DE8022113U1 - Blastexturiervorrichtung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Blastexturiervorrichtung mit einer durch ein gas- oder dampfförmiges Blasmedium beaufschlagbaren Blasdüse für die Förderung multifiler Chemiefäden in eine als Staukammer ausgebildete rohrförmige Behandlungskammer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Blastexturiervorrichtungen, bei denen multifile Fäden, insbesondere Fäden aus synthetischen, verspinnbaren Hochpolymeren, durch eine Injektordüse zugeführt und durch innigen Kontakt mit dem Blasmedium erhitzt und mit hoher Geschwindigkeit in eine rohrförmige Staukammer transportiert werden, um dort regellos zu einem Fadenstopfen abgelegt zu werden, wobei eine bleibende Kräuselung durch eine Thermofixierung des Fadenstopfens erreicht wird, der beim Abziehen aus der Staukammer aufgelöst wird, sind bekannt. Derartige Blastexturiervorrichtungen haben im Stopfenbildungsrohr im Bereich der Stopfenbildungslinie umfangsverteilte Öffnungen, damit das Blasmedium, das den Fadenstopfen aufgrund dessen Lange und Dichte nicht mehr durchdringen kann, ungestört radial abströmen kann und so die weitere Fadenablage nicht durch einen unerwünschten Druckaufbau behindert.

Die Öffnungen liegen beispielsweise als eine Vielzahl umfangsverteilter Bohrungen vor (DD-PS 17 786 oder DE-OS 20 36 856) und bilden den erforderlichen Strömungsquerschnitt zur Erzielung einer geringen Austrittsgeschwindigkeit des Blasmediums. Ihr Querschnitt ist derart bemessen, daß der Durchtritt von Schlaufen einzelner Kapillarfäden verhindert wird. Auch müssen die Bohrungen auf der Innenseite der Kammer glatt sein und dürfen keinen Grat aufweisen, an denen einzelne Kapillarfäden hängen bleiben oder beschädigt werden.

Fertigungstechnisch ist die Herstellung einer Vielzahl sehr feiner, gratfreier Bohrungen sehr aufwendig. In technologischer Hinsicht

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hat die angegebene Lösung den Vorteil, daß eine gleichmäßige Verteilung der einzelnen Kapillarfäden des Multifilamentfadens über
dem gesamten freien Querschnitt des Fadenbildungsrohres erzielt
werden kann. Andererseits steht dem aber entgegen, daß eine sehr
große Anzahl solcher Bohrungen in der Rohrwand des Fadenbildungsrohres vorgesehen sein muß, um den erforderlichen Querschnitt für f.' ein ungestörtes Abströmen des Blasmediums ohne erhöhten Druckauf- |?

bau zu gewährleisten. Diese Unterbrechungen der glatten Rohrwand |i

i wiederum erhöhen die Reibung zwischen dem Fadenstopfen und dem | Rohr in unerwünschter Weise. Bei einer Verringerung der Länge des
perforierten Bereiches der Rohrwand auf ein Maß, bei dem die Reibung gegenüber dem Fadenstopfen aus technologischer Sicht vertret-

g bar ist, kommt es zu erheblichen Anfahrproblemen der Blastexturier- |

vorrichtung im Bereich des Stop fenbildungs rohr es und es wird ein '$

I' ungleichmäßiges Kräuselergebnis erzielt. f.

Deshalb ist es auch bekannt (DE-AS 20 06 022) die Abströmöffnungen ι

für das Blasmedium als umfangsverteilte, radial gerichtete Längs- Q

schlitze mit einer Breite von etwa 0,3 bis etwa 1,0 mm, vorzugswei- f

se 0,4 bis 0,6 mm auszubilden. Diese Lösung ist fertigungstechnisch :

wesentlich einfacher und billiger als die Herstellung einer Perfo- |

ration, hat aber technologische Nachteile insofern, als es bei der j[; Blastexturierung von multifilen textlien Polyamid- oder Polyesterfäden |

häufig vorkommt, daß einzelne Kapillarfäden oder der gesamte Multi- |

filamentfaden von der abströmenden Blasluft aus einem der Längs- |

schlitze herausgeblasen wird. Diese bleiben dann an den scharfen I

Kanten der Stege zwischen den Längsschlitzen und insbesondere in |

den spitzwinkeligen Zwischenbereichen der Rohrwand am Auslauf der | Bearbeitungswerkzeuge für die Längsschlitze hängen und werden beim
Vorschub des Fadenstopfens ggf. abgerissen, so daß die Fadenstruktur beschädigt wird. Zwar ist die dem Vorschub des Fadenstopfens
entgegengesetzte Reibkraft an den Stegen geringer als die Reibkraft
gegenüber einer perforierten Rohrwand, doch hat es sich als besonders nachteilig herausgestellt, daß bei der alleinigen Anwendung

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von Längsschlitzen als Abströmöffnungen der in die Staukammer eingeblasene Gesamtfaden nicht gleichmäßig geöffnet und auf die Stopfenbildungsfläche verteilt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, das Stopfenbildungsrohr für eine Blastexturiervorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart auszubilden, daß einerseits die zugeführten, ungedrehten multifilen Polyamid- oder Polyesterfäden in die sie bildenden Einzelkapillare aufgelöst und gleichmäßig über den Querschnitt des Stopfenbildungsrohres abgelegt und zu einem Fadenstopfen verdichtet werden. Andererseits soll die Reibung des Fadenstopfens an der Bohrwand der Staukammer im Anfahr- und Gleichgewichtszustand derart herabgesetzt werden, daß eine hinreichende Verweilzeit des Fadenstopfens in der Staukammer zur Erzielung der notwendigen Kräuselfixierung einstellbar ist.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt nach den im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung erfolgt mit den Merkmalen der Ansprüche 2 bis k.

Die Vorteile der angegebenen Lösung liegen darin, daß durch die Perforierung der Rohrwand der Staukammer im Bereich der Fadenstopfenbildung eine gleichmäßige öffnung des Multifilamentfadens in die Einzelkapillaren erfolgt und eine statistisch gleichmäßige Ablage dieser Einzelkapillare über den Staukammerquerschnitt erreicht wird. Ein. Hindurchblasen des Gesamtfadens oder einzelner Kapillarfäden durch die Abströmbohrungen für das Blasmedium in der Staukanunerwand ist praktisch ausgeschlossen, so daß die bei den Stopfenbildungsrohren mit Längsschlitzen beschriebenen Störungen vermieden werden. Gleichzeitig wird infolge der Anwendung von Längsschlitzen in der Rohrwand anstelle einer verlängerten perforierten Zone für

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die weitere Erstreckung des Stopfenbildungsrohres die zu überwindende Reibkraft zwischen Fadenstopfen und Rohrwand erheblich verringert. Deshalb können bei gleichen, auf den Fadenstopfen wirkenden Vorschubkräften (im wesentlichen der aus der Umwandlung der dynamischen Kräfte des Blasmediums entstehende Druckanstieg und Staudruck über dem Fadenstopfen)größere Fadenstopfenlängen zugelassen werden, so daß entweder die Verweilzeit des Fadenmaterials in der Stau- und Thermofixierzone verlängert oder/und die Arbeitsgeschwindigkeit des Blastexturierprozesses bei ausreichender Verweilzeit erhöht werden kann.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. I eine Blastexturiervorrichtung gemäß der Erfindung im Längsschnitt;

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Staukammer der Blastexturiervorrichtung gemäß Schnitt II - II in Fig. 1;

Fig. 3 das abgewickelte Anordüngsschema der Perforierung im Stopfenbildungsbereich der Blastexturiervorrichtung in starker Vergrößerung.

In Fig. 1 ist eine Blastexturierdüse 2 mit angeschlossener Staukammer 3 schematisch dargestellt. Der ungedrehte Multifilamentfaden 1 aus einem thermoplastischen, linearen Hochpolymeren wie beispielsweise Polypropylen, Polyamid 6, Polyamid 66 oder Polyester wird von einem nicht näher gezeigten Lieferwerk, beispielsweise einer Streckgalette, angeliefert. Er wird durch die Einlaßöffnung k, den Fadeninjektor 5 und Fadeneinlaßkanal 6 in die Mischkammer 7 bekannter Konstruktion geliefert. An die Mischkammer ist ein mit einer Verteilungszone 8 für das Blasmedium verbundener Ringspalt angeschlossen. Das Blasmedium wird durch den Stutzen 10 zugeführt,

der in die Verteilungszone 8 mündet. Als Behandlungsmedium wird bei dem bekannten Blastexturierprozeß vorzugsweise Heißluft, Sattdampf oder Heißdampf verwendet.

Auslaßseitig schließt sich an die Mischkammer 7 ein im Hinblick auf den Fadeneinlaßkanal 6 im Querschnitt erweiterter und in der Zeichnung verkürzt dargestellter Fadenführungskanal 11 an. Durch diesen Fadenführungskanal ist die Mischkammer 7 mit der Staukammer 3 verbunden.

Im Fadenführungskanal 6, der am übergang in aas Stopfenbildungsrohr der Staukammer 3 diffusorförmig erweitert ist, wird der von der Schleppströmung des Behandlungsmediums mitgeführte Multifilamentfaden 1 in Reine Einzelkapillarfäden aufgelöst und in der Staukammer 3 zu einem Fadenstopfen 12 angesammelt, um dort in dieser verdichteten Form nachbehandelt, insbesondere thermofixiert zu werden. Durch eine derartige Wärmebehandlung mit anschließender Kühlung kann bekanntlich die durch Stauchung erzielte Voluminösität eines Multifilamentfadens dauerhaft gemacht werden. In der Zeichnung ist der diffusorförmig erweiterte Teil des Fadenführungskanals mit der Bezugsziffer 13 versehen.

In der Wand des als Staukammer 3 ausgebildeten Stopfenbildungsrohres sind öffnungen vorgesehen, damit das Blasmedium beim Aufprall auf den Fadenstopfen radial abströmen kann. Die öffnungen bestehen gemäß der Erfindung aus mehreren Reihen Ik umfangsverteilter Radialbohrungen 15· Sie sind in Fig. k vergrößert und in der Abwicklung dargestellt. Sie sind bevorzugt in regelmäßigen Abständen angeordnet und haben Durchmesser D₁, von weniger als 1 mm, vorzugsweise von weniger als 0,5 mm. In Axial- und Umfangsrichtung benachbarte Reihen 14 von Radialbohrungen 15 sind vorzugsweise zueinander auf Lücke gesetzt, so daß die auf die Flächeneinheit bezogene Porosität der Staukammerwand 16 über die gesamte axiale Erstreckung der öffnungen etwa gleich groß ist und alle Umfangsbereiche des Fadenstopfens 12 bei dessen axialer Fortbewegung gleiche Reibwiderstände

überwinden müssen. Die Teilungsabstände T der Bohrungsreihen entsprechen etwa dem doppelten Bohrungsdurchmesser.

Unmittelbar anschließend an die Reihen 14 der Radialbohrungen I5 sind in der Staukammerwand 16 umfangsverteilte radial gerichtete Längsschlitze 17 vorgesehen. Durch diese kann das Blasmedium beim Anfahren der Blastexturiervorrichtung ebenfalls noch radial austreten. Im stationären Betriebszustand sind sie jedoch durch den Fadenstopfen 12 abgedeckt. Diese Längsschlitze liegen mit einer geringen Breite von vorzugsweise 0,2 - 0,^ mm vor. Die zwischen ihnen verbleibenden lamellenförmigen Stege 18 bilden über die Länge der Staukammer 3 eine Führungsfläche für den Fadenstopfen und begrenzen diesen in radialer Richtung. Fertigungstechnisch sind die Längsschlitze 17 in ausreichender Anzahl mittels dünner rotierender Sägeblätter oder Scheibenfräser in die Staukammerwand 16 eingeschlitzt. Beim Eintauchen bzw. Verlassen des Werkzeuges mit dem Radius R in das Werkstück bleiben zwischen den Stegen 18 der Staukammerwand 16 Zwickel stehen, an denen sich einzelne Kapillarfäden bei der Förderung des Fadenstopfens 12 am Ende der Staukammer 3 verfangen können. Dies führt zu Schwierigkeiten, wenn die Kapillarfäden nicht abreißen, da der Widerstand gegen den kontinuierlichen Vorschub des Stopfens 12 bei wachsender Verdichtung immer stärker erhöht wird und der Fadenstopfen nur noch sehr schwierig aufgelöst werden kann. Das Abreißen einzelner, an solchen Zwickeln hängengebliebener Kapillarfäden ist aber ebenfalls unerwünscht, da die Qualität des texturierten Multifilamentgarnes durch derartige unerwünschte Kapillarbrüche verschlechtert wird.

Zur Vermeidung der Schwierigkeiten ist die Staukammerwand 16 auslaßseitig auf einen größeren Innendurchmesser D aufgebohrt und durch eine Buchse 19 ausgefüttert, die gegenüber der Staukammer einen geringfügig größeren Innendurchmesser aufweist. Durch diese Maßnahme wird der Transport des Garnstopfens am übergang nicht behindert und insbesondere der Fadenstopfen 12 im Bereich des Auslaßendes der Staukammer 3 nicht eingeschnürt, sondern der

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vorliegende Radialdruck ermäßigt. Mit ihrer glatten, am Umfang geschlossenen und an den Kanten gerundeten Mantelfläche deckt die Buchse 19 den Auslaß der am Umfang der Staukammer vorliegenden Längsschlitze 17 und Stege 18 ab und verhindert somit das Hängenbleiben einzelner Kapillarfäden. Die Buchse 19 ist bei Bedarf bis zu dem Anschlag 20 am Ende der Buchse 19 axial verschiebbar.

Weitere Modifikationen des Stopfenbildungsrohres sind möglich und liegen im Rahmen der Erfindung, solange nur die Kombination der mehrere Reihen 1*f von Radialbohrungen 15 zum Wegführen des Blasmediums und die durch Längsschlitze 17 unterbrochene Staukammerwand 16 zur Verminderung der Reibung des Fadenstopfens an der Staukammerwand 16 verwirklicht ist und beide Maßnahmen unmittelbar hintereinanderfolgen.

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BEZUGSZEICHENAUFSTELLUNG

1 Multifilamentfaden

2 Blastexturierdüse

3 Staukammer

4 Einlaßöffnung

5 Fadeninjektor

6 Fadeneinlaßkanal

7 Mischkammer

8 Verteilungszone

9 Ringspalt

10 Stutzen

11 Fadenführungskanal

12 Fadenstopfen

13 Diffusorteil des Fadenführungskanals

14 Reihe von Radialbohrungen

15 Radialbohrung

16 Staukammerwand

17 Längsschlitze

18 Steg

19 Buchse

20 Anschlag

D Durchmesser der Buchse 19 bzw. Bohrungsdurchmesser der Staukammer am Auslaßende^

D_ Durchmesser der Radialbohrung R Radius des Werkzeuges T Teilungsabstand

Claims (3)

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1. Blastexturiervorrichtung mit einer durch ein gas- oder dampfförmiges Blasmedium beaufschlagbaren Blasdüse zur Förderung multifiler Chemiefäden in eine als Staukammer ausgebildete rohrförmige Behandlungskammer, bei der die Staukammer durch einen Fadenführungskanal an die Mischzone der Blasdüse angeschlossen ist und bei der die Wand der im Querschnitt gegenüber dem Fadenführungskanal erweiterten Staukammer umfangsverteilte, radial gerichtete Längsschlitze aufweist, durch welche das Blasmedium abströmen kann,

dadurch gekennzeichnet,

daß in Strömungsrichtung gesehen unmittelbar vor den Längsschlitzen (17) eine Zone mit mehreren Reihen (1Ό umfangsverteilter Radialbohrungen (15) angeordnet ist.

2. Blastexturiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die axiale Länge der Zone mit Radialbohrungen (15) angenähert 1/*f der Länge der nachfolgenden Längsschlitze (I7) beträgt.

3. Bl ^texturiervorrichtung nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet,

daß der Durchmesser (D₆) der Radialbohrungen (I5) angenähert doppelt so groß ist wie die Breite der Längsschlitze (17).

Blastexturiervorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 31 dadurch gekennzeichnet, daß die Radialbohrungen (15) der in Axial- und Umfangsrichtung benachbarten Reihen (1*0 von Radialbohrungen (15) zueinander auf Lücke gesetzt sind und die Reihen (1¹O in Axial- und Umfangsrichtung angenähert gleiche Teilungsabstände (T) aufweisen.