EP1058745A1 - Verfahren zur luftblastexturierung von endlosfilamentgarn sowie garnveredelungseinrichtung, ferner deren verwendung - Google Patents

Verfahren zur luftblastexturierung von endlosfilamentgarn sowie garnveredelungseinrichtung, ferner deren verwendung

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EP1058745A1
EP1058745A1 EP99904684A EP99904684A EP1058745A1 EP 1058745 A1 EP1058745 A1 EP 1058745A1 EP 99904684 A EP99904684 A EP 99904684A EP 99904684 A EP99904684 A EP 99904684A EP 1058745 A1 EP1058745 A1 EP 1058745A1
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EP
European Patent Office
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yarn
texturing
nozzle
treatment
delivery unit
Prior art date
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EP99904684A
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English (en)
French (fr)
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EP1058745B1 (de
Inventor
Gotthilf Bertsch
Kurt Klesel
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Heberlein AG
Original Assignee
Heberlein Fasertechnologie AG
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Publication date
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Application granted granted Critical
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Anticipated expiration legal-status Critical
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    • 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
    • D02J13/00—Heating or cooling the yarn, thread, cord, rope, or the like, not specific to any one of the processes provided for in this subclass
    • 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
    • D02G1/162—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics using jets or streams of turbulent gases, e.g. air, steam with provision for imparting irregular effects to the yarn

Definitions

  • the invention relates to a method for Lucasblastextu ⁇ réelle of continuous filament yarns with an Heilblastextu ⁇ erduse for the production of loop yarn with high transport speed, further a yarn finishing device with a Textu ⁇ er stretch, consisting of a delivery unit 1 for the delivery of the yarn, a Textu ⁇ erduse with compressed air supply and a delivery unit 2 immediately after the Textu ⁇ erduse, the delivery plants are designed for a transport speed of over 600 m / min.
  • the invention is based on a Lucasblastextu ⁇ réelle according to WO97 / 30200.
  • the finishing of continuous filament yarn has two main tasks.
  • the yarn, made from industrially produced filaments should be given a textile character and also textile properties.
  • the yarn is to be refined with regard to specific quality characteristics of the end product, which very often cannot be achieved by products made with natural fibers.
  • a very primary goal, in the case of industrially produced filaments or the yarns and flat structures produced from them, is then to optimize the processing process.
  • Optimizing here means maintaining or increasing certain quality factors and reducing production costs.
  • production costs can be reduced in various ways. The most obvious way is to increase the throughput speed in a given production plant.
  • a second possibility lies in procedural interventions, which do not necessarily include an increase in throughput speed, but ensure certain quality parameters even at high yarn throughput speeds
  • the textile industry is, especially in the case of continuous filaments, one of the most complex branches of industry in that several independent branches of industry and fabric are involved, from the raw material to the finished flat product.Neither branch is completely autonomous, rather it is a processing chain at that each process change in one stage is preceded by the subsequent ones or at most - 2 -
  • the object of the invention was now to optimize the processing process in the production of a loop yarn. Part of the task for the process was in particular to allow higher yarn transport speeds without loss of quality.
  • the method according to the invention is characterized in that the yarn finishing with a high transport speed of over 600 m / min, in particular of over 750 m / mm. he follows,
  • the loop yarn is produced as the main yarn treatment stage via an air blast texturing with an acceleration channel at the exit of the yarn treatment nozzle
  • the yarn treatment main stage upstream and / or downstream heat treatment.
  • FIG. 2 shows, purely schematically, the texturing of the prior art as was assumed in WO97 / 30200.
  • Two main nozzle parameters are highlighted.
  • the texturing according to the teaching of WO97 / 30200 is shown at the top right with increased performance. It can be seen very clearly that the values Oe-Z2 and DAE are larger compared to the nozzle T31 1 P, ie already in the cylindrical section VO, is referred to as the pre-opening.
  • the dimension Vo greater than d is preferably selected.
  • the invention further relates to a yarn finishing device and is characterized in that a yarn heating device is arranged immediately after the texturing nozzle, in front of the delivery unit 2 and / or immediately before the texturing nozzle after the delivery unit 1.
  • a yarn heating device is arranged immediately after the texturing nozzle, in front of the delivery unit 2 and / or immediately before the texturing nozzle after the delivery unit 1.
  • FIG. 1 shows an overview sheet of the new texturing process
  • 2 shows a comparison of a texturing nozzle with Mach> 2 and one
  • FIG. 4 shows a text route according to the invention
  • Figures 5a to 5d different variants for the use of heat treatments
  • FIG. 1 shows a schematic overview in relation to the new texturing process.
  • the separate process stages are progressively shown from top to bottom.
  • Smooth yarn 100 is fed from above via a first delivery unit LW1 at a given transport speed V 1 to a texturing nozzle 1 01 and through the yarn duct 1 04.
  • Compressed air ducts 1 03 which are connected to a compressed air source P ', are used to compress highly compressed, preferably not heated, air under one Angle ⁇ is blown into the yarn channel 1 04 in the direction of transport of the yarn.
  • the yarn channel 1 04 opened conically in such a way that a highly accelerated air flow with an overview, preferably with more than Mach 2, occurs in the conical section 102.
  • the shock waves generate the actual texturing, as is described in detail in WO97 / 30200 mentioned at the beginning.
  • the first section from the air injection point 105 into the yarn channel 104 to the first section of the conical extension 102 serves to loosen and open the plain yarn so that the individual filaments are exposed to the supersonic flow.
  • the texturing takes place either within the conical part 102 or in the outlet area.
  • Mach number There is a direct proportionality between Mach number and texturing. The higher the Mach number, the stronger the impact and the more intense the texturing.
  • Th . vor: thermal pretreatment, possibly only with yarn heating or with
  • G.mech . Yarn treatment with the mechanical effect of a compressed air flow (supersonic flow).
  • the yarn tension is established on the textured yarn 1 06 between the texturing nozzle (TD) and a delivery unit LW2.
  • thermal treatment has now been carried out on the yarn, which is under tension.
  • the yarn was heated to approx. 1 80 ° C.
  • the thermal post-treatment described has a fixing and a shrinking effect on the textured yarn, thereby supporting the texturing.
  • the thermal pretreatment also has a positive effect on the texturing process.
  • a combinatorial effect between shrinkage and yarn opening in the section between the air injection point in the yarn channel and the first section of the conical widening, in the area of the supersonic speed, may be the cause of the success here.
  • the stiffness is reduced by heating the yarn, so that the prerequisite for loop formation in the textile process is improved.
  • tests with both hotplate and hotpin as heat sources were successfully completed. It may also help that the thermal pretreatment of the yarn avoids a negative cooling effect due to the air expansion in the texturing nozzle, and therefore the texturing of the warmed yarn is improved. With the very high transport speed, part of the heat in the yarn itself is retained up to the area of the loop formation.
  • the additional thermal process steps are preferably separated locally or carried out shortly or immediately one after the other on the running yarn.
  • the procedural interventions are not this way isolated, but are combined in a community of interests between two suppliers. This means that the yarn is only held at the beginning and at the end, in between there is both mechanical air intervention and thermal intervention.
  • the thermal treatment is carried out on the tension in the filaments or in the yarn, which is still mechanically generated by the compressed air - 7 -
  • FIG. 2 gives an overview in relation to the yarn tension (Gsp) and the production speed.
  • Gsp yarn tension
  • the result is shown with a T 31 1 nozzle, the yarn being heat treated with T31 1 + Th.
  • the dash-dotted lines T31 1 + Th are only the result of touch tests.
  • a nozzle S31 5 is used with an acceleration channel for Mach> 2.
  • the air pressure used for the texturing is not shown in the two curves.
  • the dash-dotted curve S 31 5 + Th shows above all the great influence of the heat. Since there are a large number of yarn qualities and yarn titers, it was not yet possible to determine the corresponding relationships exactly. According to textile technology experience, this is only possible in actual production use. However, FIG. 2 clearly shows the stages in the increase in performance through the various combinations.
  • a PA 78f51, Core 10%, Effect 30% and a pressure of 9 bar were used as reference material.
  • FIGS. 3a to 3e show the typical solutions of the prior art, with a correspondingly known symbol representation, examples of textured yarns being shown in FIG. 3d and a classic texturing nozzle being shown in FIG. 3e.
  • Figure 3a shows schematically the known single or parallel processing of FOY yarn.
  • Figure 3b the parallel processing of FOY and POY yarn.
  • Figure 3c the processing of POY yarn with core and fancy yarn.
  • the nozzle shown is a T 31 1 nozzle.
  • FIG. 4 shows schematically the use of the new solution for texturing, corresponding to FIG. 3.
  • the so-called hotplates H.plate
  • the entire air refinement stage is designated LvSt in accordance with FIG. 1 in FIG. 4.
  • FIG. 4 shows both a thermal pretreatment 1 20 and a thermal post-treatment 1 21 with the most important process data, air pressure, temperature and yarn speeds.
  • H.plate means hot plate
  • H.pin means hot pin.
  • a yarn moistener HemaJet 1 23 is arranged in front of the texturing nozzle 101.
  • the yarn is usually warped by a few percent (1 - 2%) or subjected to a stretching process.
  • the yarn is then passed over another heater 1 22, which can now also be a steam chamber. If hot steam is used for thermal treatment at one point, it may be advisable for economic reasons, the other heating points also with hot steam - 8th -
  • the table shows the yarn speeds at the marked supplying plants (W) as examples
  • FIGS. 5a to 5d show the use of the so-called heated and driven godets for the thermal treatment with some important application possibilities.
  • the temperature in the godet shows whether it is a heated position.
  • a hotplate or a continuous steam chamber according to the invention can also be used in each case.
  • FIG. 6 diagrammatically illustrates the areas of speed increase very roughly, the possible increase in production speed being shown in any case for the identical text quality.
  • the blocks shown represent a different combination for the texturing process from bottom to top. In the upper half of the figure, dispositives corresponding to FIGS. 1, 4 and 5 were used, with the increase in performance or production speed achieved, while maintaining a specific, predetermined yarn quality.
  • Block 500 shows the prior art with a texturing nozzle T 31 1 according to the figure
  • Block 150 shows a texturing nozzle S 31 5. Tests have shown that with an additional thermal process, block 1 50 is still possible with a nozzle T31 1. This is indicated by a dash-dotted arrow. Block 100 also shows a set heater. Block 250 additionally shows a thermal aftertreatment (FIG. 5a) with 10-1 2 bar and with hot plate C / E / ATY; SET. Block 200 additionally shows a thermal pretreatment (FIG. 5d) with 1 2 - 14 bar with hot plate C / E / ATY; SET. The performance increase according to blocks 250 and 200 could only be achieved with constant quality with a texturing nozzle according to WO97 / 30200, i.e. with more than Mach 2 in the acceleration channel. Block 250 requires the higher pressure and heat treatment. Block 200 requires all of the proposed measures. Block 1 50 can optionally be achieved with a T 31 1 nozzle and thermal treatment.
  • the invention further relates to the use of at least one or two heat treatments before and / or after a texturing nozzle with Mach> 2 in the acceleration channel

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Abstract

Die neue Lösung gestattet durch die Kombination einer thermischen Garnbehandlung sowie höherem Druck und intensivierter Texturierung eine enorme Leistungssteigerung für die Luftblastexturierung in einem Bereich von 800 bis 1500 m/min. und darüber, dies bei unverändert guter Qualität. Es wird einerseits von einer Texturierdüse entsprechend WO97/30200 ausgegangen und eine möglichst hohe Machzahl über 2 angestrebt. Ferner wird eine Wärmebehandlung vor und/oder nach der Texturierung vorgeschlagen. Der Druck der Behandlungsluft wird auf 10 bis 14 bar oder mehr erhöht.

Description

Verfahren zur Luftblastextuπerung von Endlosfilamentgarn sowie Garnveredelungseinrichtung, ferner deren Verwendung
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Luftblastextuπerung von Endlosfilamentgarnen mit einer Luftblastextuπerduse für die Herstellung von Schlingengarn mit hoher Trans- portgeschwindigkeit, ferner eine Garnveredelungseinrichtung mit einer Textuπer- strecke, bestehend aus einem Lieferwerk 1 für die Zulieferung des Garnes, einer Textuπerduse mit Druckluftzufuhr sowie einem Lieferwerk 2 unmittelbar nach der Textuπerduse, wobei die Lieferwerke ausgelegt sind für eine Tranportgeschwindigkeit von über 600 m/min.
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Luftblastextuπerung entsprechend WO97/30200. Die Veredelung von Endlosfilamentgarn hat vor allem zwei Aufgabenstellungen. Zum einen sollen dem Garn, hergestellt aus industriell erzeugten Filamenten, ein textiler Charakter und auch textiltechnische Eigenschaften gegeben werden. Zum zweiten soll das Garn im Hinblick auf spezifische Qua tatsmerkmale des Endproduktes veredelt werden, die sehr oft von den mit natürlichen Fasern hergestellten Produkten nicht erreichbar sind. Ein ganz vordergrundiges Ziel, bei industriell hergestellten Filamenten bzw den daraus erzeugten Garnen und Flachengebilden liegt dann, den Verarbei- tungsprozess zu optimieren. Optimieren bedeutet hier, Erhaltung oder Steigerung bestimmter Qualitatskπteπen und Senkung der Produktionskosten. Produktionskosten können bekanntlich auf verschiedene Weise gesenkt werden. Die naheliegendste Weise ist die Steigerung der Durchlaufgeschwindigkeit in einer gegebenen Produktions- anlage Eine zweite Möglichkeit liegt in verfahrenstechnischen Eingriffen, die nicht zwingend eine Erhöhung der Durchlaufgeschwindigkeit beinhalten, sondern bestimmte Qualitatskπteπen auch bei hohen Garndurchlauf-Geschwindigkeiten sicherstellen
Die Textilindustrie ist, ganz besonders im Falle von Endlosfilamenten insofern eine der komplexesten Industriezweige, als vom Rohmaterial, bis zum fertigen Flachenerzeug nis mehrere unabhängige Industrie- und Gewebezweige beteiligt sind Dabei ist keiner der Zweige völlig autonom, vielmehr handelt es sich um eine Verarbeitungskette, bei der jede Prozessanderung in einer Stufe die nachfolgenden oder allenfalls vorangehen - 2 -
den Stufen beeinflussen kann Immer aber bleibt es offen, ob der Endverbraucher das Produkt akzeptiert oder ablehnt, nachdem durch neue Verfahrenstechniken oft Ander ungen in Bezug auf Qualitatseigenschaften eintreten Bei einigen Produktsektoren, speziell im Rahmen der Filamentspinnerei ist die Veredelung von Garn über Garnver- edelungsdusen der wichtigste Abschnitt Die Strukturanderung von Glattgarn zu einem textuπerten Schlingengarn wird allein durch mechanische Luftkrafte hervor gerufen Dabei wird eine Luftströmung im Überschallbereich erzeugt, wie in der ein gangs erwähnten WO97/30200 dargestellt ist. Alle bisher bekannten Versuche haben gezeigt, dass der Textuπereffekt bei Verwendung von z.B Heissluft für die Blasluft in die Düse, kaum verändert wird. Die einfachste Erklärung liegt dann, dass heisse Druckluft plötzlich expandiert und sich gleichzeitig abkühlt Der Warmeeffekt von erhitzter Druckluft wird bei der Expansion resp. der entsprechenden Abkühlung weitgehend aufgehoben.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung wurde nun die Aufgabe gestellt, den Verarbeitungsprozess bei der Herstellung eines Schlingengarnes zu optimieren. Ein Teil der Aufgabe für das Verfahren lag insbesondere dann, höhere Garntransportgeschwindigkeiten ohne Qualitätsverlust zuzulassen.
Das erfindungsgemasse Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Garnveredelung mit einer hohen Transportgeschwindigkeit von über 600 m/min, insbesondere von über 750 m/mm. erfolgt,
- wobei als Garnbehandlungshauptstufe über eine Luftblastextuπerung mit Beschleunigungskanal am Ausgang der Garnbehandlungsduse das Schlingengarn erzeugt
- und durch eine, der Garnbehandlungshauptstufe vor- und/oder nachgeschalteten Wärmebehandlung das Garn aufgeheizt wird.
Die Figur 2 zeigt mit T31 1 rein schematisch die Texturierung des Standes der Technik wie er bei der WO97/30200 vorausgesetzt wurde. Zwei Dusenhauptparameter sind hervorgehoben. Eine Offnungszone Oe-Zi , sowie ein Stossfrontdurchmesser DAs, ausgehend von einem Durchmesser d des Dusengarnkanales. Demgegenüber ist rechts oben die Texturierung nach der Lehre der WO97/30200 mit gesteigerter Leistung dargestellt Sehr deutlich erkennbar ist dabei, dass die Werte Oe-Z2 sowie DAE gegenüber der Düse T31 1 grosser sind Die Garnoffnung beginnt schon vor dem Beschleunigungskanal in dem Bereich der Druckluftzufuhr P, also schon in dem zylindrischen Abschnitt VO wird als Voroffnung bezeichnet Bevorzugt wird das Mass Vo grosser d gewählt Die wesentliche Aussage der Figur 2 egt in dem diagramati - 3 -
sehen Vergleich der Garnspannung Gsp (cN) gemäss Kurve T31 1 mit Mach < 2 sowie einer Texturierduse gemäss Kurve S 31 5 mit Mach > 2 In der Vertikalen des Diagrammes ist die Garnspannung in cN In der Horizontalen ist die Produktionsge schwindigkeit Pgeschw in m/min dargestellt Die Kurve T 31 1 lasst das rasche Zusammenfallen der Garnspannung über einer Produktionsgeschwindigkeit von 500 m/min erkennen Oberhalb etwa 650 m/min brach die Texturierung zusammen Im Gegensatz dazu zeigt die Kurve S 31 5, dass die Garnspannung nicht nur viel hoher ist, sondern in dem Bereich von 400 bis 700 m/min nahezu konstant ist und auch im höheren Produktionsbereich langsamer abfallt Die Erhöhung der Machzahl ist eines der wichtigsten "Geheimnisse" für den Fortschritt für die Leistungssteigerung gemäss WO97/30200 Völlig überraschend war nun, dass mit der besonderen Ausgestaltung des Beschleunigungskanales die Leistungssteigerung überhaupt gar nicht ausgeschöpft wurde. Zwei zentrale Erkenntnisse gestatteten gleichsam ein weiteres Tor in noch wesentlich höhere Geschwindigkeiten bei unveränderter Qualität zu offnen, nämlich die zusätzliche Kombination von:
- einem höheren Luftdruck sowie
- einer Wärmebehandlung vor und/oder nach der Texturierung.
Wenn auch in der Praxis nicht im eigentlichen Sinne von streng getrennten Stufen gesprochen werden darf, so kommt eine entsprechende Darstellung doch der Wirklichkeit sehr nahe Wenn eine Produktionsgeschwindigkeit mit der neuen Erfindung mit 1 200 m/min. angenommen wird, dann ist (neben der Warmewirkung) ein Anteil von 250 m/min. durch die Erhöhung des Druckes auf 10 - 1 2 bar und zusatzliche 200 m/min. durch eine weitere Erhöhung auf 1 2 - 14 bar zurückzuführen Nach den bisherigen Versuchen ist eine weitere Leistungssteigerung sehr wohl möglich. Mit der Druckerhohung über 8 bzw. 9 bar wird nichts anderes als die Voraussetzung geschaffen, die Machzahl zu erhohen. Dies ist vor allem dann sehr wirksam, wenn die Texturierduse gemäss der Lehre der WO97/30200 ausgelegt ist Es ist anzunehmen, dass sinngemass noch grossere Steigerungen auf 1 500 m/min und mehr möglich sind Nach den bisherigen Versuchen ist die Produktions geschwindigkeit nach oben noch völlig offen. Interessant war ferner die Beobachtung, dass auch allein die thermische Einwirkung vor und/oder nach der Texturierduse bereits bei einer alten Düse mit M < 2 einen leistungssteigernden Einfluss ergab Die neue Erfindung hat gezeigt, dass kausale Zusammenhange zwischen der Steigerung des Druckes, der Machzahl, der Garntransportgeschwindigkeit sowie der thermischen Einflussnahme bestehen Mit der Wärmeeinwirkung vor der Texturierung wird die Steif igkeit der einzelnen Filamente reduziert Die Filamente lassen sich in warmem Zustand mit weniger Energie leichter biegen, was der Hauptgrund für diesen Anteil ist - 4 -
Mit der Wärmeeinwirkung nach der Texturierung wird die Strukturanderung bei der Texturierung vollkommener durchgeführt Eine mögliche Erklärung für den erstaunlich hohen Effekt der thermischen Behandlung liegt darin, dass bei gleichzeitig gesteigerter Garndurchlaufgeschwindigkeit die Zeitspanne für eine mögliche Abkühlung gleichsam halbiert wird Der Warmeeffekt kommt somit starker zum Tragen Für besonders vorteilhafte Ausgestaltungen wird auf die Ansprüche 2 bis 6 verwiesen
Die Erfindung betrifft ferner eine Garnveredelungseinrichtung und ist dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar nach der Texturierduse, vor dem Liferwerk 2 und/oder unmittelbar vor der Texturierduse nach dem Lieferwerk 1 eine Garnheizeinrichtung angeorndet ist. Für besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Garnveredelungseinrichtung wird auf die Ansprüche 8 bis 10 Bezug genommen. Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung einer Wärmebehandlung vor und/oder nach einer Texturierduse mit Mach > 2 in dem Beschleunigungskanal.
Kurze Beschreibung der Erfindung
In der Folge wird die Erfindung an Hand von mehreren Ausführungsbeispielen mit weiteren Einzelheiten erläutert. Es zeigen: die Figur 1 ein Übersichtsblatt des neuen Textuπerprozesses; die Figur 2 einen Vergleich einer Texturierduse mit Mach > 2 und einer
Texturierduse mit Mach < 2; die Figuren 3a bis 3e den Stand der Technik in Bezug auf das Texturieren; die Figur 4 eine erfindungsgemasse Textuπerstrecke; die Figur 5a bis 5d verschiedene Varianten für den Einsatz von Wärmebehandlungen; die Figur 6 mögliche Leistungsstufen durch eine Kombination verschiedener Ausge- staltungesgedanken.
Wege und Ausfuhrung der Erfindung
In der Folge wird nun auf die Figur 1 Bezug genommen, die eine schematische Übersicht in Bezug auf den neuen Textuπerprozess zeigt Von oben nach unten sind fortschreitend die getrennten Prozessstufen dargestellt. Glattgarn 100 wird von oben über ein erstes Lieferwerk LW1 mit gegebener Transportgeschwindigkeit V 1 an eine Texturierduse 1 01 und durch den Garnkanal 1 04 gefuhrt Über Druckluftkanale 1 03, welche an eine Druckluftquelle P' angeschlossen sind, wird hochkomprimierte, vorzugsweise nicht erhitzte Luft unter einem Winkel α in Transportrichtung des Garnes in den Garnkanal 1 04 eingeblasen Unmittelbar danach ist der Garnkanal 1 04 konisch derart geöffnet, dass sich in dem konischen Abschnitt 102 eine stark beschleunigte Luftströmung mit Überschau, vorzugsweise mit mehr als Mach 2, einstellt. Die Stosswellen erzeugen, wie in der eingangs genannten WO97/30200 ausführlich beschrieben ist, die eigentliche Texturierung. Der erste Abschnitt von der Lufteinblasstelle 105 in den Garnkanal 104 bis in den ersten Abschnitt der konischen Erweiterung 102 dient der Auflockerung und dem Öffnen des Glattgarnes, so dass die einzelnen Filamente der Überschallströmung ausgesetzt sind. Die Texturierung findet je nach Höhe des zur Verfügung stehenden Luftdruckes (9... 1 2 bis 14 bar und mehr) entweder noch innerhalb des konischen Teiles 102 oder aber im Austrittsbereich statt. Es besteht eine direkte Proportionalität zwischen Machzahl und Texturierung. Je höher die Machzahl umso stärker die Stosswirkung und umso intensiver die Texturierung. Für die Produktionsgeschwindigkeit ergeben sich zwei kritische Parameter:
• der gewünschte Qualitätsstandard und
• das Schlackern, das bei weiterer Erhöhung der Transportgeschwindigkeit zum Zusammenbruch der Texturierung führen kann.
Es bedeuten:
Th. vor.: thermische Vorbehandlung, evtl. nur mit Garnerhitzung oder mit
Heissdampf.
G.mech.: Garnbehandlung mit der mechanischen Wirkung einer Druckluftströmung (Überschallströmung).
Th. nach.: thermische Nachbehandlung mit Heissdampf (evtl. nur Wärme bzw. Heissluft).
D: Dampf. PL: Druckluft.
Die Produktionsgeschwindigkeit konnte mit zusätzlicher thermischer Behandlung bis zu 1 500 m/min. ohne Zusammenbruch der Texturierung und ohne Schlackern gesteigert werden, wobei die Grenze durch die bestehende Versuchsanlage gegeben war. Beste Textuπerqualitäten konnten bei Produktionsgeschwindigkeit bis weit über 800 m/min. erzielt werden. Überraschenderweise sind von den Erfindern ein bzw. zwei völlig neue Qualitätsparameter entdeckt worden, wenn auch die weiter oben erwähnte Gesetzmässigkeit (höhere Machzahl = stärkerer Stoss = intensivere Texturierung) bei allen Versuchen nur bestätigt werden konnte. Die entdeckten Parameter liegen einerseits in einer der Texturierung vor- und/oder nachgeschalteten Wärmebehandlung, und anderseits in einer Steigerung der Machzahl durch Erhöhung des Luftdruckes sowie entsprechender Ausgestaltung des Beschleunigungskanles. a) Thermische Nachbehandlung oder relaxieren
Ein wichtiges Qualitatskπterium bei der Texturierung beurteilt der Fachmann an Hand der Garnspannung des aus der Texturierduse austretenden Garnes, welches - 6 -
auch als Mass für die Intensität der Texturierung anerkannt ist Die Garnspannung stellt sich am textuπerten Garn 1 06 zwischen der Texturierduse (TD) sowie einem Lieferwerk LW2 ein. In diesem Bereich, zwischen Texturierduse (TD) und Lieferwerk LW2, wurde nun eine thermische Behandlung an dem unter Zugspannung be findlichen Garn durchgeführt. Dabei wurde das Garn auf ca 1 80°C erwärmt Sowohl mit einem Hotpin oder geheizten Galetten wie mit einem Hotplate (beruhrungslos) konnten erste Versuche bereits erfolgreich abgeschlossen werden, mit dem überraschenden Ergebnis, dass die Qua tatsgrenze in Bezug auf die Transportgeschwindigkeit massiv heraufgesetzt werden konnte. Zur Zeit wird vermutet, dass die beschriebene thermische Nachbehandlung einen Fixierungs- und gleichzeitig einen Schrumpfeffekt auf das textuπerte Garn ausübt, und dadurch die Texturierung unterstützt.
b) Thermische Vorbehandlung
Zur noch grosseren Überraschung hat die thermische Vorbehandlung gleicherweise einen positiven Effekt auf den Textuπervorgang. Hier dürfte ein kombinatorischer Effekt zwischen Schrumpfung sowie Garnöffnung in dem Abschnitt zwischen der Lufteinblasstelle in den Garnkanal und dem ersten Teilstück der konischen Erweiterung, in dem Bereich der Überschallgeschwindigkeit, Ursache des Erfolges sein. Durch Aufwärmen des Garnes wird die Steifigkeit reduziert, so dass die Voraussetzung für die Schlingenbildung im Textuπerprozess verbessert wird. Auch hierzu konnten Versuche sowohl mit Hotplate wie Hotpin als Wärmequellen erfolgreich abgeschlossen werden. Möglicherweise hilft auch, dass mit der thermischen Vorbehandlung des Garnes eine negative Kuhlwirkung durch die Luftexpansion in der Texturierduse vermieden, und deshalb beim erwärmten Garn die Texturierung verbessert werden. Bei der sehr hohen Transportgeschwindigkeit bleibt ein Teil der Wärme im Garn selbst bis in den Bereich der Schlingenbildung erhalten.
Wenn die Einwirkung durch ein Verarbeitungsmedium, sei es durch heisse Luft, Heissdampf oder eines anderen heissen Gases, maximiert wird, dann werden bevorzugt die zusätzlichen thermischen Verfahrensschritte ortlich getrennt bzw. am laufenden Garn kurz bzw. unmittelbar nacheinander durchgeführt Die Verfahrenseingriffe sind auf diese Weise nicht isoliert, sondern sind in einer Wirkgemeinschaft zwischen zwei Lieferwerken zusammengefasst. Dies bedeutet, dass das Garn nur am Anfang und am Ende gehalten wird, dazwischen findet sowohl der mechanische Lufteingriff wie auch der thermische Eingriff statt. Die thermische Behandlung wird an dem, noch unter den durch die Druckluft mechanisch erzeugten Spannungen in den Filamenten bzw in dem Garn durchgeführt - 7 -
Die Figur 2 gibt einen Überblick in Bezug auf die Garnspannung (Gsp) so der Produktionsgeschwindigkeit. Im unteren, linken Bildteil ist das Ergebnis mit einer Düse T 31 1 dargestellt, wobei mit T31 1 + Th das Garn wärmebehandelt wurde. Die strichpunktierten Linien T31 1 + Th sind nur das Ergebnis von Tastversuchen. Im oberen Bildteil kommt eine Düse S31 5 zum Einsatz mit einem Beschleunigungskanal für Mach > 2. Nicht eingetragen in den zwei Kurven ist der zugrunde gelegte Luftdruck für die Texturierung. Die strichpunktierte Kurve S 31 5 + Th zeigt vor allem den grossen Einfluss der Wärmeeinwirkung. Da es eine Vielzahl von Garnqualitäten sowie Garntitern gibt, war es noch nicht möglich, entsprechende Relationen exakt zu ermitteln. Nach den textiltechnischen Erfahrungen ist dies erst im eigentlichen Produktionseinsatz möglich. Die Figur 2 zeigt jedoch anschaulich die Stufen der Leistungssteigerung durch die verschiedenen Kombinationen. Als Vergleichsmaterial wurde ein PA 78f51 , Core 10%, Effekt 30 % und ein Druck 9 bar verwendet.
Die Figuren 3a bis 3e zeigen die typischen Lösungen des Standes der Technik, mit entsprechend bekannter Symboldarstellung, wobei in der Figur 3d Beispiele von texturierten Garnen und mit der Figur 3e eine klassische Texturierduse wiedergegegben ist. Die Figur 3a zeigt schematisch die bekannte Einzel- oder Parallelverarbeitung von FOY-Garn. Die Figur 3b die parallele Verarbeitung von FOY- und POY-Garn. Die Figur 3c die Verarbeitung von POY-Garn mit Kern- und Effektgarn. Bei der gezeigten Düse handelt es sich um eine düse T 31 1 .
Die Figur 4 zeigt schematisch entsprechend zu den Figuren 3 den Einsatz der neuen Lösung bei der Texturierung. Im Unterschied zur Darstellung in der Figur 1 sind für die thermische Behandlung die sogenannten Hotplate (H.plate) dargestellt, also berührungslose Heizkanäie, wie diese in den Figuren 3b und 3c dargestellt sind. Die ganze Luftveredelungsstufe ist entsprechend der Figur 1 in der Figur 4 mit LvSt bezeichnet. In der Figur 4 ist sowohl eine thermische Vorbehandlung 1 20, wie eine thermische Nachbehandlung 1 21 dargestellt, mit den wichtigsten Verfahrensdaten, über Luftdruck, Temparatur sowie Garngeschwindigkeiten. H.plate bedeutet Hot plate und H.pin bedeutet Hot pin. Vor der Texturierduse 101 ist noch eine Garnbefeuchtung HemaJet 1 23 angeordnet. Nach der Luftveredelungsstufe wird das Garn meistens noch um wenige Prozente ( 1 - 2 %) verzogen bzw. einem Reckvorgang unterworfen. Anschliessend wird das Garn nochmals über einen weiteren Heizer 1 22 geführt, der nun ebenfalls eine Dampfkammer sein kann. Wird an einer Stelle Heissdampf für die thermische Behandlung eingesetzt, dann kann es aus ökonomischen Gründen ratsam sein, die übrigen Heizstellen ebenfalls mit Heissdampf - 8 -
auszubilden In der Tabelle sind jeweils die Garngeschwindigkeiten an den markierten Lieferwerken (W) als Beispiel aufgeführt
Die Figuren 5a bis 5d zeigen den Einsatz der sogenannten geheizten und angetriebenen Galetten für die thermische Behandlung mit einigen wichtigen Emsatzmog- lichkeiten. Die Temperaturangabe in der Galette zeigt jeweils, ob es sich um eine geheizte Position handelt. Sinngemass kann bei allen Darstellungen jeweils auch eine Hotplate oder eine erfindungsgemasse Durchlaufdampfkammer eingesetzt werden.
Die Figur 6 illustriert diagrammatisch ganz grob die Geschwindigkeitssteigerungs- bereiche, wobei in jedem Fall für die identische Textuπerquahtät die mögliche Steigerung der Produktionsgeschwindigkeit dargestellt ist. Die dargestellten Blocke stellen von unten nach oben verschiedene Kombination für den Textuπerprozess dar. In der oberen Figurenhälfte wurden Dispositive entsprechend den Figuren 1 , 4 und 5 eingesetzt, mit der jeweils erreichten Leistungssteigerung bzw. Produktionsgeschwindigkeit, bei Einhaltung einer bestimmten, vorgegebenen Garnqualität. Block 500 zeigt den Stand der Technik mit einer Texturierduse T 31 1 gemäss Figur
3e, 9bar, 500 m/min. Block 150 zeigt eine Texturierduse S 31 5. Versuche haben gezeigt, dass mit zusätzlichem thermischem Prozess der Block 1 50 auch mit einer Düse T31 1 noch möglich ist. Dies ist mit strichpunktiertem Pfeil angedeutet. Block 100 zeigt zusätzlich einen Set Heater. Block 250 zeigt zusätzlich eine thermische Nachbehandlung (Figur 5a) mit 10 - 1 2 bar und mit Hot plate C/E/ATY; SET. Block 200 zeigt zusätzlich eine thermische Vorbehandlung (Figur 5d) mit 1 2 - 14 bar mit Hot plate C/E/ATY; SET. Die Leistungssteigerung gemäss Blöcken 250 und 200 waren bei konstanter Qualität nur mit einer Texturierduse entsprechend WO97/30200, also mit mehr als Mach 2 im Beschleunigungskanal realisierbar. Block 250 setzt den höheren Druck sowie eine Wärmebehandlung voraus. Block 200 setzt alle vorgeschlagenen Massnahmen voraus. Block 1 50 kann gegebenenfalls mit einer Düse T 31 1 sowie einer thermnischen Behandlung erreicht werden.
Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung wenigstens einer oder zwei Wärmebehandlungen vor und/oder nach einer Texturierduse mit Mach > 2 in dem Beschleunigungskanal

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Luftblastextuπerung von Endlosfilamentgarn mit einer Luftblas- textuπerduse für die Herstellung eines Schlingengarnes, mit hoher Transportge schwindigkeit, d ad u rc h g e k e n n z e i c h n et, dass die Garnveredelung mit einer hohen Transportgeschwindigkeit von über 600 m/min erfolgt, wobei als Garnbehandlungshauptstufe über eine Luftblastextuπerung mit Beschleunigungskanal am Ausgang der Garnbehandlungsduse das Schlingengarn erzeugt, und durch eine, der Garnbehandlungshauptstufe vor- und/oder nachgeschalteten Wärmebehandlung das Garn aufgeheizt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , d adu rch ge kennzeic hnet, dass die Luftblastextuπerung durch ein Lieferwerk 1 am Anfang, und ein Lieferwerk 2 am Ende der Luftveredelungsstufe (LVST) begrenzt ist, und für die thermische Garnbehandlung die thermische Wirkung eines heissen, gasformigen Mediums, vorzugsweise Heissdampf ausgenutzt wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, d ad u rc h g e ke n nz e i c h n et, dass die thermische Garnveredelung in einem Behandlungskorper mit einer geschlossenen Durchlauf-Dampfkammer stattfindet, vorzugsweise mit grossquerschnittigem Dampf zufuhrkanal.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d ad u rc h g e ke n nze i c h n et, dass zum Veredeln von Garn mit einer Texturierduse, mit durchgehendem Garnkanal, an dessen einem Ende das Garn zugeführt, und an dessen anderem Ende das texturierte Garn abgeführt wird, wobei in einem mittleren Abschnitt Druckluft mit einem Speisedruck von mehr als 8 bar in den Garnkanal zugeführt und in einem sich erweiternden Beschleunigungskanal der Blasluftstrahl auf Uberschall mit mehr als Mach 2 beschleunigt und das Garn unmittelbar nach und/oder vor der Texturierung auf über 90°C vorzugsweise auf etwa 150 bis 200 °C erhitzt wird
5 Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u rc h g e k e n n z e i c h n e t, - 10-
dass der Speisedruck für die Texturierung über 10 bar, vorzugsweise 10 bis 12 bar besonders vorzugsweise 12 bis 14, bar oder hoher liegt
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d ad u rc h g e k e n nz e i c h n et, dass die Transportgeschwindigkeit für die Texturierung 800 bis 1500 m/min. und mehr, vorzugsweise 800 bis 1200 m/mιn., besonders vorzugsweise 1000 m/min oder mehr betragt.
7. Garnveredelungseinrichtung insbesondere nach Anspruch 1, mit einer Textuπer- strecke, bestehend aus einem Lieferwerk 1 für die Zulieferung des Garnes, einer Texturierduse mit Druckluftzufuhr sowie einem Lieferwerk 2 unmittelbar nach der Texturierduse, wobei die Lieferwerke ausgelegt sind für eine Transportgeschwindig- keit von über 600 m/mιn., d ad u rc h g e ke n nze i ch n et, dass unmittelbar nach der Texturierduse, vor dem Lieferwerk 2 und/oder unmittelbar vor der Texturierduse nach dem Lieferwerk 1 eine Garnheizeinrichtung angeordnet ist.
8. Garnveredelungseinrichtung nach Anspruch 7, dadu rch geken nze i ch n et, dass sie für die Wärmebehandlung einen Behandlungskörper mit einer Durchlauf- Dampfkammer mit einer Garneιntrιtts-/Garnaustrιttsöffnung für den freien Garndurchlauf, sowie einen vorzugsweise grossquerschnittigen Dampfzufuhrkanal aufweist.
9. Garnveredelungseinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, d ad u rc h g e ke n nze i c h n et, dass in einem oder beiden Endbereichen der Dampfkammer eine, von der Garn- eintπtts- sowie Garnaustrittsöffnung getrennte Dampfabsaugόffnung angebracht ist.
10. Garnveredelungseinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, d ad urch g e ken nze i c h net, dass die Behandlungsduse und/oder die Durchlauf-Dampfkammer zweiteilig, und vorzugsweise als geschlossene Düse ausgebildet ist, wobei die Durchlauf-Dampfkammer in beiden Teilen etwa symmetrisch in beiden Dusenhalften etwa gleich ausgebildet ist
11 Verwendung einer Wärmebehandlung vor und/oder nach einer Texturierduse nach einem der Ansprüche 7 bis 10 mit Mach > 2 in dem Beschleunigungskanal
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