EP1456441B1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines schrumpfarmen glattgarns - Google Patents

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EP1456441B1
EP1456441B1 EP02735329A EP02735329A EP1456441B1 EP 1456441 B1 EP1456441 B1 EP 1456441B1 EP 02735329 A EP02735329 A EP 02735329A EP 02735329 A EP02735329 A EP 02735329A EP 1456441 B1 EP1456441 B1 EP 1456441B1
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EP
European Patent Office
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yarn
plug
relaxation
thread
medium
Prior art date
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EP02735329A
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EP1456441A2 (de
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Stefan Becker
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Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Original Assignee
Oerlikon Textile GmbH and Co KG
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Publication date
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    • D02G1/12—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics using stuffer boxes
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    • 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
    • D01D5/12—Stretch-spinning methods
    • D01D5/16—Stretch-spinning methods using rollers, or like mechanical devices, e.g. snubbing pins
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    • D02G1/12—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics using stuffer boxes
    • D02G1/127—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics using stuffer boxes including drawing or stretching on the same machine

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a low-shrink synthetic plain yarn according to the preamble of claim 1 and to an apparatus for carrying out the method according to the preamble of claim 10.
  • high tenacity smooth yarns used in the manufacture of PVC coated tarpaulins, conveyor belts, or V-belts are required to have little shrinkage later during heat processing.
  • the invention is characterized in that even at relatively high yarn speeds a Relaxier awareness with long residence times is possible.
  • the mulitifile thread is first stretched after melt spinning.
  • the thread is conveyed under the action of heat in the stuffer box and compressed there.
  • the plug is conveyed without tension through the relaxation device. Since the plug has a significantly larger diameter than the thread, the speed of stuffing is orders of magnitude lower than the feeding speed of the thread because of the continuity condition.
  • relatively high residence times can be achieved under high temperature and in a tension-free state.
  • the plain yarn Upon exiting the relaxation device, the plain yarn is pulled out of the plug under tension.
  • the yarn withdrawn here in the hot state from the relaxation and further processed with such high thread tension that no crimping remains in the yarn and thus a typical plain yarn is present.
  • polyester can be produced even at relatively low withdrawal voltage from the plug a plain yarn.
  • all polyester types are considered to be particularly suitable.
  • a hot medium is preferably used to convey the thread, which is guided by means of a delivery nozzle together with the thread in the stuffer box.
  • the medium can be formed from a hot air or a hot steam.
  • a process variant of the method according to the invention provides once again a post-stretching after relaxation. As a result, a latent residual crimp possibly still remaining in the yarn is broken down.
  • the step of pulling the plug apart is supplemented and secured by additional method steps. Due to fluctuations in yarn or process parameters, different sizes of incoming and outgoing yarn mass flows can occur. This is to the effect that the length of the plug may possibly increase or decrease continuously. Therefore, in this variant of the method, the position of the stopper end is sensed and intervened in a correcting manner to the temperature of the medium.
  • the speed of the godet pulling off the thread is acted upon alternatively or additionally. By this intervention, an immediate effect on the stopper length is achieved.
  • Characteristic of the invention is that the yarn speed in the yarn path behind the relaxation is less than the yarn speed in the yarn path before the relaxation.
  • the winding speed is again slightly higher than the thread speed behind the relaxation device. This results for the invention that the winding device is operated at a winding speed which is more than 85% of the peripheral speed of the last godet before the relaxation.
  • the method according to the invention can also be used for the production of 8 / ionofilaments, that is to say threads which consist only of one thick filament.
  • An apparatus for carrying out the method according to the invention consists of a spinning device in which the filaments are melt-spun, a Verstreclc featured in which the thread is stretched into a high-strength thread, a compression chamber as relaxation and a winding device.
  • the stuffer box is designed so that form as few loops and bows in the deposited filaments when upsetting the thread.
  • Essential here is the possibility that the tempered thread is guided stress-free in the stuffer box as a plug for a long residence time as long as possible, so that a very low-shrinkage smooth yarn is present after dissolution of the plug.
  • a Nachverstreckung is provided behind the relaxation, which raises the thread tension slightly to smooth the smooth yarn behind the stuffer box again.
  • this Nachverstreckungs is formed from a pair of godets, which cooperates with the winding device.
  • two Galettenduos be used, the second pair of godets is operated at a slightly higher speed, so that a yarn tension is built up.
  • godets with overflow rollers can also be used.
  • the relaxation device preferably has a delivery nozzle which is connected to a medium source and is acted upon by a hot medium.
  • the thread can thus be heated, for example, by hot air or hot steam and promote.
  • a first embodiment of the device according to the invention is shown schematically, to which the inventive method is applied.
  • the device has a spinning device which is formed by a spinning head 1 and a plurality of spinning nozzles 15.
  • the spinning head 1 is connected by a melt inlet 29 with a melt source, not shown here, for example, with an extruder.
  • a plurality of spinnerets 15 are mounted, each containing a plurality of spinneret holes, through which each a filament bundle 2 is extruded.
  • four spinnerets 1 are shown by way of example.
  • the filament bundle 2 is cooled after extrusion by a cooling air 3, wetted in a preparation device 4 with a preparation and combined to form a thread 5.
  • the yarn 5 After the yarn 5 is formed, it is first pulled off a godet 6, which cooperates with an overflow roller 25. It is common that on such spinning plants several threads are made in a parallel process and are treated in parallel on the same godets. In the following description, the devices of the device and the method for simplifying a thread will be described.
  • the thread 5 After the godet 6 of the thread 5 is guided to a drawing device, which is formed by several Galettenduos 7.1, 7.2 and 7.3. In this case, the thread 5 is first stretched between two heated godet duos 7.1 and 7.2 in a first draw zone 8.1 and then between two heated godet ducks 7.2 and 7.3 in a second draw zone 8.2. After this treatment, the thread 5 has reached a high strength. He has, however, the desire to shrink under the influence of temperature. This is especially in the cases mentioned where the threads in the subsequent processing with hot coating materials be sheathed, undesirable. Therefore, the thread 5 is guided in a subsequent relaxation zone 16 with a relaxation device 9. Under temperature and in a tension-free state, the thread 5 in the relaxation device 9 is given the opportunity to relax, ie to reduce its shrinkage tendency. The thread shortens, depending on polymer and process parameters, by about 13%.
  • the thread 5 is upset within the relaxation device 9, which is described in detail in Figure 2, to a stopper.
  • the relaxation device 9 which is described in detail in Figure 2, to a stopper.
  • a NachverSCHincardi 21 is provided, which is formed in this embodiment by another Galettendo 7.4.
  • the plain yarn 22 is wound by means of a winding device 10 to form a coil 26. Since, after the relaxation device 9, in particular between Galettendo 7.4 and winding device 10, a higher yarn tension level prevails, any curl which may have remained behind in the yarn is reduced. This process is referred to in this context as Nachverstreckung.
  • the Nachverraceinides 21 could also be formed by a godet with an overflow roller. For re-stretching then act the godet and the Aufspulautoimmune together.
  • FIG. 2 shows in section a possible embodiment of a relaxation device 9 with the aid of which the method according to the invention can be realized.
  • the relaxation device 9 has a delivery nozzle 17 to which a heated medium 18 is supplied via a line 28.
  • the medium 18, which has been previously heated by heater 13, is passed into a thread channel 27 in order to convey the thread 5.
  • the thread channel 27 opens into a stuffer box 19 of the Relaxing device 9.
  • the thread 5 is guided to a stopper 20.
  • the thread loops which leads to a congestion and consequently to a compression, so that from the Faden5 the plug 20 is formed, which is slowly conveyed through the stuffer box 19 of the relaxation device 9.
  • a hot fluid such as hot air or steam is used as the conveying medium 18 to provide the thread with the temperature required for relaxation.
  • a hot fluid such as hot air or steam is used as the conveying medium 18 to provide the thread with the temperature required for relaxation.
  • a guide portion 23 of the stuffer box 19 a plurality of slots are introduced, through which the medium is discharged again.
  • the plug 20 then leaves via the outlet opening 24, the relaxation device 9 and is dissolved into the plain yarn 22.
  • the plain yarn 22 After leaving the relaxation device, the plain yarn 22, since it is then further promoted from the godet duo 7.4 shown in Figure 1 again at high speed, pulled out of the plug 20. Due to the high acceleration occurring occur inertial forces that cause tensile forces in the yarn and sufficiently stabilize the yarn. In this case, the speed at which the yarn is withdrawn, must be adjusted in such a way that the relaxation mass per unit time supplied yarn mass is identical to the discharged yarn mass.
  • FIG. 3 Another embodiment of the relaxation device 9 is shown, which would be used for example in a device according to Fig. 1 and which has a control of the plug formation.
  • You relaxation facility 9 is constructed substantially identical to the embodiment of FIG. 2, so that only the differences are listed below.
  • a sensor 11 is provided, which senses a plug growth or a plug fading.
  • the signaled value of the sensor 11 is compared in a comparator 30 with a desired value and supplied to a controller 12 in deviation.
  • the regulator 12 is connected to a heater 13 which heats the medium 18 supplied to the delivery nozzle 17. The heating of the medium 18 can thus be corrected by way of the regulator 12.
  • the controller 12 is also coupled to a godet drive 14 which drives the godet duo 7.4 Nachverskeinides 21. In addition, the rotational speed of the godet drive 7.4 driving the godet drive 14 can be corrected accordingly.
  • the relaxation device 9 shown in FIG. 3 can only be used in conjunction with a temperature control of the pumped medium or only with a speed control of the godet hood.
  • any relaxation device could be used in the apparatus of FIG. 1, in which the thread is guided by means of a conveying means within a stuffer box to a stopper and heated.
  • the thread By the Aufstauchung the thread can be sufficient even at high Fadengeschwindiglceiten To reach residence times for the relaxation of the thread.
  • the compression of the thread is preferably carried out with a low stuffing density in order to obtain a complete dissolution of the loops and loops in the filaments upon dissolution of the plug, so that after the dissolution of the yarn contains no crimp more.

Landscapes

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

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines schrumpfarmen synthetischen Glattgarns gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
  • Bei hochfesten Glattgarnen, die sie zum Beispiel zur Herstellung von PVCbeschichteten Planen, Förderbändern oder Keilriemen verwendet werden, wird gefordert, daß sie später während der Weiterverarbeitung unter Hitzeeinwirkung nur einen geringen Schrumpf aufweisen.
  • Daher wird bei der Herstellung dieser Glattgarne das Garn nach dem Schmelzspinnen und Verstrecken noch einmal erhöhter Temperatur und verminderter Spannung ausgesetzt damit das Garn relaxieren kann. Ein solches Verfahren ist in der EP 0 164 624 B1 beschrieben.
  • Es hat sich gezeigt, daß für den Schrumpf des Garnes beim Relaxieren die Parameter niedrige Fadenspannung, Temperatur und Zeit von Bedeutung sind. Mit der in der EP 0 164 624 B1 gezeigten Vorrichtung können gerade die Parameter Fadenspannung, Zeit und Teperatur nicht beliebig eingestellt werden Zum einen muß für einen sauberen Fadenlauf eine Mindestfadenspannung eingehalten werden. Zum anderen würde gerade bei hohen Fadengeschwindigkeiten eine lange Verweilzeit ein große Laufstrecke erfordern, die zudem bei sehr niedriger Fadenspannung leicht zu einem instabilen Fadenlauf führen kann. Ein Abbau des Schrumpfes im Garn auf der fertigen Spule kann dazu führen, daß nach dem Auf spulen derart hohe Kräfte in der Spule wirken, daß die Spule nicht mehr von dem Spanndorn genonunen werden kann.
  • Aus der EP-A-0801159 ist es auch bekannt, dass bei der Verwirbelung von Filamenten entstehende Schlaufen und Schlingen beim Relaxieren in späteren Erhitzungsstufen weitgehend beseitigt werden können, was bei der Herstellung von Glattgarnen Anwendung findet.
  • Aus der DE 101 00 762 A ist weiterhin bekannt, dass ein Faden zu einem kompakten Stopfen zusammengeführt und als solcher gefördert werden kann, wobei beim Auflösen des Stopfens durch Abkühlung eine permanente Kräuselung in dem Garn erzeugt wird.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, das bekannte Verfahren und die bekannte Vorrichtung dahingehend zu erweitern, daß bei einer möglichst geringen Fadenspannung hohe Verweilzeiten bei der Relaxierung erreicht werden.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 10 gelöst.
  • Vorteilhafte Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 bis 9 und vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen 11 bis 14 definiert.
  • Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß selbst bei relativ hohen Fadengeschwindigkeiten eine Relaxierbehandlung mit langen Verweilzeiten möglich ist.Dabei wird der mulitifile Faden nach dem Schmelzspinnen zunächst verstreckt. Für die anschließende Relaxierung wird der Faden in einer Relaxiereinrichtung mit einer Stauchkammer zu einem Stopfen gestaucht. Dazu wird der Faden unter Einwirkung von Wärme in die Stauchkammer gefördert und dort gestaucht. Durch den kontinuierlich zugeförderten Faden wird der Stopfen zugspannungsfrei durch die Relaxiereinrichtung gefördert. Da der Stopfen einen deutlich höheren Durchmesser aufweist als der Faden ist aufgrund der Kontinuitätsbedingung die Geschwindigkeit des Stopfens um Größenordnungen niedriger als die Zuführgeschwindigkeit des Fadens. Somit können auch mit kurzen Führungslängen der Relaxiereinrichtung relativ hohe Verweilzeiten unter hoher Temperatur und in einem zugspannungsfreien Zustand erreicht werden. Beim Austritt aus der Relaxiereinrichtung wird das Glattgarn unter Spannung aus dem Stopfen gezogen. Dabei wird im Gegensatz zu einer Kräuseleinrichtung, wo in der Regel der Stopfen anschließend gekühlt wird, um die Kräuselung zu fixieren, das Garn hier im heißen Zustand aus der Relaxiereinrichtung abgezogen und mit so hoher Fadenspannung weiterverarbeitet, daß keine Kräuselung im Garn verbleibt und somit ein typisches Glattgarn vorliegt.
  • Insbesondere bei der Verwendung von Polyester läßt sich bereits bei relativ niedrigen Abzugsspannung vom Stopfen ein Glattgarn herstellen. Somit sind alle Polyester-Typen als besonders geeignet anzusehen.
  • Um den Faden unter Wirkung von Wärme zu einem Stopfen zu führen, wird zur Förderung des Fadens vorzugsweise ein heißes Medium verwendet, das mittels einer Förderdüse gemeinsam mit den Faden in die Stauchkammer geführt wird.
  • Das Medium kann dabei aus einer Heißluft oder einem heißen Dampf gebildet sein.
  • Eine Verfahrensvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht noch einmal eine Nachverstreckung nach der Relaxierung vor. Dadurch wird eine möglicherweise im Garn noch verbleibende latente Restkräuselung abgebaut.
  • In einer besonders vorteilhaften Verfahrensvariante wird der Verfahrensschritt Auseinanderziehen des Stopfens durch zusätzliche Verfahrensschritte ergänzt und gesichert. Aufgrund von Schwankungen von Garn- oder Verfahrensparametern kann es zu unterschiedlich großen zu- und abfließenden Faden-Massenströmen kommen. Dies sich dahingehend aus, daß die Länge des Stopfens möglicherweise kontinuierlich zu- oder abnehmen kann. Daher wird in dieser Verfahrensvariante die Position des Stopfenendes sensiert und korriegierend auf die Temperatur des Mediums eingegriffen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Verfahrensvariante wird alternativ oder zusätzlich auf die Drehzahl der den Faden abziehenden Galette eingewirkt. Durch diesen Eingriff wird eine sofortige Wirkung auf die Stopfenlänge erreicht.
  • Kennzeichnend für die Erfindung ist, daß die Fadengeschwindigkeit im Fadenlauf hinter der Relaxiereinrichtung geringer ist als die Fadengeschwindigkeit im Fadenlauf vor der Relaxiereinrichtung. Die Aufspulgeschwindigkeit ist dagegen wieder geringfügig höher als die Fadengeschwindigkeit hinter der Relaxiereinrichtung. Damit ergibt sich für die Erfindung, daß die Aufspulvorrichtung mit einer Aufspulgeschwindigkeit betrieben wird, die mehr als 85% der Umfangsgeschwindigkeit der letzten Galette vor der Relaxiereinrichtung beträgt.
  • Selbstverständlich kann das erfindungsgemäße Verfahren auch für die Herstellung von 8/Ionofilamenten, also für Fäden,die nur aus einem dicken Filament bestehen, verwendet werden.
  • Eine Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht aus einer Spinneinrichtung, in der die Filamente schmelzgesponnen werden, einer Verstreclceinrichtung, in der der Faden zu einem hochfesten Faden verstreckt wird, einer Stauchkammer als Relaxiereinrichtung sowie einer Aufspuleinrichtung. Die Stauchkammer ist dabei so beschaffen, daß beim Aufstauchen des Fadens sich möglichst wenige Schlaufen und Bögen in den abgelegten Filamenten ausbilden. Wesentlich dabei ist die Möglichkeit, daß der temperierte Faden für eine möglichst lange Verweilzeit spannungsarm in der Stauchkammer als Stopfen geführt ist, so daß ein sehr schrumpfarmes Glattgarn nach Auflösen des Stopfen vorliegt.
  • In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist hinter der Relaxiereinrichtung ein Nachverstreckungeinrichtung vorgesehen, die die Fadenspannung geringfügig anhebt, um das Glattgarn hinter der Stauchkammer wieder zu glätten. Im einfachsten Fall wird diese Nachverstreckungseinrichtung aus einem Galettenduo gebildet, das mit der Aufspuleinrichtung zusammenwirkt. Es ist aber auch möglich, daß zwei Galettenduos eingesetzt werden, wobei das zweite Galettenduo mit geringfügig höherer Geschwindigkeit betrieben wird, so daß eine Fadenzugkraft aufgebaut wird. Anstelle der Galettenduos können auch Galetten mit Überlaufrollen zum Einsatz kommen.
  • Um eine gleichmäßige Förderung des Fadens bei gleichzeitiger Erwärmung des Fadens zu erhalten, weist die Relaxiereinrichtung bevorzugt eine Förderdüse auf, die an einer Mediumquelle angeschlossen ist und mit einem heißen Medium beaufschlagt wird.. Der Faden läßt sich somit beispielsweise durch Heißluft oder einem heißen Dampf erwärmen und fördern.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren sowie ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird im folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
  • Es stellen dar:
    • Fig. 1
    schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung, auf der das erfindungsgemäße Verfahren angewendet wird,
    Fig. 2
    schematisch eine Schnittansicht der Relaxiereinrichtung des Ausführungsbeispiels aus Fig. 1,
    Fig. 3
    schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Relaxiereinrichtung.
  • In Fig. 1 ist schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, auf der das erfindungsgemäße Verfahren angewendet wird.
  • Die Vorrichtung weist eine Spinneinrichtung auf, die durch einen Spinnkopf 1 und mehreren Spinndüsen 15 gebildet ist. Der Spinnkopf 1 ist durch einen Schmelzezulauf 29 mit einer hier nicht dargestellten Schmelzequelle beispielsweise mit einem Extruder verbunden. Auf der Unterseite des Spinnkopfes 1 sind mehrere Spinndüsen 15 angebracht, welche jeweils eine Vielzahl von Spinndüsenbohrungen enthalten, durch welche jeweils eine Filamentschar 2 extrudiert wird. In dem Ausführungsbeispiel sind vier Spinndüsen 1 beispielhaft gezeigt.
  • Die Filamentschar 2 wird nach dem Extrudieren durch eine Kühlluft 3 abgekühlt, in einer Präparationseinrichtung 4 mit einer Präparation benetzt und zu einem Faden 5 zusammengefaßt.
  • Nachdem der Faden 5 gebildet ist, wird er zunächst von einer Galette 6, die mit einer Überlaufrolle 25 zusammenwirkt, abgezogen. Es ist üblich, daß auf derartigen Spinnanlagen mehrere Fäden in einem parallelen Prozeß hergestellt werden und parallel auf denselben Galetten behandelt werden. In der nachfolgenden Beschreibung werden die Einrichtungen der Vorrichtung sowie das Verfahren zur Vereinfachung für einen Faden beschrieben.
  • Nach der Galette 6 wird der Faden 5 zu einer Verstreckeinrichtung geführt, die durch mehrere Galettenduos 7.1, 7.2 und 7.3 gebildet ist. Dabei wird der Faden 5 zunächst zwischen zwei beheizten Galettenduos 7.1 und 7.2 in einer ersten Streckzone 8.1 und anschließend zwischen zwei beheizten Galettenduos 7.2 und 7.3 in einer zweiten Streckzone 8.2 verstreckt. Nach dieser Behandlung hat der Faden 5 eine hohe Festigkeit erreicht. Er hat jedoch das Bestreben, unter Temperatureinfluß zu schrumpfen. Dies ist insbesondere bei den genannten Einsatzfällen, wo die Fäden in der späteren Weiterverarbeitung mit heißen Beschichtungsstoffen ummantelt werden, unerwünscht. Daher wird dem Faden 5 in einer sich anschließende Relaxierzone 16 mit einer Relaxiereinrichtung 9 geführt. Unter Temperatur und in einem spannungsfreien Zustand wird dem Faden 5 in der Relaxiereinrichtung 9 Gelegenheit gegeben, zu relaxieren, d.h. seine Schrumpfneigung abzubauen. Dabei verkürzt der Faden sich, abhängig von Polymer und Prozeßparametern, um etwa 13%.
  • Hierzu wird der Faden 5 innerhalb der Relaxiereinrichtung 9 , die in Figur 2 im Detail beschrieben wird, zu einem Stopfen aufgestaucht. Bei einer Parallelbehandlung mehrerer Fäden ist es möglich, für jeden Faden eine separate Relaxiereinrichtung vorzusehen oder mehrere Fäden in einer gemeinnsamen Relaxiereiririchtung zu behandeln.
  • Nach dem Relaxieren wird der Stopfen unter Spannung zu einem Glattgarn 22 abgezogen. Hierzu ist eine Nachverstreckeinrichtung 21 vorgesehen, die in diesem Ausführungsbeispiel durch ein weiteres Galettenduo 7.4 gebildet ist. Anschlie-ßend wird das Glattgarn 22 mittels einer Aufspuleinrichtung 10 zu einer Spule 26 aufgewickelt.
    Da nach der Relaxiereinrichtung 9, insbesondere zwischen Galettenduo 7.4 und Aufspuleinrichtung 10 ein höheres Fadenspannungsniveau herrscht, wird jegliche eventuell zurückgebliebene Kräuselung im Faden abgebaut. Dieser Vorgang wird in diesem Zusammenhang als Nachverstreckung bezeichnet.
  • Zum Auflösen des Stopfens könnte die Nachverstreckeinrichtung 21 auch durch eine Galette mit einer Überlaufrolle gebildet sein. Zum Nachverstrecken wirken dann die Galette und die Aufspuleinrichtung zusammen.
  • In Fig. 2 ist eine mögliche Ausführungsform einer Relaxiereinrichtung 9 im Schnitt dargestellt, mit deren Hilfe das erfindungsgemäße Verfahren realisiert werden kann. Die Relaxiereinrichtung 9 weist eine Förderdüse 17 auf, der über eine Leitung 28 ein beheiztes Medium 18 zugeführt wird. Das Medium 18, das durch Heizung 13 zuvor beheizt wurde, wird in einen Fadenkanal 27 geleitet, um den Faden 5 zu fördern. Der Fadenkanal 27 mündet in einer Stauchkammer 19 der Relaxiereinrichtung 9. Innerhalb der Stauchkammer 19 wird der Faden 5 zu einem Stopfen 20 geführt. Hierbei bildet der Faden Schlaufen, die zu einer Stauung und in Folge dessen zu einer Stauchung führt, so daß aus dem Faden5 der Stopfen 20 gebildet wird, der langsam durch die Stauchkammer 19 der Relaxiereinrichtung 9 gefördert wird. Dabei wird als Fördermedium 18 ein heißes Fluid wie Heißluft oder Dampf verwendet, um dem Faden das für das Relaxieren erforderliche Temperaturniveau zu bieten. In einem Führungsabschnitt 23 der Stauchkammer 19 sind mehrere Schlitze eingebracht, durch welche das Medium wieder abgeführt wird. Der Stopfen 20 verläßt danach über die Austrittsöffnung 24 die Relaxiereinrichtung 9 und wird zu dem Glattgarn 22 aufgelöst.
  • Wenn man von einem Garn-Titer von 1000 dtex sowie einer Zulafgeschwindigkeit von 5000 m/min ausgeht, so entspricht dies einem zulaufenden Massestrom von 500 g/min. Bei einem Volumen des Stauchbereiches von etwa 31 cm3 bei 2 cm Durchmesser und 10 cm Länge führt dies bei einer Stopfendichte von 20% und Polyester als Polymer zu einer Verweilzeit des Garns in der Relaxiereinrichtung 9 von circa 1 Sekunde.
  • Nach dem Verlassen der Relaxiereinrichtung wird das Glattgarn 22, da es anschließend von dem in Figur 1 dargestellten Galettenduo 7.4 wieder mit hoher Geschwindigkeit weitergefördert wird, aus dem Stopfen 20 herausgezogen. Aufgrund der dabei auftretenden hohen Beschleunigung treten Massenkräfte auf, die Zugkräfte im Garn bewirken und die das Garn hinreichend stabilisieren. Dabei muß die Geschwindigkeit, mit der das Garn abgezogen wird, in der Weise eingestellt sein, daß die der Relaxiereinrichtung pro Zeiteinheit zugeführte Fadenmasse identisch ist mit der abgeführten Fadenmasse.
  • Ist die abgeführte Fadenmasse größer, so würde der Stopfen komplett aus der Relaxiereinrichtung abgezogen werden. Ist die abgeführte Fadenmasse geringer, so wäre das Stopfenwachstum am Eintritt der Stauchkammer 19 größer als der Stopfenabzug am Austritt 24, so daß der Stopfen aus der Relaxiereinrichtung 9 herauswachsen würde. In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Relaxiereinrichtung 9 dargestellt, die beispielsweise in einer Vorrichtung nach Fig. 1 einsetzbar wäre und die eine Regelung der Stopfenbildung aufweist. Dir Relaxiereinrichtung 9 ist im wesentlich identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 aufgebaut, so daß nachfolgend nur die Unterschiede aufgeführt sind.
  • An der Austrittsöffnung 24 der Relaxiereinriclitung 9 ist ein Sensor 11 vorgesehen, der ein Stopfenwachstum beziehungsweise einen Stopfenschwund sensiert. Der signalisierte Wert des Sensors 11 wird in einem Vergleicher 30 mit einem Sollwert verglichen und bei Abweichung einem Regler 12 zugeführt. Der Regler 12 ist mit einer Heizung 13 verbunden, die das der Förderdüse 17 zugeführte Medium 18 beheizt. Über den Regler 12 läßt sich somit die Beheizung des Mediums 18 korrigierrend beeinflussen. Der Regler 12 ist ebenfalls mit einem Galettenantrieb 14 gekoppelt, welcher das Galettenduo 7.4 der Nachverstreckeinrichtung 21 antreibt. Damit läßt sich zusätzlich die Drehzahl des das Galettenduo 7.4 antreibenden Galettenantrieb 14 korrigierend verändern.
  • Eine Erhöhung der Temperatur des Mediums 18 bewirkt eine höhere Relaxation des Fadens, damit eine Verkürzung und so eine höhere Masse pro Länge eintritt. Bei konstanter Urnfangsgeschwindigkeit des Galettenduos 7.4 führt dies zu einem höheren Massenabfluß und so zu einer Zurückbildung des Stopfens.
  • Eine Erhöhung der Drehzahl des Galettenduos 7.4 bewirkt direkt einen höheren Massentransport und damit ebenfalls eine Zurückbildung des Stopfens 22. Dabei ist zu beachten, daß sich die Drehzahl des Galettenduos 7.4 sofort auf die Stopfenlänge auswirkt, während die Temperatur erst mit einer zeitlichen Verzögerung, die in etwa der Verweilzeit des Garnes in der Relaxiereinrichtung entspricht, auf die Stopfenlänge wirkt.
  • Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass die in Fig. 3 gezeigte Relaxiereinrichtung 9 nur in Verbindung mit einer Temperaturregelung des Fördermediums oder nur mit einer Geschwindiglceitsregelung des Galettenduos einzusetzen.
  • Die dargestellten Relaxiereinrichtungen in den Figuren 2 und 3 sind beispielhaft. So könnte in der Vorrichtung gemäß Fig. 1 jede beliebige Relaxiereinrichtung verwendet werden, bei welcher der Faden mittels eines Fördermittels innerhalb einer Stauchkammer zu einem Stopfen geführt und erwärmt wird. Durch die Aufstauchung des Fadens läßt sich selbst bei hohen Fadengeschwindiglceiten ausreichende Verweilzeiten zur Relaxierung des Fadens erreichen. Die Stauchung des Fadens erfolgt vorzugsweise mit geringer Stopfendichte, um beim Auflösen des Stopfens bereits eine weitgehende vollständige Auflösung der Schlaufen und Schlingen in den Filamenten zu erhalten, so daß nach der Auflösung das Garn keine Kräuselung mehr enthält.
    • Bezugszeichenliste
    • 1.
    Spinnkopf
    2
    Filamentschar
    3
    Kühllüft
    4
    Präparationseinrichtung
    5
    Faden
    6
    Galette
    7.1, 7.2, 7.3, 7.4
    Galettenduo
    8.1, 8.2
    Streckzone
    9
    Relaxiereinrichtung
    10
    Aufspuleinrichtung
    11
    Sensor
    12
    Regler
    13
    Heizung
    14
    Galettenantrieb
    15
    Spinndüse
    16
    Relaxierzone
    17
    Förderdüse
    18
    Fördermedium
    19
    Stauchkammer
    20
    Stopfen
    21
    Nachverstreclceinrichtung
    22
    Glattgarn
    23
    Führungsabschnitt
    24
    Austrittsöffnung
    25
    Überlaufrolle
    26
    Spule
    27
    Fadenkanal
    28
    Leitung
    29
    Schmelzezulauf
    30
    Vergleicher

Claims (14)

  1. Verfahren zum Herstellen von hochfestem, schnunpfarmen synthetischen Glattgarn,
    bestehend aus den Schritten:
    1.1. Schmelzspinnen einer Vielzahl von Filamenten aus einem schmelzflüssigen Polymer;
    1.2. Abkühlen und Zusammenfassen der Filamente zu einem Faden;
    1.3. Verstrecken des Fadens;
    1.4. Stauchen des Fadens zu einem Stopfen unter Wärmezufuhr zur Erzielung einer zum Relaxieren erforderlichen erhöhten Temperatur;
    1.5. Fördern des Stopfens unter der erhöhten Temperatur;
    1.6. Auseinanderziehen des Stopfens unter einer Spannung zu dem Glattgarn ebenfalls bei der erhöhten Temperatur
    1.7. und Aufwickeln des Glattgarns zu einer Spule.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das schmelzflüssige Polymer zum Schmelzspinnen der Filamente aus einem Polyester extrudiert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das Stauchen des Fadens zu dem Stopfen mit Hilfe eines Mediums erfolgt, welches den Faden zur Bildung des Stopfens führt.
  4. Verfahren nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das Medium aus einer Heißluft oder aus einem heißen Dampf besteht.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das Glattgarn nach dem Auseinanderziehen des Stopfens nachverstreckt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    beim Auseinanderziehen des Stopfens die Position des Stopfenendes sensiert wird und daß in Abhängigkeit von der Position des Stopfenendes die Temperatur des Mediums geregelt wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    beim Auseinanderziehen des Stopfens die Position des Stopfenendes sensiert wird und daß in Abhängigkeit von der Position des Stopfenendes die Abzugsgeschwindigkeit des Glattgarn aus dem Stopfen geregelt wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    der Faden vor dem Stauchen durch eine Galette geführt wird und daß das Verhältnis zwischen der Aufspulgeschwindigkeit zum Aufspulen des Glattgarns und derUmfangsgeschwindigkeit der Galette größer als 0,85 zu 1 ist.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    der Faden aus einem einzigen Filament gebildet wird.
  10. Vorrichtung zum Herstellen von hochfestem, schrumpfarmen Glattgarn,
    bestehend aus einer Spinneinrichtung (1; 15), einer Verstreckeinrichtung (7.1 - 7.3), einer Relaxiereinrichtung (9)und einer Aufspuleinrichtung (10),
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Relaxiereinrichtung (9) eine Stauchkammer (19) aufweist, in welcher ein Faden (5) unter einer für das Relaxieren erforderlichen erhöhten Temperatur zu einem Stopfen (20) aufgestaut wird.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    eine der Relaxiereinrichtung (9) nachgeordnete Nachverstreckeinrichtung (21) zum Abziehen und Verstrecken des Glattgarns (22) vorgesehen ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Nachverstreckeinrichtung (21) aus zumindest einem Galettenduo (7.4) oder zumindest einer Galette mit Überlaufrolle gebildet ist, welches mit der Aufspuleinrichtung (10) zusammenwirkt.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Relaxiereinrichtung (9) eine der Stauchkammer (19) vorgeordnete
    Förderdüse (17) aufweist, durch welche der Faden (5) mittels eines temperierten Mediums, vorzugsweise Heißluft in die Stauchkammer (19) gefördert wird.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Stauchkammer (19) einen gasdurchlässigen Führungsabschnitt (23) aufweist, durch welchen das Medium aus der Stauchkammer (19) gelangt.
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