DE2457825C2

DE2457825C2 - Garnkräuselvorrichtung

Info

Publication number: DE2457825C2
Application number: DE2457825A
Authority: DE
Inventors: Terence Alan Pontypool Monmouthshire Dyer
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1973-12-07
Filing date: 1974-12-06
Publication date: 1984-11-08
Also published as: FR2253858B1; ES432665A1; BE823082A; NL178613C; NL7415853A; LU71426A1; CH567115A5; AU7620374A; ZA747704B; JPS50123962A; NL178613B; DE2457825A1; IE40275B1; IT1026853B; FR2253858A1; GB1485768A; CA1033557A

Description

Die Erfindung betrifft eine Garnkräuselvorriciitung, bestehend aus einer Garneintrittsleitung, in die spitzwinklig in Förderrichtung mindestens ein Kanal zum Einführen eines heißen Mediums mündet, einer Stauchkammer und einer Garnabzugseinrichtung.

Eine Garnkräuselvorrichtung dieser Art ist aus der DE-OS 23 24 827 bekannt. Bei dieser Vorrichtung dient das heiße Medium zum Erwärmen des Garns auf eine für das Kräuseln in der Stauchkammer nötige Temperatur und darüber hinaus auch zum Fördern des Garns in die Stauchkammer.

Es ist häufig auch üblich, auf Garne, wie sie mit Vorrichtungen der erwähnten Art verarbeitet werden, eine Zwirnung aufzubringen. Bisher war es in einem solchen Fall nötig, das Garn auch noch durch eine Verzwirnungseinrichtung laufen zu lassen, wie sie beispielsweise aus der DE-OS 23 26 770 und der US-PS 34 43 292 bekannt sind. Bei diesen Vorrichtungen wird das laufende Garn in einem Durchgang tangential angeblasen, so daß dem Garn eine Zwirnung erteilt wird. Die Düsen für den Eintritt des Mediums sind aber bei den bekannten Vorrichtungen jeweils in einer Ebene angeordnet, die zur Laufrichtung des Garns senkrecht verläuft, so daß dem Garn keine Vorwärtsbewegung erteilt wird.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, die eingangs näher beschriebene Vorrichtung so weiterzubilden, daß in ein und derselben Vorrichtung ohne wesentlichen zusätzlichen technischen Aufwand das Garn nicht nur gekräuselt, sondern auch verzwirnt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird die eingangs näher beschriebene Garnkräuselvorrichtung derart abgewandelt, daß mindestens ein Kanal exzentrisch in die Garneintrittsleitung mündet.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme wird innerhalb der Garneintriltsleitung dem Garn nicht nur eine Förderwirkung, sondern gleichzeitig eine Verzwirnung erteilt, so daß eine eigene Verzwirnungsvorrichtung nicht mehr nötig ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind vier derartige Kanäle /um Hinführen eines heißen Mediums vorgesehen, die alle exzentrisch in die (!arneinlritlsleilung münden.

Bei einer weiteren bevorzugten Aiisffihrimgsform weist die Garncintriltslciuing in Fördcrrichtimg im ersten Teil einen kleineren Durchmesser und im /weiten Teil einen größeren Durchmesser auf. wobei /wischen dem ersten und dem zweiten Teil eine Diffusorkammer angeordnet ist. in die die Kanäle münden.

Zum Betreiben der erfindungsgemäßen Garnkräuselvorrichiung kann warme Luft oder vorzugsweise unter Druck stehender Dampf verwendet werden.

Die erfindungsgemäßc Vorrichtung eignet sich zum Kräuseln von thermoplastischen Garnen der verschiedensten ArL Zum Kräuseln von Polyamidgarn wird üblicherweise Dampf als heißes Medium verwendet, ίο Die Stauchkammer besitzt einen größeren Durchmesser als die Garncintrittslcitung und kann mit einem konischen oder halbkugelförmigen Einlaß versehen sein, um eine gleichmäßige Expansion des heißen Mediums zu ermöglichen. Die Stauchkammer kann radial gerichtete Löcher aufweisen, um ein Entweichen des heißen Mediums zu ermöglichen. Am Austrittsendc der Stauchkammer kann eine Einrichtung vorgesehen sein, mit der ein kaltes Medium, beispielsweise Luft, in die Stauchkammer entgegen der Laufrichtung des Garns eingeführt werden kann.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich besonders zum Kräuseln von Garnen mit einem Dccitex-Wert von 800 bis 8000. Die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gekräuselten Garne eignen sich besonders zur Herstellung von Tufting-Teppichen.

Die mit der erfindungsgemäßen Garnkräuselvorrichtung behandelten Garne besitzen eine latente Verzwirnung, welche sich entwickelt, wenn die Garne im entspannten Zustand wärmcbchandelt werden, jo Eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Garnkräuselvorrichlung ist in den Zeichnungen dargestellt. In den Zeichnungen zeigt
F i g. 1 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung und F i g. 2 einen Querschnitt an der Linie A-A von Fig. 1. J5 Die erfindungsgemäßc Kräuselvorrichtung besitzt eine Garneinlrittsleitung, die innerhalb eines Einsatzes 2 vorgesehen ist und aus einem ersten engeren Teil 1 und einem zweiten weiteren Teil 5 besteht. Weiterhin ist ein trichterförmiger Garncintrilt 3 vor der Garneintrittslcitung vorgesehen. An die Garneintrittsleitung 1, 5 schließt sich eine zylindrische Stauchkammer 7 an. Am Übergang vom engeren Teil 1 zum weiteren Teil 5 der Garneintrittslcitung befindet sich eine Diffusorkammer 9, die die Form eines Doppelkegels besitzt. Die Garnkräuselvorrichtung ist mit einem Einlaß 11 für das heiße Medium und mit vier Kanälen 13 versehen, durch welche das heiße Medium in die Diffusorkammer 9 geleitet wird. Die Kanäle 13 sind in den Einsatz 2 eingebohrt, und zwar so, daß die Bohrungen im spitzen so Winkel zur Laufrichtung des Garns und außerdem noch exzentrisch in die Diffusorkammer münden.

Die Slauchkammcr 7 besitzt ein halbkugelförmig ausgebildetes Einlaßendc 21 und ist mit sich in radialer Richtung erstreckenden Offnungen 23 versehen, durch welche das heiße Medium entweichen kann.

Weiterhin ist ein verengter Auslaß 31 für das Garn vorhanden.

An der Auslaßscile ist die Kräuselvorrichtung mit einem Hinlaß 27 für ein kaltes Medium und sechs engen to Leitungen 29 versehen, durch welche das kalte Medium in clic Stauchkammer 7 entgegen der Laufrichtung des Garns eingeführt werden kann.

Beim Arbeit en mit dieser Vorrichtung wird das Garn in diese eingeführt und durch den Wirbel des heißen Mc- (Λ iliiims in der Difftisorkiimincr 9 gefördert und verzwirnt. Das erwärmte Garn wird dann in der Stuuehkammer zu einem Kissen zusammengedrückt, welches ständig in der Stauihkamnicr 7 gebildet wird. Das gekräuselte Garn

wird durch das entgegenströmende kalte Medium abgekühlt, welches in die Stauchkammer 7 durch die engen Leitungen 29 eingeleitet wird. Das gekräusei.e Garn wird aus der Stauchkammer in geregelter Weise abgezogen, so daß ständig ein Garnkissen bestimmter Länge in der Stauchkammer7 vorhanden ist.

Die Erfindung wird nun anhand der Beispiele näher erläutert.

Die in den Beispielen beschriebenen gekräuselten Garne wurden folgenden Untersuchungsmethoden unterworfen:

Auseinanderziehkraft

In jeden der beiden Backen einer Instron-Zugprüfvorrichtung wurde ein Metallhaken eingeklemmt. Ein Stück des gekräuselten Garns wurde in der Mitte in zwei Hälften geteilt. Jede Hälfte wurde an ei.iem Haken angehängt, und die beiden Haken wurden dann mit einer Geschwindigkeit von 10 cm/min auseinandergezogen. Die größte Kraft, die während der Trennung auf einer Länge von 20 cm festgestellt wurde, wurde festgehalten. Jedes gekräuselte Garn wurde drei Versuchen unterworfen. Die angegebene Auseinanderziehkraft ist der Mittelwert aus drei Versuchen.

Fadenzusammenhalt

An jedem Ende eines 13 cm langen Stücks eines gekräuselten Garns wurde ein Einzelfaden auf etwa 1 cm Länge herausgezogen. Diese freiliegenden Fäden wurden in die Backen einer Instron-Zugprüfvorrichtung eingeklemmt, und die Backen wurden dann mit einer Geschwindigkeit von 5 cm/min auseinandergezogen. Die nach jedem Zentimeter festgestellte Kraft wurde bis zu einer Grenze von 10 cm festgehalten. Der angegebene Fadenzusammenhalt ist der Durchschnittswert aus den maximalen Kräften innerhalb eines jeden Zentimeters bei der Trennung, wobei die Werte von drei Proben mit einer Länge von 13 cm zugrunde gelegt wurden.

Stranglänge

Diese wurde durch das herkömmliche Verfahren gemessen. Dabei wurden 36 Windungen auf eint Trommel von 1 in Umfang aufgewickelt, worauf der so hergestellte Strang in Wasser von 60⁰C eingetaucht und die Stranglänge unter einer Spannung von 60 g gemessen wurde.

Verzwirnungswert

Dieser Wert stellt ein Maß für Änderungen in der Zwirnung dar. Er wurde wie folgt gemessen:

Ein Wickel des zu testenden Garns wurde auf einem frei drehbaren Tisch angeordnet, und das Garn wurde dann zunächst durch eine keramische öse, ein Quetschwalzenpaar, eine Drehflügelanordnung und eine zweite keramische öse hindurchgeführt und dann von einer Abziehvorrichtung aufgenommen. Der Drehflügel konnte sich frei Um eine horizontale Achse drehen und wies einen rechteckigen Schlitz auf, durch den das Garn hindurchging. D<ts Garn wurde mit einer Geschwindigkeit von 1 m/miil aufgespult, wobei das Quctschwalzenpaar federbelasiet *vaf und eine solche Bremswirkung ausübte, daß eint GMrr'spannung von 1 kg erreicht wurde. Unter diesen Bedingungen verursachte eine Änderung in den Zwirnungsbedingungen eine Drehung des Garns, wodurch wiederum eine Drehung der Drehflügclanordnung herbeigeführt wurde. Die Größe der Drehung und die Drehungsrichtung des Drehflügels stellten

ein Maß für die Größe und die Richtung von Änderungen der Zwirnung im Garn dar. Vier fotoelektrische Vorrichtungen waren in einem Winkelabstand von 90^D auf einer zur Garnachse senkrechten Ebene angeordnet und stellten Bewegungen des Drehflügels fest, wobei eine Drehung durch einen Quadranten auf den zugehörigen Detektor einen Impuls ergab. Die Gesamtzahl der durch alle vier Fotozellen festgestellten Impulse während des Durchlaufs von 4 m Garn wurden dazu verwendet, das Garn zu charakterisieren.

Der Zwirnungswert des Garns wurde außerdem nach dem Durchgang des Garns durch ein Bad mit siedendem Wasser, welches die latente Zwirnung entwickelte, gemessen.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert:

Beispiel 1

Dieses Beispiel erläutert die Herstellung eines ver-2^ri zwirnten Nylon-6,6-Garns, bei dem die Fäden teilweise miteinander verschmolzen waren, und die Herstellung eines friesartigen Teppichs aus diesem Garn.

Ein aus 13t Fäden bestehendes Nylon-6,6-Garn mit 8800 Decitex, das aus Fäden mit einem dreilappigen jo Querschnitt mit einem Modifizierungsverhältnis von 1,4 bestand (gemessen nach US-PS 29 39 201) wurde mit einem Streckverhältnis von 3,74 verstreckt, wobei die Geschwindigkeit des verstreckten Garns 702 m/min betrug. Nach dem Verstrecken wurde das Garn direkt einer Kräuselvorrichtung zugeführt, wie sie in den F i g. 1 und 2 der Zeichnungen dargestellt ist. Die Abmessungen dieser Vorrichtung waren wie folgt:

Durchmesser des ersten Teils der
Garneintrittsleitung 0,96 mm

Durchmesser eines jeden der vier

Dampf/uführungskanälc 0,58 mm

Winkel zwischen einem jeder.

Dampfzuführungskanal und der
Garneintriitsleitung 30°

Durchmesser der Diffusorkammer 2,48 mm

Durchmesser des zweiten Teils

derGarncintrittsleiiung 1,78 mm

Durchmesser der Stauchkammer 6,35 mm
so Durchmesser einer jeden der sechs

Leitungen zur Einführung von

kalter Luft 0,51 mm

Die Kräuselvorrichtung wurde unter folgenden Bedingungen betrieben:

Das so hergestellte Garn besaß 2937 Decitex, eine Reißlast von 6,5 kg, eine Reißdehnung von 53%, eine Stranglänge von 476 mm, einen Verzwirnungswert von 175 und 259 vor und nach der Behandlung in kochendem Wasser, und eine latente Verzwirnune von 3/4 Drehun-

Druck des zugeführten Dampfs	16,5 kg/cm²
Temperatur des Dampfs	36O⁰C
Druck der zugeführten Kaltluft	2,8 kg/cm²
Abzugsgeschwindigkeit des
gekräuselten Garns	305 m/min
Aufwickelspannung	25 g

gen pro 25 mm, gemessen nach dem Warmfixieren in Luft von 170⁰C während 3 min. Einige der Fäden waren miteinander verschmolzen. Das Garn hatte das Aussehen eines verzwirnten Garns mit einigen Umkehrungen. Es besaß eine schraubenlinienartig gewellte Kräuselung. Das gekräuselte Garn zeigte eine Auseinanderziehkraft von 54 g und einen Fadenzusammenhalt von

Das gekräuselte Garn wurde dazu verwendet, einen Tufting-Teppich mit geschorenem Flor auf einer 3/16"-Gauge-Venor-Tufting-Maschinc herzustellen. Der hergestellte Teppich wog 576 g/m·². Die Florhöhe betrug 9,5 mm. Der Teppich besaß ein solches Aussehen, wie es üblicherweise mit einem hochvcr/.wirntcn Fries-Garn erhalten wird.

Beispiel 2

Dieses Beispiel erläutert die Herstellung eines gekräuselten Polyamidgarns mit einem chcnillc-artigcn Aussehen.

Beispiel 1 wurde unter den gleichen Bedingungen wiederholt, wobei jedoch folgende Änderungen vorgenommen wurden:

Das hergestellte Garn besaß 5784 Dccitex, eine Reißduhnuiu; von 39,6%, eine Reißfestigkeil von 2,32 g/Decitex, eine Slranglängc von 486 mm. einen Verzwirnungswcrl von 208 und 306 vor und nach der Behand-ί lung in kochendem Wasser und eine latente Verzwirnung von 19 Drehungcn/25 mm, gemessen nach dem Wärmefixieren in Luft von 170⁰C während 3 min. Das gekräuselte Garn hatte eine sehraubenlinienförmige Kräuselung wie in Beispiel 1, wobei jedoch keine engin ver/.wirnten Bereiche vorlagen. Die Fäden des Garns waren punktweise entlang des Garns miteinander verschmolzen. Das gekräuselte Garn besaß einen Fadcnzusnmmcnhalt von 10 g und eine Auseinanderziehkraft von 75 g.

!¹S Ein aus dem gekräuselten Garn hergestellter Tufling-Tcppich mit einem Gewicht von 1085 bis 1116 g/m² zeigte eine gute Ausbildung des Flors mit einer leichten Kräuselung «in dessen Enden.

Beispiel 4

Geschwindigkeit des verstreckten

Garns 762 m/min

Abzugsgeschwindigkeit des

gekräuselten Garns 596 m/min

Druck des zugeführten Dampfs 14,4 kg/cm²

Dampftemperatur 300" C

Das so hergestellte Garn besaß 2927 Decitex, eine Reißdehnung von 57%, eine Reißfestigkeit von 6,5 kg, eine Stranglänge von 473 mm, einen Vcrzwirnungswert von 196 und 309 vor und nach Behandlung mit kochendem Wasser und eine latente Zwirnung von 1 Drehung pro 25 mm, gemessen nach der Wärmefixierung in Luft von 170°C während 3 min. Das Garn besaß die gleiche Art einer schraubenlinienförmigcn Kräuselung wie das gekräuselte Garn von Beispiel 1, zeigte jedoch nur eine sehr geringe Verschmelzung zwischen den einzelnen Fäden. Das gekräuselte Garn benötigte eine Auseinanderziehkraft von 49 g und halte einen l-adenzusammcnhalt von 11 g.

Aus diesem gekräuselten Garn wurde ein Tufling-Teppich wie in Beispiel 1 hergestellt, der einen weicheren Griff besaß als der Teppich von Beispiel 1.

Beispiel 3

Das Beispiel 1 wurde mit folgenden Abwandlungen wiederholt:

Ein Nylon-6,6-Garn mit 8080 Decitex wurde mit einem Streckverhältnis von 3,90 und einer Geschwindigkeit des verstreckten Garns von 1000 m/min verstreckt. 2^ri Nach dem Verstrecken wurde das Garn einer Kräuselvorrichtung zugeführt, wie sie in Beispiel 1 verwendet wurde, wobei jedoch folgende Abänderungen vorgesehen waren:

jo Durchmesser des ersten Teils der

Garneintrittslcitung 1,09 mm

Durchmesser eines jeden der vier Dampfzuführungskanälc 0,63 mm

Winkel zwischen einem jeden der

is Dampfzuführungskanäle und der

Garneintrittslcitung 45°

Durchmesser des zweiten Teils der Garneintrittsleitung 1.98 mm

Druck des zugeführten Dampfs 15.7 kg/cm² Abzugsgeschwindigkeit des

gekräuselten Garns 777 m/min

Aufwickclspannung 50 bis 70 g

Das so hergestellte Garn besaß 2720 Decitex, eine ν, Stranglänge von 464 mm, einen Verzwirnungswert von 78 und 420 vor und nach der Behandlung in kochendem Wasser und eine latente Verzwirnung von 1 Drehung/ 25 mm, gemessen nach der Wärmefixierung in Luft von 170" C während 3 min. Das gekräuselte Garn besaß eine Auscinanderziehkraft von 65 g und einen Fadenzusammenhalt vor. 16 g.

Das so gekräuselte Garn eignete sich zur Herstellung eines Tufting-Teppichs. wie es in Beispiel 1 beschrieben ist.

Decitex-Wert des unverstrecklen

Ausgangsgarns 17600

Durchmesser des ersten Teils

der Garneintrittsleitung 138 mm

Durchmesser des zweiten Teils

der Garneintrittsleitung 2^4 mm

Durchmesser der Diffusorkammer 4,06 mm Durchmesser eines jeden der

vier Dampfzuführungskanäle 0.83 mm

Garnabzugsgeschwindigkeit 300 m/min

Abzugsgeschwindigkeit des

gekräuselten Garns 250 m/min

Druck des zugeführten Dampfs 11 kg/cm²

Temperatur des zugeführten Dampfs342^oC

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Garnkräuselvorrichtung, bestehend aus einer Garneintrittsleitung, in die spitzwinklig in Förderrichtung mindestens ein Kanal zum Einführen eines heißen Mediums mündet, einer Stauchkammer und einer Garnabzugseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Kanal (13) exzentrisch in die Garneintriltslcitung (1,5) mündet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Garneintrittsleitung (1, 5) in Förderrichtung im ersten Teil (1) einen kleineren Durchmesser und im zweiten Teil (5) einen größeren Durchmesser aufweist, und daß zwischen dem ersten und dem zweiten Teil eine Diffusorkammerp?) angeordnet ist, in die die Kanäle (13) münden.

3. Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 zur Herstellung eines gekräuselten Garnes.