DE2457824A1

DE2457824A1 - Verfahren und vorrichtung zum kraeuseln von garn

Info

Publication number: DE2457824A1
Application number: DE19742457824
Authority: DE
Inventors: David Ernest Beck; Derek Walter Thom
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1973-12-07
Filing date: 1974-12-06
Publication date: 1975-06-12
Also published as: ZA747556B; US3982310A; AU7588674A; JPS5089658A; GB1487180A; CA1025193A; FR2253857A1; FR2253857B1; NL7415850A

Description

PATENTANWÄLTE

DR.-ING. H, FINCKE DIPL.- ING. H. BOHR DIPL.-ING. S. STAEGER

Patentanwalt· Dr. Finde« ■ Bohr ■ Stosger · 8 München S ■ MOIIeutraße

s, 6. Dezember 1

MOIIerjtraßo 31 O L B 7 8 2 4

Fernruf: (089)*266060 Telegramms: Claim« München Telex, 5239 03 claim d

Mopp.no. 23670 - Dr.K/hö

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Case F.26646

IMPERIAL CHEMICAL INDUSTRIES LIMITED London - Großbritannien

"Verfahren und Vorrichtung zum Kräuseln von Garn"

PRIORITÄT: 7· Dezember 1973 - Großbritannien

Die Erfindung bezieht sich auf ein Krauselungsverfahren und eine Krause lungsvorrichtung, wobei Garn unter der Einwirkung eines heißen Fluids direkt in eine Stauchkammer eingeführt wird, in welcher das Garn auf ein Kissen eines vorher zugeführten Garns geschleudert und komprimiert wird, um dem Garn eine Kräuselung

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Bankverbindung: Bayer. Vereinsbank München, Konto £20 404 · Postscheckkonto: München 270 44-802

zu erteilen, währenddessen das Kissen durch die Stauchkammer bewegt wird und das gekräuselte Garn anschließend aus der Stauchkammer abgezogen wird.

Es wurde gefunden, daß zur Erzielung eines Garns mit geeigneten Kräuselungseigenschaften es wichtig ist, die Temperatur und die Verweilzeit des Garnkissens in der Kräuselungskammer zu kontrollieren. Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Kräuselungs-Verfahrens und einer Kräuselungsvorrichtung, wobei Einrichtungen für die Durchführung einer solchen Kontrolle vorgesehen sind.

Die Erfindung betrifft also ein kontinuierliches Verfahren zum Kräuseln von Garn, bei welchem ein Garn unter dem Einfluß eines heißen Fluids vorwärtsbewegt wird, das vorwärtsbewegte Garn in eine Stauchkammer geleitet wird, das Garn auf ein Kissen aus vorher zugeführtem Garn in der Kammer geschleudert wird, das heiße Fluid radial aus der Kammer entweichen gelassen wird, der Ort des stromabwärtigen Endes des Kissens durch eine Kombination aus einer mechanischen Verengungseinrichtung, wie weiter unten definiert, und einem Gegendruck aus einem kalten Fluid kontrolliert wird und das gekräuselte Garn aus der Kammer kontinuierlich abgezogen wird.

Die Vorwärtsbewegung des Garns durch das heiße Fluid kann dadurch erreicht werden, daß man mindestens zwei Ströme, vorzugsweise vier Ströme, aus einem heißen Fluid symmetrisch mit einem Winkel zwischen 20 und 40° zur Achse des Garns auf das Garn auftreffen läßt.

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•Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Kräuselung von Garn, welche nacheinander eine Eintrittsleitung für Garn, eine mit heißem Fluid betriebene Fördereinrichtung, eine Halsleitung für Garn und Fluid und eine Stauchkammer für ein Garnkissen aufweist, wobei letztere eine Einrichtung zum radialen Entweichen des Fluids besitzt und wobei die Krause lungsvorrichtung eine Kontrolleinrichtung aufweist, die aus einer Kombination einer mechanischen Verengungseinrichtung, wie weiter unten definiert, und einer am Garnaustrittsende der Kräuselungsvorrichtung angeordneten Einrichtung, mit welcher ein kaltes Fluid in die Stauchkammer gerichtet werden kann, besteht.

Die mechanische Verengungseinrichtung ist definiert als Einrichtung, welche physikalisch auf das stromabwärtige Ende des Garnkissens wirkt, um eine Bewegung des stromabwärtigen Endes des Kissens in Richtung auf den Austritt der Kammer zu verhindern. Vorzugsweise besteht die mechanische Verengungseinrichtung aus einem sich konisch verengenden Austritt aus der Stauchkammer. Der sich konisch verengende Austritt besitzt vorzugsweise einen eingeschlossenen Winkel von 15 bis 90°.

Das heiße Fluid kann ein heißes Gas, wie z.B. Luft, oder vorzugsweise unter Druck stehender Dampf sein.

Es wird bevorzugt, daß die mit heißem Fluid arbeitende Fördereinrichtung mindestens zwei, vorzugsweise vier, gesonderte Kanäle aufweist, die in einem Winkel zwischen 20 und M0° zur Achse der Garneintrittsleitung geneigt sind, wobei die Kanäle symmetrisch zur Achse der Garnleitung angeordnet sind.

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Vorzugsweise besitzt die Krauselungsvorrichtung eine Diffusionskammer zwischen den benachbarten Endteilen der Garneintritts leitung und der Halsleitung, in welche das heiße Fluid eingeführt wird.

Die Stauchkammer besitzt einen größeren Durchmesser als die Halsleitung und kann mit einem konischen oder halbkugeligen Eintrittsende ausgerüstet sein, um eine kontrollierte Expansion des heißen Fluids zu ermöglichen. Die Stauchkammer ist mit einer Einrichtung, beispielsweise radial angeordneten Löchern, versehen, um ein radiales Entweichen von heißem Fluid zu ermöglichen.

Vorzugsweise umfaßt die Einrichtung zum Einführen eines kalten Fluids in die Stauchkammer mindestens zwei, vorzugsweise sechs, gesonderte Durchtritte, die symmetrisch angeordnet sind und so liegen, daß sie kaltes Fluid in die Stauchkammer entgegen der Laufrichtung des Garns einführen. Das kalte Fluid kann beispielsweise kalte Luft sein. Das kalte Fluid entweicht vorzugsweise axial aus der Stauchkammer zusammen mit dem gekräuselten Garn.

Das Krauselungsverfahren und die Kräuselungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung eignen sich zum Kräuseln von synthetischem Fadenmaterial. Sie sind besonders geeignet zum Kräuseln von Polyamidfadenmaterial unter Verwendung von Dampf als heißes Fluid.

Im Anschluß an das Abziehen aus der Krauselungsvorrichtung und vor dem Aufspulen kann das gekräuselte Garn einer Mischbehandlung unterworfen werden.

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Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kräuselungsvorrichtung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, die. einen Schnitt durch die Vorrichtung darstellt.

Die Kräuselungsvorrichtung besitzt eine Garneintritts- " leitung 1, die in einem Einsatz 2 ausgebildet ist, einen Garneintritt 3, eine Hals leitung 5 für Garn und Fluid und eine zylindrische Stauchkammer 7. Eine Diffusorkammer 9 ist zwischen den Enden der Eintrittsleitung 1 und der Halsleitung 5 dadurch ausgebildet, daß diese Enden abgeschrägt sind.

Die Krause lungsvorrichtung ist mit einem Eintritt 11 für heißes Fluid und vier gesonderten Kanälen 13 ausgerüstet, durch welche das heiße Fluid in die Diffusorkammer 9 eingeführt wird. Die getrennten Kanäle 13 sind dadurch ausgebildet, daß der Einsatz 2 durchbohrt ist. Jeder Kanal 13 ist mit einem Winkel von 30° zur Achse der Garneintritts leitung 1 geneigt. Die vier Kanäle 13 sind symmetrisch um die Achse der Garneintritts leitung 1 angeordnet.

Die Stauchkammer 7 besitzt ein halbkugeligförmiges Eintrittsende 21 und ist mit radial gerichteten Löchern 23 ausgerüstet, welche ein Entweichen des Fluids gestatten.

Die Stauchkammer 7 ist mit einer konischen Verengungseinrichtung 31 für das Garn ausgerüstet, wobei diese konische Verengungseinrichtung 31 einen eingeschlossenen Winkel 33 von 15 bis 90° aufweist. .

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An der Austrittsseite des sich konisch verengenden Austritts 31 ist die Kräuselungsvorrichtung mit einem Eintritt 27 für kaltes Fluid und sechs symmetrischen getrennten Durchtritten 29 ausgerüstet, welche kaltes Medium in die Stauchkammer 7 entgegen der Laufrichtung des Garns einführen.

Beim Betrieb wird das Garn in die Garneintrittsleitung eingeführt. Das Garn wird innig und gleichförmig in der Diffusorkammer 9 durch heißes Fluid kontaktiert. Das Garn wird durch das heiße Fluid durch die Halsleitung in die Stauchkammer 7 geführt. Beim Eintritt durch das halbkugelige Eintrittsende 21 der Stauchkammer 7 dehnt sich das heiße Fluid aus, wobei die Fäden voneinander getrennt werden. Die getrennten Fäden treffen auf ein Garnkissen, das kontinuierlich in der Stauchkammer 7 gebildet wird. Ein Ende des Kissens ist in der Nähe des Eintrittsendes 21 angeordnet, d.h. oberhalb der Löcher 23, durch welche das Fluid entweichen kann. Das andere Ende des Kissens, d.h. das stromabwärtige Ende, ist in dem sich konisch verengenden Austritt 31 angeordnet und wird durch den sich konisch verengenden Austritt und den Gegendruck des kalten Fluids, welches durch die Durchtritte 29 in die Stauchkammer gerichtet wird, kontrolliert, Das Garn wird in ein Kissen zusammengedrückt, während es durch die Stauchkammer 7 hindurchgeht. Heißes Fluid entweicht durch die radial angeordneten Löcher 23. Das stromabwärtige Ende des Kissens wird durch kalte Luft gekühlt. Das gekräuselte Garn wird aus dem Kissen in kontrollierter Weise abgezogen.

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Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Beispiel 1

Dieses Beispiel erläutert die Herstellung eines gekräuselten Nylon-6,6-Garns, das sich besonders für . die Herstellung von Teppichen eignet.

Ein unverstrecktes Nylon-6,6-Garn aus 136 Fäden und mit 74QO Deeiteχ wurde mit einem Verstreckverhältnis von 3,65 und mit einer Verstreckgeschwindigkeit von 900 m/min verstreckt. Nach dem Verstrecken wurde das Garn direkt mit einem Vorlauf von 20£ zu der in der Zeichnung dargestellten Kräuselungsvorrichtung geführt Diese besaß die folgenden Abmessungen:

Durchmesser des Garneintritts

Durchmesser einer jeden der vier Dampf Zuführungskanäle

Enddurchmesser der Abschrägung an der Eintritts leitung

Enddurchmesser der Abschrägung an der Hals leitung Durchmesser der Halsleitung Durchmesser der Stauchkammer

Durchmesser des Stauchkammeraustritts

Durchmesser einer jeden der sechs Kaltluftdurchtritte

Eingeschlossener Winkel des konischen Austritts

Die Krauselungsvorrichtung wurde unter den folgenden Bedingungen betrieben:

1,07	mm
0,56	mm
2,31	mm
2,49	mm
1,57·	mm
6,35	mm
3,18	mm
0,51	mm
15°

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2 Druck des zugeführten Dampfs 12,95 kg/cm

Temperatur des zugeführten Dampfs 35O°C

ρ Druck der zugeführten Kaltluft 1,05 kg/cm

Ab ζ ugs geschwindigkeit des gekräuselten

Garns ' 720 m/min

Das gekräuselte Garn wurde aus der Krauselungsvorrichtung abgezogen und in einer Luftdüse bis zu einer Hakenfalllänge von 1,5 bis 2,5 cm gemischt.bzw. durcheinandergewirbelt.

Das so erhaltene gekräuselte Garn besaß einen Titer von 2*170 Decitex und eine Stranglänge (wie weiter unten definiert) von 42,55 cm.

Das gekräuselte Garn wurde zur Herstellung eines Tufting-

2 teppichs verwendet,, der ein Gewicht von 3^0 g/m aufwies,

Beispiel 2

Dieses Beispiel erläutert die Herstellung eines gekräuselten Nylon-6,6-Teppichgarns, in welchem einige der Fäden teilweise miteinander verschmolzen sind.

Beispiel 1 wurde, wiederholt, wobei die gleichen Bedingungen bis auf die folgenden verwendet wurden:

Abzugsgeschwindigkeit für das gekräuselte

Garn 693 m/min

Vorlauf zur Kräuselungsvorrichtung 23Ϊ

Das gekräuselte Garn wurde aus der Krause lungsvorrichtung abgezogen und ohne Durchmischung aufgespult. Das so hergestellte gekräuselte Garn besaß einen Titer von 2500

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Decitex und eine Stranglänge (wie in der Folge gemessen) von 44,1 cm. Das gekräuselte Garn zeigte eine geringe Fadenverschmelzung, derart, daß das Garn eine Auseinanderziehkraft (wie weiter unten definiert) von 358 g und einen Fadenzusammenhalt (wie weiter unten definiert) von 6-1Q g besaß. Das gekräuselte Garn eignete sich besonders für die Verwendung bei der Herstellung eines Tuftingteppichs, wobei keinerlei Notwendigkeit einer Vermischung oder Verzwirnung bestand. Das Garn zeigte im Teppich eine bessere Deckkraft als das gekräuselte Garn von Beispiel 1.

Vergleichsbeispiel

Beispiel 2 wurde wiederholt,.außer daß die Stauchkammer keinen konisch geformten Austritt aufwies, d.h. also, daß die Stauchkammer aus einem gleichförmigen Zylinder bestand. Das so hergestellte gekräuselte Garn besaß eine Stranglänge (wie weiter unten definiert) von 45,4 cm. Das gekräuselte Garn zeigte keine Verschmelzung der Fäden und konnte so leicht auseinandergezogen werden, daß die Fadenhaftung nicht gemessen werden konnte und die Auseinanderziehkraft praktisch null war. Das gekräuselte Garn war für die Herstellung von Tuftingteppichen ohne vorhergehendes Durchmischen oder Zwirnen ungeeignet. Ein Teppich wurde aus dem durchmischten gekräuselten Garn hergestellt. Das gekräuselte Garn zeigte im Teppich gegenüber den Garnen der Beispiele 1 und 2 eine sehr schlechte Deck kr aft.

Die in den obigen Beispielen beschriebenen gekräuselten Garne wurden den folgenden Versuchen unterworfen:

Stranglänge

Diese wurde durch das übliche Verfahren gemessen, bei

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dem ein Garnstrang mit 36 Windungen von 1 m Umfang durch Herumlegen um-ein Rad hergestellt wird, das Garn dann in Wasser von 60⁰C eingehängt wird und die Stranglänge unter einer Spannung von 60 g gemessen wird.

Auselnanderzlehkraft

Ein Metallhaken wird in jeden von zwei Backen eines Instron-Tensile-Testers (eingetragenes Warenzeichen) eingeklemmt. Eine Länge des gekräuselten Garns wird im Mittelpunkt in -zwei Hälften getrennt. Jede Hälfte wird in einen Haken eingebracht und die Haken werden mit einer Geschwindigkeit von 10 cm/min auseinandergeführt. Die während der Trennung auf 20 cm erreichte Maximallast wird gemessen. Jedes gekräuselte Garn wird drei Versuchen unterworfen. Die Auseinanderziehkraft ist der Durchschnitt aus den drei maximalen Belastungen.

Fadenzusammenhalt

Ein Faden wird für eine Strecke von etwa 1 cm an Jedem Ende eines 13 cm langen gekräuselten Garns herausgezogen. Die herausgezogenen Fäden werden in die Backen eines Instron-Tensile-Testers (eingetragenes Warenzeichen) eingeklemmt und die Backen werden mit einer Geschwindigkeit von 5 cm/min auseinandergeführt. Die maximale Belastung, die während eines jeden cm der Trennung bis zu einem Grenzwert von 10 cm erreicht wird, wird festgehalten. Der Fadenzusammenhalt ist der Durchschnitt der Maximalbelastungen in jedem cm der getesteten Trennung an drei Proben mit einer Länge von 13 cm.

PATENTANSPRÜCHE:

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PATENTANSPRÜCHE

1. Kontinuierliches Verfahren zum Kräuseln von Garn, bei welchem ein Garn unter dem "Einfluß eines heißen Fluids vorwärtsbewegt wird, das vorwärtsbewegte Garn in eine Stauchkammer geleitet wird, das Garn gegen ein Kissen aus einem in die Kammer vorher eingeführten Garn auftreffen gelassen wird, heißes Fluid radial aus der Kammer entweichen gelassen wird und Garn aus der Kammer kontinuierlich abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Ort des stromabwärtigen Endes des Kissens" durch eine Kombination aus einer mechanischen Verengungseinrichtung und einem Gegendruck aus kaltem Fluid kontrolliert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das kalte Fluid axial aus der .Stauchkammer mit dem gekräuselten Garn entweicht.

3· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als kaltes Fluid Luft verwendet wird. , -

4. Vorrichtung zur Kräuselung von Garn, welche aufeinanderfolgend eine Eintrittsleitung für Garn, eine durch heißes Fluid betätigte Fördereinrichtung, "eine Halsleitung für Garn und Fluid und eine Stauchkammer für ein Kissen aus Garn, die eine Einrichtung zum radialen Entweichen des heißen Fluids besitzt, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kräuselungs-

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vorrichtung eine Kontrolleinrichtung aufweist, die aus einer Kombination einer mechanischen Verengungseinrichtung und einer weiteren Einrichtung besteht, die am Garnaustritt der Krauselungsvorrichtung angeordnet ist und kaltes Fluid in die Stauchkammer einführt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Verengungseinrichtung aus einem sich konisch verengenden Austritt aus der Stauchkammer besteht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der sich konisch verengende Austritt einen Winkel von 15 bis 90° aufweist.

7- Vorrichtung nach einem der Ansprüche H bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Einführen von kaltem Fluid in die Stauchkammer aus mindestens zwei gesonderten Durchtritten besteht, die symmetrisch zur Achse der Stauchkammer angeordnet sind und in einem Winkel zur Achse geneigt sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß sechs gesonderte Durchtritte für kaltes Fluid vorgesehen sind.

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