EP0010229B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Texturieren von Fadenbündeln - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Texturieren von Fadenbündeln Download PDF

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EP0010229B1
EP0010229B1 EP79103790A EP79103790A EP0010229B1 EP 0010229 B1 EP0010229 B1 EP 0010229B1 EP 79103790 A EP79103790 A EP 79103790A EP 79103790 A EP79103790 A EP 79103790A EP 0010229 B1 EP0010229 B1 EP 0010229B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fluid medium
vortex
angle
filament bundle
thread
Prior art date
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Expired
Application number
EP79103790A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0010229A1 (de
Inventor
Hans Dr. Knopp
Dieter Dr. Herion
Gerhard Conzelmann
Heinz Dr. Gehrig
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BASF Farben und Fasern AG
Original Assignee
BASF Farben und Fasern AG
BASF Lacke und Farben AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BASF Farben und Fasern AG, BASF Lacke und Farben AG filed Critical BASF Farben und Fasern AG
Priority to AT79103790T priority Critical patent/ATE2016T1/de
Publication of EP0010229A1 publication Critical patent/EP0010229A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0010229B1 publication Critical patent/EP0010229B1/de
Expired legal-status Critical Current

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G1/00—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics
    • D02G1/02—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics by twisting, fixing the twist and backtwisting, i.e. by imparting false twist
    • D02G1/04—Devices for imparting false twist
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G1/00—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics
    • D02G1/16—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics using jets or streams of turbulent gases, e.g. air, steam
    • D02G1/161—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics using jets or streams of turbulent gases, e.g. air, steam yarn crimping air jets

Definitions

  • the present invention relates to a method for texturing bundles of threads and a device suitable therefor.
  • a method for texturing bundles of threads made of synthetic high-molecular substances at high texturing speeds in which the bundle of threads is passed through an inlet nozzle, meets a hot, gaseous medium which is in a swirling motion and is heated by this medium in a subsequent tubular chamber is and then fed to the crimp an expansion stage in which the hot, swirling flowing medium is given a swirl angle of 10 to 70 °, preferably 20 to 50 °, by guides in a swirl device, the swirl angle being the angle between the tangent to a helix, which results from twisting a previously straight surface line of a cylinder (or cone), and which defines a tangent-crossing parallel to the central axis of the system.
  • the invention also relates to a device for texturing bundles of threads made of synthetic high-molecular substances consisting of an inlet nozzle for the bundle of threads, one or more feeds for a hot flowing medium to the bundle of threads, the feeds being designed in such a way that they give the flowing medium a twist , a subsequent tubular chamber, in which the bundle of threads is heated by the hot gaseous medium, and an expansion stage, in which one or more swirlers are arranged in the feeds for the hot flowing medium, which have guides designed such that the hot flowing medium receives a swirl angle of 10 to 70 °, in particular a swirl angle of 20 to 50 °, the swirl angle being defined as above.
  • a device as it is considered suitable is shown schematically in FIG. 1, FIGS. 2 to 3 show details.
  • the device consists of an inlet nozzle 1 (sometimes also called a thread insertion tube), a feed 2 for the hot flowing medium 9 with a swirl sensor 3, a tubular chamber 4 (sometimes also called a thread guide channel or thread guide tube) and an expansion stage 5, in FIG. 1 as Slotted nozzle shown.
  • An embodiment of the swirl generator 3 is shown in FIG.
  • the hot flowing medium is formed through the channels 6- here as grooves --- which are arranged at an angle of 10 to 70 °, in particular 20 to 50 °, shown here by 45 °, to the direction of movement of the thread bundle.
  • the channels 6 in the swirl sensor 3 can have, for example, square or rectangular cross sections; these embodiments can be produced particularly easily if they are milled as grooves in the swirl body, which also serves as a centering body, the grooves then forming channels with the outer tube 7 of the nozzle.
  • the swirling at the desired angle can, however, also take place through channels 11 with a round or oval cross section, as e.g. are shown schematically in FIG. But you can also attach simple baffles, straight or curved.
  • the swirl sensors are to be designed according to the invention so that the hot flowing medium has a swirl angle of 10 to 70 °, in particular 20 to 50 °, practically at such an angle with respect to the imaginary axis of the inlet nozzle or the tubular chamber flows because these are normally arranged coaxially and the flowing medium flows around this chamber.
  • the cross sections of the channels 6, 11 in Swirl sensors 3 are variable within wide limits. However, it is advantageous if they are arranged symmetrically around the tubular chamber 4 and the free area is 1/4 to 3/4 of the annular area between the outer tube 7 of the nozzle and the tubular chamber 4. This circular ring area represents the free cross-sectional area around the yarn guide tube.
  • the number of channels in the swirl device is expediently 4 to 12 pieces, preferably 6 to 10 pieces. Even if the number is not essential to the invention, there is an advantage with a number of 6 to 10 channels. With fewer channels, their effect wears off; with significantly more channels of correspondingly smaller dimensions, the prefabricated. more expensive.
  • All common metals or alloys of sufficient temperature and corrosion resistance can be used as the production material for the nozzle and the swirl generator 3. Have special. Proven stainless steels. Of course, other metals can also be used insofar as they meet the thermal-corrosive requirements.
  • the channels determining the swirl direction form an angle with respect to the longitudinal axis, the channels being able to lie on the jacket of a cylinder intended around the longitudinal axis of the tubular chamber or on a cone jacket, so that the channels incline towards this longitudinal axis or also from it lean away.
  • the hot flowing media can meet on a smaller or a larger circle than that which corresponds to the average radius of the annulus between the outer tube 7 and the radius of the tubular chamber 4.
  • the swirl sensor 3 can e.g. at a distance which corresponds to the inner diameter of the outer tube 7, from the junction of the flowing medium and the running bundle of threads 8, but it can also, if less effectively, be at a greater distance, e.g.
  • the dimension of the texturing nozzles used are not changed by the device according to the invention.
  • devices known from DE-B-20 06 022 or DE-B-23 31 045 with the dimensions specified there are quite suitable.
  • the ratio of the inside width of the inlet nozzle 1 (the thread introduction tube) to the inside width of the tubular chamber (the thread guide tube) 4 is expediently 1: 1.0 to 1: 4, advantageously 1: 1.4 to 1: 2.2.
  • the diameter ratio and the dimensions themselves depend on the thickness of the thread bundles to be crimped. In general, it is expedient not to select the clear widths larger than necessary for the yarn transport in order to keep the consumption of the flowing medium low.
  • Inlet nozzle 1 and tubular chamber 4 are primarily arranged coaxially at a distance of 0.1 to 3.0 times, preferably 0.8 to 1.4 times the outer diameter of the thread guide tube 4, in the specific case approximately at a distance from 0.3 to 1 mm, preferably from 0.4 to 0.5 mm.
  • the tubular chamber 4 is followed by an expansion zone which, when configured as a slot nozzle, can have the same internal width as the tubular chamber. But it can also change suddenly or gradually to a larger diameter. 4 to 18 slots with a slot width of 0.3 to 1.0 mm, in particular 0.4 to 0.5 mm, have proven themselves in the slot nozzle.
  • the swirl sensor 3 causes the flowing medium to swirl which, due to the shape of the swirl sensor, leads to a swirl angle of between 10 and 70 ° on the thread guide tube or on the thread bundle. In the drawn device, it is approximately 45 °.
  • the range from 20 to 50 ° has proven to be particularly advantageous because the properties of the crimped yarn in terms of crimp value, tensile strength and elongation at break are in a particularly favorable range.
  • bundles of threads are understood to mean endless structures made of individual threads, the individual threads also being ribbons, flat threads or splicing fibers made of foils or film strips and the individual threads also being able to have round or profiled, for example trilobal, cross sections.
  • the titer of the individual threads can be, for example, 1 to 30 dtex, they are preferably 10 to 25 dtex.
  • the number of individual threads in the thread bundles or yarns can be between 2 and a few thousand.
  • the threads in the thread bundles can be partially stretched or total stretched out. It is also possible to use bundles of threads which have a certain pre-twist, for example up to 30 turns / m, in particular up to 25 turns / m, as a result of which they have better cohesion.
  • the thread bundles of linear or practically linear organic high molecular weight for the production of the thread are particularly customary linear synthetic high molecular weight polyamides with carbonamide groups recurring in the main chain, linear synthetic high molecular weight polyesters with recurring ester groups in the main chain, thread-forming olefin polymers, and cellulose derivatives such as cellulose derivatives.
  • Suitable high-molecular compounds are in particular nylon-6, nylon-6.6, polyethylene terephthalate, linear polyethylene or isotactic polypropylene.
  • the gases used for this purpose are used as the flowing gaseous medium, for example nitrogen, carbon dioxide, water vapor and, in particular, from economical ones. Reasons, air.
  • the required temperatures of the flowing medium can be within wide ranges. A temperature range of 80 to 550 ° C has generally been found to be expedient, the most favorable conditions for the respective material from the melting or plasticizing temperatures of these materials, the speed of the flowing medium at the respective temperature and the pressure used, the time during which the flowing medium acts on the thread bundles, the temperature at which the thread bundles are fed and also on the thickness of the individual threads, ie depend on the titer.
  • the plasticizing range is, for example, for linear polyethylene at 80 to 90 ° C, for polypropylene at 80 to 120 ° C, for nylon-6 at 165 to 190 ° C, for nylon-6.6 at 120 to 240 ° C and for polyethylene terephthalate at 190 to 230 ° C.
  • the temperatures for the flowing medium are generally higher than the plasticizing temperatures; for nylon-6 e.g.
  • a temperature range of 175 to 380 ° C has been proven.
  • the lower limit of the preferred range is approximately 10 ° above the lower limit of the plasticization range and, depending on the residence time and titer, extends up to approximately 200 ° above the lower limit of the respective plasticization range.
  • the flowing medium is generally applied at a pressure of 2 to 15 bar, preferably 5 to 9 bar.
  • the texturing speed is 1200 to 3000 m / min. Speeds of 1800 to 2500 m / min are preferably used. High speeds result in shorter dwell times, which allow higher temperatures of the flowing medium.
  • the swirl sensor which surrounds the tubular chamber (the thread guide tube), represents the narrowest point of the free cross section of the medium feed. It is advisable to dimension this free cross section at the narrowest point in such a way that throughputs of 0.35 to 2.0 m 3 (normal conditions) per hour and mm. Under these conditions, there are particularly high withdrawal tensions at the supply organs, for example the stretch godets.
  • the amount of hot flowing medium to be used also depends on the yarn titer, the desired crimp intensity and the chemical nature of the thread bundle.
  • An undrawn polyamide 6 roving with the titer 4200 f 67 dtex is drawn off from a winding body and fed to the drawing device of a drawing texturing machine, with a drawing ratio of 1: 3.45 being set.
  • the temperature of the inlet godet into the stretching field is 100 ° C and the temperature of the outlet godet of the stretching field is 150 ° C.
  • the preheated and drawn thread is fed at a speed of 2000 m / min to a crimping device shown in FIG. Air of temperature 300 ° C. is supplied through the pipe socket 2 at a pressure of 5.3 bar.
  • the air volume of 6.5 Nm 3 / h is now guided through the 8 air channels arranged in a circle, which are inclined counter-clockwise by 40 ° with respect to the axis of the texturing device.
  • the free cross section of the annular space is 43 mm 2 , the free area of the 8 air channels 14.4 mm 2 ,
  • the yarn inlet nozzle 1 has a clear width of 1.1 mm.
  • the thread guide channel 4 has a clear width of 2.4 mm, an outer diameter of 3.0 mm and a total length of 127 mm. This results in a ratio of the inside width of inlet nozzle 1 to the inside width of thread guide channel 4 of 1: 2.2.
  • the cylindrical slot nozzle At the end of the thread guide channel 4 is the cylindrical slot nozzle, as in DE-B- 20 06 022 described, postponed.
  • the distance between the end of the thread guide channel 4 and the beginning of the slots in the slot nozzle 5 is 0.83 times the outer diameter of the thread guide channel.
  • the expansion zone consists of a slot nozzle 5 with 12 slots and a slot width of 0.5 mm.
  • the tension of the thread to be textured is in front of the thread insertion channel. 65 cN.
  • the yarn has a crimp of 12.6% (KWH).
  • An undrawn polyamide 6 roving with the titer 4200 f 67 dtex is drawn off from a winding body and fed to the drawing device of a drawing texturing machine, with a drawing ratio of 1: 3.45 being set.
  • the temperature of the inlet godet into the stretching field is 100 ° C and the temperature of the outlet godet of the stretching field is 150 ° C.
  • the preheated and drawn thread is fed to a crimping device shown in FIG. 1 at a speed of 2000 m / min. Air with a temperature of 350 ° C. and a pressure of 5.3 bar is fed through the pipe socket 2.
  • the air volume of 6.5 Nm 3 / h is now passed through the 8 air channels arranged in a circle, which are inclined counterclockwise by 15 ° with respect to the axis of the texturing device and leave 1/3 of the free cross-sectional area around the tubular chamber 4.
  • the yarn inlet nozzle 1 has a clear width of 1.1 mm.
  • the thread guide channel 4 has a clear width of 2.4 mm and an outer diameter of 3.0 and a total length of 127 mm. This results in a ratio of the inside width of inlet nozzle 1 to the inside width of thread guide channel 4 of 1: 2.2. Between the inlet nozzle 1 and the thread guide channel 4 there is an annular gap 10 of 0.4 mm due to the set air flow.
  • the cylindrical slot nozzle As described in DE-B-20 06 022, is pushed on.
  • the distance between the end of the thread guide channel 4 and the beginning of the slots in the slot nozzle 5 is 0.83 times the outer diameter of the thread guide channel.
  • the expansion zone consists of a slot nozzle 5 with 12 slots and a slot width of 0.5 mm.
  • the tension of the thread to be textured is 45 cN in front of the thread insertion channel.
  • the yarn has a crimp of 11.4% (KWH).
  • an undrawn polyamide 6 roving with the titer 4200 f 67 dtex is drawn off from a winding body and fed to the drawing device of a drawing texturing machine, with a drawing ratio of 1: 3.45 being set.
  • the temperature of the inlet godet in the stretching field is 100 ° C and the temperature of the outlet godet in the stretching field is 150 ° C.
  • the preheated and drawn yarn is fed at a speed of 2000 m / min to a crimping device which corresponds to that used in Examples 1 and 2, but does not contain a twister 3.
  • Air at a temperature of 390 ° C. is supplied through the pipe socket at a pressure of 5.3 bar.
  • the air volume of 4.7 Nm / h is led directly through the air gap between the yarn inlet nozzle 1 and the thread guide channel 4.
  • the air flow before entering the air gap runs parallel to the thread guide channel, i.e. without specific swirl.
  • the yarn inlet nozzle 1 has a clear width of 1.1 mm.
  • the thread guide channel 4 has a clear width of 2.4 mm, an outer diameter of 3.0 mm and a total length of 127 mm. This results in a ratio of the inside width of inlet nozzle 1 to the inside width of thread guide channel 4 of 1: 2.2.
  • the cylindrical slot nozzle As described in DE-B-20 06 022, is pushed on.
  • the distance between the end of the thread guide channel 4 and the beginning of the slots in the slot nozzle 5 is 0.83 times the outer diameter of the thread guide channel.
  • the expansion zone consists of a slot nozzle 5 with 12 slots and a slot width of 0.5 mm.
  • the tension of the thread to be textured is 30 cN before the thread insertion channel.
  • the yarn has a crimp of 10.5% (KWH).
  • the yarn has a crimp of 8.2% (KWH).

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Texturieren von Fadenbündeln und eine hierfür geeignete Vorrichtung.
  • Grundsätzlich ist bekannt, daß man Fadenbündel synthetischer hochmolekularer Stoffe kräuseln und verwirbeln kann, indem man die Fadenbündel durch eine Einlaufdüse führt, dann mit einem heißen strömenden Medium zusammentreffen läßt, zum Erwärmen bis an die Plastifizierungstemperatur durch eine rohrförmige Kammer führt und dann in eine Expansionszone zum Kräuseln und ggf. Verwirbeln leitet. In der DE-B-20 06 022 ist beispielsweise eine geeignete Vorrichtung beschrieben, wobei die Expansionszone in Form eines Rohres mit Longitudinalschlitzen ausgebildet ist. Es ist auch bekannt, daß man das heiße strömende Medium durch einen Zentrierkörper für die rohrförmige Kammer in der Düse hindurch zuführt (vgl. DE-B-20 06 022). Ferner ist bekannt, daß man dem heißen strömenden Medium einen Drall gibt (DE-A-26 32 384).
  • Es wurde nun ein Verfahren zum Texturieren von Fadenbündeln aus synthetischen hochmolekularen Stoffen mit hohen Texturiergeschwindigkeiten gefunden, bei dem das Fadenbündel durch eine Einlaufdüse geführt wird, mit einem heißen, gasförmigen, sich in Drallbewegung befindlichen Medium zusammentrifft, in einer nachfolgenden rohrförmigen Kammer durch dieses Medium aufgeheizt wird und anschließend zur Kräuselung einer Expansionsstufe zugeführt wird, bei dem man dem heißen, in Drallbewegung befindlichen strömenden Medium durch Führungen in einem Drallgeber einen Drallwinkel von 10 bis 70°, vorzugsweise von 20 bis 50° erteilt, wobei der Drallwinkel als Winkel zwischen der Tangente an eine Schraubenlinie, die sich beim Verdrillen einer vorher geraden Mantellinie eines Zylinders (oder Kegels) ergibt, und einer die Tangente schneidenden Parallelen zur Mittelachse des Systems definiert ist.
  • Es ist dabei überraschend, daß man nicht nur, wie erwartet, ein gekräuseltes und verwirbeltes Garn erhält, sondern daß es auch noch einen besseren Kräuselwert aufweist als ein texturiertes Garn, das analog, aber ohne Drall mit dem bestimmten Drallwinkel hergestellt worden ist. Ein weiterer Vorteil ergibt sich daraus, daß man das Verfahren bei etwas niedrigerer Temperature durchführen kann als man sie bei einem Verfahren ohne die spezifische Drallbewegung anwendet. Überraschenderweise steigt die Garneinzugsspannung vor der Garneinlaufdüse unter der Wirkung des gerichteten Dralls um den Faktor 2 und sogar noch höher. Daher kann man auch ein Vorgarn mit einem geringen Anteil an Schlingen problemlos verarbeiten, was bei einem Verfahren ohne die spezifische Drallbewegung des heißen strömenden Mediums zu Strörungen führt.
  • Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zum Texturieren von Fadenbündeln aus synthetischen hochmolekularen Stoffen bestehend aus einer Einlaufdüse für das Fadenbündel, einer oder mehreren Zuführungen für ein heißes strömendes Medium zum Fadenbündel, wobei die Zuführungen so gestaltet sind, daß sie dem strömenden Medium einen Drall geben, einer nachfolgenden rohrförmigen Kammer, in der das Fadenbündel durch das heiße gasförmige Medium aufgeheizt wird, und einer Expansionsstufe, bei der in der oder den Zuführungen für das heiße strömende Medium ein oder mehrere Drallgeber angeordnet sind, die derart gestaltete Führungen aufweisen, daß das heiße strömende Medium einen Drallwinkel von 10 bis 70°, insbesondere einen Drallwinkel von 20 bis 50° erhält, wobei der Drallwinkel wie oben definiert ist. Eine Vorrichtung, wie sie als geeignet angesehen wird, ist in der Figur 1 schematisch dargestellt, die Figuren 2 bis 3 zeigen Details.
  • Die Vorrichtung besteht aus einer Einlaufdüse 1 (gelegentlich auch Fadeneinführungsrohr genannt), einer Zuführung 2 für das heiße strömende Medium 9 mit einem Drallgeber 3, einer rohrförmigen Kammer 4 (gelegentlich auch Fadenführungskanal oder Fadenführungsrohr genannt) und einer Expansionsstufe 5, in der Figur 1 als Schlitzdüse dargestellt. In der Figur 2 ist eine Ausführung des Drallgebers 3 wiedergegeben. Das heiße strömende Medium wird durch die Kanäle 6- hier als Nuten ausgebildet---die unter einem Winkel von 10 bis 70°, insbesondere von 20 bis 50°, hier dargestellt von 45°, zur Bewegungsrichtung des Fadenbündels angeordnet sind, geleitet. Die Kanäle 6 im Drallgeber 3 können beispielsweise quadratische oder rechteckige 'Querschnitte aufweisen; diese Ausführungsformen lassen sich besonders leicht herstellen, wenn man sie als Nuten in den auch als Zentrierkörper dienenden Drallkörper einfräst, wobei dann die Nuten mit dem Außenrohr 7 der Düse Kanäle bilden. Die Drallgebung unter dem gewünschten Winkel kann aber auch durch Kanäle 11 mit rundem oder ovalem Querschnitt erfolgen, wie sie z.B. in Figur 3 schematisch dargestellt sind. Man kann aber auch nur einfache Leitbleche, gerade oder gebogene, anbringen. Die Drallgeber sind nach der Erfindung so zu gestalten, daß das heiße strömende Medium einen Drallwinkel von 10 bis 70°, insbesondere von 20 bis 50° erhält, praktisch also unter einem solchen Winkel in bezug auf die gedachte Achse der Einlaufdüse bzw. der rohrförmigen Kammer strömt, da diese normalerweise koaxial angeordnet sind und das strömende Medium diese Kammer umströmt.
  • Die Querschnitte der Kanäle 6, 11 im Drallgeber 3 sind innerhalb weiter Grenzen variabel. Es ist aber von Vorteil, wenn sie symmetrisch um die rohrförmige Kammer 4 angeordnet sind und die freie Fläche 1/4 bis 3/4 der Kreisringfläche zwischen dem Außenrohr 7 der Düse und der rohrförmigen Kammer 4 beträgt. Diese Kreisringfläche stellt die freie Querschnittsfläche um das Garnführungsrohr dar. Die Anzahl der Kanäle im Drallgeber beträgt zweckmäßigerweise 4 bis 12 Stück, vorzugsweise 6 bis 10 Stück. Wenn die Anzahl auch nicht erfindungswesentlich ist, so ergibt sich doch ein Vorteil bei einer Anzahl von 6 bis 10 Kanälen. Bei weniger Kanälen läßt ihre Wirkung nach; bei deutlich mehr Kanälen von entsprechend kleinerer Dimension wird die Ferti- . gung kostspieliger.
  • Als Herstellungsmaterial für die Düse und den Drallgeber 3 können alle gängigen Metalle oder Legierungen von ausreichender Temperatur- und Korrosionsbeständigkeit eingesetzt werden. Besonders haben sich. nichtrostende Stähle bewährt. Selbstverständlich können auch andere Metalle verwendet werden, soweit sie den thermisch-korrosiven Anforderungen genügen.
  • Die für die Drallrichtung maßgebenden Kanäle bilden einen Winkel gegen die Längsachse, wobei die Kanäle auf dem Mantel eines um die Längsachse der rohrförmigen Kammer gedachten Zylinders liegen können oder aber auf einem Kegelmantel, so daß sich die Kanäle zu dieser Längsachse hin neigen oder auch von ihr wegneigen. Anders ausgedrückt, die heißen strömenden Medien können sich auf einem kleineren oder einem größeren Kreis als dem treffen, der dem mittleren Radius des Kreisrings zwischen Außenrohr 7 und dem Radius der rohrförmigen Kammer 4 entspricht. Der Drallgeber 3 kann in unmittelbarer Nähe z.B. in einem Abstand, der dem inneren Durchmesser des Außenrohrs 7 entspricht, zur Vereinigungsstelle von strömendem Medium und laufendem Fadenbündel 8 angeordnet sein, er kann aber auch, wenn auch weniger wirksam, in einem größeren Abstand, z.B. dem 3- bis 4-fachen des inneren Durchmessers des Außenrohres 7, von dieser Vereinigungsstelle angeordnet sein. Die Dimension der verwendeten Texturierdüsen werden durch die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht verändert. Beispielsweise sind aus der DE-B-20 06 022 oder aus der DE-B-23 31 045 bekannte Vorrichtungen mit den dort angegebenen Dimensionen durchaus geeignet. Das Verhältnis der lichten Weite der Einlaufdüse 1 (des Fadeneinführungsrohres) zur lichten Weite der rohrförmigen Kammer (des Fadenführungsrohres) 4 beträgt zweckmäßig 1:1,0 bis 1:4, vorteilhaft 1:1,4 bis 1:2,2. Das Durchmesserverhältnis und die Abmessungen selbst richten sich nach der Dicke der zu kräuselnden Fadenbündel. Im allgemeinen ist es zweckmäßig, die lichten Weiten nicht größer als für den Garntransport nötig zu wählen, um den Verbrauch des strömenden Mediums niedrig zu halten. Bewährt haben sich für die Einlaufdüse z.B. bei 1 300 dtex Durchmesser von 1,1 bis 1,3 mm. Einlaufdüse 1 und rohrförmige Kammer 4 sind vornehmlich koaxial in einem Abstand vom 0,1- bis 3,0-fachen, vorzugsweise vom 0,8- bis 1,4-fachen des Außendurchmessers des Fadenführungsrohres 4 angeordnet, im konkreten Fall etwa in einem Abstand von 0,3 bis 1 mm, vorzugsweise von 0,4 bis 0,5 mm. An die rohrförmige Kammer 4 schließt sich eine Expansionszone an, die bei Ausbildung als Schlitzdüse dieselbe lichte Weite wie die rohrförmige Kammer aufweisen kann. Sie kann aber auch sprunghaft oder allmählich auf einen größeren Durchmesser übergehen. In der Schlitzdüse haben sich 4 bis 18 Schlitze bewährt mit einer Schlitzbreite von 0,3 bis 1,0 mm, insbesondere von 0,4 bis 0,5 mm. Es lassen sich aber auch andere Vorrichtungen verwenden, die die Elemente Einlaufdüse, Ringspalt, rohrförmige Kammer und Expansionszone aufweisen. Ebenso gelten die für die jeweiligen Düsen bekannten Verfahrensbedingungen bezüglich der Relation zwischen der Temperatur des Heizmediums und der Art des .Fadenbündels. Es hat sich allerdings gezeigt, daß man entsprechend der Erfindung im allgemeinen 10 bis 20° niedrigere Temperaturen des heißen strömenden Mediums anwenden kann, als sie ohne die spezifische Drallgebung Verwendung finden. Das Verfahrne läßt sich allgemein an Hand der Figur 1 wie folgt beschreiben: Das Fadenbündel 8 wird über die Einlaufdüse 1 in die Texturierdüse geführt, das strömende Medium 9 wird über die Zuführung 2 und den Drallgeber 3 in den Spalt 10 zwischen Einlaufdüse 1 und rohrförmige Kammer 4 geführt. Durch den Drallgeber 3 erfährt das strömende Medium einen Drall, der aufgrund der Formgebund des Drallgebers zu einem Drallwinkel zwischen 10 und 70° auf das Fadenführungsrohr bzw. auf das Fadenbündel führt. Bei der gezeichneten Vorrichtung liegt er bei etwa 45°. Der Bereich von 20 bis 50° hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, weil dann die Eigenschaften des gekräuselten Garnes bezüglich Kräuselwert, Reißfestigkeit und Bruchdehnung in einem besonders günstigen Bereich liegen.
  • Der weitere Lauf des Fadenbündels durch die rohrförmige Kammer 4 und die Expansionszone verläuft wie üblich.
  • Unter Fadenbündeln werden im vorliegenden Zusammenhang endlose Gebilde aus Einzelfäden verstanden, wobei die Einzel fäden auch Bänder, Flachfäden oder Spleißfasern aus Folien oder Folienstreifen sein können und ferner die Einzelfäden runde oder profilierte, beispielsweise trilobale Querschnitte aufweisen können. Die Titer der Einzelfäden können beispielsweise 1 bis 30 dtex betragen, sie liegen vorzugsweise bei 10 bis 25 dtex. Die Zahl der Einzelfäden in den Fadenbündeln oder Garnen kann zwischen 2 und einigen Tausend liegen. Die Fäden in den Fadenbündeln können teilverstreckt oder total verstreckt vorliegen. Man kann auch Faden- 'bündel verwenden, die einen gewissen Vordrall haben, beispielsweise bis zu 30 Drehungen/m, insbesondere bis zu 25 Drehungen/m, wodurch sie einen besseren Zusammenhalt aufweisen.
  • Als Fadenbündel linearer bzw. praktisch linearer organischer Hochmolekularer zur Herstellung der Faden kommen besonders übliche lineare synthetische hochmolekulare Polyamide mit in der Hauptkette wiederkahrenden Carbonamidgruppen, lineare synthetische hochmolekulare Polyester mit in der Hauptkette wiederkehrenden Estergruppierungen, fadenbildenden Olefinpolymerisate, sowie Cellulosederivate, wie Celluloseester in Betracht. Geeignete hochmolekulare Verbindungen sind insbesondere Nylon-6, Nylon-6.6, Polyäthylenterephthalat, lineares Polyäthylen oder isotaktisches Polypropylen.
  • Als strömendes gasförmiges Medium verwendet man die hierfür üblichen Gase, beispielsweise Stickstoff, Kohlendioxid, Wasserdampf und, insbesondere aus wirtschaftlichen . Gründen, Luft. Die erforderlichen Temperaturen des strömenden Mediums können innerhalb weiter Bereiche liegen. Ein Temperaturbereich von 80 bis 550°C hat sich im allgemeinen als zweckmäßig erwiesen, wobei die günstigsten Bedingungen für das jeweilige Material von den Schmelz- bzw. Plastifizierungstemperaturen dieser Materialien, der Geschwindigkeit des strömenden Mediums bei der jeweiligen Temperatur und dem angewendeten Druck, der Zeit, während welcher das strömende Medium auf die Fadenbündel einwirkt, der Temperatur, mit der die Fadenbündel zugeführt werden, und auch von der Dicke der Einzelfäden, d.h. dem Titer abhängen. Naturgemäß kann man keine Temperaturen anwenden, die unter den gewählten Bedingungen zu einem Schmelzen der Fäden führen, obwohl die Temperaturen selbst oberhalb der Schmelz- bzw. der Zersetzungspunkte der verwendeten fadenbildenden Materialien liegen können, vorausgesetzt, daß die Fäden mit entsprechend hoher Geschwindigkeit (kleiner Verweilzeit) durch die Behandlungszone geführt werden. Je höher die Durchlaufsgeschwindigkeit ist, desto höher kann die Temperatur des Mediums über dem Plastifizierungsbereich bzw. dem Schmelz- oder Zersetzungspunkt des verwendeten fadenbildenden Materials liegen.
  • Die Plastifizierungsbereich liegen beispielsweise für lineares Polyäthylen bei 80 bis 90°C, für Polypropylen bei 80 bis 120°C, für Nylon-6 bei 165 bis 190°C, für Nylon-6.6 bei 120 bis 240°C und für Polyäthylenterephthalat bei 190 bis 230°C.
  • Die Temperaturen für das strömende Medium liegen im allgemeinen höher als die Plastifizierungstemperaturen; für Nylon-6 hat sich z.B. bei Verwendung von Luft als strömendes Medium ein Temperaturbereich von 175 bis 380°C bewährt. Für die anderen Polymeren liegt die untere Grenze des bevorzugten Bereichs etwa 10° über der unteren Grenze des Plastifizierungsbereichs und erstreckt sich-je nach Verweilzeit und Titer-bis etwa 200° über die untere Grenze des jeweiligen Plastifizierungsbereichs.
  • Das strömende Medium wird im allgemeinen mit einem Druck von 2 bis 15 bar, vorzugsweise mit 5 bis 9 bar aufgegeben.
  • Die Texturiergeschwindigkeit liegt bei 1200 bis 3000 m/min. Bevorzugt werden Geschwindigkeiten von 1800 bis 2500 m/min angewendet. Hohe Geschwindigkeiten haben kleinere Verweilzeiten zur Folge, diese gestatten höhere Temperaturen des strömenden Mediums.
  • Der Drallgeber, der die rohrförmige Kammer (das Fadenführungsrohr) umgibt, stellt die engste Stelle des freien Querschnitts der Mediumzuführung dar. Es empfiehlt sich, diesen freien Querschnitt an der engsten Stelle so zu bemessen, daß sich Durchsätze von 0,35 bis 2,0 m3 (Normalbedingungen) je Stunde und mm ergeben. Unter diesen Bedingungen stellen sich besonders hohe Abzugsspannungen an den Zulieferorganen, z.B. den Streckgaletten, ein. Die anzuwendende Menge des heißen strömenden Mediums ist auch abhängig vom Garntiter, der gewünschten Kräuselintensität und von der chemischen Natur des Fadenbündels.
    • Beispiel 1
  • Ein unverstrecktes Polyamid-6-Vorgarn mit dem Titer 4200 f 67 dtex wird von einem Wickelkörper abgezogen und der Verstreckvorrichtung einer Strecktexturiermaschine zugeführt, wobei ein Streckverhältnis von 1:3,45 eingestellt ist. Die Temperatur der Einlaufgalette ins Streckfeld beträgt 100°C und die Temperatur der Auslaufgalette des Streckfeldes 150°C. Der vorgewärmte und verstreckte Faden wird mit einer Geschwindigkeit von 2000 m/min einer in Figur 1 gezeigten Kräuselvorrichtung zugeführt. Durch den Rohrstutzen 2 wird Luft der Temperatur 300°C bei einem Druck von 5,3 bar zugeführt. Die Luftmenge von 6,5 Nm3/h wird nun durch die 8 kreisförmig angeordneten Luftkanäle geführt, die gegenüber der Achse der Texturiervorrichtung im Gegen-Uhrzeigersinn um 40° geneigt sind. Der freie Querschnitt des Ringraumes beträgt 43 mm2, die freie Fläche der 8 Luftkanäle 14,4 mm2,
  • Die Garneinlaufdüse 1 hat eine lichte Weite von 1,1 mm. Der Fadenführungskanal 4 hat eine lichte Weite von 2,4 mm, einen Außendurchmesser von 3,0 mm und eine Gesamtlänge von 127 mm. Damit ergibt sich ein Verhältnis der lichten Weite von Einlaufdüse 1 zur lichten Weite von Fadenführungskanal 4 von 1:2,2. Zwischen Einlaufdüse 1 und Fadenführungskanal 4 ergibt sich aufgrund des eingestellten Luftdurchsatzes ein Ringspalt 10 von 0,4 mm. Am Ende des Fadenführungskanals 4 ist die zylindrische Schlitzdüse, wie in DE-B-20 06 022 beschrieben, aufgeschoben. Der Abstand zwischen dem Ende des Fadenführungskanals 4 und dem Anfang der Schlitze in der Schlitzdüse 5 beträgt das 0,83-fache des Außendurchmessers des Fadenführungskanals. Die Expansionszone besteht aus einer Schlitzdüse 5 mit 12 Schlitzen und einer Schlitzbreite von 0,5 mm. Die Spannung des zu texturierenden Fadens beträgt vor dem Fadeneinführungskanal. 65 cN. Das Garn hat eine Einkräuselung von 12,6% (KWH).
    • Beispiel 2
  • Ein unverstrecktes Polyamid-6-Vorgarn mit dem Titer 4200 f 67 dtex wird von einem Wickelkörper abgezogen und der Verstreckvorrichtung einer Strecktexturiermaschine zugeführt, wobei ein Streckverhältnis von 1:3,45 eingestellt ist. Die Temperatur der Einlaufgalette ins Streckfeld beträgt 100°C und die Temperatur der Auslaufgalette des Streckfeldes 150°C. Der vorgewärmte und verstreckte Faden wird mit einer Geschwindigkeit von 2000 m/min einer in Figur 1 gezeigten Kräuselvorrichtung zugeführt. Durch den Rohrstutzen 2 wird Luft der Temperatur 350°C bei .einem Druck von 5,3 bar zugeführt. Die Luftmenge von 6,5 Nm3/h wird nun durch die 8 kreisförmig angeordneten Luftkanäle geführt, die gegenüber der Achse der Texturiervorrichtung im Gegen-Uhrzeigersinn um 15° geneigt sind und 1/3 der freien Querschnittsfläche um die rohrförmige Kammer 4 freilassen. Die Garneinlaufdüse 1 hat eine lichte Weite von 1,1 mm. Der Fadenführungskanal 4 hat eine lichte Weite von 2,4 mm und einen Außendurchmesser von 3,0 und eine Gesamtlänge von 127 mm. Damit ergibt sich ein Verhältnis der lichten Weite von Einlaufdüse 1 zur lichten Weite von Fadenführungskanal 4 von 1:2,2. Zwischen Einlaufdüse 1 und Fadenführungskanal 4 ergibt sich aufgrund des eingestellten Luftdurchsatzes ein Ringspalt 10 von 0,4 mm. Am Ende des Fadenführungskanals 4 ist die zylindrische Schlitzdüse, wie in DE-B-20 06 022 beschrieben, aufgeschoben. Der Abstand zwischen dem Ende des Fadenführungskanals 4 und dem Anfang der Schlitze in der Schlitzdüse 5 beträgt das 0,83-fache des Außendurchmessers des Fadenführungskanals. Die Expansionszone besteht aus einer Schlitzdüse 5 mit 12 Schlitzen und einer Schlitzbreite von 0,5 mm. Die Spannung des zu texturierenden Fadens beträgt vor dem Fadeneinführungskanal 45 cN. Das Garn hat eine Einkräuselung von 11,4% (KWH).
    • Beispiel 3
  • Im Vergleich zu Beispiel 1 wird ein unverstrecktes Polyamid-6-Vorgarn mit dem Titer 4200 f 67 dtex von einem Wickelkörper abgezogen und der Verstreckvorrichtung einer Strecktexturiermaschine zugeführt, wobei ein Streckverhältnis von 1:3,45 eingestellt ist. Die Temperatur der Einlaufgalette im Streckfeid beträgt 100°C und die-Temperatur der Auslaufgalette des Streckfeldes 150°C. Der vorgewärmte und verstreckte Faden wird mit einer Geschwindigkeit von 2000 m/min einer Kräuselvorrichtung zugeführt, die der in den Beispielen 1 und 2 verwendeten entspricht, aber keinen Drallgeber 3 enthält. Durch den Rohrstutzen wird Luft der Temperatur 390°C bei einem Druck von 5,3 bar zugeführt. Die Luftmenge von 4,7 Nm/h wird direkt durch den Luftspalt zwischen Garneinlaufdüse 1 und Fadenführungskanal 4 geführt. Die Luftführung vor dem Eintritt in den Luftspalt verläuft hierbei parallel zum Fadenführungskanal, d.h. ohne spezifische Drallgebung.
  • Die Garneinlaufdüse 1 hat eine lichte Weite von 1,1 mm. Der Fadenführungskanal 4 hat eine lichte Weite von 2,4 mm, einen Außendurchmesser von 3,0 mm und eine Gesamtlänge von 127 mm. Damit ergibt sich ein Verhältnis der lichten Weite von Einlaufdüse 1 zur lichten Weite von Fadenführungskanal 4 von 1:2,2. Zwischen Einlaufdüse 1 und Fadenführungskanal 4 ergibt sich aufgrund des eingestellten Luftdurchsatzes ein Ringspalt 10 von 0,3 mm. Am Ende des Fadenführungskanals 4 ist die zylindrische Schlitzdüse, wie in DE-B-20 06 022 beschrieben, aufgeschoben. Der Abstand zwischen dem Ende des Fadenführungskanals 4 und dem Anfang der Schlitze in der Schlitzdüse 5 beträgt das 0,83-fache des Außendurchmessers des Fadenführungskanals. Die Expansionszone besteht aus einer Schlitzdüse 5 mit 12 Schlitzen und einer Schlitzbreite von 0,5 mm. Die Spannung des zu texturierenden Fadens beträgt vor dem Fadeneinführungskanal 30 cN. Das Garn hat eine Einkräuselung von 10,5% (KWH).
  • Führt man die Luft zum Rohrstutzen 2 mit einer Temperatur von nur 300°C zu, so weist das Garn eine Einkräuselung von 8,2% (KWH) auf.

Claims (4)

1. Verfahren zur Texturierung von Fadenbündeln aus synthetischen hochmolekularen Stoffen mit hoher Texturiergeschwindigkeit, bei dem das Fadenbündel (8) durch eine Einlaufdüse (1) geführt wird, mit einem heißen, gasförmigen, sich in Drallbewegung befindlichen Medium (9) zusammentrifft,, in einer nachfolgenden rohrförmigen Kammer (4) durch das strömende Medium augeheizt wird und anschließend zur Kräuselung einer Expansionsstufe (5) zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet; daß dem heißen, in Drallbewegung befindlichen strömenden Medium (9) durch Führungen in einem Drallgeber (3) ein Drallwinkel von 10 bis 70°, vorzugsweise von 20 bis 50° erteilt wird, wobei der Drallwinkel als Winkel zwischen der Tangente an eine Schraubenlinie und einer die Tangente schneidenden Parallelen zur Mittelachse des Systems definiert ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, - daß bei einer Texturiergeschwindigkeit von 1500 bis 3000 m/min, vorzugsweise von 1800 bis 2500 m/min das strömende Medium (9) am freien Querschnitt der engsten Stelle des Drallgebers (3) mit einem Druck von 2 bis 15 bar und einem Durchsatz von 0,35 bis 2,0 m' (Normalbedingungen)/h und mm2, vorzugsweise von 0,4 bis 1,0 m3 (Normalbedingungen)/h und mm2 zugeführt wird.
3. Vorrichtung zum Texturieren von Fadenbündeln aus synthetischen hochmolekularen Stoffen bestehend aus einer Einlaufdüse (1) für das Fadenbündel (8), einer oder mehreren Zuführungen (2) für ein heißes, strömendes Medium (9) zum Fadenbündel, wobei diese Zuführungen so gestaltet sind, daß sie dem strömenden heißen Medium einen Drall geben, einer nachfolgenden rohrförmigen Kammer (4), in der das Fadenbündel durch das heiße strömende Medium aufgeheizt wird, und einer Expansionsstufe (5), dadurch gekennzeichnet, daß in der oder den Zuführungen für das heiße strömende Medium (9) ein oder mehrere Drallgeber (3) angeordnet sind, die derart gestaltete Führungen aufweisen, daß dasheiße strömende Medium (9) einen Drallwinkel von 10 bis 70°, insbesondere einen Drallwinkel von 20 bis 50° erhält, wobei der Drallwinkel als Winkel zwischen der Tangente an eine Schraubenlinie und einer die Tangente schneidenden Parallelen zur Mittelachse des Systems definiert ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Drallgeber (3) in unmittelbarer Nähe zur Vereinigungsstelle von heißem strömenden Medium (9) und Fadenbündel (8) angeordnet ist.
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