EP1146151B2 - Verfahren und Vorrichtung zum Spinnen und Kräuseln eines multifilen Fadens - Google Patents

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EP1146151B2
EP1146151B2 EP01107822.7A EP01107822A EP1146151B2 EP 1146151 B2 EP1146151 B2 EP 1146151B2 EP 01107822 A EP01107822 A EP 01107822A EP 1146151 B2 EP1146151 B2 EP 1146151B2
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EP
European Patent Office
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bundles
yarn
bundle
filament
partial
Prior art date
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Expired - Lifetime
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EP01107822.7A
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English (en)
French (fr)
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EP1146151A3 (de
EP1146151B1 (de
EP1146151A2 (de
Inventor
Mario Maranca
Frank Bäcker
Hans-Rochus Gross
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.)
Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Original Assignee
Oerlikon Textile GmbH and Co KG
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Publication date
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Application filed by Oerlikon Textile GmbH and Co KG filed Critical Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Publication of EP1146151A2 publication Critical patent/EP1146151A2/de
Publication of EP1146151A3 publication Critical patent/EP1146151A3/de
Publication of EP1146151B1 publication Critical patent/EP1146151B1/de
Application granted granted Critical
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G1/00—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics
    • D02G1/12—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics using stuffer boxes
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/22—Formation of filaments, threads, or the like with a crimped or curled structure; with a special structure to simulate wool
    • 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
    • D02G1/12—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics using stuffer boxes
    • D02G1/122—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics using stuffer boxes introducing the filaments in the stuffer box by means of a fluid jet
    • 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
    • D02G1/20—Combinations of two or more of the above-mentioned operations or devices; After-treatments for fixing crimp or curl

Definitions

  • the invention relates to a method for spinning and crimping a multifilament yarn according to the preamble of claim 1 and to an apparatus for carrying out the method according to the preamble of claim 10.
  • a crimped yarn For producing a crimped yarn, it is known to extrude a filament bundle consisting of a plurality of strand-like filaments from a thermoplastic melt by means of a spinning device.
  • the filament bundle is crimped after cooling by means of a crimping device.
  • the individual filaments of the filament bundle are deformed into loops and sheets, so that the thread formed from the filament bundle has a crimp.
  • the crimping device can be formed, for example, as a texturing nozzle, in which the filament bundle is dammed up by means of a conveying medium to form a yarn plug. Upon impact of the filament bundle on the yarn plug thus produce the desired loops and bows of individual filaments.
  • the filament bundle is guided through a hot medium and at the same time heated, so that a plastic deformation in the individual filaments of the filament bundle can take place. After cooling the yarn plug this is transferred by peeling in a crimped yarn, which is then wound up on a spool.
  • the curling of the thread is in this case in its intensity and stability in this case by the change in shape of the individual filaments, i. when using a texturing, influenced by the plug formation and by the thermal treatment of the yarn plug.
  • the temperature and the pressure of the conveyor and the residence time of the yarn plug during the thermal treatment parameters that significantly affect the crimping result are significantly affect the crimping result.
  • this object is achieved in that the filament bundle is divided before crimping by a release agent into a plurality of sub-bundles, that each sub-bundle is crimped separately and that the sub-bundles are brought together after crimping to the thread according to claim 1.
  • the inventive method and apparatus according to the invention are designed to produce a thread from a filament bundle of a monochrome polymer melt.
  • the invention is characterized in particular by the fact that the crimped thread receives a high crimp, which is increased over conventional crimped threads by at least 10%.
  • the process variant according to claim 2 is preferably used.
  • the number of filaments of each sub-beam is substantially equal and each sub-beam is crimped under substantially the same conditions.
  • the development of the invention in which a texturing nozzle is used for crimping, is characterized in particular by the fact that the residence time for the treatment of the yarn plug is substantially increased without reducing the spinning speed.
  • each partial bundle is pretreated under the same conditions.
  • the sub-bundles could receive at least one aftertreatment. Again, the aftertreatment is carried out under the same conditions, so that the filament strands of the crimped yarn have substantially the same properties.
  • the division of the filament bundle can be carried out both after the cooling of the filament bundle and before the cooling of the filament bundle. In the latter case, the separation of the filament bundle is achieved by a division within the spinneret.
  • a device with the features of claim 10 is proposed.
  • the division of the filament bundle is made in several sub-bundles by a release agent, which is arranged in the yarn path in front of the crimping device.
  • the crimping device consists of several identical texturing agents, each sub-bundle being associated with one of the texturing agents.
  • a bonding agent is provided between the crimping device and the winding device.
  • the release agent may be formed by a plurality of yarn guides, which are arranged within the cooling device or between the cooling device and the crimping device. However, it is also possible to form the release agent by a nozzle pitch, which is formed within the spinning device.
  • Texturing nozzles are preferably used as texturing means, in which the sub-bundle is guided via a delivery channel to a stuffer box in which the filaments are popped up to form a thread stopper. Due to the division of the filament bundle is achieved that due to the reduced number of individual filaments, a higher degree of loop and arches formation within the yarn plug can be achieved.
  • the yarn plugs can be guided for cooling on the circumference of a cooling drum.
  • Such cooling drums have a radial flow of cooling air, which penetrates the adjacent to the circumference of the cooling drum thread plug for cooling. This uniform and intensive cooling of all parallel to the circumference of the cooling drum thread stopper is achieved until reaching the dissolution point.
  • a swirling nozzle is preferably used, which leads the sub-bundles together in a thread channel, which is acted upon by an air jet such that the individual filaments of the sub-bundles engulf each other.
  • the invention is not limited to the individual treatment steps nor to the said treatment agents, since the division and the equal treatment during the crimping of the sub-bundles and the merging of all filaments into one thread are essential for the method.
  • a first embodiment of a device according to the invention for carrying out the method according to the invention is shown schematically.
  • the device has a spinning device 1, which is connected via a melt feed 2 to a melt generator, for example a pump or an extruder (not shown here).
  • the spinning device 1 has on the underside at least one spinneret 3.
  • the spinneret 3 has a plurality of nozzle bores through which the melt supplied to the spinning device 1 are extruded under pressure to a plurality of individual filaments of a filament bundle 5.
  • a cooling device 4 is provided, through which the filament bundle 5 is guided, so that the emerging at approximately melt temperature filament strands are cooled.
  • the cooling device 4 is shown here by way of example as a cross-flow blowing, in which a cooling air is blown substantially transversely to the filament bundle 5.
  • a release agent 6 is arranged in the outlet region of the cooling device 4.
  • the release agent 6 has two yarn guides 20.1 and 20.2, by which the filament bundle 5 is divided into two substantially equal part bundle 7.1 and 7.2.
  • the crimping device 8 has two texturing means, which is designed as a texturing nozzle 9 with two conveying channels 10.1 and 10.2 arranged parallel to one another and two compression chambers 11.1 and 11.2 formed parallel to one another.
  • a pumped medium is introduced from the outside under pressure at high speed, so that acts on the respectively guided in the delivery channel 10 sub-bundle 7, a tensile force in the thread running direction.
  • the compression chambers 11.1 and 11.2 are outside of the texturing 9 extended by concentric pipe sections 27.1 and 27.2 for guiding the yarn plugs 12.1 and 12.2.
  • the crimping device 8 is a composite 13 subordinate.
  • the composite means 13 is formed in the embodiment as a swirling nozzle 14.
  • the Verwirbelungsdüse 14 has a thread channel 15, in which the sub-beams 7.1 and 7.2 are performed together.
  • a compressed air jet is introduced substantially transversely to the thread running direction of the sub-bundle, so that takes place within the thread channel 15 an intensive turbulence of the individual filaments of the sub-beams 7.1 and 7.2.
  • the thread 16 formed by the sub-beams 7.1 and 7.2 is withdrawn from a take-up device 17.
  • the crimped thread 16 is wound into a coil 18.
  • a thermoplastic melt is supplied through the melt supply 2 of the spinning device 1.
  • the melt consists of a polymer, for example of a polyester, a polyamide or a polypropylene. In this case, components may be added to the melt in order to produce a monochrome thread.
  • the melt is extruded via the spinneret 3 under pressure to the filament bundle 5.
  • the filaments of the filament bundle 5 are divided by the separating means 6 into two substantially equal partial bundles 7.1 and 7.2.
  • the sub-beams 7.1 and 7.2 are guided by the yarn guides 20.1 and 20.2.
  • the sub-bundle 7.1 is fed into the drafting nozzle 9 via the conveying channel 10.1.
  • the sub-bundle is retracted 7.2 through the conveyor channel 10.2 in the Texutierdüse 9.
  • the sub-bundle 7.1 is dammed to the yarn plug 12.1 in the stuffer box 11.1.
  • the sub-bundle 7.2 is dammed parallel to the yarn plug 12.2 in the stuffer box 11.2.
  • the introduced to the delivery channels 10.1 and 10.2 conveying medium, preferably compressed air, under the same conditions, in particular under the same pressure and the same temperature supplied, so that each of the sub-bundles is dammed under the same conditions to a yarn plug.
  • the individual filaments of the partial bundles 7.1 and 7.2 are deposited and compacted in loops and sheets.
  • the yarn plug 12.1 and 12.2 can be heated within the stuffer box 11.1 and 11.2.
  • the yarn plugs 12.1 and 12.2 are dissolved at the end of the staggered through the pipe sections 27.1 and 27.2 compression chambers 11.1 and 11.2, wherein the sub-beams have 7.1 and 7.2 crimped individual filaments.
  • the sub-beams 7.1 and 7.2 are brought together and swirled within the swirl nozzle 14 to a thread 16.
  • the thread 16 is wound in the winding device 17 to the coil 18.
  • a thread is produced whose individual filaments have a very uniform and intensive crimping.
  • Such threads are characterized by a crimp, which are compared to known methods by 10 to 20% higher.
  • the crimping of the filaments can be improved by pretreating the partial bundles 7.1 and 7.2 before crimping.
  • the pre-treatment means 19.1 and 19.2 could, for example, be formed by a further swirling nozzle. It is essential here that the partial bundles 7.1 and 7.2 each receive the same pretreatment, so that the thread 16 likewise receives a uniform filament structure.
  • Fig. 2 a further embodiment of the device according to the invention for carrying out the method according to the invention is shown.
  • the components of the same function are provided with identical reference numerals.
  • the device has a spinning device 1, which is connected via a melt feed 2 with a melt generator. On the underside of the spinning device, a spinneret 3 and a release agent 6 are arranged.
  • the release agent 6 is formed as a nozzle pitch 21 in the spinneret 3, through which a division of the filament bundle 5 is achieved.
  • the spinneret 3 thus extrudes a plurality of filaments, which are extruded in equal parts in a sub-beam 7.1 and a sub-beam 7.2.
  • a cooling device 4 is provided, which is identical to the previous example. In that regard, reference is made to the previous embodiment.
  • the crimping device 8 has two texturing agents 9.1 and 9.2.
  • the texturing means 9.1 and 9.2 are each designed as a separate texturing nozzle, each having a thread channel and a stuffer box.
  • the sub-beams 7.1 and 7.2 are heated immediately prior to formation of the yarn plug.
  • a hot medium could be used in the texturing 9.1 and 9.2. Both partial bundles 7.1 and 7.2 are heated to a substantially identical temperature.
  • the texturing means 9.1 and 9.2 are followed by a cooling drum 22.
  • the cooling drum 22 has on the circumference two parallel running tracks 23.1 and 23.2.
  • the tracks 23.1 and 23.2 are permeable to air, so that an air stream formed in the interior of the cooling drum 22 is guided radially outwardly through the thread plugs 12.1 and 12.2 guided in the tracks 23.1 and 23.2.
  • both yarn plugs 12.1 and 12.2 are cooled uniformly.
  • the partial bundles 7.1 and 7.2 are drawn off by a take-off means 24 and fed to a composite means 13.
  • the withdrawal means 24 could be formed for example by a driven galette.
  • the partial bundles 7.1 and 7.2 are brought together to form the thread 16.
  • the thread 16 is withdrawn by a conveyor 13 downstream of the conveyor means 25 and guided to the winding device 17.
  • the crimped thread 16 is then wound into a coil 18.
  • the composite could also be formed as a swirl nozzle. It is particularly advantageous if the conveyor 25 leads the sub-beams 7.1 and 7.2 with flow to the composite means 13 in order to obtain an intensive mixing of the individual filaments of the sub-beams 7.1 and 7.2. To improve the mixing of the individual filaments within the thread 16, a further treatment of the thread in the form of a swirling could take place immediately before the winding. This is in Fig. 2 in the thread running direction immediately before the take-up device 17 a Verwirbelungsdüse 26 shown in dashed lines.
  • FIGS. 1 and 2 illustrated embodiments for carrying out the method are exemplary in their arrangement and their choice of components.
  • further pre-treatment or post-treatment steps may be introduced to obtain, for example, stretching or partial stretching of the sub-bundles or thread.
  • shape changes of the filaments of the sub-beams can be generated by texturing in the form of twist or Zwirngebern.
  • the division of the filament bundles into two sub-bundles is exemplary. To intensify the crimping more than two sub-bundles can be parallel curled next to each other and then merged into a thread. It is essential here that the treatment of the partial bundles is carried out under the same conditions in order to obtain a thread having a uniform filament structure from a monochrome polymer melt.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Spinnen und Kräuseln eines multifilen Fadens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
  • Zur Herstellung eines gekräuselten Fadens ist es bekannt, ein aus einer Vielzahl von strangförmigen Filamenten bestehendes Filamentbündel mittels einer Spinneinrichtung aus einer thermoplastischen Schmelze zu extrudieren. Das Filamentbündel wird nach einer Abkühlung mittels einer Kräuseleinrichtung gekräuselt. Hierbei werden die einzelnen Filamente des Filamentbündels zu Schlingen und Bögen verformt, so daß der aus dem Filamentbündel gebildete Faden eine Kräuselung aufweist. Um eine derartige Formänderung der Filamente des Filamentbündels zu erreichen, läßt sich die Kräuseleinrichtung beispielsweise als eine Texturierdüse ausbilden, in welcher das Filamentbündel mittels eines Fördermediums zu einem Fadenstopfen aufgestaut wird. Bei Auftreffen des Filamentbündels auf den Fadenstopfen entstehen somit die gewünschten Schlingen und Bögen der Einzelfilamente. Um eine möglichst stabile Kräuselung zu erreichen, wird das Filamentbündel dabei durch ein heißes Fördermedium geführt und gleichzeitig erwärmt, so daß eine plastische Formänderung in den einzelnen Filamenten des Filamentbündels stattfinden kann. Nach Abkühlung des Fadenstopfens wird dieser durch Abziehen in einen gekräuselten Faden überführt, der anschließend auf eine Spule aufgewickelt wird.
  • Die Kräuselung des Fadens wird in ihrer Intensität und Stabilität hierbei maßgeblich durch die Formänderung der einzelnen Filamente, d.h. bei Verwendung einer Texturierdüse, durch die Stopfenbildung und durch die thermische Behandlung des Fadenstopfens beeinflußt. Somit sind neben der Temperatur und dem Druck des Fördermittels auch die Verweilzeit des Fadenstopfens während der thermischen Behandlung Parameter, die das Kräuselungsergebnis maßgeblich beeinflussen.
  • So sind beispielsweise aus der DE 196 13 177 ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt, bei welchen die Filamente des zu einem Fadenstopfen geführten Filamentbündels vor Auflösung zu dem gekräuselten Faden durch eine extrem lange Kühlstrecke geführt werden. Hierbei besteht jedoch grundsätzlich das Problem, daß bei einer höheren Anzahl von einzelnen Filamenten innerhalb des Filamentbündels eine gleichmäßige Behandlung sowohl bei der Bildung der Schlingen und Bögen als auch bei der Erwärmung und Abkühlung aller Filamente des Filamentbündels nicht gewährleistet ist.
  • Demgemäß ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Spinnen und Kräuseln eines multifilen Fadens zu schaffen, die die Herstellung eines qualitativ hochwertigen gekräuselten Fadens mit stabiler und gleichmäßiger Kräuselung der Filamente ermöglichen.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Filamentbündel vor dem Kräuseln durch ein Trennmittel in mehrere Teilbündel geteilt wird, daß jedes Teilbündel separat gekräuselt wird und daß die Teilbündel nach dem Kräuseln zu dem Faden zusammengeführt werden gemäß Anspruch 1.
  • Die Erfindung wurde auch nicht durch die bekannten Verfahren und Vorrichtungen aus der EP 0 861 931 und EP 0 784 109 nahegelegt, da die bekannten Verfahren und Vorrichtungen ausschließlich die Herstellung eines Verbundfadens aus mehreren Teilfäden betrifft. Jeder der Teilfäden ist in seinem Polymer, seiner Farbe und/oder in seiner Behandlung unterschiedlich. Dabei wird jeder Teilfaden jeweils aus einem Filamentbündel gebildet. Jedes Filamentbündel erhält eine individuelle Behandlung. Demgegenüber sind das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung darauf ausgerichtet, einen Faden aus einem Filamentbündel einer einfarbigen Polymerschmelze herzustellen. Dabei zeichnet sich die Erfindung besonders dadurch aus, daß der gekräuselte Faden eine hohe Einkräuselung erhält, die gegenüber herkömmlich gekräuselten Fäden um mindestens 10 % erhöht ist. Durch die Aufteilung des Filamentbündels in mehrere Teilbündel werden die einzelnen Filamente beim Kräuseln besonders intensiv behandelt. Die hohe Einkräuselung bewirkt eine besonders große Bauschigkeit des Fadens, die sich insbesondere bei Garnen zur Herstellung von Teppichen auszeichnet.
  • Um eine gleichmäßige Behandlung aller einzelnen Filamente des Filamentbündels zu gewährleisten, wird die Verfahrensvariante gemäß Anspruch 2 bevorzugt verwendet. Hierbei ist die Anzahl der Filamente jedes Teilbündels im wesentlichen gleich und jedes Teilbündel wird unter im wesentlichen gleichen Bedingungen gekräuselt.
  • Die Weiterbildung der Erfindung, bei welcher zur Kräuselung eine Texturierdüse eingesetzt wird, zeichnet sich besonders dadurch aus, daß die Verweilzeit zur Behandlung des Fadenstopfens wesentlich erhöht wird, ohne die Spinngeschwindigkeit zu reduzieren.
  • Insbesondere beim Abkühlen der Fadenstopfen läßt sich damit selbst bei kurzer Kühlstrecke eine intensive Abkühlung erreichen, die bei Auflösung des Fadenstopfens eine hinreichend niedrige Temperatur der Einzelfilamente gewährleistet. Damit bleiben die in den Einzelfilamenten eingeprägten Schlingen und Bögen auch bei sehr hohen Abzugsgeschwindigkeiten erhalten.
  • Bei der Herstellung des gekräuselten Fadens besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Teilbündel nach dem Abkühlen und vor dem Kräuseln zumindest in einer Stufe vorzubehandeln. Die Vorbehandlung läßt sich beispielsweise durch eine Verwirbelung oder eine Falschdrehung an den Teilbündeln ausführen. Wesentlich hierbei ist jedoch, daß jedes Teilbündel unter gleichen Bedingungen vorbehandelt wird.
  • Ebenfalls könnten die Teilbündel nach dem Kräuseln und vor dem Zusammenführen zumindest eine Nachbehandlung erhalten. Auch hierbei wird die Nachbehandlung unter gleichen Bedingungen ausgeführt, so daß die Filamentstränge des gekräuselten Fadens im wesentlichen gleiche Eigenschaften aufweisen.
  • Die Teilung des Filamentbündels kann sowohl nach dem Abkühlen des Filamentbündels als auch vor dem Abkühlen des Filamentbündels erfolgen. Im letzteren Fall wird die Trennung des Filamentbündels durch eine Teilung innerhalb der Spinndüse erreicht.
  • Um die einzelnen Filamente der Teilbündel nach der Kräuselung zu dem gekräuselten Faden zusammenzuführen, wird gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, die Teilbündel durch eine Verwirbelung zu dem Faden zusammenzuführen. Damit wird gleichzeitig ein hoher Fadenschluß erreicht.
  • Zur Durchführung des Verfahrens wird eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 10 vorgeschlagen. Dabei wird die Teilung des Filamentbündels in mehrere Teilbündel durch ein Trennmittel vorgenommen, das im Fadenlauf vor der Kräuseleinrichtung angeordnet ist. Die Kräuseleinrichtung besteht aus mehreren gleichen Texturiermitteln, wobei jedem Teilbündel einer der Texturiermittel zugeordnet ist. Um die Teilbündel zu dem gekräuselten Faden zusammenzuführen, ist zwischen der Kräuseleinrichtung und der Aufwickeleinrichtung ein Verbundmittel vorgesehen.
  • Das Trennmittel kann durch mehrere Fadenführer gebildet sein, welche innerhalb der Kühleinrichtung oder zwischen der Kühleinrichtung und der Kräuseleinrichtung angeordnet sind. Es ist jedoch auch möglich, das Trennmittel durch eine Düsenteilung zu bilden, welche innerhalb der Spinneinrichtung ausgebildet ist.
  • Als Texturiermittel werden bevorzugt Texturierdüsen verwendet, bei welchen das Teilbündel über einen Förderkanal zu einer Stauchkammer geführt wird, in welcher die Filamente zu einem Fadenstopfen aufgestaucht werden. Durch die Teilung des Filamentbündels wird dabei erreicht, daß aufgrund der verringerten Anzahl der einzelnen Filamente ein höherer Grad an Schlingen- und Bögenbildung innerhalb des Fadenstopfens erreichbar ist.
  • Da zur Bildung des Fadenstopfens vorzugsweise heiße Fördermedien in der Texturierdüse eingesetzt werden, können die Fadenstopfen zur Abkühlung am Umfang einer Kühltrommel geführt werden. Derartige Kühltrommeln weisen einen radialen Kühlluftstrom auf, der den am Umfang der Kühltrommel anliegenden Fadenstopfen zur Abkühlung durchdringt. Damit wird bis zur Erreichung des Auflösepunktes eine gleichmäßige und intensive Abkühlung aller am Umfang der Kühltrommel parallel verlaufenden Fadenstopfen erreicht.
  • Als Verbundmittel wird vorzugsweise eine Verwirbelungsdüse verwendet, welche die Teilbündel gemeinsam in einen Fadenkanal führt, welcher mit einem Luftstrahl derart beaufschlagt ist, daß die einzelnen Filamente der Teilbündel sich miteinander verschlingen.
  • Die Erfindung ist weder auf die einzelnen Behandlungsschritte noch auf die genannten Behandlungsmittel beschränkt, da wesentlich für das Verfahren die Teilung sowie die Gleichbehandlung beim Kräuseln der Teilbündel sowie das Zusammenführen aller Filamente zur einem Faden ist.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung näher beschrieben, außerdem werden weitere Vorteile genannt.
  • Es stellen dar:
    • Fig. 1
    schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
    Fig. 2
    schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
  • In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch dargestellt. Die Vorrichtung weist eine Spinneinrichtung 1 auf, die über eine Schmelzezuführung 2 mit einem Schmelzeerzeuger, beispielsweise einer Pumpe oder einem Extruder (hier nicht dargestellt), verbunden ist. Die Spinneinrichtung 1 besitzt auf der Unterseite zumindest eine Spinndüse 3. Die Spinndüse 3 besitzt eine Vielzahl von Düsenbohrungen, durch welche die der Spinneinrichtung 1 zugeführte Schmelze unter Druck zu einer Vielzahl von einzelnen Filamenten eines Filamentbündels 5 extrudiert werden. Unterhalb der Spinneinrichtung 1 ist eine Kühleinrichtung 4 vorgesehen, durch welche das Filamentbündel 5 geführt wird, so daß die mit annähernd Schmelzetemperatur austretenden Filamentstränge abgekühlt werden. Die Kühleinrichtung 4 ist hierbei beispielhaft als eine Querstromanblasung dargestellt, bei welcher eine Kühlluft im wesentlichen quer auf das Filamentbündel 5 geblasen wird.
  • Im Auslaßbereich der Kühleinrichtung 4 ist ein Trennmittel 6 angeordnet. Das Trennmittel 6 besitzt zwei Fadenführer 20.1 und 20.2, durch welche das Filamentbündel 5 in zwei im wesentlichen gleich große Teilbündel 7.1 und 7.2 geteilt wird.
  • Unterhalb der Kühleinrichtung 4 ist eine Kräuseleinrichtung 8 vorgesehen. Die Kräuseleinrichtung 8 weist zwei Texturiermittel auf, die als eine Texturierdüse 9 mit zwei parallel nebeneinander angeordneten Förderkanälen 10.1 und 10.2 sowie zwei parallel nebeneinander ausgebildeten Stauchkammern 11.1 und 11.2 ausgebildet ist. In den Förderkanälen 10.1 und 10.2 wird von außen ein Fördermedium unter Druck mit hoher Geschwindigkeit eingeleitet, so daß an den jeweils in dem Förderkanal 10 geführten Teilbündel 7 eine Zugkraft in Fadenlaufrichtung wirkt. Die Stauchkammern 11.1 und 11.2 sind außerhalb der Texturierdüse 9 durch konzentrisch angesetzte Rohrstücke 27.1 und 27.2 zur Führung der Fadenstopfen 12.1 und 12.2 verlängert.
  • Der Kräuseleinrichtung 8 ist ein Verbundmittel 13 nachgeordnet. Das Verbundmittel 13 ist bei dem Ausführungsbeispiel als eine Verwirbelungsdüse 14 ausgebildet. Die Verwirbelungsdüse 14 besitzt einen Fadenkanal 15, in welchem die Teilbündel 7.1 und 7.2 gemeinsam geführt werden. In dem Fadenkanal 15 wird ein Druckluftstrahl im wesentlichen quer zur Fadenlaufrichtung der Teilbündel eingeleitet, so daß innerhalb des Fadenkanals 15 eine intensive Verwirbelung der einzelnen Filamente der Teilbündel 7.1 und 7.2 stattfindet. Auf der Auslaßseite des Verbundmittels 13 wird der durch die Teilbündel 7.1 und 7.2 gebildete Faden 16 von einer Aufwickeleinrichtung 17 abgezogen. In der Aufwickeleinrichtung 17 wird der gekräuselte Faden 16 zu einer Spule 18 aufgespult.
  • Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird eine thermoplastische Schmelze durch die Schmelzezuführung 2 der Spinneinrichtung 1 zugeführt. Die Schmelze besteht aus einem Polymer, beispielsweise aus einem Polyester, einem Polyamid oder einem Polypropylene. Dabei können der Schmelze Komponenten beigemengt sein, um einen einfarbigen Faden herzustellen. Die Schmelze wird über die Spinndüse 3 unter Druck zu dem Filamentbündel 5 extrudiert. Die Filamente des Filamentbündels 5 werden nach Abkühlung in der Kühleinrichtung 4 durch das Trennmittel 6 in zwei im wesentlichen gleiche Teilbündel 7.1 und 7.2 aufgeteilt. Hierzu werden die Teilbündel 7.1 und 7.2 durch die Fadenführer 20.1 und 20.2 geführt. Das Teilbündel 7.1 wird über den Förderkanal 10.1 in die Texutierdüse 9 eingezogen. Ebenso wird das Teilbündel 7.2 durch den Förderkanal 10.2 in die Texutierdüse 9 eingezogen. Innerhalb der Texutierdüse 9 wird das Teilbündel 7.1 zu dem Fadenstopfen 12.1 in der Stauchkammer 11.1 aufgestaut. Das Teilbündel 7.2 wird parallel zu dem Fadenstopfen 12.2 in der Stauchkammer 11.2 aufgestaut. Hierbei wird das an die Förderkanäle 10.1 und 10.2 eingeleitete Fördermedium, vorzugsweise Druckluft, unter gleichen Bedingungen, insbesondere unter gleichem Druck und gleicher Temperatur, zugeführt, so daß jedes der Teilbündel unter gleichen Bedingungen zu einem Fadenstopfen aufgestaut wird. Bei Bildung der Fadenstopfen 12.1 und 12.2 werden die einzelnen Filamente der Teilbündel 7.1 und 7.2 in Schlingen und Bögen abgelegt und kompaktiert. Zur Intensivierung einer Kräuselung können dabei die Fadenstopfen 12.1 und 12.2 innerhalb der Stauchkammer 11.1 und 11.2 erwärmt werden. Die Fadenstopfen 12.1 und 12.2 werden am Ende der durch die Rohrstücke 27.1 und 27.2 verlängerten Stauchkammern 11.1 und 11.2 aufgelöst, wobei die Teilbündel 7.1 und 7.2 gekräuselte einzelne Filamente aufweisen. Die Teilbündel 7.1 und 7.2 werden zusammengeführt und innerhalb der Verwirbelungsdüse 14 zu einem Faden 16 verwirbelt. Der Faden 16 wird in der Aufwickeleinrichtung 17 zu der Spule 18 aufgewickelt.
  • Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird ein Faden hergestellt, dessen einzelne Filamente eine sehr gleichmäßige und intensive Einkräuselung besitzen. Derartige Fäden zeichnen sich durch eine Kräuselung aus, die im Vergleich zu bekannten Verfahren um 10 bis 20% höher liegen. Die Einkräuselung der Filamente läßt sich dadurch verbessern, daß die Teilbündel 7.1 und 7.2 vor dem Kräuseln vorbehandelt werden. Hierzu ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 jeweils ein Vorbehandlungsmittel 19.1 und 19.2 der Kräuseleinrichtung 8 vorgeordnet. Die Vorbehandlungsmittel 19.1 und 19.2 könnten beispielsweise durch eine weitere Verwirbelungsdüse gebildet werden. Wesentlich hierbei ist, daß die Teilbündel 7.1 und 7.2 jeweils eine gleiche Vorbehandlung erhalten, so daß der Faden 16 ebenfalls eine gleichmäßige Filamentstruktur erhält.
  • In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Die Bauteile gleicher Funktion sind mit identischen Bezugszeichen versehen.
  • Die Vorrichtung besitzt eine Spinneinrichtung 1, die über eine Schmelzezuführung 2 mit einem Schmelzeerzeuger verbunden ist. Auf der Unterseite der Spinneinrichtung sind eine Spinndüse 3 und ein Trennmittel 6 angeordnet. Das Trennmittel 6 ist als eine Düsenteilung 21 in der Spinndüse 3 ausgebildet, durch welche eine Teilung des Filamentbündels 5 erreicht wird. Die Spinndüse 3 extrudiert somit eine Vielzahl von Filamenten, die zu gleichen Teilen in einem Teilbündel 7.1 und einem Teilbündel 7.2 extrudiert werden.
  • Unterhalb der Spinneinrichtung ist eine Kühleinrichtung 4 vorgesehen, die identisch zu dem vorhergehenden Beispiel ausgeführt ist. Insoweit wird auf das vorhergehende Ausführungsbeispiel Bezug genommen. Im Fadenlauf ist der Kühleinrichtung 4 eine Kräuseleinrichtung 8 nachgeordnet. Die Kräuseleinrichtung 8 besitzt zwei Texturiermittel 9.1 und 9.2. DieTexturiermittel 9.1 und 9.2 sind jeweils als eine separate Texturierdüse mit jeweils einem Fadenkanal und einer Stauchkammer ausgebildet. Hierbei werden die Teilbündel 7.1 und 7.2 unmittelbar vor Bildung des Fadenstopfens erwärmt. Hierzu könnte ein heißes Fördermedium in den Texturiermitteln 9.1 und 9.2 eingesetzt werden. Dabei werden beide Teilbündel 7.1 und 7.2 auf eine im wesentlichen gleiche Temperatur erwärmt. Zur Abkühlung der Fadenstopfen 12.1 und 12.2 ist den Texturiermitteln 9.1 und 9.2 eine Kühltrommel 22 nachgeordnet. Die Kühltrommel 22 weist am Umfang zwei parallel verlaufende Laufspuren 23.1 und 23.2 auf. Die Laufspuren 23.1 und 23.2 sind luftdurchlässig ausgebildet, so daß ein im Innern der Kühltrommel 22 gebildeter Luftstrom radial nach außen durch die in den Laufspuren 23.1 und 23.2 geführten Fadenstopfen 12.1 und 12.2 geführt wird. Damit werden beide Fadenstopfen 12.1 und 12.2 gleichmäßig abgekühlt. Zur Auflösung der Fadenstopfen 12.1 und 12.2 werden die Teilbündel 7.1 und 7.2 durch ein Abzugsmittel 24 abgezogen und einem Verbundmittel 13 zugeführt. Das Abzugmittel 24 könnte beispielsweise durch eine angetriebene Galette gebildet werden. Innerhalb des Verbundmittels 13 werden die Teilbündel 7.1 und 7.2 zu dem Faden 16 zusammengeführt. Der Faden 16 wird durch ein dem Verbundmittel 13 nachgeordnetes Fördermittel 25 abgezogen und zur Aufwickeleinrichtung 17 geführt. In der Aufwickeleinrichtung 17 wird sodann der gekräuselte Faden 16 zu einer Spule 18 aufgespult.
  • Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel könnte das Verbundmittel ebenfalls als eine Verwirbelungsdüse ausgebildet sein. Dabei ist besonders vorteilhaft, wenn das Fördermittel 25 die Teilbündel 7.1 und 7.2 mit Vorlauf zum Verbundmittel 13 führt, um eine intensive Vermischung der einzelnen Filamente der Teilbündel 7.1 und 7.2 zu erhalten. Zur Verbesserung der Vermischung der einzelnen Filamente innerhalb des Fadens 16 könnte unmittelbar vor der Aufwicklung eine weitere Behandlung des Fadens in Form einer Verwirbelung stattfinden. Hierzu ist in Fig. 2 in Fadenlaufrichtung unmittelbar vor der Aufwickeleinrichtung 17 eine Verwirbelungsdüse 26 gestrichelt dargestellt.
  • Die in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele zur Durchführung des Verfahrens sind in ihrer Anordnung und ihrer Wahl der Bauteile beispielhaft. So können weitere Vorbehandlungs- oder Nachbehandlungsstufen eingeführt werden, um beispielsweise ein Verstrecken oder Teilverstrecken der Teilbündel oder des Fadens zu erhalten. Ebenso können die Formänderungen der Filamente der Teilbündel durch Texturiermittel in Form von Drall- oder Zwirngebern erzeugt werden. Ebenso ist die Aufteilung der Filamentbündel in zwei Teilbündel beispielhaft. Zur Intensivierung der Kräuselung können auch mehr als zwei Teilbündel parallel nebeneinander gekräuselt und anschließend zu einem Faden zusammengeführt werden. Wesentlich hierbei ist, daß die Behandlung der Teilbündel unter gleichen Bedingungen ausgeführt wird, um einen Faden mit gleichmäßiger Filamentstruktur aus einer einfarbigen Polymerschmelze zu erhalten.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Spinneinrichtung
    2
    Schmelzezuführung
    3
    Spinndüse
    4
    Kühleinrichtung
    5
    Filamentbündel
    6
    Trennmittel
    7
    Teilbündel
    8
    Kräuseleinrichtung
    9
    Texturierdüse, Texturiermittel
    10
    Förderkanal
    11
    Stauchkammer
    12
    Fadenstopfen
    13
    Verbundmittel
    14
    Verwirbelungsdüse
    15
    Fadenkanal
    16
    Faden
    17
    Aufwickeleinrichtung
    18
    Spule
    19
    Vorbehandlungsmittel
    20
    Fadenführer
    21
    Düsenteilung
    22
    Kühltrommel
    23
    Laufspur
    24
    Abzugmittel
    25
    Fördermittel
    26
    Verwirbelungsdüse
    27
    Rohrstück

Claims (15)

  1. Verfahren zum Spinnen und Kräuseln eines multifilen Fadens mit einer Spinneinrichtung, wobei die Spinneinrichtung auf einer Unterseite zumindest eine Spinndüse aufweist, bei welchem durch eine Spinndüse aus einer einfarbigen thermoplastischen Schmelze ein aus einer Vielzahl von strangförmigen Filamenten bestehendes Filamentbündel extrudiert wird, und bei welchem das Filamentbündel abgekühlt, gekräuselt und als ein Faden zu einer Spule aufgewickelt wird,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das Filamentbündel der einen Spinndüse vor dem Kräuseln durch ein Trennmittel in mehrere Teilbündel geteilt wird,
    daß jedes Teilbündel separat gekräuselt wird, und daß die Teilbündel nach dem Kräuseln zu dem Faden zusammengeführt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Anzahl der Filamente jedes Teilbündels im wesentlichen gleich ist und daß jedes Teilbündel unter im wesentlichen gleichen Bedingungen gekräuselt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    jedes Teilbündel zum Kräuseln durch jeweils eine Texturierdüse zu einem Fadenstopfen gestaucht wird, daß die Fadenstopfen getrennt voneinander zu jeweils einem gekräuselten Teilbündel aufgelöst werden, und daß die Teilbündel nach dem Auflösen der Fadenstopfen zu dem Faden zusammengeführt werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Teilbündel innerhalb der Texturierdüse erwärmt werden und daß die Fadenstopfen außerhalb der Texturierdüse abgekühlt werden.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    jedes der Teilbündel nach dem Abkühlen und vor dem Kräuseln zumindest eine Vorbehandlung erhält.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    jedes der Teilbündel nach dem Kräuseln und vor dem Zusammenführen zumindest eine Nachbehandlung erhält.
  7. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das Filamentbündel nach dem Abkühlen oder während des Abkühlens in zumindest zwei gleiche Teilbündel geteilt wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das Filamentbündel vor dem Abkühlen in zumindest zwei gleiche Teilbündel geteilt wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Teilbündel durch eine Verwirbelung zu dem Faden zusammengeführt werden.
  10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit einer Spinneinrichtung (1), die auf einer Unterseite zumindest eine Spinndüse (3) aufweist, wobei durch eine Spinndüse(3) ein aus einer Vielzahl strangförmiger Filamente bestehendes Filamentbündels (5) spinnbar ist, mit einer Kühleinrichtung (4) zur Kühlung der Filamente, mit einer Kräuseleinrichtung (8) zur Kräuselung der Filamente und mit einer Aufwickeleinrichtung (17) zum Aufspulen eines Fadens (16) zu einer Spule (18),
    dadurch gekennzeichnet, daß
    ein Trennmittel (6) zur Teilung des Filamentbündels (5) der einen Spinndüse (3) in mehrere Teilbündel (7.1, 7.2) im Fadenlauf vor der Kräuseleinrichtung (8) vorgesehen ist, daß die Kräuseleinrichtung (8) mehrere parallel nebeneinander angeordnete Texturiermittel (9) aufweist, wobei jedem Teilbündel (7) eines der Texturiermittel (9) zugeordnet ist, und daß zwischen der Kräuseleinrichtung (8) und der Aufwickeleinrichtung (17) ein Verbundmittel (13) zum Zusammenführen der Teilbündel (7.1, 7.2) angeordnet ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das Trennmittel (6) durch mehrere Fadenführer (20.1, 20.2) gebildet ist, welche innerhalb der Kühleinrichtung (4) oder zwischen der Kühleinrichtung (4) und der Kräuseleinrichtung (8) angeordnet sind.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das Trennmittel (6) durch eine Düsenteilung (21) gebildet ist, welche innerhalb der Spinneinrichtung (1) ausgebildet ist.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Texturiermittel (9) als zumindest eine Texturierdüse mit einem Förderkanal (10) pro Teilbündel und einer Stauchkammer (11) pro Teilbündel ausgebildet sind, wobei die Stauchkammern (11) zur Erzeugung mehrerer Fadenstopfen parallel nebeneinander angeordnet sind.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    den Texturierdüsen (9.1, 9.2) eine Kühltrommel (22) nachgeordnet ist, welche für jeden Fadenstopfen (12.1, 12.2) eine am Umfang ausgebildete Laufspur (23.1, 23.2) aufweist.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das Verbundmittel (13) als eine Verwirbelungsdüse (14) ausgebildet ist, welche die Teilbündel (7.1, 7.2) gemeinsam in einem mit einem Luftstrahl beaufschlagten Fadenkanal (15) führt.
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