EP0176937B1 - Verfahren zum Herstellen von Glattgarn - Google Patents

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EP0176937B1
EP0176937B1 EP85112120A EP85112120A EP0176937B1 EP 0176937 B1 EP0176937 B1 EP 0176937B1 EP 85112120 A EP85112120 A EP 85112120A EP 85112120 A EP85112120 A EP 85112120A EP 0176937 B1 EP0176937 B1 EP 0176937B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
thread
liquid
process according
godet
bundle
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP85112120A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0176937A3 (en
EP0176937A2 (de
Inventor
Karl-Heinz Erren
Hubert Damhorst
Hans-Joachim Petersen
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.)
Norddeutsche Faserwerke GmbH
Original Assignee
Norddeutsche Faserwerke GmbH
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Publication date
Application filed by Norddeutsche Faserwerke GmbH filed Critical Norddeutsche Faserwerke GmbH
Priority to AT85112120T priority Critical patent/ATE53610T1/de
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Publication of EP0176937A3 publication Critical patent/EP0176937A3/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/12Stretch-spinning methods
    • D01D5/16Stretch-spinning methods using rollers, or like mechanical devices, e.g. snubbing pins

Definitions

  • the invention relates to a method for producing plain yarn according to the preamble of claim 1.
  • Smooth yarns made from thermoplastic materials, especially polyester, polyamides, are spun as a large number of filaments.
  • the filaments are combined into a bundle of threads.
  • This smooth yarn obtains its usage properties, in particular its strength properties from stretching.
  • Smooth yarns, in contrast to textured yarns, are distinguished by the fact that their individual filaments lie parallel to one another and do not form loops, loops, arches or the like. Such flat yarns are referred to in the following as "thread”.
  • the filaments arriving from the spinning zone are combined as a bundle of threads and passed through a liquid band which is applied to an overflow surface.
  • the liquid is metered into an overflow surface in such an amount that the internal capacity of the thread bundle for this liquid is exceeded and the thread also receives a liquid coating on its outer surface.
  • the impregnation lies above the natural inner absorption capacity.
  • the internal absorption capacity is determined in particular by the molecular absorption capacity of the polymer for the liquid and by the absorption capacity based on capillary action between the individual filaments of the thread. With the densest arrangement of the filaments, the absorption capacity between the individual filaments of the thread bundle is already approximately 15% of the filament volume. According to the invention, the amount of liquid supplied is therefore at least 20%, preferably 25 to 35%, of the thread weight.
  • the liquid supplied to the liquid band can be heated to a temperature above 50 ° , in particular to a temperature between 70 ° and 90 °.
  • the supply of the liquid flow to the thread surface takes place, for. B. through nozzles that open on the surface of an overflow body in an upwardly open channel (see. For example. DE-GM 7 605 571).
  • the overflow bodies of such nozzles have a length of 30 to 40 mm.
  • the nozzle opens onto the overflow body fairly close to the thread inlet, the liquid on the overflow body is drawn out into a band which extends in the thread running direction and is narrowly limited in the transverse direction to the thread. This narrow limitation is further promoted if the overflow bodies have a thread groove in which the nozzle mouth lies.
  • rollers partially wrapped around the thread can also be used for the metered supply of a liquid stream if precautions are taken that the liquid does not pull out into a wide film on such a roller, but instead forms a laterally limited, in a metered amount of liquid band that is traversed by the thread.
  • a roller is e.g. B. known from DE-OS 2 908 404. Rolls that have thread running grooves over their circumference, into which a metered amount of liquid is fed, also meet the application purpose.
  • the liquid forms a narrow band of liquid through which the thread runs. For this reason, the liquid is not - as in the prior art - provided in a narrow tube, but is applied as a tape to a surface.
  • the thread should not be immersed in a static liquid bath as this does not allow a defined, uniform application of liquid.
  • the application of the liquid as a liquid band on a surface serves on the one hand the purpose of exerting sufficient adhesive forces on the liquid to prevent the liquid from dropping, i.e. H. is torn away by the thread in an uneven form.
  • this adhesion only acts on the liquid band on one side and does not prevent the liquid being "pulled out” from the thread and being pulled off the surface as a continuous band enveloping the thread due to the cohesive forces.
  • All low-viscosity, textile-technically compatible liquids can be used to carry out the invention.
  • a large number of these liquids have water as their main constituent. Pure water can also be used because of its good wetting ability.
  • the water should preferably not with the additions, e.g. B. oils that are usually used for the preparation or finishing of a thread.
  • these additives have a proportion of less than 5%, preferably less than 1% by weight.
  • a wetting agent can be added to promote the wettability of the water.
  • the proportion of the wetting agent in the water is less than 1%, preferably less than 0.5% by weight.
  • the wetting agent contributes in particular to the fact that the thread is soaked uniformly over its entire cross-section.
  • the use of pure water or of water which is provided with a small amount of wetting agents has the particular advantage over other oils, sizes, emulsions and the like used in textile technology that water is always available in a constant state and thus the process is reproducible without deviations.
  • Water also has the advantage of low viscosity, especially when heated. For this reason, liquids are preferably used whose viscosity is less than or equal to the viscosity of water or which have water as their main constituents, so that their dynamic properties are decisively determined by the water content.
  • the thread is drawn over a plurality of curved braking surfaces arranged one behind the other in the thread path with a changing direction of curvature.
  • the curvature of the braking surfaces means that the thread can be pulled over the braking surface while exerting a normal force. This normal force counteracts the hydrodynamic buoyancy forces and causes the liquid gap between the braking surface and the thread to remain small.
  • the shear rate and thus also the braking force that is exerted by the liquid on the thread depends on this gap width.
  • the radius of curvature is z. B. 10 mm. Radii of less than 10 mm and up to 50 mm have also proven to be satisfactory. Due to the curvature, the normal force of the thread directed onto the braking surface can be limited in such a way that the hydrodynamic forces arising at the respective thread speed ensure the "floating" of the thread, but on the other hand a small gap width of this liquid gap is retained.
  • the normal forces must therefore be so great that the hydrodynamic fluid gap remains so small that a large shear rate arises between the thread running at high speed and the stationary braking surface. It should also be noted that the thread is subjected to centrifugal acceleration when running over the curved braking surface, which tends to be counter to the normal force. On the other hand, the curvature must not be so great that the normal forces created by the tensile forces overcome the hydrodynamic lift of the thread and lead to sliding friction. Even mixed areas between fluid friction and sliding friction are undesirable since the frictional forces are undefined and consequently undefined tensile forces will also exert on the thread.
  • an oppositely curved braking surface which projects into the thread course and has a smaller radius of curvature and a shorter running surface between two braking surfaces of equal curvature. This braking surface then serves exclusively to redistribute the applied liquid, while the braking surfaces with a larger radius of curvature and a greater length serve to generate the desired braking force.
  • the braking surfaces are preferably arranged one below the other in the thread path, the deviation of the thread path from the vertical between two braking surfaces being not more than 70 ° and preferably also not more than 60 ° . This ensures that liquid from the thread in the Sprayed around the braking surface, sprayed in the direction of the next braking surface and therefore came back to a large extent on the thread.
  • a series of braking surfaces in a row shows that fluid friction between the thread and braking surfaces can be maintained until the end. This is due to the fact that the wraps are relatively small, so that only relatively small amounts of water spray and the amount of water remaining on the thread is sufficient to envelop the surface of the thread and to fill the spaces between the filaments.
  • the previously common dry friction is replaced by hydrodynamic friction in a narrow gap.
  • the thread To achieve fluid friction, the thread must run towards the braking surfaces at a certain minimum speed. This minimum speed is approx. 1000 m / min. However, higher speeds are preferred, preferably at least 1800 m / min. If the speed of the thread when it hits the first braking surface is at least 2500 m / min, the thread already gets a higher pre-orientation before it hits the braking surface. This makes the process less sensitive to setting the process parameters.
  • the total length of the braking surface required to exert the stretching force must be determined by experiment. Brake surface lengths of more than 200 mm have proven to be superfluous.
  • the length of the braking surfaces is mainly based on the specified thread speeds in front of and behind the braking surfaces, i. H. adapted to the desired thread tension and stretching.
  • the length of the entire braking surface overrun by the thread can be largely adjusted with the loop.
  • the immersion depth is set with which the oppositely curved braking surfaces are immersed in the thread course.
  • the wrap is small according to the invention and is preferably not more than 70 °, in particular less than 60 ° on the first and last braking surface and preferably not more than 140 ° , in particular less than 120 ° on the braking surfaces in between.
  • the total length of the braking surfaces can also be adjusted according to the requirements by arranging a corresponding number of such braking surfaces, which the thread traverses with a changing wrap direction, without any significant space requirement.
  • the setting of the thread tension between the braking surfaces and the godet unit is essential for the production of a high quality smooth yarn.
  • Quality parameters which correspond to the yarn quality of yarns produced on draw twisting machines can be achieved according to claim 4, by setting the thread tension by adjusting the braking force and the speed of the godet unit between 0.5 and 2 cN / dtex, preferably between 0.7 and 1.5 cN / dtex is set.
  • the braking surfaces can have a running groove to fix the thread running.
  • the braking surfaces may only touch the thread or the liquid layer surrounding it on one side, i. H. not include. Otherwise undefined system conditions arise, with the result that undefined changing braking forces are also exerted on the thread. Therefore, narrow pipes, the z. B. are shown in US-PS 3,002,804, unsuitable as contact surfaces, even if they were curved in the thread running direction, quite apart from the operational disadvantages of such tubes.
  • the temperature of the liquid fed to the thread also makes an important contribution to the production of high-quality threads.
  • the deformation work performed during stretching is converted into heat. Depending on the speed of stretching, this heat leads to a more or less strong temperature increase.
  • the amounts of heat released lead to temperatures that are no longer technologically acceptable.
  • the liquid supplied to the thread before the overflow via the braking surface is heated.
  • the temperature corresponds approximately to the temperature of the glass transition and is above 50 ° C.
  • the heating is particularly effective when the temperature is above 70 ° C., while at 100 ° C. there is a limit to the evaporation that then occurs.
  • the excellent uniformity of the thread quality must be attributed to the fact that the temperature fluctuations of the thread over its cross section and over its length can also be limited in time to a narrow, physically optimal range by the temperature of the liquid. This fluctuation range lies between the current liquid temperature and the evaporation temperature of the liquid.
  • the safety of the method, particularly in the production of threads with textile titers, is increased if - as is further proposed - the thread coming from the spinneret is still guided through the liquid band while it is hot.
  • the cooling conditions are predetermined so that the thread temperature in the area of the glass conversion point lies.
  • the intensity of the air blowing, the length of the air blowing, the distance of the liquid band from the spinneret, and the spin titer of the filaments are particularly important for these cooling conditions. It has been shown that a measure can also be seen here by which the thread break numbers can be drastically reduced and the thread uniformity can be significantly improved.
  • the amount of heat transported by the thread is large enough to heat the amount of liquid applied to the thread very quickly up to the specified temperature range.
  • This temperature range essentially corresponds to the first order glass transition point of the polyesters or polyamides.
  • a further drastic improvement in the thread quality, in particular with regard to its strength and shrinkage properties, is obtained by heating the thread behind the contact surfaces once again, namely in a tried and tested embodiment the conveyor is designed as a heated godet.
  • the godet temperature is regulated to 80 to 160 ° C depending on the polymer.
  • a temperature of approx. 140 ° C ⁇ 20 ° C has proven advantageous for polyester and approx. 100 ° C ⁇ 20 ° C for polyamide.
  • the bundle of threads is further provided with a customary spin finish, which in particular consists of water-oil emulsions. This also increases the security of the method.
  • the liquid is applied as an axially extending, relatively thin film to the individual filaments running side by side.
  • this type of liquid application it is not possible to provide the individual filaments and the bundle of threads with a liquid coating, which lead to hydrodynamic friction on the subsequent brake pins.
  • the invention is based on the new knowledge, which is not pre-drawn by the prior art, that by building up a hydrodynamic gap friction in the drawing zone, smooth yarns can be produced which are far superior in quality to the smooth yarns usually produced on draw twisting machines, even in continuous operation where the occurrence of fluff is 10: 1 lower than with comparable yarns of the same titre and the same number of filaments, for which the so-called yarn uniformity is significantly improved and which are also cheaper because of the lower investment costs and higher productivity . It is also noteworthy that, on the other hand, there is no wear on the braking surfaces and even grinding marks are not visible.
  • the water application nozzle 6 has a thread channel which is curved both in the thread running direction and transversely thereto, in the bottom of which a water supply channel opens.
  • the mouth of the water supply channel is as close as possible to the thread inlet.
  • the radius of curvature of the curvature in the thread running direction is 40 mm.
  • the radius of curvature across the thread is 10 mm. This curvature ensures that the filaments are combined into a bundle of threads when they reach the area of the opening water supply channel.
  • the thread is guided behind the water application nozzle 6 over the three parallel, cylindrical braking surfaces 9, 10, 11.
  • the thread between the braking surfaces 9, 10 is guided in a zigzag by the braking surface 11 serving as the deflecting surface.
  • the braking surface 11 can be moved perpendicularly to the yarn path, it can plunge to different depths in the common tagential plane of the braking surfaces 9. As a result, the wrap angle and thus the contact length on each braking surface 9 to 11 can be set as desired.
  • the braking surfaces have a radius of curvature of 10 mm.
  • the wrap angle should not be so great for reasons of water balance in the running thread that the thread is deflected by more than 60 ° from its vertical running direction.
  • the braking surfaces are arranged vertically one below the other and the deflection surfaces are only offset from the vertical thread path at a predetermined angle, it is achieved that water spraying and dripping is fed back to the thread or the braking or deflection surfaces.
  • one or more further braking surfaces can be added to extend the braking surfaces.
  • the box 5 has an outlet 18 through which the draining liquid can be collected and possibly returned to the process.
  • the thread coming from the contact surfaces receives its spin finish from the application roller 16 as a preparation before it is drawn off from the heated godet 7.
  • the application of the spin finish can also be done inside the box 5 and z. B. done by an application nozzle which corresponds essentially to the water application nozzle 6.
  • the spin finish can also be applied behind the godet 7. This has the advantage that the thread runs more smoothly on the godet and the surface - especially at temperatures above 100 ° C - is less contaminated by residues. This makes the process "safer” and improves the uniformity of the thread.
  • the thread is then wound up.
  • the winding spindle is denoted by 13, the bobbin by 14, the traversing device by 12 and the input thread guide from which the thread runs to the traversing device by 15. 17 indicates a so-called tangle nozzle through which the individual filaments are intertwined in individual knots.
  • the winding can be replaced by another type of thread storage, in particular by storing it in cans. Between the godet and the storage further devices for modifying the thread can be arranged such. B. a spun fiber cutter. It is also possible to subject the smooth yarn produced to texturing before storage, e.g. B. by superheated steam crimping the filaments.
  • the plain yarn produced is, however, ready for use even without such switched-on intermediate stages as a "stretch yarn".
  • a polyester thread 90f30 is thus spun, the godet 19 having a take-off speed of 4000 m / min.
  • the thread is first cooled in the cooling shaft and drop shaft 4 to approx. 90 ° C.
  • the Wasser Huaweisdüse 6 is supplied water, which is heated to 80 ° C.
  • the amount of water is adjusted so that the natural water absorption capacity of the thread is exceeded.
  • the flowing amount of water is 30% of the thread weight.
  • the braking surfaces 9, 10 are run over by adjusting the immersion depth of the deflecting surface 11 with a wrap angle of 35 ° , the deflecting surface 11 with a wrap angle of 70 ° .
  • the total overflow length between the thread and braking surfaces is set to approx. 25 mm.
  • This length can be influenced by adjusting the immersion depth.
  • the subsequent godet 19 was heated to 120 ° C.
  • a conventional spin finish was previously applied by roller 16.
  • the winding device was operated in such a way that a coil with a gradual precision winding was created. With precision winding, the traversing speed is reduced proportionally with the spindle speed. The spindle speed decreases because the coil is driven at a constant surface speed. In the case of a step precision winding, however, the traversing speed is again increased from time to time essentially to its initial value. It has been shown to be particularly advantageous that this increase in the traversing speed had a hardly measurable influence on the thread tension in the traversing triangle. If, on the other hand, the heating of the godet 19 was switched off, very strong thread tension fluctuations occurred when the traversing speed was increased. The heating of the godet thus proves to be an excellent means of building up bobbins with uniform thread tension and hardness and to maintain the excellent properties of the thread achieved by the method according to the invention even when winding and on the bobbin.
  • the 6 threads then ran side by side over the braking and deflecting surfaces with wrap angles of 35 ° on the braking surfaces 9 and 10 and 70 ° on the deflecting surface 11.
  • a stretching tension of 90 cN per thread was set and the threads were drawn off by godet 7 at a speed of 4507 m / min.
  • the Ga lette 7 had a temperature of 145 ° C; each thread wrapped around godet and idler 8 times.
  • the roll 16 was arranged after the godet 7, through which a customary spin finish was applied to the threads; thereafter the filaments of each thread were swirled in the tangled nozzle 17 and intertwined.
  • the 6 threads were finally wound up separately at a winding speed of 4463 m / min.
  • the polyester threads 76f24 obtained had a strength of 40 cN / tex, an elongation of 22.5%, cooking shrinkage 5.6% and uster (normal) 0.9%. They had 21 swirl points per meter and a fat coverage of 0.72%.
  • the godet 7 had a temperature of 100 ° C. and pulled the threads at a speed of 3917 m / min, each thread looping the godet and the idler roller twice. The winding took place at a speed of 3799 m / min.
  • the threads 44f10 obtained had a strength of 45 cN / tex, an elongation of 40%, cooking shrinkage 14.0% and Uster (normal) 0.8%. They had 19 swirl points per meter and 0.78% fat coverage.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Glattgarn entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Glattgarne aus thermoplastischen Materialien, insbesondere Polyester, Polyamiden, werden als Vielzahl von Filamenten ersponnen. Die Filamente werden zu einem Fadenbündel zusammengefaßt. Dieses Glattgarn erhält seine Gebrauchseigenschaften, insbesondere seine Festigkeitseigenschaften durch das Verstrecken. Glattgarne im Gegensatz zu texturierten Garnen zeichnen sich dadurch aus, daß ihre einzelnen Filamente parallel zueinander liegen und keine Schlingen, Schlaufen, Bögen oder dgl. bilden. Derartige Glattgarne werden im folgenden kurz als "Faden" bezeichnet.
  • Es ist bekannt, s. z. B. DE-OS 1 435 609, den Faden zum Verstrecken über einen oder mehrere feststehende beheizte oder unbeheizte Streckstifte zu ziehen, die der Faden mit ca. 360° umschlingt.
  • Der erhebliche Nachteil dieses Verfahrens liegt zum einen in dem Verschleiß der Streckstifte. Es hat sich aber auch herausgestellt, daß Streckstifte bei hohen Fadengeschwindigkeiten zu einer erheblichen Unsicherheit des Verfahrens beitragen. Es werden häufig Fadenbrüche beobachtet. Weiterhin hat das bekannte Verfahren den Nachteil, daß es nur dann zu einer zufriedenstellenden Fadenqualität führt, wenn zum einen mit Geschwindigkeiten gefahren wird, die deutlich niedriger als 2000 m/min liegen und wenn zum anderen der Faden durch je eine Galette vor und hinter den Streckstiften definiert gefördert wird. Nur dann läßt sich eine gleichbleibende Fadenqualität erreichen und auch das nur, wenn dem unvermeidlichen Verschleiß der Streckstifte Rechnung getragen wird.
  • Durch US-PS 3,002,804 ist ein Verfahren der eingangs genannten Art bekannt, bei dem ein frischgesponnener Faden durch ein Wasserbad gezogen, anschließend zum Abspritzen des Wasser umgelenkt und infolge der durch das Wasserbad und die Umlenkung ausgeübten Bremskraft verstreckt wird.
  • Dieses Verfahren hat erhebliche Nachteile, die seine industrielle Einführung verhindert haben. Zum einen bildet der mit hoher Geschwindigkeit in das Wasserbad einlaufende Faden ein tiefes "Loch", da er große Mengen an Luft mitreißt, die sich um den Faden zentrieren und nicht entweichen. Der Faden wird daher nicht benetzt bzw. die Benetzungslänge schwankt mit der Länge der Luftsäule, da kein stabiler Gleichgewichtszustand zwischen dem Auftrieb der Luft und der Haftung der Luft an dem mit großer Geschwindigkeit laufenden Faden entsteht. Ferner zeigt sich, daß das Wasserbad eine erhebliche Tiefe haben muß, um die erforderlichen Zugkräfte auf den Faden auszuüben. Bei einer Fadengeschwindigkeit von 3000 m/min ist eine Wasserbadtiefe von mehr als 4 m erforderlich. Bei 5000 m/min beträgt die Wasserbadtiefe immerhin noch 37 cm. Dabei wird in der US-PS zwar auch die Möglichkeit angedeutet, daß ein Teil der Streckspannung durch einen folgenden Umlenkstift aufgebracht werden kann, wobei der Umlenkstift zum Abspritzen des Wassers dient. Es wird darauf hingewiesen, daß dieser Anteil der Streckspannung nicht mehr als 1/3 betragen darf, da andernfalls die Gleichmäßigkeit des Fadens leidet.
  • Gerade aus diesem Hinweis ist zu ersehen, daß der Wasserauftrag des Fadens derart unzulänglich ist, daß zwischen dem Umlenkstift und dem Faden mechanische Gleitreibung oder eine Mischreibung, die ebenfalls für ungleichmäßige Fadenbeschaffenheit verantwortlich zu machen ist, besteht.
  • Erfindungsgemäß werden die zuvor beschriebenen Nachteile bei einem Verfahren der eingangs genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 vermieden.
  • Die aus der Spinnzone anlaufenden Filamente werden als Fadenbündel zusammengefaßt durch ein Flüssigkeitsband geführt, das auf eine Überlauffläche aufgebracht wird. Die Flüssigkeit wird in solcher Menge dosiert einer Überlauffiäche zugeführt, daß die innere Aufnahmefähigkeit des Fadenbündels für diese Flüssigkeit überschritten wird und der Faden auch auf seiner Außenoberfläche einen Flüssigkeitsüberzug erhält. Die Durchtränkung liegt über der natürlichen inneren Aufnahmefähigkeit. Die innere Aufnahmefähigkeit wird insbesondere bestimmt durch die molekulare Aufnahmefähigkeit des Polymers für die Flüssigkeit und durch die auf Kapillarwirkung beruhende Aufnahmefähigkeit zwischen den einzelnen Filamenten des Fadens. Die Aufnahmefähigkeit zwischen den einzelnen Filamenten des Fadenbündels beträgt bei dichtester Anordnung der Filamente bereits ca. 15 % des Filamentvolumens. Erfindungsgemäß beträgt daher die zugeführte Flüssigkeitsmenge mindestens 20 %, vorzugsweise 25 bis 35 % des Fadengewichts. Die dem Flüssigkeitsband zugeführte Flüssigkeit kann auf eine Temperatur über 50°, insbesondere auf eine Temperatur zwischen 70° und 90° erhitzt sein.
  • Die Zuführung des Flüssigkeitsstroms zur Fadenoberfläche erfolgt z. B. durch Düsen, die auf der Oberfläche eines Überlaufkörpers in einer nach oben offenen Laufrinne münden (vgl. z. B. DE-GM 7 605 571). Die Überlaufkörper derartiger Düsen haben eine Länge von 30 bis 40 mm.
  • Da die Düse ziemlich nahe am Fadeneingang auf dem Überlaufkörper mündet, wird die Flüssigkeit auf dem Überlaufkörper zu einem sich in Fadenlaufrichtung erstreckenden Band ausgezogen, das in Querrichtung zum Faden eng begrenzt ist. Diese enge Begrenzung wird dadurch noch gefördert, wenn die Überlaufkörper eine Fadenlaufrille haben, in der die Düsenmündung liegt.
  • Auch bekannte, vom Faden teilumschlungene Walzen (vgl. z. B. DE-OS 2 908 404) können zur dosierten Zufuhr eines Flüssigkeitsstromes dienen, wenn Vorkehrungen getroffen sind, daß sich auf einer solchen Walze die Flüssigkeit nicht zu einem breiten Film auszieht, sondern ein seitlich begrenztes, in einer dosierten Menge zugeführtes Flüssigkeitsband bildet, das vom Faden durchlaufen wird. Eine solche Walze ist z. B. durch die DE-OS 2 908 404 bekannt. Auch Walzen, die über ihren Umfang Fadenlaufrillen aufweisen, in welche eine dosierte Flüssigkeitsmenge zugeführt wird, genügen dem Anmeldungszweck.
  • In jedem Falle ist es wichtig, daß die Flüssigkeit ein vom Faden durchlaufenes, schmales Flüssigkeitsband bildet. Aus diesem Grunde wird die Flüssigkeit nicht -wie nach dem Stand der Technik - in einer eng begrenzten Röhre bereitgestellt, sondern als Band auf eine Oberfläche aufgetragen. Der Faden soll nicht in ein statisches Flüssigkeitsbad eintauchen, da hierdurch ein definierter gleichmäßiger Flüssigkeitsauftrag nicht möglich ist.
  • Das Auftragen der Flüssigkeit als Flüssigkeitsband auf eine Oberfläche dient einerseits dem Zweck, genügende Adhäsionskräfte auf die Flüssigkeit auszuüben, um zu verhindern, daß die Flüssigkeit tropfenweise, d. h. in ungleichmäßiger Form durch den Faden fortgerissen wird. Zum anderen wirkt aber diese Adhäsion nur einseitig auf das Flüssigkeitsband ein und verhindert nicht, daß die Flüssigkeit infolge der Kohäsionskräfte als kontinuierliches, den Faden einhüllendes Band vom Faden "ausgezogen" und von der Oberfläche abgezogen wird.
  • Zur Ausführung der Erfindung können alle niedrig viskosen, textiltechnisch verträglichen Flüssigkeiten eingesetzt werden. Eine Vielzahl dieser Flüssigkeiten haben als Hauptbestandteil Wasser. Vorteilhaft wegen seiner guten Benetzungsfähigkeit kann auch reines Wasser eingesetzt werden. Das Wasser sollte vorzugsweise nicht mit den Beimengungen, z. B. Ölen versehen sein, die üblicherweise zur Präparation bzw. Avivierung eines Fadens benutzt werden. Diese Beimengungen haben erfindungsgemäß einen Anteil von weniger als 5 %, vorzugsweise weniger als 1 Gewichtsprozent. Zur Förderung der Benetzungsfähigkeit des Wassers kann ein Netzmittel beigegeben werden. Der Anteil des Netzmittels im Wasser beträgt weniger als 1 %, vorzugsweise weniger als 0,5 Gewichtsprozent. Das Netzmittel trägt insbesondere dazu bei, daß der Faden über seinen gesamten Querschnitt gleichmäßig durchtränkt wird. Die Verwendung von reinem Wasser oder auch von Wasser, das mit einer geringen Menge von Netzmitteln versehen ist, hat den besonderen Vorteil gegenüber anderen in der Textiltechnik verwandten Ölen, Schlichten, Emulsionen und dgl., daß Wasser stets in gleichbleibender Beschaffenheit zur Verfügung steht und damit das Verfahren ohne Abweichungen reproduzierbar wird.
  • Wasser hat darüber hinaus insbesondere bei Erhitzung den Vorteil der geringen Viskosität. Es werden aus diesem Grunde Flüssigkeiten vorzugsweise verwandt, deren Viskosität kleiner oder gleich der Viskosität von Wasser ist bzw. die als Hauptbestandteile Wasser haben, so daß ihre dynamischen Eigenschaften durch den Wasseranteil maßgebend bestimmt sind.
  • Der Faden wird im derart durchtränkten und mit einer Flüssigkeitsschicht eingehüllten Zustand über mehrere gekrümmte, im Fadenlauf hintereinander mit wechselnder Krümmungsrichtung angeordnete Bremsflächen gezogen.
  • Durch die Krümmung der Bremsflächen wird bewirkt, daß der Faden unter Ausübung einer Normalkraft über die Bremsfläche gezogen werden kann. Dieser Normalkraft wirkt den hydrodynamischen Auftriebskräften entgegen und bewirkt, daß der Flüssigkeitsspalt zwischen der Bremsfläche und dem Faden klein bleibt. Von dieser Spaltweite hängt nämlich das Schergefälle und damit auch die Bremskraft ab, die durch die Flüssigkeit auf den Faden ausgeübt wird. Der Krümmungsradius beträgt z. B. 10 mm. Auch Radien von weniger als 10 mm und bis 50 mm haben sich als zufriedenstellend erwiesen. Durch die Krümmung kann die auf die Bremsfläche gerichtete Normalkraft des Fadens so eingegrenzt werden, daß die bei der jeweiligen Fadengeschwindigkeit entstehenden hydrodynamischen Kräfte das "Aufschwimmen" des Fadens zwar sicherstellen, andererseits aber eine geringe Spaltweite dieses Flüssigkeitsspaltes erhalten bleibt.
  • Die Normalkräfte müssen also so groß sein, daß der hydrodynamische Flüssigkeitsspalt so klein bleibt, daß ein großes Schergefälle zwischen dem mit hoher Geschwindigkeit laufenden Faden und der stillstehenden Bremsfläche entsteht. Dabei ist auch zu beachten, daß der Faden beim Lauf über die gekrümmte Bremsfläche einer Zentrifugalbeschleunigung unterworfen ist, die tendenziell der Normalkraft entgegengerichtet ist. Andererseits darf die Krümmung aber nicht so groß sein, daß die durch die Zugkräfte entstehenden Normalkräfte den hydrodynamischen Auftrieb des Fadens überwinden und zu einer Gleitreibung führen. Selbst Mischbereiche zwischen Flüssigkeitsreibung und Gleitreibung sind unerwünscht, da hier die Reibkräfte undefiniert sind und folglich auch undefinierte Zugkräfte auf den Faden ausüben werden.
  • Beim Lauf des nassen Fadens über eine Bremsfläche ergibt sich das Problem, daß die Flüssigkeit infolge der einwirkenden Zentrifugalkraft den Spalt zwischen Faden und der Bremsfläche verläßt und sich in Fadenbereichen sammelt, die von der Bremsfläche abgewandt sind. Deshalb besteht bei zunehmender Länge der Bremsfläche die Gefahr, daß wieder trockene Reibung eintritt. Durch den Vorschlag, mehrere und vorzugsweise mehr als zwei Bremsflächen hintereinander anzuordnen, die der Faden jeweils mit weniger als 140° und wechselnder Umschlingungsrichtung umschlingt, wird erreicht, daß die beim Lauf über die erste Bremsfläche aus dem Berührungsspalt zwischen Faden und Bremsfläche herausgedrungene und auf der Außenseite des Fadens befindliche Flüssigkeit beim Lauf über die nächste Bremsfläche in den Spalt zwischen Faden und dieser Bremsfläche gerät. Es kann auch durchaus zweckmäßig sein, zwischen zwei gleichgekrümmten Bremsflächen eine in den Fadenlauf ragende, gegensinnig gekrümmte Bremsfläche mit kleinerem Krümmungsradius und kürzerer Lauffläche anzuordnen. Diese Bremsfläche dient sodann ausschließlich der Umverteilung der aufgetragenen Flüssigkeit, während die Bremsflächen mit größerem Krümmungsradius und größerer Länge der Erzeugung der gewünschten Bremskraft dienen.
  • Die Bremsflächen sind im Fadenlauf bevorzugt untereinander angeordnet, wobei die Abweichung des Fadenlaufs von der Senkrechten zwischen zwei Bremsflächen nicht mehr als 70° und vorzugsweise auch nicht mehr als 60° beträgt. Dadurch wird erreicht, daß Flüssigkeit, die von dem Faden bei der Umschlingung der Bremsfläche absprüht, in Richtung der nächstfolgenden Bremsfläche spritzt und daher zu einem großen Teil wieder auf den Fadenlauf gelangt. Im übrigen hat sich auch bei Hintereinanderreihung mehrerer Bremsflächen gezeigt, daß eine Flüssigkeitsreibung zwischen Faden und Bremsflächen bis zum Schluß aufrechterhalten werden kann. Das beruht darauf, daß die Umschlingungen relativ gering sind, so daß nur relativ geringe Wassermengen abspritzen und die auf dem Faden verbleibende Wassermenge ausreicht, die Oberfläche des Fadens einzuhüllen und die Zwischenräume zwischen den Filamenten auszufüllen.
  • Nach der Erfindung wird also die bisher übliche Trockenreibung durch eine hydrodynamische Reibung in einem engen Spalt ersetzt. Hierdurch wird das Verstreckungsverfahren unabhängig von der Oberflächenbeschaffenheit der Bremsflächen und des Fadens. Vielmehr wird die Bremskraft bei der Naßreibung insbesondere durch das Schergefälle innerhalb einer dünnen Flüssigkeitsschicht hervorgerufen. Dieses Schergefälle ist weitgehend unabhängig von der Fadenspannung.
  • Gegenüber der Verstreckung im Wasserbad wird erreicht, daß der Faden einer definierten Bremslänge ausgesetzt wird und daß das die Bremsung bewirkende Schergefälle im Spalt so hoch ist, daß selbst bei Abzugsgeschwindigkeiten von "nur" 3000 m/min eine Bremslänge von 100 mm zur Aufbringung der Steckkräfte jedenfalls ausreicht.
  • Zur Erzielung der Flüssigkeitsreibung muß der Faden den Bremsflächen mit einer bestimmten Mindestgeschwindigkeit zulaufen. Diese Mindestgeschwindigkeit beträgt ca. 1000 m/min. Bevorzugt sind jedoch höhere Geschwindigkeiten, und zwar vorzugsweise mindestens 1800 m/min. Wenn die Geschwindigkeit des Fadens beim Auflauf auf die erste Bremsfläche mindestens 2500 m/min beträgt, erhält der Faden vor Auflauf auf die Bremsflächen bereits eine höhere Vororientierung. Damit wird das Verfahren unempfindlicher bezüglich Einstellung der Verfahrensparameter.
  • Die Gesamtlänge der Bremsfläche, die zur Ausübung der Verstreckkraft erforderlich ist, ist durch Versuch zu ermitteln. Bremsflächenlängen von mehr als 200 mm haben sich jedoch als überflüssig herausgestellt.
  • Die Länge der Bremsflächen wird vor allem an die vorgegebenen Fadengeschwindigkeiten vor und hinter den Bremsflächen, d. h. an die gewünschten Fadenspannungen und Verstreckungen angepaßt.
  • Die Länge der gesamten vom Faden überlaufenen Bremsfläche läßt sich mit der Umschlingung weitgehend einstellen. Hierzu wird die Eintauchtiefe eingestellt, mit der die entgegengesetzt gekrümmten Bremsflächen in den Fadenlauf eintauchen. Die Umschlingung ist erfindungsgemäß gering und beträgt vorzugsweise auf der ersten und der letzten Bremsfläche nicht mehr als 70°, insbesondere weniger als 60° und auf den dazwischen liegenden Bremsflächen vorzugsweise nicht mehr als 140°, insbesondere weniger als 120°.
  • Außer durch die Umschlingung läßt sich die Gesamtlänge der Bremsflächen auch durch Hintereinanderreihen einer entsprechenden Anzahl derartiger Bremsflächen, die der Faden mit wechselnder Umschlingungsrichtung überfährt, den Erfordernissen entsprechend einstellen und zwar, ohne daß hierdurch ein nennenswerter Platzbedarf entsteht.
  • Von wesentlicher Bedeutung für die Herstellung eines qualitativ hochwertigen Glattgarns ist die Einstellung der Fadenspannung zwischen den Bremsflächen und dem Galettenwerk. Qualitätsparameter, die der Garnqualität von auf Streckzwirnmaschinen hergestellten Garnen entsprechen, erzielt man nach Anspruch 4, indem die Fadenzugkraft durch Einstellung der Bremskraft und der Geschwindigkeit des Galettenwerkes zwischen 0,5 und 2 cN/dtex, vorzugsweise zwischen 0,7 und 1,5 cN/dtex eingestellt wird.
  • Zur Festlegung des Fadenlaufs können die Bremsflächen eine Laufrille aufweisen. Die Bremsflächen dürfen den Faden bzw. die ihn umgebende Flüssigkeitschicht jedoch nur einseitig berühren, d. h. nicht einschließen. Anderenfalls entstehen undefinierte Anlageverhältnisse mit der Folge, daß auch undefinierte wechselnde Bremskräfte auf den Faden ausgeübt werden. Daher sind enge Rohre, die z. B. in der US-PS 3,002,804 gezeigt sind, als Berührungsflächen ungeeignet, selbst wenn sie in Fadenlaufrichtung gekrümmt wären, ganz abgesehen von den bedienungstechnischen Nachteilen solcher Rohre.
  • Ein wichtiger Beitrag zur Herstellung hochwertiger Fäden wird auch durch die Temperatur der dem Faden zugeführten Flüssigkeit erbracht. Bekanntlich wird die beim Strecken geleistete Formänderungsarbeit in Wärme umgesetzt. Abhängig von der Verstreckungsgeschwindigkeit führt diese Wärme zu einer mehr oder weniger starken Temperaturerhöhung. Bei den heute technologisch und wirtschaftlich erwünschten hohen Fadengeschwindigkeiten einerseits und geringen Fadentitern andererseits führen die freigesetzten Wärmemengen zu technologisch nicht mehr vertretbaren Temperaturen.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird die dem Faden vor dem Uberlauf über die Bremsfläche zugeführte Flüssigkeit erwärmt. Die Temperatur entspricht etwa der Temperatur der Glasumwandlung und liegt über 50°C. Besonders wirkungsvoll ist die Erwärmung, wenn die Temperatur über 70°C liegt, während bei 100°C eine Grenze durch die dann eintretende Verdampfung gesetzt ist.
  • Die hervorragende Vergleichmäßigung der Fadenqualität muß darauf zurückgeführt werden, daß durch die Temperatur der Flüssigkeit die Temperaturschwankungen des Fadens über seinen Querschnitt sowie über seine Länge auch zeitlich auf einen engen physikalisch optimalen Bereich begrenzt werden können. Dieser Schwankungsbereich liegt zwischen der aktuellen Flüssigkeitstemperatur und der Verdampfungstemperatur der Flüssigkeit.
  • Die Sicherheit des Verfahrens vor allem bei der Herstellung von Fäden mit textilen Titern wird erhöht, wenn - wie weiterhin vorgeschlagen wird - der von der Spinndüse kommende Faden noch im heißen Zustand durch das Flüssigkeitsband geführt wird. Die Kühlbedingungen sind dabei so vorgegeben, daß die Fadentemperatur im Bereich des Glasumwandlungspunktes liegt. Die Intensität der Luftanblasung, die Länge der Luftanblasung, der Abstand des Flüssigkeitsbandes von der Spinndüse, der Spinntiter der Filamente sind für diese Kühlbedingungen insbesondere maßgebend. Es hat sich gezeigt, daß auch hierin eine Maßnahme zu sehen ist, durch die die Fadenbruchzahlen drastisch herabgesetzt werden können und die Fadengleichmäßigkeit bedeutend verbessert werden kann.
  • Insbesondere bei hohen Spinngeschwindigkeiten und entsprechenden Abkühlbedingungen ist die vom Faden transportierte Wärmemenge groß genug, um die auf den Faden aufgetragene Flüssigkeitsmenge sehr schnell bis in den angegebenen Temperaturbereich zu erwärmen. Dieser Temperaturbereich entspricht im wesentlichen dem Glasumwandlungspunkt erster Ordnung der Polyester bzw. Polyamide. Es ist daher bei Anwendung solcher Spinn- und Abkühlbedingungen möglich, das Wasser mit Raumtemperatur auf den Faden aufzutragen.
  • Eine weitere einschneidende Verbesserung der Fadenqualität insbesondere hinsichtlich seiner Festigkeits- und Schrumpfeigenschaften wird dadurch erhalten, daß der Faden hinter den Berührungsflächen noch einmal erwärmt wird, und zwar wird in einem bewährten Ausführungsbeispiel das Förderwerk als beheizte Galette ausgebildet. Die Galettentemperatur wird abhängig vom Polymer auf 80 bis 160°C eingeregelt. Für Polyester hat sich eine Temperatur von ca. 140°C ± 20°C und für Polyamid von ca. 100°C ± 20°C vorteilhaft herausgestellt.
  • Erfindungsgemäß wird das Fadenbündel weiterhin nach der Verstreckung und vorzugsweise vor dem Galettenwerk mit einer üblichen Spinnpräparation versehen, die insbesondere aus Wasser- Öl-Emulsionen besteht. Auch hierdurch wird die Sicherheit des Verfahrens erhöht.
  • Es ist zwar durch die DE-PS 3 026 934 ein Verfahren zur Herstellung von gekräuselten Fäden bekannt, bei dem die frischgesponnenen Filamente mit einer Oberflächentemperatur von ca. 80°C mit einer wässrigen Flüssigkeit benetzt und sodann über zwei Bremsstäbe mit wechselnder Umschlingung gezogen werden. Bei diesem Verfahren sollen die Kräuselungen dadurch hervorgerufen werden, daß die Filamente in der Spinnzone einseitig abgeschreckt werden. Erfindungsgemäß soll jedoch keine Abschreckung der Filamente im Spinnschacht erfolgen. Vielmehr sind normale, gleichmäßige Abkühlbedingungen vorgesehen, wobei eine Abschrekkung dem nach der Erfindung wünschenswerten Ergebnis widerspräche, daß die Filamente auch bei der Auftragung der Flüssigkeit noch eine ausreichende Wärmemenge transportieren. Nach der DE-OS 3 026 934 ist ferner vorgesehen, daß die Flüssigkeit als sich axial erstreckender, relativ dünner Film auf die nebeneinander laufenden Einzelfilamente aufgetragen wird. Versuche zeigen, daß bei dieser Art des Flüssigkeitsauftrags nicht die Möglichkeit besteht, die Einzelfilamente und das Fadenbündel mit einer Flüssigkeitsbeschichtung zu versehen, die auf den nachfolgenden Bremsstiften zu einer hydrodynamischen Reibung führen.
  • Schließlich werden nach der DE-OS 3 026 934 Fäden hergestellt, deren Restdehnung nur bei gekräuselten Fäden für bestimmte Einsatzzwecke erträglich, für Glattgarne jedoch völlig ungeeignet ist. Nach der DE-OS 3 026 934 wird indes versäumt, die Bremskräfte durch hydrodynamischen Widerstand aufzubringen. Da die Bremskräfte durch mechanische Reibung aufgebracht werden, sind die Bremskräfte starken Fluktuationen unterworfen. Aus diesem Grunde sind nach der DE-OS 3 026 934 lediglich Fäden mit hoher Restdehnung herzustellen. Wenn jedoch Fäden hergestellt werden sollen, die als Glattgarn Dehnungswerte von weniger als 50 % haben und die daher zwischen dem Bremsstab und der Abzugsgalette einer Fadenzugkraft von mehr als 0,5 cN/dtex unterworfen werden, ist die Anwendung einer hydrodynamischen Bremsung nach dieser Erfindung unabdingbare Voraussetzung.
  • Der Erfindung liegt dagegen die neue und durch den Stand der Technik nicht vorgezeichnete Erkenntnis zugrunde, daß durch Aufbau einer hydrodynamischen Spaltreibung in der Streckzone Glattgarne hergestellt werden können, die den üblicherweise auf Streckzwirnmaschinen hergestellten Glattgarnen in ihrer Qualität auch im Dauerbetrieb bei weitem überlegen sind, bei denen das Auftreten von Flusen im Verhältnis 10 : 1 niedriger liegt als bei vergleichbaren Garnen gleichen Titers und gleicher Filamentzahl, bei denen auch die sog. Garn-Gleichmäßigkeit wesentlich verbessert ist und die darüber hinaus wegen der geringeren Anlagekosten und der höheren Produktivität auch noch billiger sind. Bemerkenswert ist auch, daß andererseits an den Bremsflächen kein Verschleiß auftritt und selbst Schleifspuren nicht sichtbar werden.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand der zugehörigen Zeichnung beschrieben.
  • Mit 1 ist der Spinnkopf einer Extrusionsspinnanlage bezeichnet. Aus der Düsenplatte 2 tritt eine Vielzahl von Filamenten 3 aus, die durch Anblasung abgekühlt und im Kühlschacht bzw. Fallschacht 4 zu einem Faden zusammengefaßt werden. Der Faden wird sodann in eine geschlossene Box 5 geleitet. In der Box 5 befindet sich eine Düse 6, durch die Wasser auf den Faden aufgetragen wird. Mit 8 ist eine Heizeinrichtung für das Wasser angedeutet.
  • Die Wasserauftragsdüse 6 besitzt ähnlich wie nach DE-GM 7 605 571 eine sowohl in Fadenlaufrichtung als auch quer dazu gekrümmte Fadenlaufrinne, in deren Grund ein Wasserzufuhrkanal einmündet. Die Einmündung des Wasserzufuhrkanals liegt möglichst nahe am Fadeneinlauf. Der Krümmungsradius der Krümmung in Fadenlaufrichtung beträgt 40 mm. Quer zum Faden beträgt der Krümmungsradius 10 mm. Durch diese Krümmung wird erreicht, daß die Filamente zu einem Fadenbündel zusammengeschlossen sind, wenn sie in den Bereich des einmündenden Wasserzufuhrkanals gelangen.
  • Hinter der Wasserauftragsdüse 6 wird der Faden über die drei parallelen, zylindrischen Bremsflächen 9, 10, 11 geführt. Durch die als Umlenkfläche dienende Bremsfläche 11 wird der Faden zwischen den Bremsflächen 9, 10 im Zickzack geführt.
  • Da die Bremsfläche 11 senkrecht zum Fadenlauf bewegbar ist, kann sie in die gemeinsame Tagentialebene der Bremsflächen 9 unterschiedlich tief eintauchen. Hierdurch kann der Umschlingungswinkel und damit die Berührlänge an jeder Bremsfläche 9 bis 11 in gewünschter Weise eingestellt werden. Die Bremsflächen haben einen Krümmungsradius von 10 mm.
  • Dabei sei bemerkt, daß der Umschlingungswinkel aus Gründen des Wasserhaushaltes des laufenden Fadens nicht so groß werden sollte, daß der Faden um wesentlich mehr als 60° aus seiner senkrechten Laufrichtung abgelenkt wird. Dadurch, daß die Bremsflächen senkrecht untereinander angeordnet sind und auch die Umlenkflächen nur mit einem vorgegebenen Winkel aus dem senkrechten Fadenweg versetzt sind, wird erreicht, daß abspritzendes und abtropfendes Wasser den Faden bzw. den Brems- bzw. Umlenkflächen wieder zugeführt wird. Wo eine Verlängerung der Gesamtlänge der Bremsflächen durch Vergrößerung des Umschlingungswinkels aus dem genannten Grunde bzw. auch aus geometrischen Gründen nicht mehr möglich oder wünschenswert ist, können zur Verlängerung der Bremsflächen eine oder mehrere weitere Bremsflächen angefügt werden.
  • Die Box 5 besitzt einen Auslaß 18, durch welchen die ablaufende Flüssigkeit gesammelt und eventuell dem Prozeß wieder zugeführt werden kann. Der von den Berührungsflächen kommende Faden erhält durch Auftragsrolle 16 sein Spinn-Finish, als Präparation, bevor er von der beheizten Galette 7 abgezogen wird.
  • Der Auftrag des Spinn-Finish kann auch innerhalb der Box 5 und z. B. durch eine Auftragsdüse erfolgen, die im wesentlichen der Wasserauftragsdüse 6 entspricht.
  • Es sei ferner bemerkt, daß der Auftrag des Spinn-Finish auch hinter der Galette 7 erfolgen kann. Dies hat den Vorteil, daß der Faden auf der Galette ruhiger läuft und die Oberfläche - insbesondere bei Temperaturen über 100°C - durch Rückstände weniger verschmutzt wird. Dadurch wird das Verfahren "sicherer" und die Gleichmäßigkeit des Fadens noch verbessert.
  • Anschließend wird der Faden aufgespult. Die Spulspindel ist mit 13, die Spule mit 14, die Changiereinrichtung mit 12 und der Eingangsfadenführer, von dem aus der Faden zur Changiereinrichtung läuft, mit 15 bezeichnet. 17 deutet eine sogenannte Tangledüse an, durch die die Einzelfilamente in einzelnen Knoten miteinander verflochten werden. Dies hat sich zur Erzielung von guten Spulen und zur Verbesserung der Weiterverarbeitung des Multifilamentfadens, der bei der Ausführung dieser Erfindung keine Zwirnung besitzen sollte, als zweckmäßig erwiesen. Die Aufspulung kann durch eine andere Art der Fadenspeicherung, insbesondere durch die Ablage in Kannen ersetzt werden. Zwischen der Galette und der Speicherung können weitere Einrichtungen zur Modifizierung des Fadens angeordnet sein wie z. B. eine Spinnfaserschneideinrichtung. Ebenso ist es möglich, das hergestellte Glattgarn vor der Speicherung noch einer Texturierung zu unterwerfen, z. B. durch Heißdampf-Kräuseln der Filamente. Das hergestellte Glattgarn ist indes auch ohne derartige eingeschaltete Zwischenstufen wie ein "Streckzwirngarn" gebrauchsfertig.
  • So wird ein Polyesterfaden 90f30 ersponnen, wobei die Galette 19 eine Abzugsgeschwindigkeit von 4000 m/min hat. Der Faden wird zunächst im Kühlschacht und Fallschacht 4 bis auf ca. 90°C abgekühlt. Der Wasserauftragsdüse 6 wird Wasser zugeführt, das auf 80°C erhitzt ist. Die Wassermenge ist so eingestellt, daß die natürliche Wasseraufnahmefähigkeit des Fadens überschritten wird. Die strömende Wassermenge beträgt 30 % des Fadengewichtes.
  • Die Bremsflächen 9, 10 werden durch Einstellung der Eintauchtiefe der Umlenkfläche 11 mit einem Umschlingungswinkel von 35°, die Umlenkfläche 11 mit einem Umschlingungswinkel von 70° überfahren. Hierdurch wird die gesamte Überlauflänge zwischen Faden und Bremsflächen auf ca. 25 mm eingestellt.
  • Durch Verstellung der Eintauchtiefe kann diese Länge beeinflußt werden.
  • Die anschließende Galette 19 war mit 120°C beheizt. Es wurde zuvor durch Rolle 16 ein übliches Spinn-Finish aufgetragen. Die Aufwickeleinrichtung wurde so betrieben, daß eine Spule mit stufenweiser Präzisionswicklung entstand. Bei der Präzisionswicklung wird die Changiergeschwindigkeit proportional mit der Spindeldrehzahl vermindert. Die Spindeldrehzahl vermindert sich, weil die Spule mit konstanter Oberflächengeschwindigkeit angetrieben wird. Bei einer Stufenpräzisionswicklung wird jedoch die Changiergeschwindigkeit von Zeit zu Zeit wieder im wesentlichen auf ihren Ausgangswert erhöht. Es zeigt sich dabei als besonders vorteilhaft, daß diese Erhöhung der Changiergeschwindigkeit einen kaum meßbaren Einfluß auf die Fadenspannung im Changierdreieck hatte. Wurde dagegen die Beheizung der Galette 19 abgeschaltet, traten sehr starke Fadenspannungsschwankungen bei Erhöhung der Changiergeschwindigkeit auf. Die Beheizung der Galette erweist sich damit als ausgezeichnetes Mittel, Spulen mit gleichmäßiger Fadenspannung und Härte aufzubauen und die durch das erfindungsgemäße Verfahren erzielten, hervorragenden Eigenschaften des Fadens auch beim Aufspulen und auf der Spule zu erhalten.
  • Beispiel 1
  • In einem Kühl- und Fallschacht 4 wurden 6 Polyesterfäden mit je 24 Filamenten (Kapillaren) gesponnen und bis auf ca. 90°C abgekühlt. Nebeneinander wurden die 6 Fäden zu der Sechsfach-Wasserauftragsdüse 6 geführt, wo jedem Faden 11,5 ml/min Wasser von 20°C zugeführt wurden.
  • Nebeneinander überliefen die 6 Fäden sodann die Brems- und Umlenkflächen mit Umschlingungswinkeln an den Bremsflächen 9 und 10 von 35° und an der Umlenkfläche 11 von 70°. Durch Veränderung der Eintauchtiefe der Umlenkfläche 11 wurde eine Streckspannung von 90 cN pro Faden eingestellt und die Fäden durch Galette 7 mit einer Geschwindigkeit von 4507 m/min abgezogen. Die Galette 7 wies eine Temperatur von 145°C auf; jeder Faden umschlang Galette und Beilaufrolle 8mal.
  • Die Rolle 16 war nach der Galette 7 angeordnet, durch sie wurde ein übliches Spinn-Finish auf die Fäden aufgetragen; danach wurden die Filamente jedes Faden in der Tangledüse 17 verwirbelt und miteinander verflochten.
  • Mit einer Aufspulgeschwindigkeit von 4463 m/min wurden schließlich die 6 Fäden getrennt aufgewickelt.
  • Die gewonnenen Polyesterfäden 76f24 hatten eine Festigkeit von 40 cN/tex, eine Dehnung von 22,5 %, Kochschrumpf 5,6 % und Uster (normal) 0,9 %. Sie wiesen 21 Verwirbelungspunkte pro Meter und eine Fettauflage von 0,72 % auf.
  • Beispiel 2
  • In einem Kühl- und Fallschacht 4 wurden 4 Polyamid-6-Fäden mit je 10 Kapillaren (Filamenten) unter ähnlichen Bedingungen wie die Polyesterfäden in Beispiel 1 ersponnen. Der Wasserauftrag in Düse 6 betrug 5,8 ml Wasser von 20°C pro Faden, die mittels Eintauchtiefe der Umlenkfläche 11 eingestellte Streckspannung 56 cN/Faden.
  • Die Galette 7 hatte eine Temperatur von 100°C und zog die Fäden mit einer Geschwindigkeit von 3917 m/min ab, wobei jeder Faden Galette und Beilaufrolle IImal umschlang. Die Aufspulung erfolgte mit einer Geschwindigkeit von 3799 m/min.
  • Die erhaltenen Fäden 44f10 hatten eine Festigkeit von 45 cN/tex, eine Dehnung von 40 %, Kochschrumpf 14,0 % und Uster (normal) 0,8 %. Sie wiesen 19 Verwirbelungspunkte pro Meter und 0,78 % Fettauflage auf.

Claims (23)

1. Verfahren zum Herstellen von Glattgarn aus Polyester, insbesondere Polyäthylenterephthalat, oder aus Polyamid, bei welchem eine Vielzahl von Filamenten kontinuierlich aufeinanderfolgend gesponnen, als Faden zusammengefaßt und durch ein Galettenwerk verstreckt wird und bei dem die Streckkraft zum Verstrecken durch Flüssigkeitsreibung sowie durch Umschlingung mindestens einer feststehenden, in Fadenlaufrichtung gekrümmten Bremsfläche ausgeübt wird, dadurch aekennzeichnet. daß die aus der Spinnzone anlaufenden Filamente als paralleles Fadenbündel zusammengefaßt durch ein Flüssigkeitsband geführt werden, welches auf eine Oberfläche in dosierter Menge aufgetragen wird und sich in Fadenlaufrichtung erstreckt, daß die dosiert zugeführte Flüssigkeitsmenge pro Zeiteinheit mehr als 20 % der geförderten Fadenmenge pro Zeiteinheit entspricht, und daß die innere Aufnahmefähigkeit des Fadenbündels für die Flüssigkeit überschritten, das Fadenbündel durchtränkt und die Außenoberfläche des Fadenbündels mit einem Flüssigkeitsmantel umgeben wird, daß das Fadenbündel in diesem durchtränkten Zustand mit einer Mindestgeschwindigkeit von 1000 m/min über mehrere gekrümmte, im Fadenlauf einander mit wechselnder Krümmungsrichtung folgende Bremsflächen geführt und von dem Galettenwerk mit einer Geschwindigkeit von mehr als 3500 m/min abgezogen wird, daß die Gesamtlänge der Bremsflächen und die Fadengeschwindigkeit derart aufeinander eingestellt werden, daß das Fadenbündel durch das Galettenwerk einer zur plastischen Verstreckung ausreichenden Fadenzugkraft unterworfen wird und daß das Fadenbündel vor oder hinter dem Galettenwerk mit einer Präparation versehen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet. daß die Flüssigkeitsmenge 25 bis 35 % der Fadenmenge entspricht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch aekennzeichnet. daß die Flüssigkeit auf mehr als 50°C, vorzugsweise auf 70°C bis 90°C erhitzt ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch aekennzeichnet. daß die Gesamtlänge der Bremsflächen und die Fadengeschwindigkeit derart aufeinander eingestellt werden, daß der Faden durch das Galettenwerk einer Fadenzugkraft zwischen 0,5 und 2 cN/dtex, vorzugsweise zwischen 0,7 und 1,5 cN/dtex unterworfen wird.
5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch aekennzeichnet, daß die Länge der Spinnzone und die Kühlung in der Spinnzone sowie der Abstand der das Flüssigkeitsband führenden Oberfläche von der Spinndüse sowie Abzugsgeschwindigkeit und Titer der Filamente derart abgestimmt werden, daß die Filamente bei Einlauf in das Flüssigkeitsband eine Temperatur im Bereich der Glasumwandlungstemperatur haben.
6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet. daß der Flüssigkeitsauftrag sowie das anschließende Führen über Bremsflächen in einem eng begrenzten, mit Flüssigkeitsnebel gefüllten Raum erfolgt.
7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch aekennzeichnet. daß der Flüssigkeitsauftrag auf einer stillstehenden, vom Faden überlaufenden Oberfläche erfolgt, auf welcher Oberfläche der Flüssigkeitsstrom durch eine im Fadenlauf gelegene Düsenöffnung austritt und zu dem Flüssigkeitsband ausgezogen wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch aekennzeichnet. daß die Düsenöffnung in einer vom Faden durchlaufenen Laufrille angeordnet wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch aekennzeichnet. daß der Flüssigkeitsauftrag mittels einer langsam rotierenden Walze erfolgt, auf deren Außenumfang das Flüssigkeitsband in einer sich üoer den Umfang erstreckenden, axial eng begrenzten Zone, die als Fadenlaufrille ausgebildet oder durch seitlich begrenzende, flüssigkeitsabstoßende Zonen gebildet wird, aufgetragen wird.
10. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch aekennzeichnet. daß die Viskosität der Flüssigkeit kleiner oder gleich der Viskosität von Wasser ist.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch ge-kennzeichnet, daß der Hauptbestandteil der Flüssigkeit Wasser ist.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch aekennzeichnet. daß die Flüssigkeit Wasser mit Beimengungen, insbesondere Ölbeimengungen von weniger als 5 %, vorzugsweise weniger als 1 Gewichtsprozent, enthält.
13. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch aekennzeichnet. daß der Flüssigkeit ein Netzmittel zugesetzt ist.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch aekennzeichnet. daß die Flüssigkeit Wasser mit einem Netzmittelanteil von weniger als 1 Gewichtsprozent, vorzugsweise weniger als 0,5 Gewichtsprozent ist.
15. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch aekennzeichnet, daß die Umschlingung der einzelnen Bremsflächen einstellbar ist und zwar vorzugsweise zwischen 15° und 120° einstellbar ist.
16. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsflächen untereinander angeordnet sind und daß der Fadenlauf zwischen den Bremsflächen abwärts gerichtet ist und weniger als 70°, insbesondere weniger als 60° von der Vertikalen abweicht.
17. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Fadenlauf hintereinander mindestens drei mit wechselnder Richtung gekrümmte Bremsflächen aufeinanderfolgen.
18. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Faden nach dem Lauf über die Bremsfläche durch Beheizung des den Bremsflächen nachgeordneten Galettenwerks erhitzt wird, vorzugsweise bei einer Berührungstemperatur von 100°C f 20°C für Polyamid und 140°C ± 20°C für Polyester.
19. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Umfangsgeschwindigkeit des Galettenwerks mehr als 4000 m/min beträgt.
20. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Präparationsflüssigkeit hinter dem Galettenwerk aufgetragen wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch aekennzeichnet. daß die Präparationsflüssigkeit zwischen der letzten Bremsfläche und dem nachfolgenden Galettenwerk aufgetragen wird.
22. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erzielte Filamenttiter kleiner als 5,5 dtex ist.
23. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch aekennzeichnet. daß der erzielte Fadentiter kleiner als 360 dtex ist.
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