DE3101925A1 - "blastexturiermaschine" - Google Patents

Description

b a r m a g

Barmer Maschinenfabrik Aktiengesellschaft

Sitz Remscheid

"Blastexturiermaschine"

Bag. 1175 /DE

Bag. 1175 /DE ζ

Die Erfindung betrifft eine Blastexturiermaschine zum Kräuseln multifiler Chemiefäden gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dieser Anmeldung.

Beim Luftstrahlkräuseln z.B. nach der DE-OS 27 49 867 wird der Faden nach Durchlaufen eines Wasserbades durch eine Luftstrahldüse geführt, in welcher die Einzelfilamente zu Bögen, Schlaufen, Schlingen oder dergleichen verlegt werden. Durch die Anwendung des Wasserbades wird der multifile Faden in seiner Struktur für das Blastexturieren vorbereitet, unter anderem wird vorher aufgetragene Präparation zumindest teilweise entfernt, wodurch die Effektivität des Blasvorganges verbessert wird.

Im Anschluß an eine Stabilisierzone, in welcher eine mechanische Streckung und mechanische Stabilisierung des Fadens erfolgt, wird der Faden - wiederum unter verhältnismäßig geringer Spannung - durch eine Heizeinrichtung geführt.

Dabei wurde gefunden, daß insbesondere bei der Wärmebehandlung blastexturierter, feiner synthetischer Fäden (Js 15O den) erhebliche Fadenspannungen und Fadenspannungssprünge durch Fadenhaftung an der Rohrinnenwand auftreten. Diese hohen Fadenspannungen führen in jedem Fall zu einer verminderten Qualität, bei niedrigen Titern auch zu Fadenbruch. Außerdem können Anfärbeunterschiede auftreten.

Nach der Britischen Patentschrift 12 16 519· ist eine Heizeinrichtung bekannt, bei welcher der zu erhitzende Faden durch ein "Kapillarröhrchen" geführt wird, dessen Innendurchmesser für Fäden mit einem Titer von 15 bis 200 den höchstens 1/50 inch (=0,508 mm) beträgt. Die untere Begrenzung des Durchmessers ist vorzugsweise zwei Mal so groß wie der Fadendurchmesser oder kann Fadendurchmesser plus 2/1000 bis 4/1000 inch (0,0508 bis 0,1016 mm) betragen. Die Geschwindigkeit beträgt 120 bis 140 Yards (ungefähr 110 m bis 128 m) pro Minute.

Die in der GB-PS 12 16 519 beschriebenen Kapillarröhrchen sind für die Beheizung von blastexturierten Garnen nicht geeignet, da sie aufgrund ihrer geringen Innendurchmesser zu erheblichen FadenspannungsSprüngen führen würden.

Bei einer Ausführungsform der Heizröhrchen nach der GB-PS 12 16 519 ist in das Heizröhrchen eine über dessen gesamte Länge sich erstreckende und am Innenmantel anliegende Spirale eingelegt. Diese Spirale hat die Aufgabe, dem Heizmittel - z.B. Dampf oder heißer Luft - einen Drall zu verleihen, welcher der Zwirndrehung entspricht, der dem Faden in einer Falschdralltexturiereinrichtung erteilt worden ist. Sie hat nicht die Aufgabe - und ist auch nicht dazu geeignet - die Faden/Röhrchen-Reibung zu reduzieren.

Man hat diese Nachteile der Faden/Röhrchen-Reibung in der Praxis dadurch zu vermeiden gesucht, daß Röhrchen mit größerem Durchmesser - von z.B. mehr als 12 mm Durchmesser - verwandt werden. Dies hat jedoch nicht den gewünschten Erfolg gebracht. Ferner wurde der Wirkungsgrad der Wärmeübertragung auf den Faden hierbei erheblich schlechter.

Die in Anspruch 1 wiedergegebene Erfindung vermeidet diese Nachteile. Selbst bei geringer Fadenspannung bzw. gar bei Überschußspeisung in der Heizzone wird die Berührung des Fadens mit der Röhrcheninnenwand und somit die Faden/Röhrchen-Reibung auf ein Mindestmaß herabgesetzt. Die Wärmeübertragung von Röhrchen auf den Faden erfolgt - wie angestrebt - praktisch nur durch Konvektion und Strahlung und nicht durch Kontakt.

Es kommt darauf an, daß der multifile Faden - hin und wieder auch als "Garn" bezeichnet - in seinem gebauschten Zustand frei,

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d.h. ohne Berührung durch das Heizröhrchen läuft. Dies is wie festgestellt wurde, dann der Fall, wenn die lichte Weice des Heizröhrchens mindestems 20 χ Durchmesser des Glattfadens ist, wobei von der theoretischen Annahme ausgegangen wird, daß der Querschnitt des Glattfadens kreisrund sei. Diese Art der Bestimmung der Heizröhrchenweite hat den Vorteil, von dem nach der Formel

^d glatt * 0,0112838 rf-f-*

berechenbaren Durchmesser des Glattfadens ausgehen zu können,

r τ wobei T der Titer des Glattfadens in Dezitex J^ltexJ

und ^ die Dichte des Fadenmaterials in Jg/cm J ist. Dabei bleibt unberücksichtigt, daß der Titer des Garns nach dem Blastexturiervorgang größer geworden ist.

Der so berechnete Durchmesser betrifft den Innendurchmesser der nicht durch erfindungsgemäße ringwulstartige Erhebungen verengten Abschnitte des Heizröhrchens»

Korrekterweise müßte jedoch von dem durch Versuch zu ermittelnden und über dies von einer Vielzahl von Verfahrenspararoetern abhängigen Durchmesser des gekräuselten Garns ausgegangen werden, was im Bedarfsfalle zu empfehlen ist.

ilue einzelne, erfindungsgemäße ringwulstartige Erhebung ist · in axialer Richtung des Heizröhrchens gesehen i/orzugsweise nicht länger als 1 % der Gesamtlänge des Heizröhrchens. Die ringwulstartigen Erhebungen können in sich geschlossen oder aber in Längsrichtung auch spiralartig offen

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sein. Sie können auch in Form einer Folge von Beulen ausgebildet sein.

Anstelle der wulstartigen Erhebungen können auch an der Innenwand des Heizröhrchens anliegende Einsätze - wie z.B. Ringe/ ösen oder aus Draht gebogene Wendelabschnitte - verwendet werden, die den lichten Querschnitt des Heizröhrchens abschnittsweise verengen.

Als bevorzugt hat sich herausgestellt, daß derartige Wülste zumindest am Eingang und am Ausgang des Heizröhrchens vorhanden sein müssen. Weiterhin werden derartige Wülste in der Mitte und an weiteren durch Versuch zu ermittelnden Stellen angebracht.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß mit dieser sehr einfachen Maßnahme die Fadenspannung in dem laufenden, bereits gebauschten Faden auf ein niedriges Niveau eingestellt und konstant gehalten werden kann. Nur auf diese Weise ist es gelungen, kritische Fäden aus z.B. Polyester und mit einem niedrigen Titer von 78 dtex nach der Behandlung in einer Luftstrahldüse und bei Fadengeschwindigkeiten von mindestens 150 m/min herzustellen, ohne daß häufige Fadenbrüche - selbst bei Heizröhrchen von mehr als 1 m Länge - auftraten. Dabei betrug der Innendurchmesser des Heizröhrchens 5 mm, die Höhe der ringwulstartigen Erhebung war 0,45 mm.

Darüberhinaus ergab sich im Titerbereich von 50 bis 200 dtex eine sehr merkliche Qualitätsverbesserung, indem vermieden wird, daß durch FadenspannungsSchwankungen über die Länge des Fadens hin Bauschunterschiede entstehen. Die Färbegleich-

mäßigkeit wurde wesentlich verbessert, und es hat sich herausgestellt, daß die bei den bisher verwendeten glatten Röhrchen auftretenden Schädigungen der Kräuselung und der Färbegleichmäßigkeit an lediglich einer Seite des Fadens durch die erfindungsgemäße Maßnahme vermieden werden konnte.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann das Heizrohr chen auswechselbar in einem Hüllrohr angeordnet sein, das seinerseits eine mit Heizflüssigkeit und/oder -dampf oder Heizgas gefüllte Heizkammer durchdringt und mit den durchdrungenen Wänden der Kammer gegen die Umgebungsluft gasdicht verbunden ist. Diese Ausbildung läßt das Auswechseln des Heizröhrchens an einzelnen Arbeitsstellen der Maschine ZUj, ohne daß das Heizsystem bzw. der Arbeitsvorgang an den übrigen Arbeitsstellen der Blastexturiermaschine unterbrochen werden muß.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben.
In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 schematisch einen Luftstrahltexturierprozeß mit Erwärmung des texturierten Fadens;

Fig. 2 einen Heizer mit erfindungsgemäßem Heizröhrchen; Fig. 3 Detailansichten von Ausführungsformen des

a bxs e Heizröhrchens;

Fig. 4 einen gegenüber Fig. 2 abgewandelten Heizer mit erfindungsgemäßem Heizröhrchen.

Zur Beschreibung von Fig. 1 wird auf die DE-OS 27 49 867 und die dortige Beschreibung Bezug genommen.

Mit 1, 2, 3, 4 sind Lieferwerke bezeichnet. Die Aufwicklung trägt das Bezugszeichen 5, die Ablaufspule das Bezugszeichen 6, die Texturiereinrichtung das Bezugszeichen 7 und die Heizeinrichtung das Bezugszeichen 8. Die Texturierein-

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richtung 7 besteht aus einer Luftstrahldüse, insbesondere einer solchen Luftstrahldüse, bei der durch Expansion eines konzentrisch zum Faden geführten Luftstrahls die Einzelfilamente verwirrt, d.h. zu Schlingen, Bögen, Schlaufen und dergleichen verlegt werden, wobei diese Schlingen, Bögen, Schlaufen und dergleichen über den Umfang des Multifilamentfadens hinausragen. Derartige Texturierdüsen sind z.B. in der DE-AS 2 362 326 gezeigt. Andere Ausfuhrungsformen von Texturierdüsen findet man z.B. in den US PSen

2 874 474, 2 847 445, 2 982 000, 3 577 614, 2 994 938,

3 545 057, 3 017 737, 2 852 906, 2 969 799, 3 881 231 und 3 881 232, 2 863 309, 3 835 510.

Der Luftstrahldüse 7 wird zweckmäßigerweise ein Wasserbad 17 vorgeordnet. Das Wasserbad hat die Aufgabe, auf das zu verarbeitende Garn vorher aufgetragene Präparationsflüssigkeit zumindest zum Teil auszuwaschsen, da die Neigung der einzelnen Filamente aneinanderzuhaften durch die Wirkung der Präparation noch verstärkt wird. Dieses Aneinanderhaften der Filamente würde jedoch die Bildung von Schlingen, Bögen und Schlaufen in der Luftstrahldüse erschweren. Aber auch bei nicht mit Präparation vorbehandelten Fäden bewirkt das Wasserbad 17 eine Verbesserung der Verblasintensität der Luftstrahldüse 7.

Wie sich aus Fig. 2 ergibt, durchdringt das Heizröhrchen 9 eine Heizkammer 10. Diese ist mit einem rohrförmigen Flüssigkeitsbehälter 11 verbunden. Dieses Rohr 11 erstreckt sich längs der Texturiermaschine, und es sind eine Vielzahl von Heizkammern 10 an dieses Rohr 11 angeschlossen. In dem

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Rohr 11 befindet sich ein elektrischer Widerstandsheizer 12, durch welchen die Flüssigkeit - z.B. Wasser oder Diphenyl (z.B. Dowtherm, Diphyl), welche das Rohr teilweise füllt - erhitzt wird. Dadurch steigen die Flüssigkeitsdämpfe in die Heizkammer 10 und kondensieren an dem Heizröhrchen 9 aus, wodurch die Kondensationswärme an das Röhrchen abgegeben wird. Die kondensierten Flüssigkeiten fließen wieder in das Rohr 11 zurück, während die Dämpfe über Ausgleichsgefäß 13 und Rücklaufrohr 14 in das Rohr 11 zurückgelangen.

Gemäß Fig. 4 ist das Heizröhrchen 9 von einem Hüllrohr 16 umgeben, das an seinen Enden gasdicht mit der Heizkammer 10 verbunden ist. Die Kondensation des Heizmediums erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel der Heizeinrichtung nicht an dem Röhrchen 9, sondern an dem Hüllrohr 16. Diese Anordnung erlaubt es, das Heizröhrchen auszuwechseln bzw. zum Reinigen aus der Heizkammer 10 herauszunehmen, ohne daß dadurch das geschlossene Heizsystem geöffnet bzw. der Heizvorgang für andere Arbeitsstellen der Maschine unterbrochen werden müßte.

In einem Ausführungsbeispiel war das in Fig. 2 dargestellte Röhrchen bei einem Innendurchmesser von 5 mm und einer Wandstärke von 0,25 mm 1,50 in lang. Es wies in einer Entfernung von jeweils 80 mm vom Eingang und Ausgang je eine ringförmige wulstartige Erhebung 15.1 und 15.2 auf seinem Innenumfang auf. Ferner war ungefähr in der Mitte eine weitere wulstartige Erhebung 15.3 angebracht. Als vorteilhaft hatte sich weiterhin herausgestellt, in der oberen Hälfte des Rohres noch eine wulstartige Erhebung 15.4 und in der unteren Hälfte in gleicher Verteilung zwei wulstartige Erhebungen 15.5 und 15.6 vorzusehen.

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In diesem Ausführungsbeispiel entstanden bei einem Ausrundungsgradius r = 0,45 mm Einschnürungen der lichten Röhrchenweite von 18 %. Durch diese Einschnürungen am Eingang und Ausgang konnte auch die Temperaturführung über die Röhrchenlänge vergleichmäßigt und Energieverluste vermieden werden.

In diesem Heizröhrchen wurde ein Polyamidfaden von 200 dtex mit einer Padengeschwindigkeit von über 150 m/min mit gutem Ergebnis beheizt.

In Abhängigkeit vom Titer der zu behandelnden Garne können Heizröhrchen angewendet werden, deren nicht verengte, glatte Abschnitte Innendurchmesser von 3 mm bis 8 mm, maximal 10 mm aufweisen. Dabei werden die Innendurchmesser der ringwulstartigen Erhebungen derart gewählt, daß sie im Bereich der weiter oben angegebenen %-Werte des Innendurchmessers der glatten Röhrchenabschnitte liegen.

Wie insbesondere Fig. 3 a zeigt, sind die wulstartigen Erhebungen dadurch gebildet, daß der Röhrchenmantel· über seinen Umfang ringförmig eingedrückt ist. Sie sind vorzugsweise ringförmig in sich geschlossen. Es ist aber auch - wie Fig. 3 b zeigt - möglich, nicht geschlossene, d.h. spiralartig über eine kurze Strecke der Röhrchenlänge sich erstreckende wulstartige Erhebungen oder sonstige Verformungen vorzunehmen.

Gleich gute Ergebnisse wurden auch mit Hilfe von mehreren auf dem Umfang des Röhrchens verteilten beulenartigen Verformungen erzielt, die im ganzen gesehen ringförmige Wulste bilden, wie in Fig. 3 c zu erkennen ist.

Anstelle von Verformungen der Röhrchenwand können Einsätze in das Röhrchen eingeschoben werden, die den lichten Quer-

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schnitt des Röhrchens stellenweise verengen. Fig. 3 d zeigt z.B. einen in das Röhrchen eingepreßten Ring. Gemäß Fig. 3 e ist eine schraubenlinienförmige Wendel auf die Innenwand des Röhrchens gelegt.

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«. % tr Λ *t

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BEZUGSZEICHENAÜFSTELLÜNG

1 Lieferwerk

2 Lieferwerk

3 Lieferwerk

4 Lieferwerk

5 Aufwickeleinrichtung

6 Ablaufspule

7 Blasdüse (Luftstrahldüse, Texturiereinrichtung)

8 Heizer (Heizeinrichtung)

9 Heiζröhrchen

10 He iz kammer

11 Flüssigkeitsbehälter (Rohr)

12 Widerstandsheizer

13 Ausgleichsgefäß

14 Rücklaufrohr

₁,." ^ wulstartige Erhebungen 15.3)

16 Hüllrohr

17 Wasserbad

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Leers ei te

Claims (12)

1. Bag. 117 5 /DE

   Ansprüche

   Blastexturiermaschine zum Kräuseln multifiler Chemiefäden mit einem Titer von weniger als 200 dtex; die Blastexturiermaschine besitzt eine Texturierzone zwischen einem ersten und einem zweiten Lieferwerk (1 und 2) ;

   in der Texturierzone sind im Fadenlauf ein Wasserbad (17) und eine Blasdüse (7) angeordnet;

   die Blasdüse ist an eine Luftzuleitung angeschlossen, und
   der Faden wird in der Düse einem ... .... .. Luftstrahl mit hoher Geschwindigkeit ausgesetzt, um Bögen, Schlaufen, Schlingen und dergleichen im Faden zu erzeugen;

   weiterhin umfaßt die Blastexturiermaschiene eine Heizzone, die aus einem zwischen zwei Lieferwerken (3 und 4) angeordneten Heizröhrchen (9) besteht,

   wobei die Umfangsgeschwindigkeit der Lieferwerke (3 und 4) mehr als 150 .m/min beträgt;

   das Heizröhrchen (9) ist von seinem äußeren Umfang her beheizt,
   Kennzeichen;

   das mehr als 1 m lange Heizröhrchen (9) weist einen Innendurchmesser größer als das 20-fache des Durchmessers des zu behandelnden Glattfadens auf und besitzt eine oder - über seine gesamte Länge verteilt - mehrere durch ringwulstartige Erhebungen des Röhrcheninnenmantels gebildete Querschnittsverengungen (15) mit einem um 10 % bis 50 % kleineren Innendurchmesser als das übrige Heizröhrchen (9) auf.

   • W

   Bag. 1175 /DE - 2 -
2. 2. Blastexturiermaschine nach Anspruch 1, Kennzeichen:

   Die Breite jeder ringwulstartigen Erhebung (15) - in Längsrichtung des Heizröhrchens (9) gesehen beträgt bis zu ungefähr 1 % der Gesamtlänge des Heizröhrchens (9).
3. 3. Blastexturiermaschine nach Anspruch 1 oder 2, Kennzeichen:

   Die wulstartigen Erhebungen (15) sind in sich ringförmig geschlossen (Fig. 3a).
4. 4. Blastexturiermaschine nach Anspruch 1 oder 2, Kennzeichen:

   Die wulstartigen Erhebungen sind spiralartig ausgebildet (Fig. 3b).
5. 5. Blastexturiermaschine nach Anspruch 1 oder 2, Kennzeichen:

   Die wulstartigen Erhebungen sind in Form einer Folge von Beulen ausgebildet.
6. 6. Blastexturiermaschine nach Anspruch 1 oder 2, Kennzeichen:

   Die wulstartigen Erhebungen sind auf der Innenwand des Heizröhrchens (9) angeordnete, seinen lichten Querschnitt abschnittweise verengende Einsätze.
7. 7. Blastexturiermaschine nach Anspruch 6, Kennzeichen:

   Die den lichten Querschnitt des Heizröhrchens (9) verengenden Einsätze sind Ringe oder Ösen.

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   Bag. 1175 /DE - 3 -
8. 8. Blastexturiermaschine nach Anspruch 5, Kennzeichen:

   Die den lichten Querschnitt des Heizröhrchens (9) verengenden Einsätze sind Wendelabschnitte, die aus Draht schraubenlinienförmig geformt sind.
9. 9. Blastexturiermaschine nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche,

   Kennzeichen:

   Das Heizröhrchen (9) weist im Bereich des Eingangs oder/ und des Ausgangs je eine wulstartige Erhebung (15.1, 15.2) auf.
10. 10. Blastexturiermaschine nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche,

    Kennzeichen:

    Das Heizröhrchen (9) weist zwischen seinen Enden eine oder mehrere ringwulstärtige Erhebungen (15.3) auf.
11. 11. Blastexturiermaschine nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche,

    Kennzeichen:

    Das Heizröhrchen (9) ist auswechselbar in einem von außen beheizten Hüllrohr (16) angeordnet.
12. 12. Blastexturiermaschine nach Anspruch 11, Kennzeichen:

    Das Hüllrohr (16) durchdringt eine mit Heizflüssigkeit und/oder Heizgas oder -dämpfen gefüllte Heizkammer (10) und ist mit den durchdrungenen Wänden der Heizkammer (10) gasdicht verbunden.

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