DE2643741A1

DE2643741A1 - Verfahren und vorrichtung zum texturieren von garn

Info

Publication number: DE2643741A1
Application number: DE19762643741
Authority: DE
Inventors: Hsin Lang Li; Alfred Louis Liland; Hendrikus Johan Oswald
Original assignee: Allied Chemical Corp
Current assignee: Allied Corp
Priority date: 1975-10-02
Filing date: 1976-09-29
Publication date: 1977-04-14
Also published as: JPS5246148A; US4024610A; FR2347468B2; CA1056582A; IT1078701B; CH606540A5; GB1511080A; FR2347468A2

Description

Dr. Hans-Heinrich Willrath t Dr. Dieter Weber

Dipl.-PhVS. KlaU

PATENTANWÄLTE

File 7OOCMK229

^D - ⁶² Wiesbaden ι

Postfach IIIB 6145 V/B Gustav-Freytag-StrageSS β (06121) 3727S0 Telegrammadresse: WILLPATENT

Telex: 4-186 247

28. September 1976

Allied Chemical Corporation, Morristown, New Jersey 07960 / U S A

Verfahren und Vorrichtung zum Texturieren

von Garn

Priorität: 2. Oktober 197 5 in USA, Serial-No. 619 086 Zusatz zu Patentanmeldung P 25 51 128.8

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung gekräuselter faseriger Aufbauten und bezieht sich insbesondere auf eine Einrichtung zum Kräuseln textiler faseriger Materialien, wie z. B. Fäden, Garn, Werg oder Strang für Stapelfasern und dergleichen.

Bei den herkömmlich verwendeten Vorrichtungen zum Kräuseln

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textiler Stränge zur Steigerung ihres Volumens wird ein Strang kontinuierlicher Fäden durch Fli.-ßnittalenergie gegen eine Masse Strang in eine Kammer gedrückt und tritt in gekräuselter Form aus der Kamn&r aus, wenn der Druck auf die Trasse eine gewisse Orenze überschreitet. Die Anzahl der durch eine solche Vorrichtung pro Zentimeter erzeugten Kräuselungen der Fäden wie auch die Strangschrumpfung oder das Kräuselungskontraktion sniveau, welche in den Fäden erzeugt sind, ist gewöhnlich zu gering für eine wirtschaftliche Verarbeitung der Fäden zu Strickgarnen hoher Qualität., Fasern, hochstreckfähigan Garnen,,und dergleichen. Höhere Fließmitteltemperaturen, z. B. in der Größenordnung von 400 C, erhöhen die Kräuselungniveaus, erniedrigen aber die Ausrichtung der Fäden, wobei ihre Zugfestigkeit und/oder Färbungsgleichmäßigkeit reduziert werden. Die Erhöhung des Massenflusses des Fließnittels zur ErTräriaung der Fäden bei niedrigeren Fließmitteltemperatursn erzeugt in dar Kammer Turbulenz, wodurch die anfänglichen Kräuselungen beeinträchtigt und das Strangschrumpfniveau der Fäden gemindert werden.

Geipäß der Erfindung sind ein Verfahren und eine Vorrichtung vorgesehen, mit welchen kontinuierliche Fäden bei relativ niedriger Temperatur und in einer wirtschaftlichen und äußerst zuverlässigen Weise gekräuselt werden. Kon-

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tinuierliche F'irlyn, ζ. 1. in der Form von Garn, v.'srdtn durch Ansaugen in ein;-: .Strömung erwärmten Fließmittels zugeführt. Die Kombination von Fließmittel unr! Fäden wird in Berührung nit ^^ner in ein?:r Kanner angeordneten Barriereneinrichtung geführt, wobei die Kraft der Berührung ausreicht, um sin Kräuseln der Fäden zu beginnen, liach der Berührung mit der Barriereneinrichtung v/i κ? der Hauptteil des Fließmittels von dan Fäden separiert und aus der Kammer ausgetrieben. Die Fäden werden durch die Kammer mittels kontinuierlicher Bewegung einer Oberfläche darin transportiert, um sin Überfüttern der Fäden in die Kammer hinein hervorzurufen. Infolge dieser ilberfüttarung werden die Fäden gegen eine 'Tasse derselben in einer Kontraktierzone in der Kammer gedrückt, wobei Kräuselungen darin erzeugt werden. Eine oder mehrere Strömungen erwärmten Fließmittels werden dann mit der Hasse der F^?idsn zum Erstarren der Kräuselungen in Berührung gebracht. Die Kammer hat eine Einlaßöffnung zur Aufnahme der Fäden, eine Fließmittelstrahlungsheizeinrichtung zur Berührung der Masse mit erwärmtem Fließmittel und eine Fließmittelausstromeinrichtung zum Trennen des Fließmittels von den Fäden und Ausstoßen desselben aus der Kammer. Eine der Kammer zugeordnete Trägereinrichtung bildet die sich kontinuierlich bewegende Oberfläche.

Man fand, daß das Berühren der Fadenmasse mit erwärmtem Fließmittel zur Erstarrung der darin befindlichen Krause-

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lungen die Anzahl der Kräuselungen nro Zentimeter in den Fäden sowie auch ihr "Gedächtnis¹¹ steigert. Die Flexibilität der Fädan erhöht sich, und die Kräuselungsschärfe wird verbessert. Infolge d<=r erhöhten Flexibilität und' der während der Erstarrung in den F'iden erzeugten Kräuselungsschärfe sind der Druck und die Temperatur, welche für die Kräuselung erforderlich sind, in überraschenderweise niedrig mit dem Ergebnis, daß die Kräuselungen in uiner äußerst wirksamen Waise erzeugt werden. Die Kräuselungsnivaaus sind ungewöhnlich hoch, d. h. über 40 Kräuselungen pro 2,54 cm (pro Zoll), und in typischer /Jeise 50 Kräuselungen pro 2,54 cm oder mehr. Die Fadenqualitätsverschlechterung wird minimal gehalten, das Strangschrumpfniveau wird sehr verbessert, d. h. mehr als 45 %, und die Gleichmäßigkeit und Konsistenz der Kräuselung wird leicht gesteuert. Somit erlauben die texturierten Fäden dieser Erfindung eine Erzeugung hoch voluminöser und streckfähiger Strickgarne mit hoher Geschwindigkeit und niedrigeren Temperaturen und Kosten als jene, die man durch herkömmliche Betriebsweisen herstallt, wobei, die Fäden unter Verwendung einer einzigen Heizstufe gekräuselt werden.

Weitere Vortsile, ^Merkmale und Anwendungsmöglichkeittsn der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform der Vorrich-

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tung zur Kräuselung kontinuierlicher Fäden,

Fig. 2 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 2-2 der Figur 1,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht unter Darstellung einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung, wobei die Abdeckung und Kammer der Vorrichtung sich in Außer-Eingriffs-Stellung befindet und die Kammer teilweise abgebrochen ist, um ihren Aufbau zu zeigen, und

Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4 der Figur

Die Kräuselungsvorrichtung dieser Erfindung weist eine Kammer auf mit einer Einlaß-, Auslaßfließmittelstrahlungs- und Fließmittelaustrittseinrichtung. Eine solche Kammer kann in einer Vielzahl verschiedener Größen und Gestaltungen hergestellt werden. Zun Zwecke der Darstellung wird die Erfindung in Verbindung mit einar Kammer mit einer bogenförmigen Gestalt beschrieben. Es versteht sich jedoch, daß Kammern mit geraden und auch mit krummlinigen Gestaltungen ebenfalls in den Rahmen dieser Erfindung fallen.

In den Figuren 1 und 2 hat die Kräuselungsvorrichtung, die allgemein mit 10 bezeichnet ist, eine Kaituner 12, einschließ lich einer Einlaßöffnung 14 zur Aufnahme von Fäden 16, die

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gekräuselt warden sollen, und eine Auslaßöffnung 18 zum Herausziehen der Fäden nach dem Kräuseln. Eine Barriereneinrichtung 20, die einen Teil eines Drahtsiebes 17 darstellt, wie in Figur 2 gezeigt und nachfolgend beschrieben ist, ist in der Kammer 12 neben der Einlaßöffnung 14 angeordnet/Kontinuierliche Fäden 16, in typischer Weise in der Form eines Garnes, treten in den Einlaß 22 der
Fließmittelführungseinrichtung ein, die allgemein bei
24 gezeigt ist. Ein erwärmtes Fließmittel 26, vorzugsweise Dampf oder ein anderes erhitztes Fließmittel, wie
z. B. erwärmte Luft, Stickstoff, Kohlendioxid und dergleichen, hat eine Temperatur von etwa 100 bis 350 C

und vorzugsweise etwa 150 ° bis 300 ⁰C und einen über-

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druck von etwa 0,7 bis 35,2 kg pro cm (10 bis 500 psig)

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und vorzugsweise etwa 1,41 bis 21,1 kg pro cm (20 bis

300 psig), tritt in den Fließmitteleinlaß 2 8 ein, der mit einem abgebrochenen Teil dargestellt ist und drückt die Fäden 16 durch das Rohr der Fließmittelführungseinrichtung 24 in Berührung mit der Barriereneinrichtung 20, wobei die Berührungskraft ausreichend ist, um ein Kräuseln der Fäden 16 zu beginnen. Nach der Berührung mit der Barriereneinrichtung 20 strömt der Hauptteil des kompressiblen Fließmittels durch die Fließmittelausströmeinrichtung 32 und
wird hierdurch von den Fäden 16 separiert und aus der Kammer 12 ausgestoßen. Um ein Entfernen der angefangenen Kräuselung oder Deformation zu verhindern, die während der Trennung des Fließmittels von den Fäden 16 in letzteren begonnen ist,

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ist es notwendig, die FHden daran zu hindern, daß sie einem Zug oder ^lckstoß während ihrtr Verweilzeit in der Kammer 12 ausgesetzt werden. Die anfänglich gekräuselten Fäden 16 werden deshalb durch die Kammer 12 mittels einer Trägereinrichtung transportiert, welche eine Oberfläche 36 aufweist, die durch das Sieb 17 gebildet ist, welches geeignet auch für dis Bewegung relativ zur Kammer 12 mit einer ausreichenden Geschwindigkeit ausgebildet ist, um ein Überfüttern der Fäden in die Kammer hinein hervorzurufen. Infolge dieses Oberfütterns v/erden die Fäden gegen eine ^Masse 3 3 von Fäden in einer Kompaktierzone 40 in der Kammer 12 gedruckt, wodurch Kräuselungen in dieser Masss erzeugt werden. Eine Kräuselungssrstarrungseinrichtung einschließlich einer Fliaßmittelstrahlenerwärmungseinrichtung 48 ist abstromig von der Fliüßmittelführungssdnrichtung 24 in der Kammer 12 für die Berührung der Masse 3 3 der Fäden 16 mit einer oder mehreren Strömungen erwärmten Fliaßmittäls 52 zum Erstarren der Kräuselungen angeordnet. Die gekräuselten Fäden treten durch die Auslaßöffnung 18 der Auslaßkammer 12 in end- oder fertiggekräuselter Form aus.

Die Kammer 12 wird durch eine Umfangsausnehmung 42 (die in Figur 2 gezeigt ist) in der Trommel 44 und einer gegenüberliegenden Wand 30 der Abdeckung 34 gebildet. Die Trommel 44 ist zur Drehung um die Achse x-x auf der Welle 46 bafestigt. Die Kombination von Strömung des

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26 und Fiden 16 wird durch da?? Rohr 50 in Berührung nit der in der Kammer 12 angeordneten Trägereinrichtung 20 geführt. Der rückwärtige ^werl3ngfc.rungsblock 54', der mit den Rohr 50 mittels Nieten, Klebstoff od«r dsrgleicten (nicht dargestellt) verbunden ist, hindert die Fäden 16 oder ihre Stopfen, die versehentlich während der Verweilzeit in der Ka?nmer 12 gebrochen sind, daran, wieder in die Kammer 12 einzutreten. Fließnittelströne 26, 52 werden von den Fäden 16 seoariart und aus der Kammer 12 über ein Sieb 17 ausgestoßen. Die Fließmittelströme 26, 52 können außerdem aus dar Kammer 12 durch Durchgänge ausgestoßen werden, die zwischen der Trommel 44 und der Abdeckung 3 4 gebildet sind. Die Trommel 44 ist mit Austrittsöffnungen (nicht dargestellt) versehen, welche sich radial durch die Trommel erstrecken und mit einer Ringkammer 58 unter der Ausnehmung 42 in Verbindung stehen. Die Ringkammer 58 wird von der Ausnehmung 42 durch das Drahtsieb 17 getrennt, welches den Boden der Ausnehmung 42 formt und zusammen mit der Kammer 58 und den Austrittsöffnungen die Fließmittelausströmeinrichtung 32 aufweist. Das Sieb 17 hat eine Maschengröße im Bereich von etwa 50 bis 400 und vorzugsweise von etwa 100 bis 325.

Die Barriereneinrichtung 20 weist einen Teil des Siebes auf, welches geeignet zum Auffangen oder Schneiden des kompressiblen Fließmittelstromes von der Fließmittelführungs-

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einrichtung 24 ausgestaltet ist. In der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung ändert sich derjenige Teil des Siebes 17, welcher die Barriereneinrichtung 20 darstellt, kontinuierlich mit der Drehung des Umfangs der Trommel 44. Andererseits kann die Barriereneinrichtung auch eine poröse oder nicht poröse (nicht gezeigte) Platte aufweisen, dia auf der Fließmittelführungseinrichtung 24 fest angebracht ist und sich zu einer Schneid- oder Fangstelle im Si-ab 17 in der Kammer 12 sowie neben ihre Einlaßöffnung 14 erstreckt.

Die Fließmittelführungseinrichtung 24 ist bezügich der Trommel 44 derart angeordnet, daß das Ende 60 des Rohres 50 sich in relativ dichter Nachbarschaft zu der Barriereneinrichtung 20 befindet. Der Abstand zwischen dem Ende 60 und der Barriereneinrichtung 20 sowie der Querschnittsbereich des Endes 60 können je nach der Geschwindigkeit und Temperatur der Fäden und des Fließmittelstromes, der Denierzahl der Fäden, dem Winkel, unter welchem die Strömung die Barriereneinrichtung 20 schneidet, dem Reibkoeffizienten der Auftreffoberfläche der Barriereneinrichtung 20 und dem Querschnittsbereich der Kammer 12 variieren. Für eine Garnproduktion mit relativ hoher Geschwindigkeit sollte der Querschnittsbbreich des Endes 60 etwa 0,002581

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bis 0,77 42 cm (0,004 bis 0,12 Quadratzoll) und vorzugsweise

etwa 0,003871 bis 1,29 cm² (0,0006 bis 0,02 Quadratzoll) betragen · Wach Auftreffen auf die Barriereneinrichtung 20 hat die Fließmittelströmung 26 im allgemeinen eine Geschwindig-

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keit von etwa 91,44 bis 457,2 πι pro Sekunde (300 bis 1500 Fuß pro Sekunde) und eine Temperatur von etwa 100 bis 350 C sowie einen gesaraten Oberdruck von etwa 0,7 bis 3 5,2 kg pro Quadratzentimeter (10 bis 500 nsig); und die Fäden 16 haban eine Geschwindigkeit von etwa 60,96 bis 6705,6 m pro Minute (200 bis 22 000 Fuß pro Minute), eine Temperatur von etwa 100 ° bis 250 °C, eine Größe von etwa 1 bis 500Denierzahlen pro Faden und eine Garndenierzahl von 15 bis 5000. Der Reibkoäffizient der Auftreffoberflache liegt zwischen 0,05 und 0,9, d^r Auftreffwinkel 0 beträgt etwa 15 bis 75 °, der Abstand zwischen dem Ende 60 und der Auftreffstelle des Fließmittels 26 auf die Oberfläche 36 liegt etwa zwischen 0,0254 bis 1,27 cm (0,01 bis 0,5 Zoll), und der Quarschnittsbereich der Kammer 12 beträgt etwa 0,0009677 cm² bis 6,452 cm² (0,00015 bis 1,00 Quadratzoll).

Vorzugsweise berührt das Fließmittel 26 die Auftreffoberflache der Barriereneinrichtung 20 mit einer Geschwindigkeit von etwa 182,83 bis 457,2 m pro Sekunde (600 bis 1500 Fuß pro Sekunde), einem Gesamtüberdruck von etwa1,41 bis 21,1 kg pro QuadratZentimeter (20 bis 300 psig) und einer Temperatur von 150 ° bis 333 ⁰C, wobei die Fäden veranlaßt werden, eine Größe von etwa 2 bis 15 Denierzahlen pro Faden und eine Garndlenierzahl von etwa 21 bis 2600 zu haben, um die Auftreffoberflache mit einer Geschwindigkeit von etwa 546,81; bis 5486,4 m pro Minute (500 bis 18000 Fuß pro Minute) und bei einer Temperatur von etwa 150 ° bis 220 ⁰C zu berühren. Der

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Der "eibko^ffizient der Auftreffoberfläche beträgt Vorzugspreis«= etwa 0,2 bis 0,4, tier Auftreffwinkel 0 ist vorzugsweise etwa 30 bis 60 , der Abstand zwischen dem linde 60 und der Auftreffstelle des Fließmittels 26 auf dif> Obsrflache 36 liegt vorzugssweise etwa zwischen 0,0503 und 0,762 cn (0,02 bis 0,30 Zoll), der ^uerschnittsbereich des Endes 60 beträgt etwa 0,003871 bis 1,29 ein² (0,0006 bis 0,02 Quadratzoll), und der Ouarschnittsbareich der Kamner 12 li^gt etwa zwischen 0,004839 und 0,9677 cn²(0,00075 bis 0,15 Quadratzoll).

Die Fließmittelausström&inrichtung 32 ist im Hinblick auf die Barriereneinrichtung 20 derart angeordnet, daß ein Hauptteil des die ßarriereneinrichtung 20 berührenden Fließmittels 26 von den Fäden 16 senariert und aus der Kammer 12 ausgestossen wird. Die FließmittelausStrömeinrichtung 33 weist ein Sieb 17 zusammen mit einer Ausblaskammer 58 und (nicht dargestellten) Abflußöffnungen auf, welche zu einer Stelle ausserhalb der Trommel 44 führen. Andererseits weist die Fließmittelausströmainrichtung 10 mehrere in der Abdeckung 3 vorgesehene öffnungen auf, deren Anzahl und Durchmesser ausreicht, um einen Ilauptteil der Fließmittel ströme 26, 52 aus äen Fäden 16 zu trennen und sie aus der Kammer 12 auszutreiben, etwa in der Größenordnung von 60 bis 98 % und vorzugsweise etwa 70 bis 9 5 % derselben.

Gemäß den Figuren 1 und 2 treffen dia in die Kompaktier-

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zone 40 eintretenden FMen 16 gegen zuvor geförderte Fäden (Masse 3 8), die infolge der größeren Beschickungsg-oschwindigkeit des Fadens 16 zur Zone 40 im Vergleich zu der Geschwindigkeit, mit welcher die» Fäden aus der Zone entfernt werden, nicht herausgezogen worden ist. Infolge dieser Übarfütterung wird eine weitere Kräuselung dem Faden 16 mitgeteilt.

Die auf die Fäden 16 aufgebrachten Kräuselungen v/erden durch eine Krauselungserstarrungs- oder Setzeinrichtung gehärtet. Eine solche Einrichtung kann eine Fließmittelstrahlerwärmungseinrichtung 48 mit mindestens ein&m Durchgang 62 und vorzugsweise mehreren Durchgän* gen 64 aufweisen, ζ. B. in der Größenordnung von 4 bis 60 Durchgängen, die in der Abdeckung 34 zur Verbindung mit der Kammer 12 abstromig von der Einlaßöffnung 14 angeordnet sind. Das erwärmte, in den Kessel 66 eintretende Fließnittel strömt durch mindestens den Durchgang 62 und vorzugsweise den Durchgang 6 4 in die Kammer 12 in Form einer Strömung hinein. Die Durchgänge sind in der Abdeckung 3 4 derart angeordnet, daß die Strömungen des Fließmittels in die Kompaktisrzone 40 eintreten, die Masse 38 der Fäden 16 berühren und die Kräusalungen darin erstarren lassen. Die Temperatur, das Volumen, die Geschwindigkeit und der Druck der zweiten Strömung des Fließmittels 52 können je nach dar Denierzahl der Fäden, dem Querschnittsbereich der Kammer 12, der Rotationsgeschwindigkeit der Trommel

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un^ den Winkel variieren, unter welchem die zweite Strömung die "asse 33 schneidet. Für eine Garnproduktion mit relativ hoher Geschwindigkeit, wie in der Größenordnung von etwa 3,05 bis 152,4 m pro Sekunde (10 bis 500 Fuß pro Sekunde) , sollte der Querschnittsbereich des Endes 70 das Durchgangs 62 der Fließmittelstrahlerhitzungsöinrichtunq 48 eyitwa 0,0006452 bis 0,2581 cm² (0,001 bis 0,040 Quadratzoll) betragen. Wach Berührung mit der Masse 33 der Fnden 16 hat die zweite Strömung von Fließmittel 52 irn allgemeinen eine Geschwindigkeit von etwa 30,48 bis 457,2 m pro Sekunde (100 bis 1500 Fuß pro Sekunde) un^ eine Tenneratur von etwa 100 ° bis 3 50 C sowie einen Gesamtübsrdruck von etwa 0,07 bis 7,03 kg pro Quadratzentimeter (1 bis 100 psig); die Fäden 16 haben eine Geschwindigkeit von etwa 60,96 bis 6705,6 m pro Minute (200 bis 22000 Fuß pro Minute), eine Temperatur von etwa 100 ° bis 2 50 ⁰C, eine Denierzahl von etwa 1 bis 500 Denier pro Faden und eine Garndenierzahl von etwa 15 bis 5000; der Querschnittsbereich der Kammer 12 liegt etwa zwischen 0,0009677 und 6_f452

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cm (0,00015 bis 1,00 Quadratzoll). Vorzugsweise berührt die zweite Strömung des Fließmittels 52 die Masse 38 mit einer Geschwindigkeit von etwa 152,4 bis 457,2 m pro Sekunde (500 bis 1500 Fuß pro Sekunde), einem Gesamtüberdruck von etwa 0,14 bis 5,62 kg pro Quadratzentiraeter (2 bis 80 psig) und einer Temperatur von etwa 150 ° bis 300 ⁰C, vobei das Erstarren ;der Kräuselungen in Fäden erfolgt, die eine Denier zahl von etwa 2 bis 15 pro Faden und eine Garndenierzahl von

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15 bis 2600 haben. Der Auftreffwinkel 0 beträgt vorzugsweise etwa 30 ° bis 150 °, der Querschnittsbereich das Endes 70 beträgt etwa 0,003871 bis 0,1935 cm² (0,006 bis 0,030 Quadratzoll) der Querschnittsbereich der Kammer 12 ist etwa 0,004839 bis 0,9677 cm² (0,00075 bis 0,15 Quadratzoll) und der Abstand Mitte zu Mitte zwischen der Einlaßöffnung 14 und dem Ende 70 des Durchganges 62 beträgt etwa 1,27 bis 66,2 cm (0,5 bis 30 Zoll). Vorzugsweise weist die Fließmittelstrahlungserwärmungseinrichtung 48 mehrere Durchgänge auf, z. B. 2 bis 200 und vorzugsweise 4 bis 60.

Nach der Berührung mit der zweiten Strömung des erwärmten Fließmittels 52 bewegen sich die gekräuselten Fäden in der Ausnehmung 42 etwa über ein Viertel bis Dreiviertel einer Drehung der Trommel 44 zur Auslaßöffnung 18, wo sie auf herkömmlichen Spulen unter Verwendung herkömmlicher WickelvorrJchtungen und dergleichen aufgenommen werden. In dieser Ausführungsform besteht die Trägereinrichtung für den Transport der Fäden 16 durch die Kammer 12 aus einer Oberfläche mit Wänden 72, 74 und 17 der Ausnehmung 42 sowie Wand 30 der Abdeckung 34. Die Trägereinrichtung 34 kann alternativ auch

dem Sieb
nur aus/17 bestehen. Die Trägergeschwindigkeit verändert sich umgekehrt mit ihrem Oberflächenbereich und der gewünschten Kräuselungsfrequenz. Im allgemeinen beträgt die Geschwindigkeit der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Trägereinrichtung etwa 1 bis 10 % der Geschwindigkeit der Fäden 16 beim Einlaß 14. Durch verändern der Geschwindigkeit der Trägerein-

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richtung v/ird die Ver—weilzeit der Fäden 16 in dar Komnaktierzone 40 ar zeugt, un eine Pernar.cnz der Kräuselung und Färbungsgleichmäßigkeit der texturierten Fäden 16 zu erzeugen.

Die hier beschriebene Vorrichtung 10 kann auf verschiedene Arten verändert werden, ohne daß man den Rahmen dieser Erfindung verläßt. Wie zuvor erwähnt, kann die Gestaltung der Kammer 12 gerade oder krummlinig sein. Die Barriereneinrichtung 20 kann porös oder nicht norös sein und eine stationäre nicht kontinuierliche oder eine bewegliche kontinuierliche Auftreffoberfläche 72 aufweisen. Jede Umfangsoberflache 42 der Trommel 44 und der Abdeckung 34 kann ganz aus Feinmaschendraht oder einem Sieb aufgebaut sein, um für das Ausströmen des komnressiblan Fli^ßmittels durch all« Saiten der Kammer 12 Sorge zu trefen.

Oenäß den Figuren 3 und 4 kann die Barriereneinrichtung 20 eine perforierte Platte 74 sein, weicht, eine Wand der Ausnehmung 42 in der Trommel 44 gegenüber der Wand 30 der Abdekkung 3 4 bildet. Die Trommel 44 ist auf einer Welle 80 befestigt, welche sich aus (nicht gezeigten)Lagern im Block 76 um die Achse x-x dreht. Die erste Strömung von Fließmittel 26, welche dem Energierohr 73 aus der Düse 101 der Leitung 106 azugeführt ist, trägt die Fäden 16 durch das Energierohr 78 in Berührung mit der Barriersneinrichtung 20, welche in der Kammer 12 in der zuvor in Verbindung mit den Figuren 1 und 2

angeordnet ist.

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beschriebenen Weise angeordnet ist. Das Fließmittal von'den

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Fäden 16 separiert und aus der Kairmcr 12 durch den Durchgang 34 im Block 76 ausg?.·trieben. Tie Tronrael 44 dreht sich um die Achse x-x und transportiert den Faden 16 durch dia Kammer 12. Mindestens eine zweite Strömung 52 arw'4rmten Fließmittsls, welches durch die Leitung 110 in die Düse 103 zugeführt ist, tritt in die Kammer 12 durch das Rohr 38 der Fließmittelstrahlerwärmungseinrichtung 48 ein. Die Fäden 16 treten aus der Kammer 12 durch eine Auslaßöffnung (die rächt gezeigt ist) in der oben in Verbindung mit den Figuren 1 und 2 beschriebenen Weise aus. Diese und andere Kodifikationen können genäß der Erfindu-ng vorgenommen werden.

Zv/ar sind das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung hier in erster Linie im Hinblick auf das Texturieren von thermoplastischen Fäden, insbesondere Polyesterfäden, beschrieben worden, es ist aber klar, daß das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung auch verwendet v/erden können, um eine große Vielzahl anderer Fäden zu kräuseln, wie z. B. Fäden, die aus Homopolymeren und Mischpolymeren der folgenden Materialien zusammengesetzt sind: £-Aminocapronsäure, Hexamethylenadipamid, Ethylenterephthalat, Tetramethylenterephthalat und 1,4-Cyclohexylendimethylenterephthalat.

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Zusätlich können die Fäden aus Polyacrylnitril, Polypropylen, Poly-4-aminobuttersäure und Celluloseacetat zusammengesetzt sein.

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Im Betrieb wird Garn in der Form kontinuierlicher Fäden 16 durch Ansaugen in eine Strömung vom Fließmittel 26 zugeführt. Die Fließmittelführungseinrichtung 24 führt das Fließmittel 26 mit den Fäden 16 in Berührung mit der Barr^iereneinrichtung 20, die in der Kammer 12 angeordnet ist, um das Kräuseln der Fäden 16 zu beginnen. Die Fließmittelausströmeinrichtung 32 trennt den Hauptteil des kompressiblen Fließmittels 26 von den Fäden 16 und treibt ihn aus der Kammer 12 aus, während die Fäden 16 durch die Kammer mittels kontinuierlicher Bewegung einer darin befindlichen Oberfläche transportiert werden, um ein überfüttern der Fäden 16 in die Kammer hinein hervorzurufen. Die Fäden 16 werden nachfolgend gegen eine Masse 38 ihrer selbst in eine Kompaktierzone 40 gedrückt, wobei Kräuselungen darin hervorgerufen werden. Eineoder mehrere Strömungen 28 erwärmten Fließmittels wird bzw. werden durch die Fließmittelstrahlerwärmungseinrichtung 48 in Berührung mit der Masse 38 der Fäden 16 zum Erstarren der Kräuselungen geführt. Die Fäden treten aus der Kammer 12 in gekräuselter Form aus und werden auf Packungen gewickelt.

Die folgenden Beispiele werden gegeben, um ein vollständigeres Verstä—ndnis der Erfindung vorzusehen. Spezielle Techni ken, Bedingungen, Materialien und erwähnte Daten werden ange geben, um die Prinzipien And die Praxis der Erfindung darzu- · stellen, jedoch nur beispielsweise, wobei die Erfindung hier-

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durch nicht beschränkt wird.

BaisOiel 1

Ein 34 Faden Polyäthylenterephthalatgarn mit einer Denierzahl von 150 wurde unter Verwendung der Vorrichtung der Figuren 1 und 2 texturiert. Die Fäden wurden durch das Rohr SO der Fließmittelfübungseinrichtung 24 mit eine'r Geschwindigkeit von 1371 m pro Minute (4500 Fuß pro Min.) angesaugt, wobei der Dampf in den Fließmitteleinlaß 2 8 bei einer Temperatur von 280 ⁰C und einem Oberdruck von 10,5 kg pro cm (150 psig)eintritt. Der Fliaßmitteleinlaß 28 hat einen Innendurchmesser von 0,1397 cm (0,055 Zoll) und eine Länge von 1,27 cm (0,5 Zoll). Das Rohr 50 hatte einen Innendurchmesser von 0,1524 cm (0,060 Zoll) und eine Länge von 8,89 cm (3,5 Zoll) und war unter einem Winkel 0 von 60 ° bezüglich einer Linie geneigt, die tangential zur Oberfläche der Barrierencinrichtung 20 verläuft. Die Rotationsgeschwindigkeit der Trommel betrug etwa 16 Umdrehungen pro Minute. Die Barriereneinrichtung war eine Messingplatte mit einer Dicke von 0,03048 cm (0,012 Zoll) und enthielt mehrere Öffnungeu. Jede der öffnungen hatte einen Durchmesser von 0,03302 cm (0,013 Zoll). Di« öffnungen waren durch einen Abstand Mitte zu Mitte von 0,0406 cm (0,016 Zoll) getrennt und hinsichtlich ihrer Anzahl ausreichend, um eine Platte mit einem offenen Bereich von 52 % vorzusehen. Die Kammer 12 hatte eine Breite von 0,264 cm (0,103 Zoll) und eine Tiefe von 0,0762 cm (0,030 Zoll). Die Trommel

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44 wurde so gedreht, daß die Trägereinrichtung sine Oberf lrichengeschwindigkeit von etva 14,63 η pro Min. (43 Fuß pro Min.) hatte. Der Ousr^chnittsbcireich A der Kammer bt=- trug 0,01935 cm" (0,003 ^uadratzoll). Di«; Fli&ßmittelstrahlerwnrnungseinrichtung 43 wies 21 Durchgänge auf, die in der Abdeckung 34 in Verbindung mit der Kammer 12 angeordnet waren. Jeder Durchgang hatte einen Innendurchmesser von 0,06604 cm (0,026 Zoll). Die Durchgänge waren gleichmäßig in einem Abstand von 0,0635 cm (0,25 Zoll) . ■ am Umfang der Abdeckung 34 angeordnet, beginnend 2,5 4 cm abstromig vom Ende 60 der Fließmittelführungseinrichüung 2 4. Der mittels Kessel 66 zu den Durchgängen zugeführte Dampf berührte die Nasse 3 8

der Fäden 16 mit einen Überdruck von 0,56 kg pro cm (8 psig) und einer Temperatur von 2 30 ⁰C.

Die F'iden 16 traten in das Energierohr 50 ein und wurden in Berührung mit der Rarriereneinrichtung 20 geführt. Die Berührung zwischen dem das Garn aufweisenden Strom und der Barriereneinrichtung 20 begann das Kräuseln der Fäden. Die Trägereinrichtung transportierte das Garn zu einer Kompaktierzone 40 in der Kammer 12, wonach die Masse (ein Stopfen) 3 4 des Garns,die in der Zone 40 gebildet war, eine weitere Kräuselung der Fäden veranlaßte. Die Packungsdichte des Stopfens 3 8 in der Kammer 12 wurde auf 53 % gemäß folgender Gleichung errechnet: Die Packungsdichte = KV./A .V , wo K eine Konstante ist, die gleich ist 0,00001129 cm² (0,0000175 Quadratzoll) für Polyestergarn einer Denierzahl von 150 und einer Dichte von

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1,38 g pro cm , ^rf. die Garneinführgeschwindigkeit in Meter pro .Minute (Fuß pro Minute) ist, Λ der Querschnittsbereich der Kammer 12 in Ouadratzentimer (Quadratzoll) ist und V die Barrierenoberf läcbengeschwindigkeit in **et*->er pro Minute (Fuß pro Minute) ist. Das in gekräuselter Form aus der Kammer durch die Auslaßöffnung 18 austretende Garn wurde auf herkömmliche oarallele Packungen gewickelt, die auf üblichen Wickelvor richtungen mittels eines Paares von Rollen (nicht gezeigt) gedreht x^erden. Die Geschwindigkeit der Wickelvorrichtung betrug etwa 1097,28 m pro Minute (3600 Fuß pro Minute).

Das Durchschnittsstrangschrumpfniveau des texturierten Garns wurde dann bestimmt. Der Strangschrumpfungsversuch bestand, daraus, das texturierte Garn in einen Strang zu wickeln und diesen ohne Last in einen Heißluftofen bei 145 C fünf Minuten lang aufzuhängen. Der Strang wurde dann aus dem Ofen herausgenommen, und es wurde ein 0,0016 g pro Denier-Gswicht an ihn angehängt. Die neue Stranglange wurde gemessen (L-) . Der Prozentsatz der Strangschrumpfung wurde dann aus der anfänglichen StranglängeXL ) und der Endstranglänge (L-) berechnet gemäß der Gleichung (L -L-)/L , Mikrofotos wurden von 20 Fäder, gemacht, die am Rand von dem texturierten Garn ausgewählt Wären und zeigten eine Kräuselungszahl von 44,3 Kräuselungen pro 2,45 cm und eine Kräuselungsamplitude von 0,04064 cm (0,016 Zoll). Der sich ergebende Strang hatte

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ein durchschnittliches Strangschrumpfungsniveau von 40 %, was anzeigt, daß das taxturierte Garn geeignet war, um es bei der Herstellung von Strapazierkleidung zu verwenden.

Das gemäß Beispiel 1 erzeugte texturierte Garn wurde auf einer Strickmaschine (Lawson-Hemphill Fiber Analysis) ,gestrickt die einen Kopf mit einer Feinheit von 54 (54 gauge head) und 220 Nadeln hatte, einen Durchmesser von 8,89 cm (3,5 Zoll) und 91,44 cm (36 Zoll) (per course). Die Strickware zeigte nach der Einfärbung eine gute Gleichmäßigkeit und war frei von Streifen. Zusätzlich hatte die Ware eine weiche Texturierung, MaßstabilitHt und ansprechendes Aussehen.

Beispiel 2

Ein Polyäthylenterephthalatgarn wurde extrudiert und unter Verwendung des Varfahrens und der Vorrichtung gemäß Beispiel 1 erarbeitet mit der Ausnahme, daß die Fließmittelstrahlenhfcizeinrichtung 48 nicht verwendet wurde. Der sich ergebende Strang hatte eine Denierzahl von 186 und ein Strangschrumpfniveau von 20 %, was anzeigt, daß das Garn nicht geeignet war, bei der Herstellung von Strapazierkleidung verwendet zu werden.

Beispiel 3

Pol"Mthvlsnterephthalatgarn "urde extrudiert und unter Ver-

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wandung 4es Verfahrens und der Vorrichtung gemäß Beispiel 2 verarbeitet, mit der Ausnahme, daß die Fließmittelströmc 26 und 28 in das Energierohr 50 bei einem überdruck von 10,5 kg pro cm (150 psig) und einer Temperatur von 360 ⁰C eintrat. Das texturierte Garn hatte eine Denierzahl von 229. Außerdem war das texturierte Garn nicht gleichmäßig, enthielt viele gebrochene Fäden und zeigst eine beachtliche Verschmelzung unter den Fäden. Ferner hatte das texturierte Garn ein Strangschrumpfniveau von 35 %, was anzeigt, daß das Garn nicht geeignet war, bei der Herstellung von Strapazierkleidung verwendet zu v/erden.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Kräuseln kontinuierlicher Fäden, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden durch Ansaugung an eine Strömung erwärmten Fließmittels zugeführt werden, die Strömung mit den Fäden in Berührung mit einer in einer Kammer angeordneten Barriereneinrichtung geführt v/erden, wobei die Kraft der Berührung zum Beginnen des Kräuseins der Fäden ausreicht, ein Hauptteil des Fließmittels von den Fäden abgetrennt und aus der Kammer ausgestoßen wird, die Fäden durch die Kammer mittels einer sich kontinuierlich darin tait einer solchen Geschwindigkeit^ bewegenden Oberfläche transportiert werden, daß eine tierfütterung der Fäden in die Kammer hinein hervorgerufen wird, wobei d4e Fäden gegen eine Masse von Fäden in der Kammer zur Erzeugung von Kräuselungen in der Kammer gedrückt werden, die Masse mit einer oder mehreren Strömungen erwärmten Fließmittels zum Erstarren-^lassen der Kräuselungen in Berührung gebracht wird und daß die Fäden in gekräuselter Form aus der Kammer herausgenommen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden die Barriereneinrichtung unter einem Auftreffwinkel von etwa 15 ° bis 75 ° berühren.

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3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden die Barriereneinrichtung mit einer Geschwindigkeit von etwa 132,83 bis 3657,6 m pro Minute (600 bis 12000 Fuß pro Minute) berühren.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-3, dadurchgekennzeichnet, daß eine Kammer (12) eine Einlaßöffnung (14) zur Aufnahme der Fäden (16) und eine Auslaßöffnung (18) zum Abziehen der Fäden aufweist, in der Kammer (12) neben der Einlaßöffnung (14) eine Barriereneinrichtung

(20) angeordnet ist, eine Fließmittelführungeinrichtung (24) zum Führen eines Stromes erwärmten Flisßmittels (26) mit den Fäden (16) in Berührung mit der Barriereneinrichtung (20) hinein zum Beginnen des Kräuseins derselben vorgesehen ist, der Karoner (12) eine Fließmittelausströmeinrichtung (32) zum Separieren des Hauptteils des Fließmittels von den Fäden (16) und Ausstoßen desselben aus der Kammer (12) zugeordnet ist, eine Trägereinrichtung (17, 36) für den Transport der Fäden (16) durch die Kammer (12) eine der Kammer (12) zugeordnete, sich kontinuierlich bewegende Oberfläche (36) zum Hervorrufen eines überfütterns der Fäden in die Kammer hinein aufweist} wobei die Fäden gegen eine Masse (38) derselben in der Kammer (12) zur Erzeugung von Kräuselungen in dar Kammer gedrückt werden, und daß eine Kräuselungserstarrungseinrichtung eine Fließmittel-

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strahlheizeinrichtung (43) aufweist und in der Kammer (12) abstromig von der Fließmittelführungseinrichtung (24) angeordnet ist zur Berührung dsr ""!asse (3 3) von Fäden (16) mit mindestens einer zweiten Strömung erwärmten Fließmittels (52) zur Erstarrung der Kräuselungen, wobei die Fäden aus der Kammer in gekräuselter Forn austreten.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzdbhhet, daß die Karamar (12) eine krummlinige Gestalt hat.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Barrieraneinrichtung (20) einen Reibkoeffizient von etwa 0,05 bis 0,9 hat.

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