DE69704028T2 - Verfahren, vorrichtung und anlage zur behandlung von garnen mit fortlaufender verschiebung - Google Patents
Verfahren, vorrichtung und anlage zur behandlung von garnen mit fortlaufender verschiebungInfo
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der fortlaufenden Behandlung von Textilgarnen, unabhängig davon, ob es sich um Garne aus einer Vielzahl von durchgehenden Fäden oder um Garne aus Spinnfasern natürlichen, synthetischen oder künstlichen Ursprungs handelt.
- Insbesondere aus den Druckschriften FR 2 098 482 und FR 2 122 708 ist ein fortlaufendes Behandlungsverfahren, insbesondere ein Färbeverfahren bekannt, bei dem, nach dem Durchgang durch eine Imprägnierkammer, das feuchte Garn in eine Zone gebracht wird, die von einem Luftstrom durchquert wird, dessen Druck sehr viel niedriger ist als der Druck, der um das Garn herum bei dem Vorgang herrscht, der seine Befeuchtung bewirkt hat. Die Zone mit niedrigem Druck wird im Überschallfluß eines Luftstroms am Ausgang einer Überschall-Düse erzeugt, die vom Garn durchquert wird. Eine Verbesserung dieses Verfahrens ist in den Druckschriften Fr 2 219 268 und FR 2 250 421 beschrieben und besteht darin, dem Luftstrom eine Wirbelbewegung zu verleihen, ohne daß das Garn in Drehung versetzt wird.
- Nach Meinung der Anmelderin ist dieser Vorgang des Trockenschleuderns des Garns mit Hilfe der Luft keineswegs ausreichend, um die Spritzer von Behandlungsbad, insbesondere von Färbemitteln, am Ausgang der verwendeten Vorrichtung vor dem Trocknen zu vermeiden. Außerdem ist beim Start des Verfahrens das Einfädeln des Garns in die verschiedenen Imprägnier- und Trockenschleuderorgane nicht einfach und erfordert die Verwendung von Durchzlehnadeln, die feine Stangen aus Eisendraht sind.
- Aus der Druckschrift FR 2 282 492 ist ebenfalls ein Verfahren zur fortlaufenden Behandlung bekannt, das hauptsächlich zur Behandlung eines faserförmigen Bands mit Hilfe eines Vordrehungsorgans bestimmt ist, um dieses Band auseinanderzudrehen, nachdem es eine Einspritzung einer Flüssigkeit erhalten hat, die eine gefärbte Flüssigkeit sein kann. Bei diesem Verfahren ist am Ausgang des Vordrehungsorgans das faserförmige Band von einer flüssigen Hülle umgeben, die es bei der bevorzugten Anwendung ermöglicht, die Fasern des Bands durch Haftung miteinander zu verbinden.
- Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, die Behandlung aller Arten von Garnen zu ermöglichen, die aus Fasern oder durchgehenden Fäden bestehen, indem die nicht beherrschten Spritzer von Behandlungsbad vermieden werden und indem ein leichtes Einfädeln des Garns beim Start des Verfahrens garantiert wird.
- Dieses Ziel wird durch das Verfahren zur Behandlung eines Garns mit fortlaufender Verschiebung perfekt erreicht, das in kennzeichnender Weise die folgenden aufeinanderfolgenden Arbeitsgänge in Verschieberichtung des Garns aufweist:
- a) einen Ansaugvorgang, bei dem das Garn durch eine Luftansaugdüse angesaugt wird,
- b) einen Zerstäubungsvorgang, bei dem ein Behandlungsbad mit Hilfe mindestens einer Zerstäubungsdüse auf das Garn aufgestäubt wird,
- c) einen Ableitungsvorgang, bei dem die Luft und das Behandlungsbad, das nicht vom Garn mitgenommen wurde, abgeführt werden,
- d) einen Vorgang des Vordrehens, bei dem ein luftbetätigtes Vordrehungsorgan das Garn verdreht,
- e) und ggf. einen Vorgang des Trocknens des Garns,
- wobei der Zerstäubungsvorgang entweder stromaufwärts vor oder stromabwärts hinter dem Ansaugvorgang stattfinden kann.
- Gemäß diesem Verfahren, und im Gegensatz zur Lehre der Druckschrift Fr 2 098 482, findet keine vollständige Imprägnierung des Garns durch Durchgang durch ein Behandlungsbad statt, sondern ein Zerstäuben des Behandlungsbads, wobei dieses Zerstäuben vorzugsweise unter hohem Druck erfolgt, um das Behandlungsbad zu zwingen, in das vorbeilaufende Garn bis zum Kem einzudringen. Die Menge an zerstäubtem Bad wird in Abhängigkeit vom gewünschten Mitnahmegrad eingestellt, so daß die Luft der Ansaugdüse die Ableitung des Überschusses an Behandlungsbad durchführt. Natürlich ist es die Hauptfunktion der Luftansaugdüse, auf dem Garn eine Zugwirkung in Richtung seiner Verschiebung zu bewirken, wobei dieser Zug es ermöglicht, beim Start des Verfahrens das Einfädeln des Garns durchzuführen, ohne daß mechanische Einrichtungen verwendet werden müßten. Vorzugsweise wird der Zerstäubungsvorgang bei der Einführung des Fadens beim Start des Verfahrens erst nach dem Einfädeln des Garns begonnen.
- Bei einem Färbungsbad weist das Bad vorteilhafterweise ein Pigmente enthaltendes Harz auf. In diesem Fall ist es möglich, ein gefärbtes Garn erst nach dem Trockenvorgang zu erhalten und ohne daß eine Verdampfungs- oder Thermofixierungsbehandlung notwendig wäre.
- Es ist ein weiterer Gegenstand der Erfindung, eine Vorrichtung vorzuschlagen, die speziell für die Anwendung der Vorgänge a) bis d) des oben erwähnten Verfahrens ausgebildet ist. Diese Vorrichtung weist nacheinander auf der Strecke des Garns eine Luftansaugdüse, mindestens eine Zerstäubungsdüse eines Behandlungsbads, eine Kammer zur Ableitung der Luft und des Überschusses an Behandlungsbad und ein luftbetriebenes Vordrehungsorgan auf.
- Es ist ein weiterer Gegenstand der Erfindung, eine Anlage zur fortlaufenden Behandlung eines Garns vorzuschlagen, die auf der Strecke und in Verschieberichtung des Garns eine erste Liefereinrichtung, die oben erwähnte Vorrichtung, eine zweite Liefereinrichtung, eine Trocken-, Thermofixierungs- oder Verdampfungseinrichtung und eine Aufhahmeeinrichtung aufweist.
- Vorzugsweise besteht die Trockeneinrichtung aus zwei Heiztrommeln mit verschobenen Achsen, aufweiche Trommeln das Garn aufgewickelt wird und sich in Form von im wesentlichen aneinanderstoßenden Windungen fortbewegt.
- Die vorliegende Erfindung wird besser verstanden werden anhand der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer Anlage zur fortlaufenden Garnfärbung, die in der beiliegenden Zeichnung dargestellt ist, in der
- Fig. 1 eine vereinfachte Darstellung der Anlage ist,
- Fig. 2 eine Schnittansicht der Vorrichtung ist, die die Ansaugdüse, die Zerstäubungsdüse, die Ableitungskammer und das Vordrehungsorgan enthält,
- die Fig. 3, 4, 5 Schnittansichten gemäß den Achsen III-III, IV-IV und V-V der Fig. 2 sind.
- Gemäß dem erfindungsgemäßen Behandlungsverfahren erfährt das Garn 1 auf seiner Strecke fortlaufender Verschiebung eine Folge von Arbeitsgängen, d. h. einen Ansaugvorgang mit Hilfe einer Luftansaugdüse 3, einen Zerstäubungsvorgang eines Behandlungsbads mit Hilfe eines Zerstäubungsteils 4, das mindestens eine Düse aufweist, einen Vorgang der Ableitung der Luft und des überschüssigen Behandlungsbads mit Hilfe einer Ableitungskammer 5, einen Vordrehungsvorgang mit Hilfe eines luftbetriebenen Vordrehungsorgans 6 und vorzugsweise einen Endbehandlungsvorgang in einer Endbehandlungsstation 8, ehe es in einer Empfangsstation 9 empfangen wird. Im dargestellten Beispiel ist die Empfangsstation 8 eine Trockenstation mit zwei Heiztrommeln 10, 11 mit zueinander verschobenen Achsen, die die Bildung von im wesentlichen aneinanderstoßenden Windungen ermöglichen, die sich durchlaufend auf der Umfangsfläche der beiden Trommeln 10, 11 verschieben. Die Empfangsstation 9 ist ein einfacher Aufwickler.
- Auf der Strecke des Garns stromaufwärts vor der Ansaugdüse 3 und stromabwärts hinter dem Vordrehungsorgan 6 können auch Liefereinrichtungen 2 bzw. 7 angeordnet sein, die je aus einem Paar von Speisezylindem bestehen. Aufgrund dieser Liefereinrichtungen ist es möglich, die augenblicklichen Geschwindigkeiten der Verschiebung des Garns zu variieren; wenn die Geschwindigkeit an der ersten Liefereinrichtung 2 geringer ist als die an der zweiten Liefereinrichtung 7, wird das Garn 1 unter Spannung gesetzt und sogar auseinandergezogen; im umgekehrten Fall erfolgt eine überschüssige Speisung des Garns 1 in die Einheit 12, die die Ansaugung, die Zerstäubung, die Ableitung und die Verdrehung enthält. Es ist auch möglich, die augenblicklichen Geschwindigkeiten des Garns zwischen der zweiten Liefereinrichtung 7 und der Empfangseinrichtung 9 zu variieren.
- Die Ansaugdüse 3 besteht aus einem hohlen Bauteil 13, das einen zentralen Kanal 14 für den Durchgang des Garns 1, eine Ringkammer 15, die über eine Rohrleitung 16 mit Druckluft gespeist wird, und vier Leitungen 17 aufweist, die die Ringkammer 15 mit dem zentralen Kanal 14 verbinden. Diese vier Leitungen 17 sind gleichmäßig um den Kanal 14 radial zur Achse DD dieses Kanals verteilt und in Richtung der Verschiebung des Garns entlang des Pfeils F geneigt. Die von der Rohrleitung 16 kommende Druckluft füllt die Ringkammer 15 und wird von den Leitungen 17 ins Innere des zentralen Kanals 14 schräg eingespritzt, indem sie das Garn 1 in Richtung des Pfeils F drückt. Es ist anzumerken, daß, wenn man ein freies Ende eines Garns an den Eingang 14a des zentralen Kanals 14 bringt, dieses Ende natürlich angesaugt wird aufgrund des Unterdrucks, der durch den Luftstrom im Inneren des Kanals 14 erzeugt wird. Dies ermöglicht ein einfaches Einfädeln des Garns in die Einheit 12.
- Im dargestellten Beispiel ist die Struktur des Zerstäubungsteils 4 ähnlich der soeben für die Zerstäubungsdüse 3 beschriebenen, mit dem hohlen Bauteil 18, dem zentralen Kanal 19, der Ringkammer 20, der Speiserohrleitung 21 und den vier Leitungen 22. Die Speiserohrleitung 21 wird nicht mit Druckluft, sondern mit einem unter Druck stehenden Behandlungsbad gespeist, das sich in der Ringkammer 20 verteilt und über die Leitung 22 in den zentralen Kanal 19 gespritzt wird. Dieses Einspritzen einer unter hohem Druck stehenden Flüssigkeit durch eine Leitung geringen Durchmessers entspricht einer Zerstäubung von feinen Tröpfchen, die in den Kern des den Kanal 19 durchquerenden Garns 1 eindringen.
- Die Ableitungskammer 5 besteht aus einem hohlen Bauteil 23 mit einem zentralen Kanal 24 für den Durchgang des Garns 1 und seitlich einer Ableitungsrohrleitung 25 großen Durchmessers, die in einen nicht dargestellten Auffangbehälter mündet, mit Filtrierung und ggf. Rückführung des wiedergewonnenen Bads.
- Das Vordrehungsorgan 6 besteht aus einem hohlen Bauteil 26 mit einem zentralen Kanal 27, einer Ringkammer 28, die über eine Speiseleitung 29 mit Druckluft gespeist wird, und vier Leitungen 30, die die Ringkammer 28 und den zentralen Kanal 27 verbinden. Der zentrale Kanal 27 zerfällt im in Fig. 2 dargestellten Beispiel in fünf aufeinanderfolgende Abschnitte. Der erste Abschnitt 27a, der in Richtung der Verschiebung des Garns gemäß dem Pfeil F am weitesten vorne liegt, ist ein konvergierender, kegelstumpfförmiger Abschnitt. Die drei weiteren folgenden Abschnitte 27b, 27c und 27d sind zylindrische Abschnitte mit wachsendem Durchmesser, und der vierte Abschnitt 27e ist ein divergierender, kegelstumpfförmiger Abschnitt. Die vier Leitungen 30 sind zwischen der Ringkammer 28 und dem dritten Abschnitt 27c des zentralen Kanals 27 derart angeordnet, daß die Druckluft in bezug auf den Kanal tangential eindringt und eine Wirbelbewegung innerhalb des dritten Abschnitts 27c erzeugt.
- Der zweite Abschnitt 27b hat einen geringen Durchmesser, der geringfügig größer ist als der Durchmesser des zu behandelnden Garns 1. Unter diesen Bedingungen wird die Luft, die aus den Leitungen 30 entweicht, vorzugsweise stromabwärts, d. h. zu den Abschnitten 27c bis 27e angetrieben, was dem Vordrehungsorgan 6 eine Ansaugkomponente verleiht, die das Einfädeln des Garns beim Start der Anlage noch vereinfacht. Die konvergierende Kegelstumpfform des ersten Abschnitts 27a ist außerdem ausgebildet, um dieses Einfädeln zu erleichtern. Außerdem wird auch durch den geringen Durchmesser des zweiten Abschnitts 27b vermieden, daß das vom zentralen Kanal 4 der Ableitungskammer 5 kommende, überschüssige Behandlungsbad in das Vordrehungsorgan 6 eindringt.
- Die soeben in bezug auf die Einheit 12 beschriebene Ausführungsform schränkt die Erfindung nicht ein. Die Anzahl von Leitungen, ihr Neigungswinkel in bezug auf die Achse DD, ihr Querschnitt, der Speisedruck für jede Rohrleitung, hängen von der Menge des auf das Garn aufzubringenden Behandlungsbads, der Viskosität des Behandlungsbads, der Verschiebegeschwindigkeit des Garns usw. ab.
- Es wäre ggf. möglich, die Ansaugdüse 3 und das Zerstäubungsteil 4 umzukehren. Es ist aber anzumerken, daß die soeben beschriebene Vorrichtung einen wichtigen Vorteil im Vergleich mit dieser zweiten Version aufweist, d. h., daß die in den zentralen Kanal 14 der Ansaugdüse 3 in Richtung des Pfeils F geschickte Luft das Wiederaufsteigen von Tröpfchen des Behandlungsbads im Gegenstrom zur Verschiebung des Garns 1 vermeidet, die in den zentralen Kanal 19 des Zerstäubungsteils 4 gespritzt werden. Im Betrieb gibt es also kein Überlaufen von Behandlungsbad, das durch den Eingang 14a des Kanals 14 der Ansaugdüse 3 entweicht.
- Damit die Ableitung der Luft und des überschüssigen Behandlungsbads unter guten Bedingungen stattfindet, ist es wichtig, daß der Querschnitt der Ableitungsrohrleitung 25 größer als oder zumindest gleich dem der Eingangsöffnung 14a der Ansaugdüse 3 ist. Auch muß der Querschnitt des zentralen Kanals 19 des Zerstäubungsteils 4 gleich dem oder größer als der des Kanals 14 der Ansaugdüse 3 sein.
- In einem genauen Ausführungsbeispiel, das als darstellendes und nicht einschränkend zu verstehendes Beispiel beschrieben wird, haben die drei zentralen Kanäle 14, 19, 24 den gleichen Durchmesser von 5 mm, und die Ableitungsrohrleitung 25 hat einen Durchmesser von 8,5 mm. Die Leitungen 17, 22 haben einen Durchmesser der Größenordnung von 0,5 bis 0,8 mm. Der Druck der die Ansaugdüse 3 und das Vordrehungsorgan 6 speisenden Druckluft liegt bei 3 bzw. 6·10&sup5; Pa (3 und 6 Bar). Der Speisedruck des Behandlungsbads in der Rohrleitung 21 des Zerstäubungsteils 4 liegt bei 4·10&sup5; Pa (4 Bar). Unter diesen Bedingungen und mit einem Behandlungsbad, das eine Konzentration der Größenordnung von 100 g/l eines pigmentierten Harzes vom Acryltyp aufweist, wurde für ein Acrylgarn von 33 tex und mit Geschwindigkeiten von mehreren hundert Metern pro Minute ein Mitnahmegrad von 10 bis 20% am Ausgang der Einheit 12 erhalten, wobei der Mitnahmegrad anteilsmäßig im Verhältnis zum Trockengewicht des Garns die Menge an von diesem mitgenommenen Bad ist. Außerdem hat sich die Verteilung des pigmentierten Harzes im Querschnitt des Garns als völlig gleichmäßig erwiesen. Dies kann folgendermaßen erklärt werden. Die Tröpfchen werden mit sehr großer Geschwindigkeit auf das Garn gespritzt und dringen bis zum Kern des Garns ein; dieses Eindringen wird noch durch die kurzzeitige Verdrehung verbessert, die durch das Vordrehungsorgan 6 bewirkt wird, Verdrehung, die auf dem Garn mindestens bis in Höhe der Ableitungskammer 5 hochsteigt.
- Es ist weiter anzumerken, daß der Durchgang des Garns 1 durch das Vordrehungsorgan 6 auch die Wirkung hat, ein mechanisches Trockenschleudern des Garns durchzuführen, was den geringen Mitnahmegrad erklärt, der mit Hilfe der Einheit 12 erhalten werden kann.
- In der in Fig. 1 dargestellten Anlage wird das aus der Einheit 12 austretende Garn 1 auf den beiden Heiztrommeln 10, 11 getrocknet und dann gewickelt. Die beiden Liefereinrichtungen 2 und 7 ermöglichen die Einstellung der augenblicklichen Geschwindigkeiten des Garns 1 während seiner Verschiebung vor und hinter der Einheit 12 und dann zwischen der Einheit 12 und dem Aufwickler 9. Es ist also möglich, mit Hilfe dieser Einstellung der augenblicklichen Geschwindigkeiten, eine Überschußspeisung des Garns 1 bei seinem Durchgang durch die Einheit 12 durchzuführen. Diese Möglichkeit ist besonders interessant für die Behandlung von nicht thermofixierten, vielfädigen, texturierten Garnen, zum Beispiel Polyestergarnen. Dadurch können alle Vorgänge vermieden werden, die üblicherweise wünschenswert sind, wenn man am Ende ein besonders voluminöses und bauschiges texturiertes Garn erhalten will. Nach Angaben der Anmelderin erbringt die Benutzung der erfindungsgemäßen Anlage bei dieser Art von Produkt bessere Ergebnisse als ein Färben auf Strähnen. Die Anwendung von unterschiedlichen Geschwindigkeiten, die wie oben angegeben lokalisiert sind, hat sich als besonders interessant herausgestellt, wenn es darum geht, bei einem gegebenen Garn eine Kräusel- oder elastische Wirkung zu erhalten.
- Aus Gründen der leichteren Montage sowie der Wechselwirkung der verschiedenen Elemente untereinander wird die von der Ansaugdüse, dem Zerstäubungsteil, der Ableitungskammer und dem Vordrehungsorgan gebildete Einheit vorzugsweise in einstückiger Bauweise hergestellt.
Claims (11)
1. Verfahren zur Behandlung eines Garns mit fortlaufender Verschiebung, das die
folgenden aufeinanderfolgenden Arbeitsgänge in Verschieberichtung des Garns
(1) aufweist:
a) einen Ansaugvorgang, bei dem das Garn (1) durch eine Luftansaugdüse (3)
angesaugt wird,
b) einen Zerstäubungsvorgang, bei dem ein Behandlungsbad mit Hilfe
mindestens einer Zerstäubungsdüse (4) auf das Garn (1) aufgestäubt wird,
c) einen Ableitungsvorgang, bei dem die Luft und das Behandlungsbad, das
nicht vom Garn (1) mitgenommen wurde, abgeführt werden,
d) einen Vorgang des Vordrehens, bei dem ein luftbetätigtes Vordrehungsorgan
(6) das Garn verdreht,
e) und ggf. einen Vorgang des Trocknens des Garns,
wobei der Zerstäubungsvorgang entweder stromaufwärts vor oder stromabwärts
hinter dem Ansaugvorgang stattfinden kann.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim
Zerstäubungsvorgang das Behandlungsbad unter hohem Druck, zum Beispiel in der
Größenordnung von 2 bis 6·10&sup5; Pa, zerstäubt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Zerstäubungsvorgang bei der Einführung des Garns beim Start des Verfahrens erst nach dem
Einfädeln des Garns begonnen wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei
einem Färbungsbad das Bad ein Pigmente enthaltendes Harz aufweist.
5. Vorrichtung zur Durchführung der Vorgänge a) bis d) des Verfahrens aus Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie nacheinander auf der Strecke des
Garns (1) eine Luftansaugdüse (3), mindestens eine Zerstäubungsdüse (4) eines
Behandlungsbads, eine Kammer (5) zur Ableitung der Luft und des
Überschusses an Behandlungsbad und ein luftbetriebenes Vordrehungsorgan (6) aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugdüse (3)
aus einem hohlen Bauteil (13) besteht, das einen zentralen Kanal (14) für den
Durchlaß des Garns (1), eine Ringkammer (15), die über eine Rohrleitung (16)
mit Druckluft versorgt wird, und mehrere Leitungen (17) aufweist, die die
Ringkammer (15) mit dem zentralen Kanal (14) verbinden, wobei die Leitungen
radial zur Achse DD des Kanals (14) und in Verschieberichtung (F) des Garns
geneigt angeordnet sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das
Zerstäubungsteil (4) aus einem hohlen Bauteil (18) besteht, das einen zentralen Kanal (19)
für den Durchlaß des Garns, eine Ringkammer (20), die über eine Rohrleitung
(21) mit unter Druck stehendem Behandlungsbad gespeist wird, und mehrere
Leitungen (22) aufweist, die die Ringkammer (20) radial mit den zentralen
Kanal (19) verbinden.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ableitungskammer (5) aus einem hohlen Bauteil (23) besteht, das einen
zentralen Kanal (24) für den Durchlaß des Garns (1) und seitlich eine
Ableitungsrohrleitung (25) aufweist, und daß der Querschnitt der
Ableitungsrohrleitung (25) größer als der oder gleich dem Eingangsquerschnitt des Garns in die
Luftansaugdüse (3) ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß
die Luftansaugdüse, das Zerstäubungsteil, die Ableitungskammer und das
Vordrehungsorgan eine einstückige Einheit bilden.
10. Anlage zur fortlaufenden Behandlung eines Garns, die auf der Strecke und in
Verschieberichtung des Garns eine erste Liefereinrichtung (2), die Vorrichtung
(12) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, eine zweite Liefereinrichtung (7), eine
Endbehandlungseinrichtung (8) und eine Aufnahmeeinrichtung (9) aufweist.
11. Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die
Endbehandlungseinrichtung (8) aus zwei Heiztrommeln (10, 11) mit verschobenen Achsen
besteht, aufweiche Trommeln das Garn (1) aufgewickelt wird und sich in Form
von im wesentlichen aneinanderstoßenden Windungen fortbewegt.
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