DE1435578A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Texturierung von Garn od.dgl. - Google Patents

Description

Dipl. phys. Gerhard Liedl

Münchön 22, Sioinsclorfsfr. 22 Ecke Zwüibruckensir., Tel. 298462

A 2122

Dr. Expl.

MONSANTO CHEMICAL COMPANY 800 North Lindbergh Boulevard, ST.LOUIS 66, MISSOURI / U.S.A.

Verfahren und Vorrichtung zur Texturierung von Garn o.dergl.

Die Erfindung "betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines texturierten Garnes o.dergl. und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung eines kontinuierlichen Fadens, eines thermoplastischen Garnes oder einer Hede auf solche Weise, daß die Oberflächenbeschaffenheit

ihrer Bestandteile modifiziert und einem solchen Stranggut eine gesteigerte Masse oder Eauimnasse ("bulk) pro Längeneinheit erteilt wird.

Ein "beträchtlicher Teil der Textilindustrie ist gegenwärtig auf die Herstellung und Produktion von Garnen und Fabrikaten aus synthetischen Fäden und Fasern ausgerichtet» Derartige synthetische Fäden und Garne weisen eine Anzahl äußerst erwünschter Eigenschaften auf, "beispielsweise niedrige Herstellungskosten, große Verschleißfestigkeit und außergewöhnliche Zugfestigkeit. Jedoch besitzen solche synthetische- Erzeugnisse auf Grund ihrer synthetischen Gewinnung "bestimmte physikalische Eigenschaften nicht, die natürlichen Fasern, z.B. Wolle oder Baumwolle, zukommen.

So enthalten beispielsweise Wollfasern in ihrer natürlichen Form eine Vielzahl von Kröpfungen oder Krimpfungen, die aus näherungsweise sinusförmigen Wellen bestehen, wobei die Anzahl der Krimpfungen pro Längeneinheit in den einzelnen Fasen,, bei den verschiedenen Wollsorten weitgehend variiert. Es wurde festgestellt, daß diese Erimpfungen in erster Linie für das weiche Anfühlen, die größere Wärme und für die Fähigkeit der Wolle, Feuchtigkeit zu absorbieren, verantwortlich sind, da die Krimpfungen das Bestreben haben, die einzelnen Fasern

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in einem Wollgarn von einander getrennt zu halten. Weiterhin rühren offenbar auch die besonderen elastischen Eigenschaften der Wolle .in weitem * Maße von diesen Krimpfungen her, da, wenn solche Pasern gestreckt werden, die Krimpfungen einem Geraderichten unterworfen werden, und im geradegerichteten Zustand innere Spannungen entstehen, die die Pasern veranlassen, ihre ursprüngliche, gekrimpfte Konfiguration wieder anzunehmen.

Es wurden bereits zahlreiche Vorrichtungen vorgeschlagen, um derartige Krimpfungen oder Wellen auch in synthetischen Pasern zu erzeugen. Eine weitverbreitete Vorrichtung umfaßt eine rotierende Einrichtung, beispielsweise ein Paar miteinander zusammenwirkender, gezahnter Walzen, deren Zähne in gegenseitigem Eingriff stehen. Diese Walzen schieben die Fäden vor und verformen sie in das angestrebte Krimpfmuster oder die angestrebte Krimpfdichte. Im allgemeinen werden die Fäden, die in Porm eines langen Stranges oder einer Hede vorliegen können, zunächst erhitzt und angefeuchtet, bevor sie zwischen die Krimpfwalzen eintreten, so daß die Pasern in einen plastischen Zustand gelangen, in welchem sie dann der Wirkung der Krimpfeinrichtung unterworfen werden. Auf diese V/eise läßt sich den Fäden nach Abkühlen eine dauerhafte Krimpfung mitteilen.

Eine gleichförmige Krimpfung in einem vorgegebenen Muster ist im allgemeinen mit Hilfe der bisherigen Krimpfanordnungen jedoch nur schwer zu erzielen, da der Grad der Plastizität der Fäden nicht genau gesteuert werden kann, und die Menge der der Hede mitgeteilten Feuchtigkeit wie auch die Tempera-"tur, die an dem zu krimpfenden Teil der H3de herrscht, durch starke Veränderungen gekennzeichnet sind, so daß eine Krimpfform entsteht, die nur geringe Gleichförmigkeit besitct. Weiterhin wird dort, wo die Erwärmung und Anfeuchtung der den Krimpfwalzen unterworfenen Fadenhede durch übliche Wasserdampfbehandlung erfolgt, die Verfahrensgeschwindigkeit ein Problem und zwar wegen der Beschränkungen, welche auf Grund der Wärmeübergangsgeschwindigkeit von Wasserdampf auf die Hede gegeben sind.

Ein weiterer Aspekt des Problems der Krimpfgleichförmigkeit, wie sie einer Hede mit den bisherigen Vorrichtungen unter Verwendung von Krimpfwalzen erteilt werden konnte, besteht in einer Variation des Ausmaßes, mit dem die einzelnen Fäden über den Querschnitt.der Hede hinweg mit der Zahnung der Krimpfwalzen in Eingriff gelangen. Im allgemeinen werden nämlich die im Inneren der Hede gelegenen Fäden einer anderen Krimpfung unterzogen, als diejenigen Fäden, welche die äußeren Bereiche des Hedenquerschnitts einnehmen.

Es ist infolgedessen offensichtlich, daß, wo immer fortlaufenden Fadengarnen eine Krimpfung durch Anwendung mecharischer Krimpfmittel, insbesondere KriinpfZahnräder, erteilt werden soll, wobei diese Garne die Eigenschaften von Stapelgarn und natürlichen Pasern annehmen sollen, Probleme hinsichtlich Beschränkungen in der Stranggeschwindigkeit und im Grad der Gleichförmigkeit und Dauerhaftigkeit der Krimpfung auftreten. Eine noch größere Beschränkung hinsichtlich der Stranggeschw,indigkeit ist das Ausmaß, in welchem ein Garn vor der Einführung in die Krimpfeinrichtung in einen plastifiziert en Zustand erwärmt werden kann. Das Problem einer Variation im Ausmaß der Krimpfung quer über das Garnbündel hinweg muß aus den oben angegebenen Gründen bei einer Betriebsweise unter hoher Geschwindigkeit gelöst werden, ferner wurde gefunden, daß, wenn ein neu begonnener Fabrikationsvorgang fortschreitet, ein gradueller Wärmestau in den Krimpfwalzen auftritt, mit dem Ergebnis einer Variation der Krimpfmerkmale entlang aufeinander folgender, behandelter Garnlängen, wobei diese Variation die Notwendigkeit anzeigt, bestimmte Mittel zur Stabilisierung der Temperatiirverhältnisce an den Krimpfwalzen zum Einsatz zu bringen. Ferner wurde es bei zahlreichen Krimpfvorgängen für wünschenswert gefunden, Vorkehrungen zu treffen, um das Garn oder die Hede, unmittelbar, nachdem sie aus den Krimpfeinrichtungen ausläuft, abzu-

schrecken oder auszuhärten. Eine solche Nachbehandlung "besteht normalerweise darin, daß die Hede dem Einfluß eines schnell wirkenden Kühlmediums unterworfen wird.

Als weiterer Aspekt der kontinuierlichen Texturierung von Padengarnen ergab sich, daß sich eine gesteigerte Raummasse, Wärme, !'einheit des Anfühlens etc. dann erzielen läßt, wenn die Krimpfungen so ausgebildet werden, daß sie in verschiedenen Ebenen liegen, welche jeweils die Garnachse enthalten. Dies führt zu einer äußerst erwünschten dreidimensionalen Krimpfung, wie sie auch bei den natürlichen Pasern vorliegt. Die Konfiguration einer derartigen dreidimensionalen Krimpfung läßt sich in Porm einer im wesentlichen sinusförmigen Welle vorstellen, die in Spiralen schraubenförmig der Padenachse entlang läuft, so daß die einzelnen Pasern radial gestaffelt erscheinen, wenn sie quer zur Hauptlängsachse des Padens betrachtet werden. Neben dem feineren Anfühlen und der gesteigerten Raummasse besitzt ein in dieser Weise gekrimpftes Garn einen höheren Grad von fasriger Verflechtung, und zwar auf Grund einer wesentlichen Steigerung.derjenigen diskreten Punkte, an denen benachbarte Pasern miteinander in Kontakt liegen. Dies führt wieder zu einer verbesserten Handhabung, ohne daß dabei die Notwendigkeit einer übermäßigen Verdrillung besteht.

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Auf Grund der voranstehend geschilderten Beobachtungen und Hindernisse ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Krimpfung von thermoplastischen Textilgarnen vorzuschlagen, wobei deren Textur in der Weise vorteilhaft modifiziert wird, daß eine gesteigerte Raummasse entsteht.

Ein Zweck der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung vorzuschlagen, um einem kontinuierlichen, thermoplastischen Fadengarn dadurch eine erhöhte Raummasse zu erteilen, daß das Garn mit hoher Geschwindigkeit und in kontinuierlicher Betriebsweise gekrimpft und ihm eine dreidimensionale Krimpfung erteilt wird.

Ein weiterer Zweck der Erfindung ist es, eine neue und verbesserte Krimpfvorrichtung sowie ein Verfahren zur Krimpfung eines Bündels fasriger Materialien vorzuschlagen, wobei das Fasermaterial mit einem Krimpfmuster versehen wird, das über den Querschnitt des Bündels hinweg gleichförmig ist und wobei während der Krimpfoperation ein Brechen oder Schneiden der Fäden praktisch ausgeschlossen ist.

Ein weiterer Zweck der Erfindung ist es, eine verbesserte Krimpfvorrichtung in Vorschlag zu bringen, bei der Vorkeh-

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rungen zur öffnung, Flattening (fluttering) und anderweitigen Verzerrung des unter Behandlung stehenden Garnes mit Bezug auf dessen normale innere Orientierung getroffen sind, und zwar an einem Punkt, der unmittelbar oberhalb der Krimpfeinrichtung gelegen ist, so daß die Dauer beträchtlich verkürzt werden kann, die dafür erforderlich ist, um das Garn in den plastifizierenden Zustand zu bringen. Dabei wird gleichzeitig der Vorteil erzielt, daß den Krimpfeinrichtungen ein offenes Fadenbündel angeboten wird, das hinsichtlieii seiner normalen inneren Orientierung verzerrt ist, so daß sich dadurch eine größere Gleichförmigkeit im Angriff der Krimpfeinrichtung am Bündel ergibt und hieraus wiederum eine dreidimensionale Krimpfung resultiert.

Bin weiterer Zweck der Erfindung liegt darin, eine verbesserte Krimpf-Flatterung zu erzielen und das Garn vor dem Angriff der Krimpfeinrichtungen zu verzerren, sowie die Geschwindigkeit des Wärmeüberganges zwischen einem Medium und dem Faserbündel beträchtlich zu steigern.

Ein weiterer Zweck der Erfindung ist ferner, bei einer solchen verbesserten Krimpfvorrichtung die Krimpfmittel in Form von Krimpfzahnrädern vorzusehen, die so ausgebildet sind, daß sie

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zuverlässig gekühlt werden können* Auf diese Weise lassen sich Btabile Temperaturverhältnisse aufrechterhalten, welche ihrerseits zu einer größeren Gleichförmigkeit der Krimpfung entlang der Paserhede führen.

Schließlich ist es noch ein Zweck der Erfindung, eine verbesserte Methode zur mechanischen Texturierung von thermoplastischen Faserheden vorzuschlagen, wobei die Hede gleichzeitig erwärmt und verzerrt wird, und zwar an einem Punkt unmittelbar oberhalb derjenigen Stelle, wo der Angriff mechanischer Krimpf mittel vorzugsweise KrimpfZahnräder, erfolgt. Dabei sind die Krimpf Zahnräder mit einer Einrichtung versehen, um eine Temperaturstabilisierung zu gewährleisten. Dieeen Verfahrensschritten kann sich ein Abschreck- oder Aushärtvorgang anschließen, der, wie im nachstehenden noch beschrieben wird, zusammen mit vorausgehenden Schritten in kontinuierlicher Weise ausgeübt werden kann. Das Ergebnis hiervon ist ein dreidimensionales Garn von hoher Krimpfgleichförmigkeit, und zwar sowohl in Längsrichtung und Querrichtung des Faserbündels.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die voranstehenden und weitere Zwecke dadurch erreicht, daß ein verbesserter Apparat zur Texturierung fortlaufender Fäden, ther-

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moplastischer Heden oder Garne vermittelt wird, der allgemein durch mechanische Krimpfeinrichtungen, vorzugsweise ein Paar miteinander kämmender Krimpf Zahnräder, gekennzeichnet ist, von denen wenigstens eines mit radialen Schlitzen ausgestattet sein kann, durch welche ein Kühlmedium an den gezahnten Abschnitt der Zahnräder herangebracht wird; ferner ist gemäß der Erfindung ein Abs ehre ck-Kamin oder eine äquivalente Aushärteeinrichtung unmittelbar unterhalb&er Krimpfeinrichtungen vorgesehen; weiterhin ist gemäß der Erfindung unmittelbar oberhalb der Krimpfeinrichtung eine rohrförmige Führung angeordnet, die. mit Organen zur Erzeugung von Wirbeln ausgestattet ist, wobei diese Wirbelorgane so wirken, daß sie einen tangentialen Luftstrom mit Bezug auf die rohr>förmige Führung einführen; die Luft oder auch ein anderes Gas wird dabei innerhalb eines vorgegebenen Temperatur-Bereiches erwärmt. Somit wird gemäß der Erfindung das Garn gleichzeitig geöffnet, geflattert oder in anderer Weise entzerrt und erhitzt. Es wurde gefunden, daß eine solche Anordnung eine größere Geschwindigkeit des Wärmeüberganges auf das Garn vermittelt, was wieder in höheren Produktionsgeschwindigkeiten resultiert, und zwar auf Grund der öffnung des Garnes oder der Hede. Dies bringt den Vorteil mit sich, daß den Krimpfeinrichtungen ein wirksamer zu bearbeitendes

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Bündel dargeboten wird, und zwar in dem Sinne, daß ein geöffnetes Bündel eine größere Krimpfgleichförmigkeit quer zu seiner Längenausdehnung erfahren kann. Da ferner die einzelnen Fasern oder Fäden, die das Garnbündel bilden, aus ihrer normalen, relativen Orientierung heraus dann verzerrt werden, wenn die Krimpfeinrichtungen an ihnen angreifen, ermöglicht es die Relaxation oder Entspannung des Bündels nach, der Kximpfung den einzelnen Fäden ihre ursprüngliche Orientierung wieder anzunehmen, so daß die in dem Bündel ausgebildeten Krimpfungen schließlich in verschiedenen Ebenen um die Fadenach3R herum liegen, was dann die erwähnte dreidimensionale Krimpfung bedautet.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die voranstehenden und weiteren Zwecke durch ein Verfahren erreicht, das darin besteht, daß das Garn gleichzeitig erwärmt und geöffnet wird, indem e3 einer Vorrichtung zur Erzeugung von Wirbeln unterworfen wird, worauf das Garn, vorzugsweise mit Hilfe von Krimpfzahnrädern, gekrimpft wird; hxeran schließt sich gemäß der Erfindung unmittelbar eine Abschreckung oder Aushärtung des Garnes an. Die Durchführung dieses Verfahrens führt zu einer bedeutenden Steigerung der Gleichförmigkeit, und zwar sowohl axial als auch transversal

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mit Bezug auf das Garnbündel> und weiterhin zu erhöhten Produktionsgeschwindigkeiten, wobei schließlich gemäß der Erfindung ein dreidimensional gekrimpftes Garn vermittelt wird.

Die nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung der weiteren Erläuterung«,

Ss zeigen?

1 eine perspektivische Ansicht der Gesamtanordnung einer möglichen Ausführtoagsform einer erfindungsgemäßen Krimpfvorriehtung und

JT-igo 2 einen Teilsehnitt entlang der Linie 2-2 aus Figo mit einer Darstellung von Einzelheiten der Krimpfzahnräder₀

In I¹Ig₀ 1 ist eine mit dem Pfeil 10 bezeichnete Krimpfvox⁰-richtung ..dargestellt o. Die Torrichtung schließt ein Paar von drehbar angeordneten? achsenparallelen Zahnrädern 12 ₉ 14 ein, die eine Mehrzahl von gleichförmig über den Umfang

im Abstand angeordneten und längsweise verlaufenden Zähnen 16 aufweisen, die in dichter, räumlicher Justierung miteinander in Eingriff stehen. Die KrimpfZahnräder 12, 14 liegen in geringem Abstand unterhalb einer rohrförmigen Hülse oder einer Führung 18, wie dies am besten aus Fig. 2 hervorgeht. Die KrimpfZahnräder 12 und 14 sind auf Wellen 20 und 22 aufgekeilt oder bestehen aus einem Stück mit diesen Wellen. TJm die Krimpfzahnräder im Gleichgang anzutreiben, sind äußere Spurzahnräder 24» 26 mit parallelen Achöen vorgesehen. Diese Spurzahnräder stehen miteinander in Eingriff und sind ebenfalls auf den Wellen 20 und 22 befestigt. Wenn die Zähne 16 miteinander kämmen, wird die fasrige Hede oder das Garn 28 seitlich angreifenden Spannungen unterworfen, die in ihrer Intensität ab- und zunehmen, wenn das Garn diejenige Ebene erreicht und wieder verläßt, die durch die beiden parallelen Rotationsachsen der Krimpfzahnräder definiert ist. An dieser Stelle ist ein maximaler gegenseitiger Eingriff der Zähne gegeben. Sollte es erwünscht sein, der Hede oder dem Garn mehr als einen Durchlauf durch die Krimpfzahnräder zu erteilen, so kann ein nicht dargestellter Abstandsbügel vorgesehen werden, der schräg zur Drehachse der Krimpfzahnräder verläuft. Um diesen Bügel kann das Garn, wenn es

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ais seiner Einklemmung zwischen den Krimpfzahnrädern heraustritt, gelenkt werden. Das Garn oder die Hede wird hierauf erneut um eines der KrimpfZahnräder herumgelenkt, was auf Wunsch auch zu wiederholten Malen geschehen kann, bis der angestrebte mehrmalige Angriff der KrimpfZahnräder an der Hede oder dem Garn erreicht ist« Auf Grund des schräg gestellten Abstandsbügels nehmen die Mehrfachwindungen des Garnes einen gleichförmigen Abstand an. Das Garn ist dadurch, axial mifc Bezug auf die KrimpfZahnräder im Abstand gehalten, so daß das Garn in den Griff der Krimpf Zahnräder an einem axialen Punkt eintritt und von da an einem räumlich getrennten axialen Punkt austritt.

Die KrimpfZahnräder 12, 14, die zugeordneten Spurzahnräder 24, 26 und die Wellen 20 und 22 können in üblicher Weise in Drehlagern 30 derart; gelagert sein, daß eine der Wellen, in der Zeichnung die Welle 22, als Antriebsachse wirkt» Dabei kann das vom Krimpf zahnrad 14 entfernte Ende der Antriebswelle 22 mit einer Rolle 52 versehen sein, an der ein biegsamer Riemen 34 angreift, der seinerseits von einem geschwindigkeitsveränderlichen Elektromotor 36 getrieben wird.

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Die rohrförmige Hülse oder die Führung 18 stellen ein besonders wesentliches Merkmal der Erfindung dar. Diese Führung ist bezüglich der KrimpfZahnräder so angeordnet, daß ihr eines Ende dicht oberhalb des gegenseitigen Eingriffes der KrimpfZahnräder liegt. Dieses Ende der Führung 18 kann, wie bei 38 angegeben, abgeschrägt sein, so daß sich eine verbesserte Garnsteuerung ergibt. Das gegenüberliegende Ende der Hülse 18 ist, wie bei 40 dargestellt, vorzugsweise aufgeweitet, um die Aufnahme des Garnes oder der Hede 28 aus einer sieht dargestellten Zulieferungsquelle vermittels einer Öse 42 (pigtail) zu erleichtern. An der unteren Hälfte der rohrförmigen Hülse 18 ist, vergleiche Fig. 1, ein Wirbelgenerator vorgesehen, welcher der Einführung eines erhitzten Kediumstromes mit hoher Geschwindigkeit tangential in die Hülse dient. Dieser tangentiale Strom wirkt auf das Garn oder die Hede, welche durch die Hülse 18 hindurch verlaufen, so ein, daß das Garn oder die Hede geöffnet oder in anderer Weise gezerrt wird; weiterhin heizt dieser Strom das Garn oder die Hede bis zum· plastischen Zustand auf, kurz bevor das Garn mit den Krimpfzahnrädern in Berührung kommt. Ein solcher Generator kann die Gestalt eines üblichen, elektrischen Widerstandsheizers 44 haben. Er kann eine zylindrische Form besitzen und über Zuleitungen 46 an

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eine elektrische Spannungsquelle angeschlossen sein. Aus einer "Vorratsquelle gelangt Druckluft oder ein anderes Medium über eine Leitung 48 in den Widerstandsheizer und wird dort aufgeheigt. Die aus dem Widerstandsheizer austretende luft tritt in ein Zuleitungsrohr 50 ein, das die rohrförmige Hülse 18 tangential schneidet und mit dem Inneren der Hülse in Verbindung steht. Bei der Zuführung eines unter Druck stehenden Mediums zum Widerstandsheizer 44 wird das Medium aufgeheizt und sein Druckgefälle in ein Geschwindigkeitsgefälle verwandelt, wenn es tangential in das Innere der rohrförmigen Hülse 18 eingeblasen wird, so daß dort ein Wirbel erzeugt wird, der seinerseits auf das durch die Hülse verlaufende Garn in der Weise einwirkt, daß dieses geöffnet, geflattert, entzerrt oder in anderer Weise behandelt wird, um so die !Fadenbestandteile des Garnes oder der Hede auseinander zu spreizen. Es wird betont, daß die dargestellte Ausführungsform der Einrichtung zur Erzeugung des Wirbels in der rohrförmigen Hülse nur funktionell oder symbolisch angegeben ist und daß zahlreiche Verfeinerungen vorgenommen werden können, die dem Fachmann leicht offenbar sind. Se kann es beispielsweise wünschenswert sein, die Luft in solcher Richtung auszustoßen, daß eine axial zur Hülse 18 gerichtete Komponente entsteht, die das Garn durch die Hülse

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hindurch nach abwärts zieht und somit eine Selbsteinführung in die Hülse gestattet. Weiterhin kann es, um eine größere Kontrolle über die Einflüsse des Wirbels auf das Garn oder die Hede zu gewinnen, erstrebenswert sein, das aufgeheizte Medium in eine im Inneren angeordnete Füllkammer einzublasen, aus der das Medium dann in die rohrförmige Hülse 18 in der gewünschten Richtung geblasen wird, so daß sich auf diese Weise die Turbulenz besser kontrollieren und steuern läßt. Wesentlich ist lediglich, daß eine Komponente des in die Hülse 18 eingeblasenen Mediums in einer Transversalebene zur Axialdichtung der Hülse liegt, so daß in derselben ein Wirbel von großer Geschwindigkeit entsteht.

Ein weiteres erfindungsgemäßes Merkmal ist die Bereitstellung einer Einrichtung zur Abschreckung oder Aushärtung des Garnes oder der Faserhede unmittelbar nach daren. endgültigem Austritt aus dem Eingriff der KrimpfZahnräder 12, 14. Diese Einrichtung vermittelt weiterhin die Temperaturstabilisierung der KrimpfZahnräder. Im praktischen Betrieb wurde nämlich gefunden, daß, nachdem ein Arbeitsgang während längerer Zeit ausgeführt wurde, ein unerwünschter Temperaturanstieg stattfindet, welcher zu einer Variation der Krimpfeigenschaften entlang der Garnlänge führt, wenn weit voneinander getrennte Stellen des Garnes verglichen werden. Es ist infolgedessen

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von Vorteil, eine Einrichtung bereit zu stellen, die eine kontrollierte Kühlung der Zahnräder gestattet, um deren Temperatur konstant zu halten, so daß sich eine gleichförmige Krimpfwirkung über eine große Länge der Hede erzielen läßt. Eine solche Einrichtung ist in Pig.2 dargestellt. Die Einrichtung kann die Form radialer Durchlässe haben, die in einem oder beiden Krimpfzahnrädern ausgebildet sind und das hohle Innere und den Kopfkreis der Zahnräder miteinander verbinden* Diese Durchlässe gelangen zyklisch mit einer Verteilerkammer 54- in Verbindung, die ihrerseits über ein Rohr 56 mit einer Kühlluftquelle in Verbindung steht. Um eine Abschreckung oder Aushärtung der Hede nach ihrem Austritt aus den Krimpfzahnrädern zu erzielen, wird ein Abschreckschacht 58 vorgesehen, der über das Abzweigrohr 60 mit Kühlluft oder einem anderen passenden Medium gespeist wird. Das obere Ende des Abschreckschachtes ist, wie aus der Zeichnung ersichtlich, so geformt, daß es gegenüberliegende, konkave Flächen besitzt, die durch abstehende Ösen oder Zipfel 62 verbunden sind, um so eine Aufnahme der aus den Krimpfzahnrädern auslaufenden, gekrimpften Hede ohne Verwicklung, Verklemmung oder Hemmung zu erleichtern. Durch Einsteuerung der Geschwindigkeit und der Temperatur des Abschreckmediums lassen sich unterschiedliche und erstrebenswerte Effekte erzielen.

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Beim Betrieb der oben beschriebenen Vorrichtung wird zunächst der Wirbelgenerator durch Einführen von Druckluft oder eines anderen Mediums in den Heizer 44 in Betrieb gesetzt. Die Luft oder das andere Medium wird hierauf über das Einspeisrohr 50 in das Innere der Hülse 18 tangential eingespeist, um darin einen Wirbel zu erzeugen, der vorzugsweise eine Axial-Komponente besitzt. Beim Einführen einer Hede oder eines Garnes über die Öse 42 und durch das aufgeweitete Ende 40 der Hülse 18 dient die Wirkung des Wirbels dazu, die Hede oder das Garn selbst in das Rohr einzufädeln, da das Garn oder die Hede angesaugt und durch das Rohr hindurch in der Nähe des Eingriffes der Krimpfzahnräder ausgeblasen wird, wie dies am besten aus Pig. 2 ersichtlich ist. Wenn das Garn oder die Hede durch die Hülse hindurchläuft wird es dem Einfluß der aufgeheizten Wirbelluft oder eines anderen Mediums unterworfen. Hierbei wird das Material geöffnet, verwunden oder in anderer Weise gegenüber seiner normalen, inneren Orientierung verzerrt, und zwar unmittelbar bevor der Angriff der KrimpfZahnräder 12,1< erfolgt. Es läßt sich also leicht einsehen, daß an der Eingriffsstelle des Garnes oder der Hede mit den Krimpfzahnrädern das Garn oder die Hede aus ihrer normalen Beschaffenheit heraus verzerrt sind, so daß sie eine Tendenz besitzen» in diesen normalen Zustand zurückzukehren. Da jedoch

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der Wirbel in dichter Nachbarschaft des Eingriffes der Krimpfzahnräder erzeugt wird unft dabei die normale Beschaffenheit des Garnes stört, wobei das letztere einem raschen Temperaturanstieg unterworfen wird, hat das Garn keine Gelgenheit, unmittelbar in seinen normalen Zustand 'zurückzukehren. Die Dynamik dieser Situation kann, wenn auch mit gewisser Einbuße an Genauigkeit, folgendermaßen vorgestellt werden: das Garn oder die Hede werden in einen v/ahllos verwundenen Zustand gebracht und in diesem Zustand gekrimpft, worauf man sie in ihren usprünglichen Zustand zurückkehren lässt. Nachdem das Garn durch die Krimpfzahnräder hindurchgelaufen ist, führt die Tendenz, in die normale Orientierung zurückzukehren, zu einer dreidimensionalen Krimpfung, und zwar aufgrund der im wesentlichen sinusförmigen Kröpfung, wie sie einerseits auf die Krimpfzahnräder zurückgeht und andererseits auf dem spiraligen Verhalten der Einzelfasern der Hede oder des Garnes sowie auf deren Neigung in ihxG normale Orientierung zurückzukehren beruht. Die Abfolge der spiraligen Krimpfung und des Rückgängigmaehens der spiraligen Yerwindung führt zu einer Bildung von Krimpfungen, die in verschiedenen Ebenen liegen. Es wurde gefunden, daß diese Krimpfungsart ein seidigeres Anfühlungsvermögen, eine gesteigerte Absorption und eine grössere Isolierwirkung gegenüber Warme vermittelt. -

Wenn die Krimpfzahnräder in Betrieb sind, wird ein Kühlmedium, vorzugsweise Luft, in die Verteilerkammer 54 eingespeist und durch die radialen Durchlässe 52 ausgeblasen, wenn die letzteren zyklisch mit der Verteilerkammer in Ausfluchtung gelangen» Die Einblasung eines Kühlmediums in die Krimpfgahnräder oder in nur ein Krimpfzahnrad dient in dieser Weise dazu, die Betriebstemperatur der Zahnräder zu stabilisieren, und gleichzeitig den Abschreckvorgang, der in erster Linie aufgrund der nach abwärts durch die Abschreckkammer 58 geblasenen Kühlluft vermittelt wird, zu ergänzen. Die letztere Kühlluft kann aus einer auch der Verteilerkammer 54 zugeordneten gemeinsamen Quelle, beispielsweise aus dem Rohr 56, stammen.

Die oben beschriebene Vorrichtung stellt nur ein mögliches System dar, welches zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt im wesentlichen die Schritte einer gleichzeitigen Erwärmung, öffnung, Flatterung oder anders gearteten Störung der Hede oder des Garnes mit Bezug auf deren normale Beschaffenheit, ferner ein unmittelbar hierauf erfolgendes Unterziehen des so gestörten Garnes oder der Hede dem Einfluß von Krimpfwalzen oder Krimpfzahnrädern, worauf sich dann wahlweise eine Abschreckung anschließen kann.

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Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung können auf eine große Mannigfaltigkeit kontinuierlicher Fasergarne und Heden angewendet werden. Vorzugsweise sollen die Garne aus thermoplastischem Material bestehen, beispielsweise aus glas- oder faserbildenden Kunstharzen, die vorzugsweise durch Zug streckbar sind, um eine erhöhte Molekularorientierung entlang der Fadenachse zu induzieren. Diese Streckbarkeit ist jedoch nicht unbedingt erforderlich. Die Garne können auf an sich bekannte Weise erzeugt werden, beispielsweise durch Schmelzspinnen oder Efaßspinnen. Als Beispiele für faserbildende, synthetische Polymerisate, welche zu den thermoplastischen» faserbildenden Kunstharzen gehören, sollen erwähnt werden: Polyaethylen, Polypropylen, Polyurethan, Copolymerisate von Vinylchlorid, Copolymerisate von Vinylidenchlorid und einer kleinen Menge damit copolimerisierbarer, mono-olefinischer Verbindungen, beispielsweise Vinylchlorid; Homopolymerisate aus Acrylonitril, Copolymerisate aus Aerylonitril und einem kleinen Mengenbestandteil von wenigstens einer damit copolimerisierbaren, mono-olefinischen Verbindung, sowie polymere Mischungen, die kombiniert einen größeren Mengenbestandteil an Acrylonitril enthalten; Copolymerisate aus Vinylchlorid und Acrylonitril; lineare Polyester von aromatischen Dicarboxylsäuren und di-hydratischen Verbindungen, beispielsweise Polyaethylenterephthalat und der

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aus Terephthalsäure und bis-1 ,4(Hydroxymethyl)zyklohexan abgeleitete Polyester; lineare Polycarbonamide, beispielsweise PolyhexamethylenadipaEiid, Polyhexamethylensebacamid, polymere Monoaminomonocarboxylsäuren, beispielsweise polymere 6-Aminocapronsäure; sowie weitere faserbildende, thermoplastische Polymerisate. Ferner können auch Mischungen aus faserbildenden, synthetischen Polymerisaten verwendet werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren können in Zusammenhang mit einer Behandlung von Garnen zur Anwendung gelangen, deren Faser normale Querschnitte besitzen, wie sie sich mit Hilfe einer Spinndüse gewinnen lassen die kreisförmig gestaltete Öffnungen besitzt. AussergewÖhnlicht Effekte lassen sich gemäß der Erfindung erzielen, wenn Garne behandelt werden, die einen nicht kreisförmigen Querschnitt oder axiale, innere Hohlräume oder Kanäle enthalten. So könnte beispielsweise das Garn aus einer Mehrzahl von fortlaufenden Fasern bestehen, an deren eigentlichem Körper eine Melirzahl von rippenförmigen Abschnitten oder Schenkeln angeordnet ist, wobei diese Rippen aus einem Stück mit dem Körper bestehen» radial auf dessen Oberfläche angeordnet sind und längsweise zum Körper verlaufen, beispielsweise in Form eines Garnes mit X-oder Y-artigem Querschnitt. Wenn ein solches Garn einer Behandlung gemäß der Erfindung unterworfen wird, zeigt das

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resultierende Produkt eine gesteigerte Deckkraft\ Elastizität und ein kräuselhaftea Anfühlen. Die Anzahl der" erwähnten Rippen kann zwei bis vier oder mehr betragen. Garne mit derartigen Rippen lassen sich durch herkömmliche Verfahren gewinnen, beispielsweise unter Verwendung einer Spinndüse, .welche Pasern mit der gewünschten Anzahl von Rippen, oder Schenkeln erzeugte

Gemäß der Erfindung können sowohl verdrillte als auch unverdrillte Garne behandelt werden. Eine erhebliche Vorverdrillung des Garnes ist im allgemeinen unnötig und wird aus wirtschaftlichen Überlegungen heraus vorzugsweise unterlassen Die Hauptüberlegung in diesem Zusammenhang besteht darin, daß das Garn mit hoher, geringer oder gar keiner Verdrillung bei Behandlung gemäß der Erfindung um seine Längsachse schraubenförmig verzerrt wird,, während es gleichzeitig erhitzt wird; unmittelbar hierauf wird ein derart gestörtes Garn der Wirkung der Krimpfeinrxchtung unterworfen, beispielsweise den in der Zeichnung dargestellten Krimpfwalzen. Der Titer des thermoplastischen Garnes kann beträchtlich variieren; das gleiche gilt für den Titer der Einzelfäden. Die normalen Titer handelsüblicher Garne sind voll ausreichend. Garne mit verschiedenen Bestandteilen und Titergrößen können miteinander vermischt und in anderer VTeise

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kombiniert werden, bevor sie der erfindungsgemäßen Behandlung unterzogen werden. Auf diese Weise lassen sich neuartige Effekte erzielen.

Die Temperatur, bei welcher die Garnaufheizeinrichtung betrieben wird, hängt von mehreren Faktoren ab, einschließlich Garnsorte, lineare Garngeschwindigkeit und Garnaufbau. Die Temperatur des Garnes sollte vorzugsweise auf einen Wert unterhalb derjenigen Temperatur angehoben werden, bei der nebeneinander liegende Fäden während des Verfahrens aneinander hängen bleiben oder sich miteinander verkleben* Die Temperatur sollte jedoch ausreichend hoch sein, so daß das Garn im wesentlichen permanent aus seinem normalen, in erster Linie gerade gerichteten Zustand ohne unzulässigen Fadenbruch verformt wird. Die Temperatur, auf die das Garn gewöhnlich gebracht wird, liegt im Bereich von etwa 150 bis 250° C, wenn beispielsweise Hylon 66 behandelt wird. Offensichtlich hängt die Temperatur des Mediums, mit dem das Garn oder die Hede zum Zwecke der Öffnung durchgewirbelt und erhitzt wird, von zahlreichen Faktoren ab, beispielsweise Titer und Geschwindigkeit des zu behandelnden Garnes. Ein Temperaturbereich von etwa 650 bis 700° C erwies sich in den meisten Fällen als am geeignetsten.

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Bei Anwendimg der oben beschriebenen Vorrichtung und des Verfahrens gemäß der Erfindung erzeugt man ein potentiell oder latent gekrimpftes Garn oder eine Hede, die leicht in ein hoch gekrimpftes, streckbares, kontinuierliches Pasergarn von erheblicher Raummasse verwandelt werden können."Raummasse" (bulk) bezieht sich auf das relative Volumen, das von einem vorgegebenen Garngewicht eingenommen wird. Ein Garn von erhöhter Raummasse, wie das, welches sich gemäß der Erfindung gewinnen läßt, besitzt deshalb eine grössere Deckkraft und Wärme« "Gekrimpft" (crimped) bezieht sich auf die Tatsache j daß die Fäden zahlreiche Krimpfungen, Kräuselungen, Krümmungen und dgl. besitzen, welche sich in einem synusförmigen Muster entlang der Länge der einzelnen Fäden nach ein- und auswärts biegen und welche in verschiedenen Ebenen liegen können, was zu der gemäß der Erfindung ermöglichten, dreidimensionalen Krimpfung führt."Streckbar" (stretchable) bezieht sich auf die Tatsache, daß die Garne, welche gemäß der Erfindung hergestellt sind, elastisch sind und die Fähigkeit haben, eine leichte, längsweise aufgebrachte Spannung zu erfahren, und auf diese Weise leicht um eine beträchtliche Länge ohne bleibende Deformation gedehnt werden können. So können beispielsweise gemäß der Erfindung behandelte Garne um TO bis 100$ oder mehr gegenüber ihrer unverspannten Länge gedehnt werden und unmittelbar

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aus dieser Verlängerung in den Zustand eines sogenannten "Streckgarnes" zurückkehren. Für bestimmte Endverbraucherzweeke wird es manchmal vorgezogen, die potentielle Krimpffähigkeit des Garnes dann zu entwickeln, nachdem dasselbe in ein Textilfabrikat oder eine andere Ware verwandelt wurde. So kann beispielsweise ein gestrecktes und verformtes Garn "vor der endgültigen Wäremebehandlung vorteilhaft zu einem Teppich gebüschelt werden, worauf sieh dann die Hitzebehandlung anschließt. Die auf der !Fläche des Teppichs liegenden Garnbüschel bauschen sich in merklichem Ausmaß auf, so daß auf diese Weise aem Teppich ein luxuriöses Aussehen erteilt wird.. Auf diese Weise wird die potentielle Krimpffähigkeit desjenigen Garnes, welches auf der Rückseite des Teppichs und im Trägermaterial liegt und an diesen Punkten festgehalten wird, nicht Voll entwickelt, so daß eine im ganzen gesehen grössere Wirtschaftlichkeit bei der Verwendung des Garnes vermittelt wird« Es läßt sich ferner erkennen, daß der Büschelungsvorgang bequemer ausgeführt wird, wenn die Krimpfung anschließend entwickelt wird.

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Claims (8)

14355 Patentansprüche

1. Verfahren zur Texturierung einer kontinuierlich fortlaufenden, thermoplastischen Faserhede o.dergl., um derselben eine gleichförmige, dreidimensionale Krimpfung zu erteilen, dadurch gekennzeichnet, daß die Hede gleichzeitig erhitzt und seitlich sowie schraubenförmig gezerrt wird, daß die Hede in diesem Zustand gekrimpft wird, und daß die Hede schließlich abgeschreckt und entspannt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hede einem Wirbel eines heißen Mediums ausgesetzt wird, um sie gleichzeitig aufzuheizen und seitlich sowie schraubenförmig zu verzerren, und daß unmittelbar im Anschluß hieran die Hede in diesem gezerrten Zustand gekrimpft wird, sowie daß schließlich die Hede abgeschreckt und entspannt wird=

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Wirbelungseinrichtungen (18, 5o, 44) vorgesehen sind, die gleichzeitig die Hede (28) o.dergl. zerren und aufheizen und daß unmittelbar unterhalb der Wirbelungseinrichtungen Krimpfeinrichtungen (12, 14) angeordnet sind, die die Hede aus den Wirbelungseinrichtungen (18) aufnehmen, so daß die Hede in ihrem aufgeheizten, gezerrten Zustand gekrimpft wird und nach der anschließenden Relaxation oder Entspannung der Hede eine dreidimensionale Krimpfung erzielt wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelungseinrichtungen ein langes Rohr (18), dessen eines Ende (38) unmittelbar oberhalb der Krimpfeinrichtungen (12, 14) liegt, aufweisen sowie Mittel (5o), um ein aufgeheiztes Medium tangential in das Rohr (18) an einer Stelle einzublasen, die in der Nähe des nach unten gekehrten Rohrendes (38) liegt, um so die Hede (28) o.dergl. zu öffnen, zu wirbeln oder in anderer V/eise zu zerren und dia Wärmeübergangsgeschwindigkeit vom aufgeheizten Medium zur Hede zu steigern, und daß die Krimpfeinrichtungen (12, 14) in dem gezerrten Zustand der Hede auf dieselbe einwirken, um der Hede nach anschließender Entspannung eine dreidimensionale Krimpfung zu erteilen.

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5« Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Krimpfeinrichtungen ein Paar von miteinander in Eingriff stehenden, nicht direkt aneinander anstoßenden Zahnrädern (12, 14) umfassen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der Zahnräder (12, 14) mit einer Mehrzahl von am Umfang im Abstand angeordneten, radial verlaufenden Durchlässen (52) ausgestattet ist und eine im inneren des Zahnrades (14) vorgesehene Verteilerkammer (54) zyklisch mit den radialen Durchlässen in Verbindung gelangt, so daß ein Kühlmedium auf dem gezahnten Abschnitt (16) der Zahnräder zur Einwirkung kommt und die Temperatur dieses Abschnittes stabilisiert.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar unterhalb der Krimpfeinrichtungen (12, 14) ein Abschreckorgan (58) vorgesehen ist, welches eine rohrförmige Abschreckkammer umfaßt sowie Mittel (6o), um ein Kühlmedium in die Kammer einzuführen.

8. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche 3 Ms 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelungseinrichtungen (5o) die Hede (28) o.dergl. seitlich und schraubenförmig verzerren und gleichzeitig erhitzen.

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