DE2551128A1

DE2551128A1 - Verfahren und vorrichtung zum texturieren von garn

Info

Publication number: DE2551128A1
Application number: DE19752551128
Authority: DE
Inventors: Hsin Lang Li; Alfred Louis Liland; Hendrikus Johan Oswald
Original assignee: Allied Chemical Corp
Current assignee: Allied Corp
Priority date: 1974-11-26
Filing date: 1975-11-14
Publication date: 1976-08-12
Also published as: CH615555B; GB1497176A; FR2292785B1; ES442984A1; DE2551128C2; AT361604B; CH585290A5; JPS5178852A; FR2292785A1; NL180029C; US4074405A; CH615555GA3; IT1051280B; CA1053886A; ATA884075A; NL7513559A

Description

Dr. Hans-Heinrich Willrath d-62 Wiesbaden ι

Dr. Dieter Weber v/b *>^stfa* ⁶¹⁴⁵ Gustav-Freytag-Straße 25

DipL-Phys. Klaus SeifFert ·^(06121) _H ³⁷²⁷²°_ΑΤΕ

^r J Telegrammadresse: WILLPATENT

PATENTANWÄLTE Telex= 4-186247

10. November 1975 File 7000-1118

Allied Chemical Corporation, Columbia Road & Park Avenue Morris Township, Morris County, New Jersey 07960 /USA

Verfahren und Vorrichtung zum Texturieren von Garn

Priorität; 26. November 1974 in USA, Serial-No. 527 464

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von gekräuselten Fadenaufbauten und bezieht sich insbesondere auf eine Einrichtung zum Kräuseln textiler faseriger Materialien, wie z. B. synthetischer Fäden, Garn, Werg bzw. Strang für Stapelfasern und dergleichen.

Ein Strang aus kontinuierlichen Fasern oder Fäden wird durch Einsaugen in einen Strom eines kompressiblen Fließmittels eingeführt. Der die Fäden enthaltende Strom wird in Berührung mit einer in einer Kammer angeordneten Barriere mit einer Kraft ge-

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Postscheck: Frankfurt/Main 6763-602 Bank: Dresdner Bank AG. Wiesbaden, Konto-Nr. 276807

richtet, die zum Auslösen des Kräuseins der Fäden ausreicht. Ein Hauptteil des kompressiblen Fließmittels wird von den Fäden separiert und aus der Kammer ausgestoßen. Die Fäden werden durch die kontinuierliche Bewegung einer darin befindlichen Fläche mit einer solchen Geschwindigkeit durch die Kammer transportiert, daß ein Überfüttern von Fäden hervorgerufen wird, wodurch die Fäden gegen eine Masse des Stranges bzw. Wergs gedrückt werden und aus der Kammer in gekräuselter Form austreten.

Die Erfindung schafft ein Verfahren und eine Vorrichtung, mit deren Hilfe kontinuierliche Fäden auf wirtschaftliche Weise mit hohem Wirkungsgrad und sehr zuverlässig gekräuselt werden. Ein Strang aus Fäden wird durch An- bzw. Einsaugen in einen Strom eines kompressiblen Fließmittels geführt. Das kompressible Fließmittel wird zusammen mit den Fäden in Berührung mit einer in der Kammer angeordneten Barriereeinrichtung gebracht, wobei die Berührnngskraft ausreicht, um das Kräuseln der Fäden zu beginnen. Nach dem Kontakt mit der Barriereneinrichtung wird der Hauptteil des kompressiblen Fließmittels von den Fäden separiert und aus der Kammer ausgestoßen. Die Fäden werden durch die Kammer durch eine kontinuierliche Bewegung einer darin befindlichen Fläche mit einer Geschwindigkeit transportiert, die ausreicht, um ein überfüttern der Fäden in die Kammer hinein hervorzurufen. Infolge dieses überfütterns werden die Fäden gegen eine Strangmasse in einer Verdichtungszone in der Kammer gedrückt und tre-

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ten in gekräuselter Form aus der Kammer aus. Die Kammer weist eine Einlaßöffnung zur Aufnahme der Fäden, eine Auslaßeinrichtung zum Zurückziehen der Fäden und eine Fließmitte 1-Entweichungseinrichtung zum Trennen des kompressiblen Fließmittels von den Fäden auf, die außerdem dafür sorgt, das Fließmittel aus der Kammer auszustoßen. Eine der Kammer zugeordnete Trägereinrichtung, welche für die Bewegung bezüglich der Kammer geeignet ist, bildet die sich kontinuierlich bewegende Fläche.

Man fand, daß durch das Richten der Fäden in Berührung mit der Barriereneinrichtung zum Beginnen des Kräuseins vor dem Vorbewegen in die Verdichtungszone hinein die Anzahl der anfangenden Kräuselungen wie deren Memory innerhalb der Fäden während des beginnenden Kräuseins gesteigert und in einer Form und in einem Zustand angeboten wird,der speziell für die Endkräuselungsstufe geeignet ist. Die Flexibilität der Fäden erhöht sich, und ihre Biegefestigkeit wird vermindert, mit dem Ergebnis, daß die Kräuselungen in höchst wirksamer Weise erzeugt werden. Infolge der erhöhten, in den Fäden während des anfänglichen Kräuseins hervorgerufenen Flexibilität sind Druck und Temperatur, die in der Kammer während der Endkräuselung erforderlich sind, überraschend niedrig. Das kompressible Fließmittel wird schnell durch die Fließmittel-Austrittseinrichtung ausgestoßen, sobäls die anfängliche Kräuselung abgeschlossen ist. Folglich wird die Endkräuselung bei einem

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Druck und einer Temperatur gewährleistet, die erheblich niedriger als die normalerweise für ein Material erwarteten sind, welches ein derart hohes Kräuselniveau hat. Kräuselniveaus sind ungewöhnlich hoch, d. h. mehr als 40 Kräuselungen pro 2,54 cm, insbesondere 60 Kräuselungen pro 2,54 cm oder mehr, und das Schrumpfniveau ist erheblich verbessert, d. h. mehr als 50 %, und die Gleichmässigkeit und Konsistenz der Kräuselung werden leicht gesteuert. Somit gestatten die texturierten Fäden gemäß der Erfindung die Herstellung voluminöser und dehnungsfähiger Wirkgarne mit höheren Geschwindigkeiten und niedrigeren Kosten als bei herkömmlichen Verfahren, bei welchen die Fäden in einer einzigen Stufe durch Berührung mit der Strangmasse allein gekräuselt werden.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Zusammenhang mit den Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 die Draufsicht auf eine Ausführungsform einer Vorrichtung zum Kräuseln kontinuierlicher Fäden;

Fig. 1a die Draufsicht auf eine alternative AusfUhrungsform der Vorrichtung zum Kräuseln kontinuierlicher Fäden;

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie 2-2 der Figur 1;

Fig. 2a eine Querschnittsansicht entlang der Linie 2a-2a
der Figur 1;

Fig. 3 einen Querschnitt unter Darstellung einer anderen
Ausführungsform der Vorrichtung zur Ausführung des
Verfahrens gemäß der Erfindung;

Fig. 4 die Ansicht einer weiteren anderen Ausfuhrungsform

zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung;

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie 5-5 der Figur 4;

Fig. 6 einen Schnitt unter Darstellung einer anderen Ausführungsforra der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung;

Fig. 7 eine Schnittansicht entlang der Linie 7-7 der Figur 6;

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht unter Darstellung einer

weiteren anderen Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung, wobei

die Abdeckung und die Kammer dar Vorrichtung eine außer Eingriff stehende Stellung haben und die Kammer teilweise zur Darstellung ihres Aufbaues abgebrochen ist; und

Fig. 9 eine Schnittansieht entlang der Linie 9-9 der Figur 8, wobei die Abdeckung und die Kammer der Vorrichtmng eine

Eingriffsstellung haben.

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Die Kräuselungsvorrichtung gemäß der Erfindung weist eine Kammer mit einem Einlaß und einem Auslaß und einer Fließmittel-Austrittsöffnung auf. Eine solche Kammer kann mit den verschiedensten Größen und Gestaltungen hergestellt werden. Zu Zwecken der Illustration ist die Erfindung in Verbindung mit einer Kammer beschrieben, die eine bogenförmige Gestalt hat. Kammern mit linearen sowie runden wie graden Ausgestaltungen liegen ebenfalls im Rahmen dieser Erfindung.

Die allgemein mit 1O bezeichnete Kräuselungsvorrichtung gemäß den Figuren 1 und 2 weist eine Kammer 12 mit einer Einlaßöffnung 14 zur Aufnahme der Fäden 16, die gekräuselt werden sollen, und eine Auslaßöffnung 18 für das Zurückziehen der Fäden aus der Kammer nach dem Kräuseln auf. Eine Barriereneinrichtung 20, die ein Teil eines Drahtgitters oder -siebes 17 darstellt, welches in Figur 1 gezeigt ist und nachfolgend beschrieben wird, ist neben der Einlaßöffnung 14 in der Kammer 12 aigeordnet. Garn in der Form eines Stranges kontinuierlicher Polyesterfäden 16 tritt in den Garneinlaß 22 von Fließmittel-Eührungseinrichtungen ein, welche allgemein bei 24 gezeigt sind. Dampf 26 oder ein anderes kompressibles Fließmittel, wie z. B. Luft, Stickstoff, Kohlendioxid und dergleichen tritt in den Fließmitteleinlaß 28 e,in (bei dem ein Teil abgebrochen dargestellt ist) und drückt die Fäden 16 durch das Rohr 30 der Fließmitte !-Führungseinrichtung 24 in Berührung mit der Barrierenein-

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richtung 20, wobei die Berührung eine ausreichende Kraft hat, um das Kräuseln der Fäden 16 auszulösen. Nach Berührung mit der Barriereneinrichtung 20 strömt der Hauptteil des kompressiblen Fließmittels durch den Fließmittelaustritt 32 und wird dadurch von den Fäden 16 getrennt und aus der Rammer 12 ausgestoßen. Um während der Trennung des kompressiblen Fließmittels von den Fäden 16 ein Entfernen der Kräuselung oder der in den Fäden 16 ausgelösten Deformation zu verhindern, ist es notwendig, zu vermeiden, daß die Fäden während der Zeit, zu welcher sie in der Kammer 12 sind, Spannung oder Zug auszusetzen. Die anfänglich gekräuselten Fäden 16 werden deshalb von der Trägereinrichtung 34 durch die Kammer 12 transportiert, wobei z. B. eine Trägereinrichtung eine Kombination von Oberflächen 36 aufweist, und die Oberflächen 36 sind durch einen Schirm 17 gebildet, und eine Oberfläche 70 ist von dnem Förderriemen gebildet, wobei diese Oberflächen 36, 70 geeignet für die Bewegung relativ zur Kammer 12 mit einer Geschwindigkeit ausgebildet sind, die ausreicht, um ein überfüttern der Fäden in die Kammer hinein zu gewährleisten, infolge dieser übermässigen Zuführung werden die Fäden 16 gegen eine Masse 38 des Stranges in einer Verdichtungszone 40 in der Kammer 12 gedrückt und treten durch die Auslaßöffnung 18 der Kammer 13 in der Endkräuselform aus.

Die Kammer 12 wird durch eine Umfangsausnehmung 42, die in Figur 2 gezeigt ist, in der Trommel 44 und einen endlosen

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Nutenförderriemen 46 mit Aussparungen 48 gebildet. Die sich drehenden genuteten Räder 50, 52 und 54 treiben den Förderriemen 46 an und dienen der Führung des Riemens über den Umfang der Trommel 44. Letztere wird durch Reibkontakt mit dem Riemen 46 derart angetrieben, daß der Umfang der Trommel 44 sich im wesentlichen mit derselben Geschwindigkeit wie der Riemen 46 dreht. Die Räder 50, 52 und 54 werden durch einen nicht dargestellten Motor angetrieben, der zur Drehung der Räder mit derselben Oberflächengeschwindigkeit dreht. Die Barriereneinrichtung 20 weist ein Teil des Rostes bzw. Schirmes 17 auf, der zum Abfangen des Stromes des kompressiblen Fließmittels von der Fließmittel-Führungseinrichtung 24 ausgebildet ist. In der in Figur 1 gezeigten VonLchtung ändert sich der Teil des Schirmes 17, welcher die Barriereneinrichtung 20 darstellt,kontinuierlich, wie sich der Umfang der Trommel 44 dreht.Alternativ - gemäß Darstellung der Figur 1a - kann die Barriereneinrichtung eine poröse oder nicht poröse Platte aufweisen, die auf der Fließmittel-Führungseinrichtung 24 fest angebracht ist und zu einer Auffangstelle bei der Strom-Innenkammer 12 und neben ihren Einlaß 14 ragt.

Die Fließmittel-Führungseinrichtung 24 ist relativ zur Trommel 44 so angeordnet, daß das Ende 58 des Rohres 30 sich in enger Nachbarschaft zur Barriereneinrichtung 20 befindet. Der Abstand zwischen dem Ende 58 und der Barriereneinrichtung

sowie der Querschnittsbereich des Endes 58 können je nach der Geschwindigkeit und Temperatur der Fäden und des Stromes des kompressiblen Fließmittels, der Denierzahl dar Fäden, des Winkels, bei welchem der Strom die Barriereneinrichtung 20 schneidet, dem Reibkoeffizient der Auftreffoberfläche der Barriereneinrichtung 20 und dem Querschnittsbereich der Kammer 12 variieren. Für den Betrieb mit relativ hoher Garngeschwindigkeit sollte der Querschnittsbereich des Endes 58 etwas größer sein als der Querschnittsbereich der Kammer 12, z. B. in der Grössenordnung von mindestens 5 bis 1.500 %, und vorzugsweise etwa 200 bis 400 % größer. Allgemein hat das kompressible Fließmittel 26 nach dem Auftreffen an der Barriereneinrichtung 20 eine Geschwindigkeit von etwa 91,4 bis 426,7 m (300 bis 1.400 Fuß) pro Sekunde und eine Temperatur von etwa 110 ° bis 450 ⁰C sowie einen Gesamtdruck von etwa 0,007 bis 35,2 kg pro Quadratzentimeter Überdruck (0,1 bis 500 psig.); und die Fäden 16 haben eine Geschwindigkeit von etwa 60,96 bis 3.657,6 m (200 bis 12.000 Fuß) pro Minute, eine Temperatur von etwa 100 ° bis 250 ⁰C und eine Denierzahl von etwa 1 bis 25 Denier pro Faden sowie eine Garn-Denierzahl von etwa 40 bis 3000. Der Reibkoeffizient der Auftrefflächa beträgt etwa 0,05 bis 0,9, der Auftreffwinkel 0 ist etwa 15 ° bis 75°, der Abstand zwischen dem Ende 58 und der Auftreffstelle des Fließmittels 26 auf die Oberfläche 60 beträgt etwa 0,254 bis 12,7 mm (0,01 bis 0,5 Zoll), der Querschnittsbereich des Endes 58 beträgt etwa 0,00258 bis 1,29 cm² (0,0004 bis 0,20 Quadratzoll) , und der Querschnittsbereich der Kammer 12 beträgt etwa

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Z b b Ί Ί Z ö

0,000967 bis 6,452 cm² (0,00015 bis 1,00 Quadratzoll). Vorzugsweise berührt das !compressible Fließmittel 26 die Auftreffoberfläche der Barriereneinrichtung 20 mit einer Geschwindigkeit von etwa 182,88 bis 426,72 m (600 bis 1400 Fuß) pro Sekunde, bei einem Gesamtdruck von etwa 0,07 bis 21,1 kg pro QuadratZentimeter (1 bis 300 psig) und einer Temperatur von 150 ° bis 330 ⁰C, wodurch die Fäden eine Denierzahl von 2 bis 15 pro Faden und eine Garn-Denierzahl von 45 bis 1000 haben, um die Auftreffoberfläche bei einer Geschwindigkeit von etwa 914 bis 3657 m (3000 bis 12000 Fuß) pro Minute und einer Temperatur von etwa 150 ° bis 220 ⁰C zu berühren. Der Reibkoeffizient der Auftreffoberflache beträgt vorzugsweise etwa 0,2 bis 0,4, der Auftreffwinkel 0 beträgt vorzugsweise etwa 30 bis 60 , der Abstand zwischen dem Ende 58 und der Auftreffstelle des Fließmittels 26 auf der Oberfläche 60 beträgt vorzugsweise etwa 0,508 bis 1,524 mm (0,02 Zoll bis 0,06 Zoll), der Querschnitts-

bereich des Endes 58 beträgt etwa 0,00645 bis 0,1935 cm (0,001

bis 0,03 Quadratzoll), und der Querschnittsbereich der Kammer 12 beträgt etwa 0,004839 bis 0,09677 cm² (0,00075 bis 0,015 Quadratzoll).

Die Fließmittel-Austrittseinrichtung 32 ist bezüglich der Barriereneinrichtung 20 so angeordnet, daß der Hauptteil des kompressiblen Fließmittels 26, welcher mit der Barr^lereneinrichtung 20 in Kontakt kommt, von den Fäden 16 separiert wird und aus der Kammer 12 ausgestoßen wird. Wie in Figur 2a gezeigt ist, weist die Fließmittel-Austrittseinrichtung 32 einen Rost, eine Wand bzw. einen Schirm 17 auf, der zusammen mit der Abblas-

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kammer 56 und den Austrittsöffnungen 57 zu einer Außenstelle der Trommel 44 führt. Die Fließmittel-Austrittseinrichtung kann auch mehrere öffnungen aufweisen, die im Riemen 46 vorgesehen sind, wobei die Anzahl und die Durchmesser der öffnungen ausreichend ist, um einen Hauptteil des Fließmittelstromes 26 von den Fäden 16 zu trennen und aus der Kammer 12 auszustoßen, und zwar in der Größenordnung von etwa 60 bis 98 %, und vorzugsweise etwa 70 bis 95 % davon.

Gemäß den Figuren 1 und 2 treffen die in die Verdichtungszone 40 eintretenden Fäden 16 gegen zuvor geförderte Fäden (eine Masse des Stranges 3 8), die wegen der größeren Zuführgeschwindigkeit der Fäden 16 zur Zone 40 im Vergleich zur Geschwindigkeit, mit welcher die Fäden von der Zone entfernt werden, nicht zurückgezogen worden sind. Als Ergebnis dieser überfütterung wird eine weitere Kräuselung den Fäden 16 mitgeteilt. Die gekräuselten Fäden bewegen sich in der Ausnehmung 42 etwa eine halbe Drehung der Trommel 44 zur Auslaßöffnung 18, wo die Kräuselung gefestigt wird und die Fäden auf herkömmlichen Spulen unter Verwendung üblicher Winden und dergleichen aufgenommen werden. Bei dieser Ausführungsform ist die Trägereinrichtung C34I für den Transport der Fäden 16 durch die Kammer 12 eine Oberfläche mit Wänden 66, 68 und Schirm 17 der Ausnehmung 42 und Seite 70 des Riemens 46. Die Trägereinrichtung 34 kann alternativ aus der Seite 70 des Riemens oder dem Schirm 17 allein bestehen. Die Trägergeschwindigkeit variiert

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umgekehrt zu ihrem Oberflächenbereich und der gewünschten Kräuselungsfrequenz. Im allgemeinen beträgt die Geschwindigkeit der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Trägereinrichtung 34 etwa 1 bis 10 % der Geschwindigkeit der Fäden 16. Durch Veränderung der Geschwindigkeit der Trägereinrichtung 34 wird die Verweilzeit der Fäden 16 in der Verdichtungszone 40 gesteuert, um die Gleichmässigkeit der Kräuselung und den Verfestigungsgrad In den Fäden 16 über einen breiten Kräuselungsniveaubereich hervorzurufen bzw. zu erzeugen.

Die Vorrichtung 10, wie sie hier offenbart ist, kann- auf viele Arte variiert werden, ohne daß man den allgemeinen Erfindungsgedanken verläßt. Wie oben bemerkt, kann die Gestalt der Kammer 12 gerade oder krummlinig sein. Die Barriereneinrichtung 20 kann porös oder nicht porös sein und kann eine stationäre, nicht kontinuierliche oder bewegliche, kontinuierliche Auftreffoberfläche 60 aufweisen. Der in Figur 3 gezeigte Amboß 74 kann in der Kammer 12 gegenüber der Auftreffläche 60 der Barriereneinrichtung 20 angeordnet sein, um den Querschnittsbereich der Kammer 12 in der Nachbarschaft der Barriereneinrichtung 20 zu verkleinern. Die Verwendung des Ambosses oder Tastbolzens bzw. Prallstockes 74 sorgt für ein sekundäres Aufprallen von Fäden 16 gegen eine Rückprall-Auftreffoberfläche 75 und erhöht die Anzahl der jeder Zentimeter-Weglänge der Fäden erteilten Kräuselungen. Jede Umfangsau nehmung 42 der Trommel 44 und des Förderriemens 46 können ganz aus feinen Drahtmasahen oder einem

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Sieb aufgebaut sein, um für das Entweichen des kompressiblen Fließmittels 26 durch alle Seiten der Kammer 12 zu sorgen.

Wie in den Figuren 5-8 gezeigt ist, kann die Trommel alternativ drehbar auf einer Welle befestigt sein, wobei die Kammer 12 durch die Urafangsausnehmung 42 der Trommel und eine Wand 89 der Abdeckung 91 gebildet ist. Die Verwendung einer Abdeckung 91, die bezüglich der sich drehenden Trommel stationär ist, ermöglicht den Eintritt von Fäden 16 in die Kammer 12 . Aus diesem Grund ist die in den Figren 6 und 7 gezeigte Vorrichtung bevorzugt. Die Trommel 44 ist mit nicht gezeigten, sich axial durch die Trommel erstreckenden Austrittsöffnungen versehen, welche Verbindung mit einer Ringkammer 56 unter Ausnehmung 42 schaffen. Die Ringkammer 46 ist von der Ausnehmung 42 durch einen Drahtschirm bzw. Sieb 17 getrennt, welches den Boden der Ausnehmung 42 bildet und zusammen mit Kammer 56 und den Austrittsöffnungen die Fließmittel-Austrittseinrichtung aufweist. Das Sieb 17 hat eine Maschengröße von etwa 50 bis 400 und vorzugsweise von etwa 100 bis 325. Wie alternativ in Figur 3 gezeigt ist, kann die Fließmittel-Austrittseinrichtung einen Schuh 62 aufweisen, der (1) sich vom Ende 58 des Rohres 30 in die Kammer 12 parallel zum Strom des kompressiblen Fließmittels 26 und in Nachbarschaft zu diesem erstreckt und (2) mehrere Durchgänge 64 darin aufweist, durch welche das von den Fäden te getrennte Fließmittel aus der Kammer 12 entweicht.

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Wie in den Figuren 4 und 5 gezeigt ist, kann die Barriereneinrichtung 20 eine nicht poröse, kontinuierliche Oberfläche sein, welche eine Wand der Ausnehmung 42 in der Scheibe 71 gegenüber der Wand 72 des Blockes 73 bildet. Die Scheibe 71 ist auf der Welle 80 befestigt, welche sich auf Lagern 81 in der Bohrung 83 des Blockes 78 um die Achse x-x dreht. Der kombinierte Strom von kompressiblem Fließmittel 26 und Eäden 16 wird durch Energierohr 82 in Berührung mit der Barriereneinrichtung 20 geführt, welche in der Kammer 12 angeordnet ist, und zwar ih der oben in Zusammenhang mit den Figuren 1 und 2 beschriebenen Weise. Das kompressible Fließmittel 26 wird von den Fäden 16 getrennt und aus der Kammer 12 durch Durchgänge 84 im Block 78 ausgestoßen. Die Scheibe 71 dreht sich um die Achse x-x, wobei die Fäden 16 durch die Kammer 12 transportiert werden. Die Fäden 16 treten durch Auslaß 86 aus der Kammer 12 aus.

Eine andere Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung ist in den Figuren 6 und 7 gezeigt. Die Barriereneinrichtung 20 dieser Ausführungsform 1st eine poröse, kontinuierliche Fläche in der Form einer perforierten Platte oder eines Rostes 17 unter Bildung einer Wand der Ausnehmung 42 in der Trommel 88 gegenüber der Wand der Abdeckung 91. Die .Trommel 88 ist auf der Welle 90 zur Drehung um die Achse x-x in der oben in Verbindung mit den Figuren 4 und 5 beschriebenen Weise befestigt. Der kombinierte Strom

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von korapressiblem Fließmittel 26 und den Fäden 16 wird durch das Rohr 82 in Berührung mit der in der Kammer 12 angeordneten Barriereneinrichtung 20 geführt, und zwar in der oben in Verbindung mit den Figuren 1 und 2 beschriebenen Weise. Der rückwärtige Verlängerungsblock 92, der durch nicht gezeigte Nieten am Rohr 82 oder durch Klebung oder dergleichen angeschlossen ist, verhindert, daß Fäden 16 oder Stopfen derselben, die während der Verweilzeit in der Kammer 12 zufällig gebrochen sind, wieder in die Kammer Έ eintreten. Kompressibles Fließmittel 26 wird von den Fäden 16 getrennt und aus der Kammer 12 durch Durchgänge 94 und der Abdeckung 91 ausgestoßen und ebenso durch Durchgänge 91, die zwischen der Scheibe 88 und der Abdeckung 91 gebildet sind. Die Trommel 88 dreht sich um die Achse x-x, wobei die Fäden 16 durch die Kammer 12 transportiert werden. Die Fäden 16 treten in gekräuselter Form aus der Kammer 12 durch den Auslaß 98 aus.

Modifikationen können hinsichtlich Verfahren und Vorrichtung gemäß der Erfindung vorgenommen werden und ebenfalls verwendet werden, um eine Vielzahl anderer Fäden zu kräuseln, wie z. B. Fäden, die aus Homopolymeren und Copolymeren filgender Materialien bestehen: S-Aminocapronsäure, Hexamethylenadipamid; Äthylenterephthalat, Tetramethylenterephthalat und Cyclohexamethylenterephthalat. Außerdem können die Fäden 16 aus Polyacrylnitril, Polypropylen, Poly-4-aminobuttersäure und Cellulose-

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acetat bestehen.

Die folgenden Beispiele illustrieren weiter die Erfindung.

Beispiel 1

Ein Polyäthvlenterephthalatgarn mit 34 Fäden und einer Denierzahl 150 wurde durch das Rohr 82 der Fließmittel-Führung sänrichtung 24 (Figuren 6-7) mit einer Geschwindigkeit von etwa 701 m (2250 Fuß) pro »linute eingesaugt, wobei Dampf bei einer Temperatur von etwa 370 C und einem Druck von etwa 10,5 kg pro QuadratZentimeter Überdruck (150 psig) in den Fließmitteleinlaß 2 8 eintrat. Der Fließmitteleinlaß 28 hatte einen Innendurchmesser von 0,06858 cm (0,027 Zoll) und eine Länge von 12,7 mm (0,5 Zoll). Das Rohr 82 hatte einen Innendurchmesser von 0,0127 mm (0,050 Zoll) und eine Länge von 63,5 cm (2,5 Zoll). Die Drehgeschwindigkeit bzw. die Drehzahl der Trommel 88 betrug etwa 22,4 Umdrehungen pro Minute. Das Garn wurde durch das Rohr 82 in Berührung mit der Barriereneinrichtung 20 in einer Kammer 12 geführt, wobei der Kontaktwinkel 0 in der Größenordnung von etwa 45 ° betrug. Die Barriereneinrichtung war eine Messingplatte mit einer Dicke von 0,03556 cm (0,014 Zoll) und enthielt mehrere Öffnungen. Jede Öffnung hatte einen Durchmesser/von 0,02236 cm (0,009 Zoll). Die Öffnungen waren durch einen Abstand Mitte zu Mitte von 0,04064 cm (0,016 Zoll) getrennt und in einer hinreichenden Zahl vorgesehen, um die Platte mit 25,4 % offenem Bereich zu versehen. Die Kammer 12 hatte eine Breite von 0,1575 cm (0,062

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Zoll) und eine Tiefe von 0,0864 cm (0,034 Zoll). Die Trommel 38 wurde so gedreht, daß die Trägereinrichtung 34 eine Oberflächengeschwindigkeit von etwa 10,16 m (33,5 Fuß) pro Minute hatte. Der Kontakt bzw. die Berührung zwischen dem das Garn enthaltenden Strom und der Barriareneinrichtung 20 löste das Kräuseln der Fäden aus. Eine Trägereinrichtung transportierte das Garn zu einer Verdichtungszone 40 in der Kammer 12. Eine Masse (Stopfen) Garn, die in der Zone 40 gebildet war, rief eine weitere Kräuselung dar Fäden hervor. Das in gekräuselter Form aus der Kammer 12 durch den Auslaß 89 austretende Garn wurde auf herkömmliche, parallele Wickelpackungen aufgenommen, die auf herkömmlichen Windeneinrichtungen mittels eines Paares nicht dargestellter Rollen oder Walzen gedreht wurden. Die Geschwindigkeit der Windeneinrichtung betrug etwa 385 m pro Minute (1260 Fuß pro Minute). Die texturierte Denierzahl des Garns betrug 22 8.

Das gemäß diesem Beispiel erhaltene Garn war durch eine drei-dimensionale Kräuselung gekennzeichnet. Ein solches Garn hatte eine Gebund- bzw. Strangschrumpfung von 48 %. Der Strangschrumpfungstest bestand aus dem Aufwickeln des texturierten Garns auf einen Strang; wobei der Strang ohne Belastung in einem Heißluftofen bei 145 ⁰C fünf Minuten lang abgehängt war. Der Strang wurde aus dem Ofen herausgenommen und ein Gewicht von 0,0016 g pro Denier wurde an ihm aufgehängt. Die neue Stranglänge wurde gemessen als (L^). Der Prozentsatz der Strangschrumpfung wurde dann berechnet aus der anfänglichen Stranglänge (L_Q) und der Endstranglänge (L_f)

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gemäß der Gleichung (L -L_f)/L . Das Garn enthielt 50,5 im Mittel Kräuselungen pro 2,54 cm und war insbesondere bei der Herstellung gewirkten Tuches geeignet, da es einen hohen Raumbedarf und Dehnungsfähigkeit besaß.

Eine Reihe weiterer Läufe wurde unter Verwendung von Auftreffwinkeln von 15 °, 30 °, 60 ° und 75 ° durchgeführt. Daß für jeden dieser Durchläufe verwendete Verfahren war in allen Beziehungen dasselbe, wie das unter Beispiel 1 beschriebene, mit der Ausnahme, daß dia Garn-Auslaßgeschwindigkeit für die Durchläufe verändert wurde, um die Zahl der Kräuselungen pro Zentimeter und das Strang-Schrumpfniveau optimal zu gestalten. Die Ergebnisse des Durchlaufs des Beispiels 1 und dar nachfolgenden Durchläufe wurden in folgender Tabelle festgehalten:

T A 3 E L L E

Durchlauf	Garnauslaß- Geschwind ig- keit (Fuß/Min.)	Auftreff winkel	Kräuselungen pro 2,54 cm	Strang- Schrumpf- niveau(%)
1	1260	45 °	50,5	48
2	1598	15 °	45,6·	47
3	1 406	30 °	44,0	46
4	1699 '	60 °	47,1	45
5	1103	75 °	45,1	46,3

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Beispiel 2

Polyäthylenterephthalatschnitzel mit einem mittleren Molekulargewicht von 28 000 wurden schmelzgesponnsn, wobei eine Art Schraubenextruder verwendet wurde, in welchen die Trommel- und Gesenktemperaturen auf 270 ⁰C bzw. 280 ⁰C gehalten wurden.

Die verwendete Spinndüse hatte 34 Löcher, wobei jedes Loch einen Kapillardurchmesser von 0,0254 cm (0,010 Zoll) und eine Länge von 0,0254 cm (0,010 Zoll) hatte. Ein Luftkühlsystem wurde zur Verfestigung der Fäden verwendet.

Das gesponnene Garn war ein Garn mit einer Denierzahl 255, 34'Pöden, Nulldrall und teilausgerichtet und hatte einen runden Querschnitt. Das Garn war mit etwa 0,05 Gewichts-% eines textilen Oberflächenmittels beschichtet und wurde mit einem Ziehverhältnis von 1,9 gezogen. Das Ziehverfahren bestand daring, 10 Umwicklungen Garn um (1) ein Paar erwärmter Walzen, die bei einer Temperatur vori 75 ⁰C gehalten wurden, (2) eine stationäre Blockheitseinrichtung von 15,24 cm (6 Zoll) Länge mit einer Temperatur von 180 ⁰C und (3) ein Paar Ziehrollen mit einer Temperatur von 175 ⁰C laufen zu lassen. Die Endziehdenierzahl betrug 140. Die Ziehgeschwindigkeit war 609,6 m (2000 Fufl) pro Minute.

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Das Garn wurde dann unter Verwendung der in den Figuren 8 und 9 gezeigten Vorrichtung texturiert. Die Düse 101 der allgemein bei 100 gezeigten Vernichtung hatte eine Länge 1 von 12,7 mm (0,5 Zoll) und einen Innendurchmeseer d von 0,06858 cm (0,027 Zoll). überhitzter Dampf wurde mit 280 ⁰C und 7,03 kg pro Quadratzentimeter überdruck (100 psig) in die Düse 101 durch eine nicht gezeigte Leitung zugeführt. Das Garn (Fäden) 16 wurde mit hoher Geschwindigkeit durch aus Düse 101 austretende und in das Rohr 102 mit 173,74 m (568 Fuß) pro Minute getragen.

Das Energierohr 102 hatte einen Innendurchmesser von 0,11938 cm (0,047 Zoll) und einen Außendurchmesser von 0,95 cm (0,375 Zoll) und war 5,7 cm (2,25 Zoll) lang. Das Garn wurde auf eine Temperatur von etwa 196 ⁰C erwärmt und gegen die Barriereneinrichtung 20 bei einem Auftreffwinkel 0 von 60 ° auftreffen gelassen. Die Barriereneinrichtung 20 war eine 200-Maschen-Scheibe mit Gitteroberfläche und mit einem Durchmesser von 9,652 cm (3,8 Zoll) und war von der Ausgangsöffnung 104 des Energierohres im Abstand von 0,092 cm (0,0362 Zoll) angeordnet. Die Kammer hatte dnen Querschnittsbereich von 0,00014 QuadratZentimeter (0,002 Quadratzoll). Die Kammer 12 wurde mit einer Drehzahl von 3,048 m pro Minute (10 Fuß. pro Minute) dedreht und trug das gekräuselte Garn von der Strömung fort, so daß das Garn hinreichend in der Kammer 12 gekühlt werden konnte, um die Kräuselungen darin auszuhärten. Das Garn wurde nach einer Winkelverschiebung des Schirms bzw. Rostes von 330 ° von der Energie-

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rohroberflache aus der Kammer 12 entfernt und mit einer Geschwindigkeit von 121,92 m (400 Fuß) pro Minute gewickelt.

Das erzeugte Garn hatte eine Denierzahl von 190. Mikrofotografien, die von 20 Fäden gemacht wurden, welche am Rand von dem texturierten Garn ausgewählt wurden, zeigten eine Kräuselungszählung von 64 Kräuselungen pro 2,54 cm und eine Kräuselungsamplitude von 0,02794 cm (0,011 Zoll). Es gab keine Vereinigung unter den Fäden des Garns. Das Garn hatte eine drei-dimensionale schraubenförmige Gestalt bzw. Konfiguration.

Stränge wurden aus dem texturierten Garn hergestellt. Das mittlere Strangschrumpfniveau wurde auf 50 % bestimmt. Unter identischen Strangtestbedingungen hatte ein aus 34 Fäden bestehendes Garn mit einer Denierzahl von 168, welches unter Verwendung aines herkömmlichen Falsch-Zwirnverfahrens erzeugt wurde, ein Sttangschrumpfniveau von 50 % und ein Kräuselungsniveau von 50 Kräuselungen pro 2,54 cm.

Das texturierte Garn, welches gemäß Beispiel 2 hergestellt war, wurde auf einer Lawson-Hemphill Fiber Analysis-Wirkmaschine gewirkt, die einen 54-Spindelteilungskopf, 220 Nadeln einen Durchmesser von 89 mm (3 1/2 Zoll) und 91,44 cm (36 Zoll) pro Durchlauf hatte. Nach dem Färben zeigte das gewirkte Tuch eine hervorragende Gleichmäßigkeit und war frei von Streifen.

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Außerdem hatte das Gewebe bzw. Tuch ein weiches Gewebe, Maßstabilität und ansehnliches Äußeres.

Beispiel 3

Polyäthylenterephthalatgarn, welches bei diesem Beispiel verwendet wurde, wurde extrudiert und unter Verwendung des Verfahrens und der Vorrichtung, wie in Beispiel 2 beschrieben mit der Ausnahme verarbeitet, daß der Auftreffwinkel 0 85 betrug.

Das auf diese Weise gekräuselte Garn war verwachsen, geknüpft und ungleichmäßig entlang der Garnachse und hatte eine niedrigere Qualität als Garn, welches nach dem gemäß Beispiel 1 beschriebenen Verfahren hergestellt war.

Im Betrieb wird ein Strang von Fasern 16 durch Einsaugen in eine Strömung eines kompressiblen Fließmittels 26 zugeführt. Die Fließmittel-Führungseinrichtung 24 führt das die Fäden 16 enthaltende, komprsssible Fließmittel 26 in Berührung mit der Barrierenainrichtung 20, die in der Kammer 12 angeordnet ist, um das Kräuseln der Fasern 16 auszulösen bzw. zu beginnen. Die Fließmittel-Austrittseinrichtung 32 trennt den Hauptteil des kompressiblen Fließmittels 26 von den Fasern 16 und stößt ihn aus der Kammer 12 aus. Eine Trägereinrichtung transportiert die Fäden 16 durch die Kammer

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mit einer Geschwindigkeit, die ausreicht, um ein Überfüttern der Fäden 16 in die Kammer hinein hervorzurufen. Die Fäden 16 werden nachfiigend gegen eine Masse des Stranges in einer Verdichtungszone 40 gedrückt bzw. gedrängt, treten aus der Kammer 12 in gekräuselter Form aus und werden auf Packungen gewickelt,

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Claims

Patentansprüche

/Iy Verfahren zum Kräuseln kontinuierlicher Fäden, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden durch Einsaugen in eine Strömung aus kompressiblem Fließmittel zugeführt v/erden, die die Fäden enthaltende Strömung in Berührung mit einer ■ in einer Kammer angeordneten Barriereneinrichtung geführt wird, die Berührung mit hinreichender Kraft zum Auslösen des Kräuseins der Fäden erfolgt, ein Hauptteil des kompressiblen Fließmittels von den Fäden getrennt und von der Kammer ausgestoßen wird, die Fäden durch die Kammer durch die kontinuierliche Bewegung einer darin befindlichen Oberfläche mit einer solchen Geschwindigkeit transportiert werden, daß ein Überfüttern der Fäden in die Kammer hinein erfolgt, und daß die Fäden in gekräuselter Form aus der Kammer entfernt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden die Barriereneinrichtung unter einem Auftreffwinkel von etwa 15 ° bis 75 ° berühren,
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das kompressible Fließmittel Dampf ist.

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4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Fäden aufweisende,, kompressible Fließmittelströmung zu einer Berührungsstelle mit der Barriereneinrichtung von einer Stelle geführt wird, welche etwa 0,027 bis 1,27 cm (0,01 bis 0,5 Zoll) von der Berührungsstelle im Abstand angeordnet ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dia Fäden aus Polyester zusammengesetzt sind.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-5, insbesondere zur Kräuselung eines Stranges kontinuierlicher Fäden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kammer (12) eine Einlaßöffnung (14) zur Aufnahme der Fäden (16) und eine Auslaßöffnung (18) für das Zurückziehen der Fäden aufweist, die ßarriereneinrichtung (20) in der Kammer (12) neben der Einlaßöffnung (14) angeordnet ist, die Fließmittel-Führungseinrichtung (24) zum Führen eines Stromes kompressiblen Fließmittels (26) mit den Fäden (16) in Berührung mit der Barriereneinrichtung (20) zur Auslösung deren Kräuselung aufweist, eine Fließmittel-Austrittseinrichtung (32) der Kammer (12) für das Separieren des Hauptteils des Fließmittels (26) von den Fäden(16) und zum Ausstoßen dieses Teils aus der Kammer (12) zugeordnet ist und daß eine Trägereinrichtung (34) für den Transport der Fäden (16) durch die Kammer (12)

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eine sich kontinuierlich bewegende Oberfläche (36) aufweist, welche der Kammer (12) zugeordnet ist, wobei die Geschwindigkeit der Oberfläche (36) zur Erzeugung einer Überfütterung der Fäden (16) in die Kammer (12) hinein eingestellt ist, wodurch die Fäden (16) gegen eine Masse (3 8) des Stranges gedrückt werden und aus der Kammer (12) in gekräuselter Form austreten.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (12) eine lineare Gestalt hat.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (12) eine krummlinige Gestalt aufweist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Barriereneinrichtung (20) einen Reibungskoeffizient von etwa 0,05 bis 0,9 aufweist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fließmittel-Austrittseinrichtung (32) ein Schirm (17) mit einer Maschengröße im Bereich von etwa 50 bis 400 ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fließmittel-Führungseinrichtung (24) ein Rohr (30) mit einem Ende (58) aufweist, welches in relativ dichter Nähe zu der Barriereneinrichtung (20) angeordnet ist_#und daß der Querschnittsbereich dieses Endes (58) mindestens etwa 5 bis 1500 % größer ist als der Querschnittsbereich der Kammer (12).

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