist darin zu sehen, daß durch die unmittelbare Umwandlung eines Gleichstromes direkt beim Kälteverbraucher in nutzbare Kälteenergie die Kälte mit einem hohen Wirkungsgrad und ohne Transportverluste bereitgestellt werden kann. Außerdem ist der Aufwand zur Erzeugung der gewünschten Kälteleistung und die Betriebskosten für die Wartung des Kälteerzeugers gering, da einerseits heute schon an den meisten Texturiermaschinen Transformatoren und Gleichrichter zur Gleichstromerzeugung vorgesehen sind, und da andererseits diese Einrichtungen einschließlich der Peltier - Elemente weniger störungsanfällig sind als konventionelle Kälteerzeugungsanlagen.

In einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist nach der gekrümmten Kontaktheizplatte und dem gekühlten Fadenüberlaufkörper eine Einrichtung zur Auftragung einer Fadenpräparation angeordnet. Diese kann als Präparationswalze oder als Zerstäubungsdüse ausgebildet sein. Außerdem ist zwischen dem zweiten und dem dritten Fadenlieferwerk als weitere Fadehbehandlungseinrichtung ein durch Konvektion wirksamer und das Fadenbündel berührungslos umgebender Heizkasten vorgesehen. Hierdurch wird erreicht, daß die infolge der asymmetrischen Wärmebehandlung im Fadenbündel bewirkte Kräuselung unter einstellbaren Relaxierbedingungen zwischen den Lieferwerken in an sich bekannter Weise wärmefixiert wird.

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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung scheraatisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1: die Herstellung schnellgesponnener Chemiefasern durch den Abzug des Fadenbündels mit Galetten (Fig. 1a) und ohne Galetten (Fig. 1b);

Fig. 2: bevorzugte Fadenquerschnitte;

Fig. 3: die Vorrichtung zur Texturierung der Garne durch asymmetrische thermische Behandlung (Prinzipdarstellung des Fadenverlaufs);

Fig. k: den kühlbaren Fadenüberlaufkörper gemäß der Erfindung im Längsschnitt;

Fig. 5: mehrere Fadenüberlaufkörper gemäß der Erfindung in der Aufsicht mit einem gemeinsamen Kältemittelkondensator ;

Fig. 6: einen durch Peltier - Elemente kühlbaren Fadenüberlaufkörper nach der Erfindung.

In Fig. 1a und Fig. 1b ist in schematischer Darstellung die Herstellung von Chemiefasern nach dem Schnellspinn- oder Streckspinnverfahren gezeigt. Dabei wird das in einer nicht dargestellten Schmelzspinn- Einrichtung (Spinnextruder) aufgeschmolzene thermoplastische Polymer, beispielsweise Polyathylenterephthalat durch einen geeigneten Spinnkopf 1 ausgepreßt und entsprechend dem Profil der Spinndüse zu den einzelnen verzugsfähigen Kapillarfäden ausgeformt. Die Kapillarfäden 2", die zum Fadenbündel 2 zusammengefaßt werden, werden mit hoher Geschwindigkeit von den Spinndüsen durch den Spinnschacht 3 abgezogen und werden dabei durch die mit Pfeilen k angedeutete Anblasluft zur Verfestigung gekühlt. Nach dem Verlassen des Fallschachtes (der Anblasung nachgeordneter Teil des Spinnschachtes) wird das Fadenbündel 2 mit einer Fadenpräparation versehen, wozu es über die zwischen den Fadenleitorganen

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angeordnete Präparationseinrichtung 6 geführt wird. Nach Fig. 1a wird das Fadenbündel von Abzugsgaletten 7i7' mit hoher Geschwindigkeit von den Spinndüsen des Spinnkopfes 1 abgezogen. Diese Abzugsgaletten 7 s 7' werden jedoch vom Fadenbündel nicht vollständig umschlungen, so daß das Fadenbündel zwischen den Galetten nicht verstreckt wird und die Galetten 7, 7' lediglich als Tranporteinrichtungen dienen. Die Galetten 7i 7¹ sind mit einer solchen Umfangsgeschwindigkeit angetrieben, daß aufgrund der dem Fadenbündel erteilten Abzugsgeschwindigkeit die Kapillarfäden 2' den gewünschten Spinnverzug bzw. die gewünschte Vororientierung erhalten. Das Fadenbündel 2 wird nach Ablauf von der Galette 7' zu einer Kreuzspule 10 aufgewickelt, wobei beispielsweise die Spulenhülse bzw. die Spinnspule von einer Reibwalze 9 aro Umfang angetrieben wird. Zur geordneten Verlegung des Fadens auf der Spule dient dabei der mit 8 bezeichnete Changierfadenführer., Zum verlustlosen Aufspulen der Fäden werden neuerdings bevorzugt Spulrevolver verwendet, beispielsweise gemäß der deutschen Patentanmeldung P 23 53202.7.

Fig. 1b unterscheidet sich von Figo 1a dadurch, daß die Galetten 7, zum Abziehen des Fadenbündels 2 von der Spinndüse nicht mehr vorgesehen sind, so daß die Zugkraft zum Abziehen und gleichzeitigen Spinnorientieren des Fadenbündels allein durch die Aufspuleinrichtung, beispielsweise die Reibwalze 9? aufgebracht wird« Die Aufspuleinrichtung wird mit einer Umfangsgeschwindigkeit von über 3 000 m/rain angetrieben.

In den Fig» 2a bis 2d sind Kapillarfadenprofile dargestellt, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren durch eine asymmetrische Wärmebehandlung besonders vorteilhaft gekräuselt werden können» Die einzelnen Kapillaren v/eisen dabei nach Fig» 2a einen Kr eisr-ingquer schnitt auf (Hohlfaden) oder besitzen einen dreilappigen Querschnitt (trilobale Fäden,Fig» 2b und 2c) oder einen raehrlappigen Querschnitt (Figo 2d)„ Die Fadenquerschnitte als solche gehören zum Stand der Technik=,

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Fig. 3 zeigt in schematischer Darstellung den Fadenverlauf auf der Texturiereinrichtung gemäß der Erfindung. Hierbei ist mit 10' die Vorlagespule bezeichnet, die der Spinnspule 10 aus Fig. 1a oder Fig. 1b entspricht. Der Faden 2 wird von der Vorlagespule 10' durch ein erstes Fadenlieferwerk 12 abgezogen, wobei die Fadenspannung durch Bremsung der Vorlagespule 10' oder an einer Gitterbremse 11 oder dgl. eingestellt werden kann. Das Fadenlieferwerk 12, das beispielsweise als Riemchenlieferwerk ausgebildet ist, ist mit dem zweiten Fadenlieferwerk 18 in an sich bekannter, nicht näher dargestellter Weise getrieblich verbunden, so daß die jeweiligen Umfangsgeschwindigkeiten der Lieferzylinder bzw. die Umlaufgeschwindigkeiten der Förderriemchen zueinander einstellbar sind. Zwischen dem ersten Fadenlieferwerk 12 und dem zweiten Fadenlieferwerk 18 sind gemäß der Erfindung unmittelbar hintereinander ein heizbarer und ein kühlbarer Fadenüberlaufkörper angeordnet. Der heizbare Fadenüberlaufkörper ist als schwach gekrümmte Kontaktheizplatte ausgebildet, in der eine Wärmeträgerflüssigkeit von einer Heizeinrichtung 1A verdampft wird. Der kühlbare Fadenüberlaufkörper ist mit 16 bezeichnet und in der folgenden Beschreibung der Fig. h bis 6 näher erläutert. In Fadenlaufrichtung hinter dem heizbaren und kühlbaren Fadenüberlaufkörper ist eine Einrichtung 17 zur Auftragung eines Avivierungsmittels angeordnet. Anstatt der dargestellten Präparationswalze 17 kann auch eine Düse vorgesehen sein, mit welcher das Avivierungsmittel zerstäubt und in fein verteilter Form auf den Faden aufgesprüht wird.

Das von der Vorlagespule 10' abgezogene Fadenbündel 2 wird zwischen den Lieferv/erken 12 und 18, deren Fördergeschwindigkeiten auf das für die Gesamtverstreckung noch erforderliche Maß der NachverStreckung eingestellt sind, vollends verstreckt, wobei gleichzeitig eine asymmetrische Wärmebehandlung durchgeführt wird, bei v/elcher der Faden eine erhöhte Voluminösität erhält. Hierbei werden die Fäden, die auf dem beheizten Fadenüberlaufkörper 13 bis nahe an die Erweichungstemperatur des Thermoplasten erwärmt werden, durch Führung über den gekühlten Fadenüberlaufkörper 16 einseitig derart- abgeschreckt, daß ein

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Temperaturgradient senkrecht zur Fadenlaufrichtung ausgebildet wird. Infolge dieses Temperaturgradienten, dessen Größe für die unterschiedliche Längsschrurapfung des Einzelfadens wesentlich ist, bildet sich im Faden eine Kräuselung aus, die bei Entspannung erkennbar wird.

Das zwischen den Fadenlieferwerken 12 und 18 nach verstreckte Fadenbündel 2 wird vom dritten Fadenlieferwerk 20 unter definierter Fadenspannung abgezogen, wobei die durch asymmetrische Wärmebehandlung erzielte Kräuselung des Fadenbündels in einem das Fadenbündel allseitig umgebenden Heizkasten 19 wärmefixiert wird. Mittels der Fadenaufspuleinrichtung 21 werden die Fäden unter kontrollierter Fadenspannung beispielsweise zu zylindrischen Kreuzspulen 22 abgelegt.

In Fig. k und 5 ist ein spezieller Fadenüberlaufkörper gemäß der Erfindung dargestellt. In der schematischen Darstellung des Fadenlaufes gemäß Fig. 3 ist der Fadenüberlaufkörper nach Fig. k beispielsweise als gekühlter Fadenüberlaufkörper 16 vorgesehen. Der Fadenüberlaufkörper 16 besteht aus dem als Kältemittelverdampfer ausgebildeten metallischen Hohlkörper 23, dessen vom Fadenbündel 2 berührte Oberfläche 2k schwach gekrümmt ist, und dem mit dem Kältemittelverdampfer druckdicht verbundenen Kältemittelkondensator 25· Die Verbindungslei-' tungen zwischen dem Kältemittelverdampfer 23 und dem Kältemittelkondensator 25 sind mit 26 für das flüssige Kältemittel und mit 27 für das dampfförmige Kältemittel bezeichnet. Das gesamte System wird nach Füllung mit einer hinreichenden Menge flüssigen Kältemittels und nach Evakuierung des Dampfraumes von inerten, bei der vorgesehenen Raumtemperatur nicht kondensierbaren Restgasen hermetisch verschlossen. Zum Transport des flüssigen Kältemittels 28 vom Kältemittelkondensator 25 zum Kaitemittelverdampfer 23 ist ein Docht 29 vorgesehen, der im Kältemittelkondensator von der Flüssigkeit umspült ist, und der sich bevorzugt bis an die von außen vom Fadenbündel 2 beheizte Oberfläche des Kältemittelverdarapfers erstreckt. Der Flüssigkeitstransport erfolgt

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durch Kapillarkräfte. Der Docht 29, der beispielsweise auf die Innenseite des Kältemittelverdampfers aufgeklebt sein kann, v/eist Lochungen 30 auf, damit das verdampfte Kältemittel ungehindert abgeführt wird und über die Verbindungsleitung 27 in den Kältemittelkondensator zurückgeführt werden kann. Der Docht 29 kann dazu auch als Vliesbahn ausgebildet sein. Zur Verbesserung der Kondensation des Kältemittels bei oder oberhalb der Raumtemperatur ist die äußere Oberfläche des Kältemittelkondensators vergrößert und mit einer Anzahl von Rippen 31 versehen. Die Teile des Kältemittelverdampfers, die vor unerwünschter Wärmeeinstrahlung geschützt werden sollen, sind mit einer thermischen Isolierung 32 umgeben. Die Isolierung ist wesentlich, um den Kältemittelstrom in einer definierten Richtung zu führen.

In Fig. 5 ist eine Aufsicht mehrerer als Baugruppe nebeneinander angeordneter Fadenüberlaufkörper gemäß Fig. h dargestellt. Die Kältemittelverdampfer, die jeweils benachbarten Bearbeitungsstellen einer Seite der Texturiervorrichtung zugeordnet sind, sind mit 231, 232, 233 und 23^ bezeichnet. Sämtliche Kältemittelverdampfer sind über nicht näher bezeichnete Verbindungsleitungen axt einem der Baugruppe gemeinsamen Kältemittelkondensator 33 verbunden, dessen Aufbau und dessen Funktion dem Kälteraittelkondensator 25 in Fig. k entspricht. Dieser Kälteraittelkondensator ist an einer geeigneten Stelle der Texturiermaschine, vorzugsweise in deren Längsrichtung sowie ggf. in der Nähe der Einstrb'möffnungen für die Klimaluft des Maschinenraumes angeordnet.

Fig. 6 zeigt einen durch Peltier - Elemente gekühlten Fadenüberleufkörper 5k. Die elektrisch in Reihe, aber thermisch parallel geschalteten Peltier - Elemente bestehen aus jeweils zwei Schenkeln 35 und 36 eines dotierten Halbleitermaterials, die an ihren Enden durch kalte und warme kupferne Kontaktbrücken 37 und 38 verbunden sind.

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Die Peltier - Elemente sind aus Stabilitätsgründen in einer Kunstharzmasse 39 vergossen und auf einer leicht gekrümmten Fläche angeordnet. Dabei sind sämtliche kalten Kontaktbrücken 37 mit einer verschleißfesten, metallischen Oberfläche ^tO gut wärmeleitend verbunden.

Die warmen Kontaktbrücken 38 sind an einen gemeinsamen Wärmeübertragerblock 4i angeschlossen, der eine hohe spezifische Oberfläche aufweist und zur Übertragung der Wärme an die Umgebungsluft geeignet ist. Der durch Peltier - Elemente gekühlte Fadenüberlaufkörper J>h wird durch die angedeuteten Kontakte an eine an der Texturierraaschine vorgesehene Sp4nnungsquelle mit geeigneter elektrischer Gleichspannung angeschlossen, die zur Einstellung der erforderlichen Kälteleistung regelbar ist.

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung texturierter Garne aus thermoplastischen Polymeren, vorzugsweise aus linearen Polyestern mit einer Kristallinität von weniger als 20 %, durch eine physikalische Nachbehandlung schmelzgesponnener Multifilamente, die durch Anwendung von Abzugsgeschwindigkeiten von 3 0Ö0 m/min und darüber bereits am Ausgang der Spinnstufe eine hohe Molekularorientierung aufweisen, dadurch gekennzeichnet,

daß die vororientierten Multifilamente in einer ersten Wärmebehandlungszor.e, vorzugsweise unter Führung über eine Kontaktheizeinrichtung, im Streckfeld erhitzt und restverstreckt und nach Verlassen der Heizeinrichtung in einer Kühlzone unmittelbar und einseitig in der V/eise abgeschreckt werden, daß in dem Fadenbündel ein Temperaturgradient senkrecht zur Fadenlaufrichtung ausgebildet wird, und daß in einer zweiten Wärmebehandlungszone die durch unterschiedliche Schrumpfung der einzelnen Filamente des Fadenbündels bewirkte Kräuselung unter einstellbaren Relaxierbedingungen wärmefixiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Einzelfilamente des Fadenbündels einen hohlen, trilobalen oder ähnlichen die Wärme schlecht leitenden Querschnitt aufweisen.

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Verfahren nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß auf das Fadenbündel nach der ersten Wärmebehandlungszone und der Kühlzone ein Avivierungsmittel aufgetragen, vorzugsweise aufgesprüht wird.

Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3₅ dadurch gekennzeichnet,

daß das Avivierungsmittel in einem bei erhöhter Fadentemperatur leicht verdampfbaren Trägermittel gelöst oder emulgiert ist.

Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis ^f,

bestehend aus einem Spulenablaufgatter, mindestens drei in ihrer jeweiligen Umfangsgeschwindigkeit zueinander einstellbaren Fadenlieferwerken, zwischen denen jeweils mindestens eine Fadenbehandlungseinrichtung zum Erhitzen des laufenden Fadenbündels angeordnet ist, sowie einer Fadenaufspuleinrichtung zur geordneten Fadenablage unter kontrollierter Fadenspannung,
dadurch gekennzeichnet,

daß zwischen dem ersten (12) und dem zweiten Fadenlieferwerk (18) als Fadenbehandlungseinrichtungen - in Fadenlaufrichtung gesehen hintereinander - ein beheizbarer (13) und von diesem thermisch isoliert ein kühlbarer Fadenüberlaufkörper (16, 23, 3*0 angeordnet sind.

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6. Vorrichtung nach Anspruch 5>
dadurch gekennzeichnet,

daß der kühlbare Fadenüberlaufkörper (16) als druckdicht verschlossener, metallischer Hohlkörper (23) ausgebildet ist, zu dessen Innenwand ein verflüssigtes Kältemittel (28) selbsttätig heranführbar ist, welches unter Entzug der Verdampfungswärme aus dem durch das überlaufende Fadenbündel (2) aufgeheizten Hohlkörper verdampft.

7· Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadur ch gekennz eichne t,

daß der Hohlkörper (23) als Kältemittelverdampfer mit einer vergrößerten spezifischen Innenfläche ausgebildet ist, daß dieser Kältemittelverdampfer mit einem Kältemittelkondensator (25j 33) verbunden ist, und daß zur selbsttätigen Förderung des kondensierten Kältemittels (28) aus dem Kondensator an die Verdampferinnenfläche ein eine Kapillarstruktur aufweisendes Mittel (29)> das sich zwischen Kältemittelkondensator (25, 33) und Kältemittelverdampfer (23, 231, 232, 2331 23*0 erstreckt und bis zur Verdampferoberfläche reicht, vorgesehen ist, das im Kältemittelkondensator von kondensiertem Kältemittel ständig umspült ist.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet,

daß der Kältemittelkondensator (25₅ 33) an seiner äußeren Oberfläche mit Rippen (31) versehen ist.

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Vorrichtung nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß der Fadenüberlauf körper (16, ~$k) durch Peltier - Elemente (35> 36, 37» 38) auf eine einstellbare Temperatur der Oberfläche (kO) kühlbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 5 und mindestens einem der Ansprüche 6 bis 9 dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem beheizbaren (13) und dem kühlbaren Fadenüberlaufkörper (16, 23, 3*0 eine Einrichtung (17) zur Auftragung oder Aufsprühung eines Avivierungsmittels auf das Fadenbündel angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Fadenbehandlungseinrichtung zwischen dem zweiten (18) und dritten Fadenlieferwerk (20) ein durch Konvektion wirksamer und das Fadenbündel berührungslos umgebender Heizkadten (19) vorgesehen ist.

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