EP0333789A1 - Vorrichtung und verfahren zum luftverwirbeln einer fadenschar - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum luftverwirbeln einer fadenschar

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Publication number
EP0333789A1
EP0333789A1 EP88907591A EP88907591A EP0333789A1 EP 0333789 A1 EP0333789 A1 EP 0333789A1 EP 88907591 A EP88907591 A EP 88907591A EP 88907591 A EP88907591 A EP 88907591A EP 0333789 A1 EP0333789 A1 EP 0333789A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
thread
channel
threads
nozzle body
sheet
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
EP88907591A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Lachenmeier
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.)
Viscosuisse SA
Original Assignee
Viscosuisse SA
Rhone Poulenc Viscosuisse SA
Societe de la Viscose Suisse SA
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 Viscosuisse SA, Rhone Poulenc Viscosuisse SA, Societe de la Viscose Suisse SA filed Critical Viscosuisse SA
Publication of EP0333789A1 publication Critical patent/EP0333789A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02J—FINISHING OR DRESSING OF FILAMENTS, YARNS, THREADS, CORDS, ROPES OR THE LIKE
    • D02J1/00—Modifying the structure or properties resulting from a particular structure; Modifying, retaining, or restoring the physical form or cross-sectional shape, e.g. by use of dies or squeeze rollers
    • D02J1/08—Interlacing constituent filaments without breakage thereof, e.g. by use of turbulent air streams

Definitions

  • the invention relates to a device for air swirling a wet sheet of smooth hultifilaments, consisting of a nozzle body with U-shaped thread channels, each thread channel being assigned a central compressed air channel at right angles, and a method for swirling the thread sheet.
  • the type of knot can be determined by the diameter of the thread can be influenced: A large thread channel results in fixed knots at relatively large distances; a small diameter results in weaker knots at smaller regular intervals.
  • a wet thread is swirled between a stretching trough, which usually contains water, and a visual light trough, thereby blowing off the adhering water during swirling.
  • the known device consists of a swiveling nozzle body which has tubular swirling nozzles provided with a slot, which are closed in operation.
  • the thread guide channel is rectangular, and the thread is guided diagonally in this thread channel.
  • This device is suitable for the intermingling of certain titers with dry threads during the warping or stretch warping process.
  • Ver whirling device made.
  • a disadvantage is the time-consuming insertion of a thread group.
  • EP-A-0 144 617 describes a process for producing a chain with stretching in a water bath, then swirling and subsequent finishing. The description does not give any information about the type of swirling.
  • the known wet drawing process has the disadvantage that the thread must be largely freed of the adhering liquid before entering a swirling device in order to prevent the dilution of the size liquor. This is achieved by a system of upstream squeezing bars. With a squeezer after the stretching trough, the water can only be removed insufficiently, to about 50%.
  • the object of the invention is to provide a device for intermingling, in particular in the stretch finishing of filament filament sheets, which largely removes the surface water on the filament with low air consumption, and a perfect intermingling is ensured without filament damage.
  • Another object is to provide a method with which a large number of threads can be intermingled at the same time and not every thread has to be drawn individually into the eyelets.
  • the thread density (threads / cm) should remain the same before and after the intermingling device.
  • the nozzle body is provided with at least two U-shaped thread channels and with a closable cover, has a bore 8 'in the area of the cover support, and that each thread channel has a channel which is semicircular in cross section with a radius r and represents a rectangular prism with edge lengths r and 2r.
  • the lower part of the thread channel which is provided with a right-angled central air channel, has a semicircular cross section.
  • the thread can easily be guided in the center of a circle without a flat cover narrowing the lumen of the circle.
  • the design of the nozzle body has considerable advantages in terms of production technology. A precise thread channel without sharp edges can be produced with simple tools by milling.
  • the thread channel can be narrowed at its thread entry and exit sides, if necessary, in order to better blow off the liquid of a wet thread. If the thread channel is narrow at its entrance and exit, but wider in the middle part, there is enough room for swirling, and the water can still be blown off due to the increased air speed.
  • the lid preferably consists of a 30-50 mm, preferably 40 mm thick metal plate with plane-parallel surfaces. It is arranged to be removable, expediently foldable or displaceable in such a way that an opening for receiving a thread sheet is created.
  • the advantage of the flat closure is that it can be produced in a very simple manner and fits well. Any holes or recesses to supplement the thread channel in the nozzle body are not required. This eliminates the need for an otherwise complex lid design.
  • the lid closure is advantageously monitored by means of compressed air via a control hole in the nozzle body. If the cover is correctly seated, no compressed air can escape through this hole.
  • the lid is held by its own weight (40 mm steel) because there is not enough space between the thread channels for fastening.
  • the length of the thread channel is 3 to 12 cm, a preferred length range being 3 to 10 cm. The best results were achieved with a thread channel length of 10 cm.
  • the diameter of the thread channel is a substantial size and is 1.5 to 2.5 mm. It is expedient to choose from 2.2 to 2.5 mm for coarse fibril titers in the range from 5 to 7 dtex and from 1.5 to 2.0 mm for fine fibril titers, for example up to 3.5 dtex. In order to be able to swirl a thread of, for example, dtex 167 f 30, 5.6 dtex / fibril sufficiently intensely, a thread channel diameter of more than 2 mm is required.
  • a thread channel is too large, an aqueous liquid is not blown off, the thread is poorly swirled and a subsequent size is greatly diluted by the water adhering to the thread from the stretching trough.
  • the distances between the knots become longer and longer and there are more and more open spaces which reduce the thread running security.
  • a thread channel is too narrow, depending on the fibril titer, it is also more difficult to swirl a thread group. For example, the knots at 167 f 30 with a thread channel less than 2 mm in diameter are so weak that they can no longer be detected using the needle method.
  • nozzle bodies offset one above the other in the thread running direction. This has the advantage that the blown-off water only drips back onto the threads that are still wet and cannot drip onto threads that have already dried.
  • Each individual filament yarn filament thread is guided axially parallel to the longitudinal axis of the swirl chamber and swirled at about 100 to 600 m / min, preferably at 200 to 400 m / min, the speed being determined by the visual light process.
  • air consumption is less than 1.5 Nm 3 / hour and thread at 3 bar air pressure. At these speeds, the number of knots is independent of the speed. The swirling effect is better if the thread of a family of threads is passed as a ribbon over the air hole.
  • a horizontally arranged ceramic guide and, for example, a vertically arranged thread guide (comb) at a distance of 3 cm can be provided before and after the thread channel.
  • the swirling device according to the invention also comes with a relatively coarse titer with, for example, dtex 167 f 30 with a relatively small air bore of approximately 0.8 mm compared to known nozzle bores for a same titer, which is responsible for the low compressed air consumption.
  • the water originating from the stretching trough, must be removed from the thread as completely as possible.
  • an amount of air along the thread of at least 0.1 Nm 2 / h mm 2 thread channel cross-section is necessary. Residual moisture levels of less than 1% are achieved for polyester and less than 10% for polyamide. If this air speed falls below, the adhering water is blown off incompletely, and the swirling performance drops sharply.
  • the advantage is that a part thread group can be inserted together, for example by means of an adhesive tape, without having to separately pull into the individual nozzles. As a result, the partial threads are brought together again in the original thread density. The enormous saving in working time is evident as a further advantage.
  • Fig. 1 shows a device with eight nozzle bars for swirling a thread sheet in perspective
  • Fig. 1a is an enlargement of a nozzle bar with a
  • Nozzle body, a cover and thread guide Fig. 2 a swirling point with the cover lifted off in perspective Fig. 3 the nozzle body in cross section Fig. 4 the nozzle body in plan view Fig. 5 a longitudinal section of a thread channel in the swirling area according to AA of Fig. 3 Fig. 6 a cross section through an enlarged thread channel in the intermingling area
  • Fig. 7 shows a variant of a thread channel with the lid open in plan view
  • a device according to the invention for swirling a coulter is shown in perspective.
  • four nozzle bars 1, 1 ', 1''and1''' are arranged symmetrically on both sides of a carrier 2, offset obliquely one above the other.
  • Each nozzle bar 1 contains an air channel as a carrier for the intermingling body and the thread guide.
  • the compressed air supply is accommodated in the carrier 2 at the same time.
  • One out Wet thread sheet (water application approx. 50%) coming from a water trough (not shown) containing water is divided into two parts in width in order to avoid the carrier 2.
  • the thread family is divided into a plurality of partial thread families, of which the partial thread families 3 and 3 'are shown.
  • Each nozzle bar 1 in turn has, depending on its length, a number of nozzle bodies 6, of which the nozzle bodies 6 and 6 'are shown on the nozzle bar 1 and the nozzle bodies 61 and 61' are shown as examples on the nozzle bar 1 '''.
  • the now dry thread sheets, of which the bottom 4 and top 4 'are shown are combined again and fed to a sizing bath, not shown.
  • a E F G C H one half of the supporting frame 2 indicates the limitation of the uppermost thread section and with A E J K C H the limitation of the lowest thread section.
  • the nozzle bars 1 Since the water is blown off the threads 3 in the thread channels 7, the nozzle bars 1 have a wet side at the thread inlet and a dry side at the thread outlet. The nozzle bars 1 are therefore offset such that water can only drip onto wet threads from the wet side.
  • a nozzle body 6 is shown as it is arranged on the nozzle bar 1.
  • a nozzle body 6 generally has 10 to 20 thread channels 7, which are covered with a cover 8.
  • FIG. 2 shows a perspective view of a thread channel 7 in the nozzle body 6 with the cover 8 in the raised state.
  • the thread channel 7 is formed in its lower part as a groove 11 which has a bore 12 in the center for the compressed air.
  • a further bore 8 ′ is provided in the nozzle body 6 and is closed when the cover 8 is seated correctly.
  • a wet thread 3 is fed to the groove 11 via a vertical thread guide 9 and a horizontal thread guide 10, which is guided after the groove 11 as a dry thread 4 via a horizontal thread guide 10 'and a vertical thread guide 9' into a sizing bath. For deflection by an angle ⁇ , the thread 3 is laid flat at the thread guide 10 in order to support the swirling.
  • Fig. 3 shows a section through the nozzle body 1, which is provided with a plurality of thread channels 7 with the associated bores 12, with the lid 8 closed.
  • the threads 3, 4 run approximately in the middle of the thread channel 7 of the channel 11 and the rectangular prism 16.
  • a top view shows a plurality of thread channels 7 of the nozzle body 1 with the bores 12 for the air supply.
  • the distances between the individual thread channels are a lot times the distances between the incoming and outgoing thread coulters.
  • the groove 11 represents a semicircle with the radius r
  • the diameter and the height of the thread channel 7 corresponds to twice the radius 2r of the groove 11
  • the upper part represents a prism 16 with the height r and the width 2r.
  • the thread channel 7 shows a variant of the thread channel 7 in plan view.
  • the thread channel 7 consists of an actual swirl channel 15 in the middle and a front entry part 13 for the partial thread family 3 before the swirling and an outlet part 14 for the partial thread family 4 after the swirling by means of compressed air from the bore 12 of a compressed air supply, not shown.
  • the water is blown off by high air speed along the thread.
  • a thread sheet on the width AB is divided into individual thread sets with a partial comb, not shown.
  • the thread sections from 3 to 3 ' are taped in orderly with an adhesive tape and thus inserted into the opened nozzle body 6 and a comb, not shown, on the width CD.
  • the swirled thread sections 4 are again combined into eight threads per cm, for example.
  • the type of swirl is determined by the diameter of the
  • Verwi rbe Lungshunt 15 determined, with large diameter stable nodes in large irregular intervals and shorter nodes with smaller diameters in smaller frequent intervals.
  • a small diameter of the inlet part 13 and the outlet part 14 generates high air velocities along the running thread section 3, 4 and results in a good blowing off of the water.
  • the nozzles according to the invention make it possible to achieve a long, stable knot despite the wet threads.
  • the following table shows the measurement results of a thread produced with the twisting nozzle according to the invention in comparison with a known nozzle.
  • the thread tension was 0.05 cN / dtex in all examples.
  • the thread spacing in the partial thread coulter is an integral multiple of the incoming and outgoing thread coulters, so that the partial thread coulters can be taped, inserted as a coulter and can be combined again to form the full thread coulter at the outlet
  • the device according to the invention is particularly suitable for interlacing thread sheets made of wet, smooth, synthetic filament threads during stretch finishing, where interlacing is carried out between two work steps. Swirling can also be carried out in the manner described. As a result, unwired threads can be used in the slip. Less swirling is lost from the swirling nozzle according to the invention than when running over travelers, cops, thread brakes, creels, etc.

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Abstract

Eine Vorrichtung zum Luftverwirbeln einer nassen Fadenschar (3) aus glatten Multifilamenten besteht aus U-förmi­ gen Fadenkanälen (7), die mit einem verschliessbaren Deckel (8) versehen sind. Ein U-förmiger Fadenkanal (7) wird aus einem im Querschnitt kreisförmigen unteren Teil und einem im Querschnitt rechteckigen oberen Teil gebildet. Dies ge­ währleistet einerseits eine optimale Verwirbelung und andererseits eine gute Drainage des Wassers vom nassen Faden. Das beanspruchte Verfahren wird bei einer Geschwindigkeit der Fadenschar (3) von 100 bis 600 m/min ausgeführt.
Abstract
A device for heating a bundle of wet threads (3) composed of smooth multifilaments using a turbulent air stream comprises U-shaped thread channels (7) provided with a sliding cover (8). A U-shaped thread channel (7) is formed by a lower part of circular cross-section and an upper part of rectangular cross-section. This ensures optimal turbulence and good drainage of the water from the wet threads. In the claimed process, the bundle of threads travels at a speed of 100 to 600 m/min.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Luftverwirbeln einer Fadenschar
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Luftverwirbeln einer nassen Fadenschar aus glatten Hultifilamenten, bestehend aus einem Düsenkörper mit U-förmigen Fadenkanälen, wobei jedem Fadenkanal rechtwinklig ein mittiger Druckluftkanal zugeordnet ist sowie ein Verfahren zum Verwirbeln der Fadenschar.
Um eine gute Webbarkeit glatter textiler MuItifilament faden zu erreichen, ist es meist nötig zu schlichten. Eine Verwirbelung der Fäden unterstützt den Schlichteeffekt, so dass sich eine bessere Webbarkeit ergibt oder der Beschlichtungsgrad tiefer gehalten werden kann. Die Verwirbelung hat dafür zu sorgen, dass die Fibrillen nahe genug zusammengebracht werden, damit sie von der Schlichte zusammengeklebt werden können. Dazu reichen schwache Knoten, insbesondere, wenn die Verwirbelung unmittelbar vor dem Schlichtetrog erfolgt, da der Faden nur wenig beansprucht wird und wenige Knoten verloren gehen. Schwache Knoten in kleinen, regelmässigen Abständen erweisen sich in diesem Fall als günstiger als stärkere, in grösseren und damit auch ungleichmässigen Abständen. Bei stärkeren Knoten besteht zudem die Gefahr, dass diese im Gewebe zeichnen.
Die Art der Knoten kann durch den Durchmesser des Faden kanals beeinflusst werden: Ein grosser Fadenkanal ergibt feste Knoten in relativ grossen Abständen; ein kleiner Durchmesser ergibt schwächere Knoten in kleineren regelmässigen Abständen.
Beim Streckschlichten von Multifilamentfäden aus thermoplastischen Kunststoffen, insbesondere aus Polyamiden und Polyestern, aber auch Polyethy lenen und Polypropy lenen, wird ein nasser Faden zwischen einem Strecktrog, der in der Regel Wasser enthält, und einem Sehlichtetrog verwirbelt und dabei das anhaftende Wasser beim Verwirbeln abgeblasen.
Dazu ist eine speziell geeignete Verwirbelungsvorrichtung erforderlich.
Da der Fadenkanaldurchmesser die Verwirbelungsart beeinflusst, aber der Fadenkanal eng sein muss, um mit wenig Luf t das Wasser abzublasen, besteht eine Einschränkung in der Wahl der Verwirbelungsart an nassen Fäden. Da aberzur Unterstützung des Schlichteeffektes relativ schwache Knoten ausreichen, wird dies beim Streckschlichten, wo die Fäden zwischen Verwirbelung und Schlichtetrog kaum beansprucht werden, kein Nachteil sein.
Vorrichtungen zum Luftverwirbeln einer Fadenschar aus trockenen Filamentfäden sind bekannt (EP-A-0 152 919). Die bekannte Vorrichtung besteht aus einem schwenkbaren Düsenkörper, welcher röhrchenförmige mit einem Schlitz versehene Verwirbelungsdüsen aufweist, die im Betriebe geschlossen sind. Der Fadenführungskanal ist rechteckig ausgebildet, und der Faden wird diagonal in diesem Fadenkanal geführt. Diese Vorrichtung ist bei der Verwirbelung von bestimmten Titern bei trockenen Fäden beim Schär- oder Streckschärvorgang geeignet. Es werden keine Angaben über die Leistung und den Luftverbrauch der Ver wirbelungseinrichtung gemacht. Ein Nachteil ist die zeitaufwendige Einlegung einer Fadenschar.
Aus der EP-A-0 121 010 ist eine Verwirbelungsvorrichtung mit einer Verwirbelungsdüse zur Herstellung eines Texturgarnes bekannt, welche einen U-förmigen Ve rwi rbe lungs kanal aufweist. Obwohl eine Verbesserung der Verwirbelung zu verzeichnen ist, liegt der Druckluftverbrauch immer noch viel zu hoch.
In der EP-A-0 144 617 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Kette mit Verstrecken in einem Wasserbad, anschliessend Verwirbeln und nachfolgendem Schlichten beschrieben. Der Beschreibung sind keine Angaben über die Art der Verwirbelung entnehmbar.
Das bekannte Nassstreck-Verfahren hat den Nachteil, dass der Faden vor dem Eintritt in eine Verwi rbelungseinri chtung weitgehend von der anhaftenden Flüssigkeit befreit sein muss, um das Verdünnen der Schlichteflotte zu verhindern. Dies wird durch ein System von vorgeschalteten Abquetschwa Izen erreicht. Mit einem Quetschwerk nach dem Strecktrog kann das Wasser nur ungenügend, auf ca. 50 %, entfernt werden.
Alle bekannten Düsen haben Nachteile. Sie verbrauchen zuviel Luft oder schädigen den Faden. Die meisten Verwirbelungsdüsen arbeiten mit trockenen Fäden, mit denen zufriedenstellende Resultate über einen bestimmten Titerbereich erreichbar sind. Am nassen Faden jedoch nimmt die Leistung rapide ab, weil das Wasser ungenügend entfernt wird, und die Fadenschar daher ungenügend verwirbelt wird.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Verwi rbelungseinrichtungen besteht darin, dass jeder Faden einzeln in die Oesen und Kämme vor und nach den Fadenkanälen eingezogen werden muss, was eine zeitaufwendige Bedienung darstellt
Alle bekannten Düsen weisen einen oder mehrere der genannten Nachteile auf.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Verwirbeln, insbesondere beim Streckschlichten von Filamentfadenscharen zu schaffen, die bei niedrigem Luftverbrauch das Oberflächenwasser auf dem Faden weitgehend entfernt, und ohne Fadenschädigung eine einwandfreie Verwirbelung gewährleistet wird.
Eine weitere Aufgabe ist es, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit welchem gleichzeitig die Verwirbelung einer grossen Anzahl von Fäden erfolgen kann und nicht jeder Faden in die Oesen einzeln eingezogen werden muss. Die Fadendichte (Fäden/cm) soll vor und nach der Verwirbelungseinrichtung gleich bleiben.
Die Aufgabe wird gemäss Patentanspruch 1 dadurch gelöst, dass der Düsenkörper mit wenigstens zwei U-förmigen Fadenkanälen und mit einem verschliessbaren Deckel versehen ist, im Bereich der Deckelauflage eine Bohrung 8' aufweist, und dass jeder Fadenkanal eine im Querschnitt halbkreisförmige Rinne mit einem Radius r und ein rechteckiges Prisma mit den Kantenlängen r und 2r darstellt.
Es hat sich als zweckmässig erwiesen, den Fadenkanal mit einem Deckel zu versehen. Der Deckel wird zum mühelosen Einzug entfernt. Die Luftbohrung soll in der Mitte der Rinne vorgesehen werden.
Bei genügend hoher Luftgeschwindigkeit im Fadenkanal wird der grösste Teil des Oberflächenwassers gegen die Laufrichtung des Fadens abgeblasen, so dass die Luftbohrung als Ort der Trennung des Nassbereiches vom Trocken bereich angesehen werden kann. Der austretende Faden ist vollständig vom Oberflächenwasser befreit und fühlt sich trocken an.
Es ist besonders vorteilhaft, wenn der untere Teil des Fadenkanals, welcher mit einem rechtwinkligen mittigen Luftkanal versehen ist, einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweist. Der Faden kann problemlos im Zentrum eines Kreises geführt werden, ohne dass ein ebener Deckel das Lumen des Kreises verengt. Ausserdem hat die Gestaltung des Düsenkörpers fertigungstechnisch erhebliche Vorteile. Es kann mit einfachen Werkzeugen durch Fräsen ein präziser Fadenkanal ohne scharfe Kanten hergestellt werden.
In einer weiteren Ausführung kann im Bedarfsfall, zum besseren Abblasen der Flüssigkeit eines nassen Fadens, der Fadenkanal an seinen Fadeneintritts- und Austrittsseiten verengt sein. Ist der Fadenkanal an seinem Eingang und Ausgang eng, im mittleren Teil jedoch weiter, steht der Fadenschar genug Raum zum Verwirbeln zur Verfügung, und das Wasser kann durch die erhöhte Luftgeschwindigkeit dennoch abgeblasen werden.
Der Deckel besteht vorzugsweise aus einer 30-50 mm, vorzugsweise 40 mm dicken Metallplatte mit planparallelen Flächen. Er ist abnehmbar angeordnet, zweckmässig aufklappbar oder so verschiebbar, dass eine Oeffnung zur Aufnahme einer Fadenschar entsteht. Der ebene Verschluss hat den Vorteil, dass er in sehr einfacher Weise herstellbar ist und gut aufliegt. Irgendwelche Bohrungen oder Aussparungen zur Ergänzung des Fadenkanals im Düsenkörper sind nicht erforderlich. Somit erübrigt sich eine sonst aufwendige Deckelgestaltung. Die Ueberwachung des Deckelverschlusses erfolgt in vorteilhafter Weise mittels Druckluft über eine Kontrollbohrung im Düsenkörper. Bei korrektem Sitz des Deckels kann keine Druckluft durch diese Bohrung entweichen. Der Deckel wird durch sein Eigengewicht (40 mm Stahl) festgehalten, da zwischen den Fadenkanälen zu wenig Platz für eine Befestigung vorhanden ist.
Es ist zweckmässig, die Länge des Fadenkanals auf 3 bis 12 cm festzulegen, wobei ein bevorzugter Längenbereich 3 bis 10 cm beträgt. Die besten Resultate wurden mit einer Fadenkanallänge von 10 cm erreicht. Der Durchmesser des Fadenkanals ist hingegen eine wesentliche Grosse und beträgt 1,5 bis 2,5 mm. Dabei ist es zweckmässig, für grobe Fibrillentiter im Bereich von 5 bis 7 dtex Durchmesser von 2,2 bis 2,5 mm und bei feinen Fibrillentitern beispielsweise bis 3,5 dtex Durchmesser von 1,5 bis 2,0 mm zu wählen. Um einen Faden von beispielsweise dtex 167 f 30, 5,6 dtex/Fibrille, genügend intensiv verwirbeln zu können, ist ein Fadenkanaldurchmesser von mehr als 2 mm erforderlich.
Ist ein Fadenkanal zu gross, wird eine wässrige Flüssigkeit nicht abgeblasen, der Faden wird schlecht verwirbelt und eine nachfolgende Schlichte wird durch das aus dem Strecktrog am Faden haftende Wasser stark verdünnt. Bei schlechter Verwirbelung werden die Abstände zwischen den Knoten immer länger und es entstehen immer mehr offene Stellen, welche die Fadenlaufsicherheit herabsetzen. Ist ein Fadenkanal zu eng, abhängig vom Fibri l lentiter, lässt sich eine Fadenschar ebenfalls schlechter verwirbeln. So werden z.B. die Knoten bei 167 f 30 mit einem Fadenkanal von unter 2 mm Durchmesser so schwach, dass sie mit de r Nadelmethode nicht mehr erfasst werden können.
Als Material für den Düsenkörper mit dem Fadenkanal hat sich harteloxiertes Aluminium als besonders geeignet erwiesen. Durch chemische Politur vor dem Eloxieren kann verhindert werden, dass während der Verwirbelung Serimetrieschädigungen verursacht werden. Auch ist durch eine schwarze Einfärbung ein weisser Faden besonders gut sichtbar. Die Eloxschicht ist zweckmässig etwa 50 μm dick und gewährleistet eine lange Lebensdauer. Die Fadenkanäle sind gut einsehbar und können gut auf Sauberkeit und den Allgemeinzustand kontrolliert werden.
Es ist auch zweckmässig, die Düsenkörper in Fadenlaufrichtung übereinander versetzt anzuordnen. Das hat den Vorteil, dass das abgeblasene Wasser nur auf die noch nassen einlaufenden Fäden zurücktropft und nicht auf bereits getrocknete Fäden tropfen kann.
Jeder aus Filamentfäden bestehender Einzelfaden einer Fadenschar wird achsparallel zur Längsachse der Wirbelkammer geführt und bei etwa 100 bis 600 m/min, vorzugsweise bei 200 bis 400 m/min verwirbelt, wobei die Geschwindigkeit vom Sehlichteprozess bestimmt wird. Der relative
Luftverbrauch beträgt je nach Titer und Anzahl der Knoten/m weniger als 1,5 Nm3/h u nd F a d e n bei 3 bar Luftdruck. Bei diesen Geschwindigkeiten ist die Anzahl der Knoten unabhängig von der Geschwindigkeit. Der Verwirbelungseffekt ist besser, wenn der Faden einer Fadenschar als Bändchen über die Luftbohrung geführt wird.
Es ist zweckmässig, das Fadenband zwischen einem waagerechten und zwei senkrecht angeordneten Fadenführern ausserhalb und vor dem Fadenkanal zu führen. Dazu können vor und nach dem Fadenkanal im Abstand von beispielsweise 1 cm ein waagerecht angeordneter Keramikführer und im Abstand von 3 cm zwei senkrecht angeordnete Fadenführer (Kamm) vorgesehen werden. Der Abstand zwischen den Fäden soll wenigstens 5 mm betragen, da sich sonst, besonders nasse Fäden ineinander verschlingen. Deshalb muss eine solche Fadenschar beim Verwirbeln auf mehrere Teilfadenscharen aufgeteilt werden. Beispielsweise ist es zweckmässig eine Teilfadenschar aus 8 Fäden/cm in 4 Teilfadenscharen mit 2 Fäden/cm = 5 mm Abstand aufzuteilen. Es kommt die erfindungsgemässe Ve rwirbe lungseinrichtung auch bei einem relativ groben Titer mit beispielsweise dtex 167 f 30 mit einer relativ kleinen Luftbohrung von etwa 0,8 mm im Vergleich zu bekannten Düsenbohrungen für einen gleichen Titer aus, was für den tiefen Druckluftverbrauch verantwortlich ist.
Es ist zweckmässig den Faden vor und nach dem Fadenkanal durch einen horizontalen Fadenführer um 5 bis 20 Grad umzulenken. Der Winkel ergibt sich aus der Anordnung der Düsenbalken. Es ist nicht möglich bei allen Verwirbelungsstellen gleiche Winkel zu haben. Gleichzeitig ist darauf zu achten, dass genügend Abstand von den senkrechten Fadenführern (Kamm) zu den horizontalen Fadenführern vorgesehen wird und keine zu starke Umlenkung am senkrechten Fadenführer erfolgt. Die senkrechten Fadenführer (Kamm) dürfen nicht zu nahe an den horizontalen liegen, da sich sonst der Faden nicht mehr flach legen kann.
Um das Verdünnen einer Schlichteflotte zu verhindern, muss das Wasser, vom Strecktrog herrührend, vom Faden möglichst vollständig entfernt werden. Zum Abblasen des Oberflächenwassers ist eine Luftmenge entlang des Fadens von mindestens 0,1 Nm2/h mm2 Fadenkanalquerschnitt nötig. Es werden bei Polyester Restfeuchten von weniger als 1 % und bei Polyamid solche von weniger als 10 % erreicht. Wird diese Luftgeschwindigkeit unterschritten, so wird das anhaftende Wasser unvollständig abgeblasen, und die Verwirbelungs Leistung nimmt stark ab.
Das gleichzeitige Einlegen einer Vielzahl von Teilfäden in den Fadenkanal des Düsenkörpers, dank den abnehmbaren Deckeln der Düsenkörper, hat den Vorteil, dass eine Teilfadenschar beispielsweise mittels eines Klebebandes gemeinsam eingelegt werden kann, ohne in die einzelnen Düsen separat einziehen zu müssen. Dadurch werden die Teilfäden in der ursprünglichen Fadendichte wieder zusammengeführt. Die enorme Einsparung an Arbeitszeit ist als weiterer Vorteil offensichtlich.
Die Erfindung soll anhand von Zeichnungen beispielhaft näher erläutert werden.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Vorrichtung mit acht Düsenbalken zum Verwirbeln einer Fadenschar in der Perspektive
Fig. 1a eine Vergrösserung eines Düsenbalkens mit einem
Düsenkörper, einem Deckel und Fadenführer Fig. 2 eine Verwirbelungsstelle mit abgehobenem Deckel in der Perspektive Fig. 3 den Düsenkörper im Querschnitt Fig. 4 den Düsenkörper in der Aufsicht Fig. 5 einen Längsschnitt eines Fadenkanals im Verwirbelungsbereich gemäss A-A der Fig. 3 Fig. 6 einen Querschnitt durch einen vergrösserten Fadenkanal im Verwirbelungsbereich
Fig. 7 eine Variante eines Fadenkanals bei geöffnetem Deckel in der Draufsicht
In Fig. 1 wird schematisch eine erfindungsgemässe Einrichtung zum Verwirbeln einer Fadenschar in der Perspektive dargestellt. Beispielhaft sind je vier Düsenbalken 1, 1', 1'' und 1''' symmetrisch an beiden Seiten eines Trägers 2 schräg übereinander versetzt angeordnet. Jeder Düsenbalken 1 beinhaltet einen Luftkanal als Träger der Verwirbelungskörper und die Fadenführer. Im Träger 2 ist gleichzeitig die Druckluftzufuhr untergebracht. Eine aus einem nicht gezeigten Wasser enthaltenden Strecktrog kommende nasse Fadenschar (Wasserauftrag ca. 50 %) wird in der Breite in 2 Teile aufgeteilt, um dem Träger 2 auszuweichen. In der Höhe wird die Fadenschar in eine Vielzahl von Teilfadenscharen aufgeteilt, von denen die Teilfadenscharen 3 und 3' dargestellt sind. Jeder Düsenbalken 1 weist wiederum, abhängig von seiner Länge eine Anzahl von Düsenkörpern 6 auf, von welchen auf dem Düsenbalken 1 die Düsenkörper 6 und 6' sowie auf dem Düsenbalken 1''' die Düsenkörper 61 und 61' beispielhaft dargestellt sind. Nach dem Durchlaufen durch die Düsenbalken 1, 1', 1'' oder 1''' werden die nunmehr trockenen Fadenscharen, von denen die unterste 4 und oberste 4' dargestellt sind, wieder zusammengefasst und einem nicht gezeigten Schlichtebad zugeführt.
Mit A E F G C H ist von der einen Hälfte des Tragrahmens 2 die Begrenzung der obersten Teilfadenschar und mit A E J K C H die Begrenzung der untersten Teilfadenschar angedeutet. A E F G = 3'; A E J K = 3; J K C H = 4; F G C H = 4' .
Da in den Fadenkanälen 7 das Wasser von den Fäden 3 abgeblasen wird, weisen die Düsenbalken 1 eine nasse Seite am Fadeneingang und eine trockene Seite am Fadenausgang auf. Die Düsenbalken 1 sind deshalb derart versetzt, dass Wasser von der nassen Seite nur auf noch nasse Fäden tropfen kann.
In Fig. 1a ist ein Düsenkörper 6 gezeigt wie er an dem Düsenbalken 1 angeordnet ist. Ein Düsenkörper 6 weist in der Regel 10 bis 20 Fadenkanäle 7 auf, welche mit einem Deckel 8 abgedeckt sind.
Am Düsenbalken 1 sind senkrechte Fadenführer 9 und waagerechte Fadenführer 10 angeordnet. Zu jedem Düsenkörper 6 führt eine Teilfadenschar 3, von welcher 10 bis 20 nasse Filamentfäden 31 durch jeden Fadenkanal 7 führen und diesen als verwirbelte, trockene Fi lamentfäden 41 verlassen.
In Fig. 2 ist perspektivisch ein Fadenkanal 7 in dem Düsenköper 6 mit dem Deckel 8 im abgehobenen Zustand gezeigt. Der Fadenkanal 7 ist in seinem unteren Teil als Rinne 11 ausgebildet, welche mittig eine Bohrung 12 für die Druckluft aufweist. Im Düsenkörper 6 ist eine weitere Bohrung 8' vorgesehen, welche bei richtigem Sitz des Dekkels 8 verschlossen ist. Der Rinne 11 wird ein nasser Faden 3 über einen senkrechten Fadenführer 9 und einen waagerechten Fadenführer 10 zugeführt, welche nach der Rinne 11 als trockener Faden 4 über einen waagerechten Fadenführer 10' und einem senkrechten Fadenführer 9' in ein Schlichtebad geführt wird. Zur Umlenkung um einen Winkel α wird der Faden 3 beim Fadenführer 10 flach gelegt, um die Verwirbelung zu unterstützen. Um das Flachlegen des Fadens auf seinem Weg nicht zu behindern, muss zwischen dem Fadenführer 9 und dem Fadenführer 10 ein genügend grosser Abstand, beispielsweise von etwa 2 cm bestehen, und die Umlenkung beim Fadenführer 9 soll relativ klein sein. Die Auslaufseite ist zur Einlaufseite spiegelbildlich gestaItet.
Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch den Düsenkörper 1, der mit einer Vielzahl an Fadenkanälen 7 mit den dazugehörenden Bohrungen 12 versehen ist, und zwar bei geschlossenem Deckel 8. Die Fäden 3, 4 verlaufen etwa in der Mitte des Fadenkanals 7 der Rinne 11 und dem rechteckigen Prisma 16.
Bei geöffnetem Deckel 8 sind in einer Draufsicht, gemäss Fig. 4, mehrere Fadenkanäle 7 des Düsenkörpers 1 mit den Bohrungen 12 für die Luftzufuhr gezeigt. Die Abstände zwischen den einzelnen Fadenkanälen betragen ein Viel faches der Abstände der ein- und auslaufenden Fadenschar.
In Fig. 5 ist der Betriebszustand eines längsgeschnittenen Fadenkanals 7 des Düsenkörpers 1 bei geschlossenem Deckel 8 gezeigt. Die Teilfadenschar 3 wird nach der Bohrung 12, welche mit Druckluft von 1 bis 4 bar beaufschlagt ist, zur verwirbelten Teilfadenschar 4.
In Fig. 6 sind die Abmessungsverhältnisse des erfindungsgemässen optimal gestalteten Fadenkanals 7 wiedergegeben. Es ist ersichtlich, dass die Rinne 11 einen Halbkreis mit dem Radius r darstellt, der Durchmesser und die Höhe des Fadenkanals 7 entspricht dem doppelten Radius 2r der Rinne 11; der obere Teil stellt ein Prisma 16 mit der Höhe r und der Breite 2r dar.
In Fig. 7 ist eine Variante des Fadenkanals 7 in Draufsicht dargestellt. Der Fadenkanal 7 besteht aus einem eigentlichen Verwirbelkanal 15 in der Mitte und einem vorderen Eintrittsteil 13 für die Teilfadenschar 3 vor der Verwirbelung und einem Austrittsteil 14 für die Teilfadenschar 4 nach der Verwirbelung mittels Druckluft aus der Bohrung 12 einer nicht gezeigten Druckluftzuführung. Durch hohe Luftgeschwindigkeit bei 13 dem Faden entlang wird das Wasser abgeblasen.
Im Betrieb wird zum Einziehen, gemäss Fig. 1, eine Fadenschar auf der Breite AB mit einem nicht gezeigten Teilkamm in einzelne Teilfadenscharen geteilt. Die Teilfadenscharen von 3 bis 3' werden mit einem Klebeband geordnet abgeklebt und so in die geöffneten Düsenkörper 6 und einen nicht gezeigten Kamm auf der Breite CD eingelegt. Im Bereich CD werden die verwirbelten Teilfadenscharen 4 wieder zu beispielsweise acht Fäden pro cm zusammengefasst. Die Art der Verwirbelung wird durch den Durchmesser der
Verwi rbe Lungskammer 15 bestimmt, wobei bei grossem Durchmesser stabile Knoten in grossen unrege Imäss igen Abständen und bei kleinem Durchmesser kürzere Knoten in kleineren rege Imäss igen Abständen entstehen. Ein kleiner Durchmesser des Eintrittsteiles 13 und des Austrittsteiles 14 erzeugt hohe Luftgeschwindigkeiten entlang der laufenden Teilfadenschar 3, 4 und resultiert in einem guten Abblasen des Wassers. Die erf indungsgemässen Düsen erlauben es, trotz der nassen Fäden, eine Verwirbelung mit langen, stabilen Knoten zu erzielen.
Die folgende Tabelle gibt die Messergebnisse eines mit der erf indungsgemässen Verwi rbe lungsdüse hergestellten Fadens im Vergleich mit einer bekannten Düse wieder.
Die Fadenspannung betrug bei allen Beispielen 0,05 cN/dtex.
1) gemessen nach der Nadeltestmethode
2) Es wurde bei allen Versuchen eine gleiche Bruchdehnung angestrebt. Wegen den Serimetrieschädigungen bei der bekannten Düse wurde die Verstreckung entsprechend korrigiert. Daraus folgt ein etwas zu hoher Titer und eine etwas zu t ie f e Fes t ig k e it .
Die erfindungsgemässe Vorrichtung vereinigt folgende Vorteile:
- Einfaches Einlegen eines Fadens in den geöffneten Düsenkörper
- der Fadenabstand in der Teilfadenschar ist ein ganzzahliges Vielfaches der ein- und auslaufenden Fadenschar, so dass die Teilfadenscharen abgeklebt, als Schar eingelegt und beim Auslauf wieder zur vollen Fadenschar vereinigt werden können
- tiefer Luftverbrauch
- keine Serimetrieschädigung
- vollständiges Abblasen des Oberflächenwassers - keine Leistungseinbusse durch das Wasser
- genügende Verwirbelungsintensität auch bei gröberen Titern.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist besonders geeignet zum Verwirbeln von Fadenscharen aus nassen, glatten, synthetischen Filamentfäden beim Streck-Schlichten, wo zwischen zwei Arbeitsgängen verwirbelt wird. Auch in der Zettelei kann auf die beschriebene Art verwirbelt werden. Dadurch können in der Zettelei unverwirbelte Fäden eingesetzt werden. Von der erfindungsgemässen Verwirbelungsdüse geht weniger Verwirbelung verloren als bei einem Lauf über Traveller, Cops, Fadenbremse, Gatter usw.

Claims

Patentansprüche
Vorrichtung zum Luftverwirbeln einer nassen Fadenschar (3) aus glatten Multifilamenten, bestehend aus einem Düsenkörper (6) mit U-förmigen Fadenkanälen, wobei jedem FadenkanaL (7) rechtwinklig ein mittiger Druckluftkanal (12) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkörper (6) mit einem verschliessbaren Deckel (8) versehen ist, der im Bereich der Decke lauf Lage eine Bohrung (8') aufweist, und dass jeder FadenkanaL (7) eine im Querschnitt halbkreisförmige Rinne (11) mit einem Radius r und ein rechteckiges Prisma (15) mit den Kantenlängen r und 2r darstelIt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Eintrittsteil (13) und der Austrittsteil (14) des Fadenkanals (7) einen kleineren Durchmesser aufweisen als der rinnenförmig/prismatisehe Verwirbelkanal (15).
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (8) als ebene, mindestens 40 mm dicke Metallplatte ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fadenkanal (7) einen Querschnitt 2r von 1,5 bis 2,5 mm aufweist.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkörper (6) und d e r Fadenkanal (7) aus Aluminium gefertigt sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächen des Fadenkanals (7) und der In nenseite des Deckels (8) in einer Dicke von wenigstens 50 μm schwarz harteloxiert sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fadenkanal (7) eine Länge von 3 bis 12 cm aufweist.
8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Düsenkörper (6) in Fadenzulaufrichtung übereinander und versetzt an einem Träger (2) angeordnet sind.
9. Verfahren zum Verwirbeln einer nassen Fadenschar aus glatten MuItifilamenten, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilfäden der Fadenschar (3, 4) parallel zur Längsachse des Fadenkanals (7) geführt und bei einer Geschwindigkeit der Fadenschar von 100 bis 600 m/min mit einer Luftmenge im Fadenkanal (7) wenigstens 0,1 Nm3/h mm2 verwirbelt werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Fadenschar (3) vo r dem Einlauf in den Fadenkanal (7) als Garnband geführt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Fadenschar (3, 4) zwischen ausserhalb des Fadenkanals (7) angeordneten waagerechten Fadenführern (10, 10') und senkrecht angeordneten Fadenführern (9, 9') geführt wird.
12. Verfahren nach den Ansprüchen 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkung (α) der Fadenschar (3) beim waagerechten Fadenführer (10, 10') 5 bis 20 Grad beträgt.
13. Verfahren nach den Ansprüchen 9 bis 12, dadurch ge kennzeichnet, dass eine Vielzahl von Fäden (3) gleichzeitig in die Fadenkanäle (7) der Düsenkörper (6) eingelegt werden.
14. Verfahren nach den Ansprüchen 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände zwischen den Fadenkanälen (7) der Düsenkörper (6) ein ganzzahliges Vielfaches der Abstände der ein- und auslaufenden Fäden betragt.
EP88907591A 1987-09-30 1988-09-23 Vorrichtung und verfahren zum luftverwirbeln einer fadenschar Withdrawn EP0333789A1 (de)

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