DE2551128C2 - Verfahren zum Kräuseln eines kontinuierlichen Fadens und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zum Kräuseln eines kontinuierlichen Fadens und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

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DE2551128C2
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    • D02YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02GCRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G1/00Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics
    • D02G1/12Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics using stuffer boxes

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kräuseln eines kontinuierlich durchlaufenden künstlichen Fadens, bei dem der Faden in einen Strom eines erhitzten, kompressiblen Mediums einer Fadenliefervorrichtung eingesaugt wird, deren Ausgangsstrom auf eine bewegte, innerhalb einer Kammer angeordnete Staufläche mit einer derartigen Aufprallgeschwindigkeit gerichtet wird, daß das Kräuseln durch den Aufprall bewirkt wird, bei dem der größte Teil des von der Fadenliefervorrichtung zugeführten erhitzten Mediumstromes von dem Faden abgetrennt und aus der Kammer abgeführt wird und bei dem der durch den Aufprall gekräuselte Faden durch eine gleichförmig bewegte Transportfläche durch die Kammer hindurch mitgenommen und aus ihr ausgetragen wird, vgl. Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 5.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kräuseln eines kontinuierlichen Fadens der vorstehend bezeichneten Art ist aus dem DE-GM 72 27 222 bekannt. Die Staufläche ist dort eine endlose Nut, in deren Innerem Durchlässe für den Mediumstrom vorgesehen sind und in welche die Mündung der Fadenliefervorrichtung gerichtet ist. Die Umfangsgeschwindigkeit der Stauflächc, die zugleich Transportfläche ist, wird so gewäiiit, daß der Faden gleichförmig ausgetragen wird. Die Kräuselung dieses Fadens erfolgt aber ausschließlich nur beim Aufprall auf die Staufläche.
Aus der DE-OS 21 10 670 ist desweiteren ein Kräuselungsverfahren bekannt, bei welchem ebenfalls ein kontinuierlich durchlaufender künstlicher Faden in einen Strom eines erhitzten kompressiblen Mediums einer Fadenliefervorrichtung eingesaugt wird. Deren Ausgangsstrom wird im wesentlichen in Bewegungsrichtung I
bzw. in tangentialer Richtung in eine Staubkammer gerichtet, die bei verschiedenen Ausführungsformen ver- |
schieden ausgebildet sein kann. In einem Fall handelt es sich um eine zylindermantelförmige Siebfläche, über welche der größte Teil des von der Fadenliefervorrichtung erhitzten Mediumstromes entweichen kann. Bei einer anderen Ausführungsform sind zahlreiche, rippenartig in die Staukammer hineinragende Vorsprünge angeordnet, weiche die Oberfläche des Fadenpfropfens stören oder vorgeben. Ein Aufprallen der Fäden auf diese Vorsprünge vor dem Auftreffen auf den Pfropfen ist unerwünscht Da die Zuführgeschwindigkeit des Fadens auch in diesem bekannten Falle größer als die Umfangsgeschwindigkeit der Staufläche ist, wird der Faden zeitweise in der Staukammer gestaai und entsprechend gekräuselt
Während bei der oben beschriebenen, erstgenannten bekannten Lösung die Nutenoberfläche als Prallfläche allein verwendet wird, ohne daß ein Fadenpfropfen eine weitere Kräuselung bewirken soll, wird bei der letztgenannten bekannten Lösung des Kräuseln nur durch das Stauchen am Fadenpfropfen erzeugt. ι ο
Gegenüber der als nächstliegend betrachteten ersten Lösung mit der Nut als Staufläche besteht daher als Aufgabe für die Erfindung, das Verfahren der eingangs genannten Art so durchzuführen bzw. eine Vorrichtung der eingangs genannten Art für ein solches Verfahren derart auszubilden, daß die Kräuselung auf einfache Weise verbessert wird.
Diese Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens erfindungsgemäß dadurch gelöst daß die Bewegungsgeschwindigkeit der Transportfläche in bezug auf die Fadenzufuhrgeschwindigkeit so gewählt wird, daß ein Fadenstau in der Kammer entsteht sowie der nach dem Auftreffen auf die Staufläche mitgenommene Faden gegen die angestaute Fadenmasse unter Erzeugung einer zusätzlichen Kräuselung gedrückt wird. Erfindungsgemäß wird also mit einer zweistufigen Kräuselung gearbeitet nämlich zunächst beim Aufprall auf die Staufläche und in zweiter Stufe beim Aufprall auf den Fadenstopfen, der aus der in der Verdichtungszone in der Kammer befindlichen Fadenmasse besteht Bezüglich der Vorrichtung wird die Aufgabe durch die kennzeichnenden M erkmale des Anspruchs 5 gelöst.
Dieses durch die Erfindung vorgesehene gezielte Aufprallen des Fadens auf die Staufläche für eine erste Kräuselungswirkung und dann die Kräuselung in der zweiten Stufe in der Stauchkammer führt zu überlegenen Garneigenschaften.
Unter diesen Garnen versteht man die verschiedenen textlien Fasermaterialien, wie z. B. synthetischen Fäden, Garn, Werg, Strang für Stapelfasern und dergleichen. Die Kräuselung der kontinuierlichen Fäden erfolgt erfindungsgemäß auf wirtschaftliche Weise, mit hohem Wirkungsgrad und sehr zuverlässig. Der Mediumstrom ist ein kompressibles Fließmittel, welches zusammen mit den Fäden mit der Staufläche in Form von in der Kammer angeordneten Barriere-Einrichtungen in Berührung gebracht wird, wobei die Berührungskraft ausreicht, um das Kräuseln der Fäden an der ersten Siufe zu beginnen. Nach dem ersten Aufprall bzw. dem Kontakt mit der Barriere-Einrichtung wird der Hauptteil des kompressiblen Fließmittels von den Fäden separiert und aus der Kammer ausgestoßen. Die Fäden werden mit einer im wesentlichen kontinuierlichen Bewegung einer in der Kammer befindlichen Fläche mit einer so hohen Geschwindigkeit durch die Kammer transportiert, daß ein Überfüttern der Fäden in die Kammer hinein erfolgt. Hierdurch ergibt sich in einer Verdichtungszone der Kammer eine Strangmasse bzw. der Fadenpfropfen, wo die zweite Kräuselungsstufe liegt.
Besonders wirksam ist die Kräuselung erfindungsgemäß, wenn der Faden auf die Staufläche unter einem Auftreffwinkel von etwa 15° bis 75° auftrifft; und wenn in bevorzugter Weise das kompressible Medium Dampf ist.
Es ist besonders bevorzugt, wenn ein Faden aus Polyester oder Polyamid 6.6 verwendet wird. Andererseits kann man auch viele andere Arten von Fäden kräuseln, wie z. B solche, die aus Homopolymeren und Copolymeren folgender Materialien bestehen: «-Aminocapronsäure, Hexamethylenadipamid, Ethylenterephthalat Tetramethylenterephthalat und Cyclohexamethylenterephthalat Außerdem können die Fäden aus Polyacrylnitril, Polypropylen, Poly-4-aminobuttersäure und Celluloseacetat bestehen.
Die Erfindung richtet sich ferner auch auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens der vorstehend beschriebenen Art, mit einer Kammer, in der eine bewegte Staufläche angeordnet ist, und mit einer Fadenliefervorrichtung, die einen Einlaß für erhitztes kompressibles Medium und einen Fadeneinlaß aufweist und deren Mündung unter einem bestimmten Winkel zu der Staufläche angeordnet ist und einen Strom des kompressiblen Mediums, in welchem der Faden eingebettet ist, gegen die Staufläche derart richtet, daß beim Aufprall ein Kräuseln des Fadens innerhalb der Kammer eintritt, wobei die Staufläche so ausgebildet ist, daß der größte Teil des von der Fadenliefervorrichtung zugeführten erhitzten Mediumstromes von dem Faden abtrennbar und über eine Austrittsöffnung aus der Kammer abführbar ist und eine gleichförmig bewegte Fadentransportfläche sowie eine Garnauslaßöffnung vorgesehen sind.
Die Lösung der vorstehend beschriebenen Aufgabe wird hinsichtlich der Vorrichtung dadurch gelöst, daß die Fadentransportfläche so in bezug auf die Kammer angeordnet und bewegbar ist, daß ein Fadenstau in einer Verdichtungszone der Kammer entsteht und der transportierte Faden gegen die in der Kammer angestaute Fadenmasse unter Erzeugung einer zusätzlichen Kräuselung angedrückt wird. Auch durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen werden die oben in Verbindung mit dem Verfahren erwähnten Vorteile erreicht. Die Staufläche ist zur Erreichung eines doppelstufigen Kräuseins so ausgestaltet, daß nach dem ersten Aufprall der Faden von der Staufläche auf den Fadenstopfen geführt wird, so daß in dieser Fadenmasse eine weitere Kräuselung (der zweiten Stufe) erreicht werden kann.
Man hat festgestellt, daß durch die erste Berührung des Fadens mit der Staufläche das Kräuseln vor dem Weiterbewegen in die Verdichtungszone hinein beginnt, so daß mit Vorteil die Anzahl der angefangenen Kräuselungen sowie das »Gedächtnis« daran innerhalb des Faxens während des beginnenden Kräuseins gesteigert wird, und daß der Faden in einer Form sowie einem Zustand angeboten wird, der speziell für die Endkräuselungsstufe geeignet ist. Die Flexibilität der Fäden erhöht sich, und ihre Biegefestigkeit wird vermindert, mit dem Ergebnis, daß die Kräuselungen in höchst wirksamer Weise erzeugt werden. Infolge der erhöhten, in dem Faden während des anfänglichen Kräuseins hervorgerufenen Flexibilität sind Druck und Temperatur, die während der
Endkräuselung in der Kammer erforderlich sind, überraschend niedrig. Das Medium bzw. kompressible Fließmittel wird nach dem erststufigen Kräuseln schnell ausgestoßen. Infolgedessen erfolgt die Endkräuselung bei einem Druck und einer Temperatur, die erheblich niedriger als die normalerweise für ein Material erwarteten Größen sind, wenn dieses Garnmaterial ein vergleichbar hohes Kräuselniveau hat. Die erfindungsgemäß erreichten Kräuselniveaus sind ungewöhnlich hoch, d. h. mehr als 40 Kräuselungen pro 2,54 cm, insbesondere 60 Kräuselungen pro 2,54 cm oder mehr, und das Schrumpfniveau ist erheblich verbessert, d. h. mehr als 50%. Die Gleichmäßigkeit und Konsistenz der Kräuselung sind leicht steuerbar. Somit gestatten die erfindungsgemäß hergestellten Fäden die Schaffung voluminöser und dehnungsfähiger Wirkgarne mit höheren Geschwindigkeiten und niedrigeren Kosten als bei herkömmlichen Verfahren und mit bekannten Maschinen.
Die Austrittsöffnung für den Mediumstrom einer Kammer bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann ebenso wie die Kammer mit den unterschiedlichsten Abmaßen und Gestaltungen hergestellt werden. Zwecks Illustration wird die Erfindung nachfolgend in Verbindung mit einer Kammer beschrieben, die eine bogenförmige Gestalt hat. Diese Kammern können aber auch lineare, runde oder gerade Gestaltungen haben.
Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Es zeigt
F i g. 1 die Draufsicht auf eine Ausführungsform einer Vorrichtung zum Kräuseln eines kontinuierlich durchlaufenden Fadens;
F i g. 1 a die Draufsicht auf eine alternative Ausführungsform einer solchen Vorrichtung;
F i g. 2 einen Querschnitt entlang der Linie 2-2 der Fig. 1;
F i g. 2a eine Querschnittsansicht entlang der Linie 2a-2a der Fig. 1 ;
F i g. 3 einen Querschnitt unter Darstellung einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung;
F i g. 4 eine Ansicht einer weiteren anderen Ausführungsform zur Durchführung des Kräuselungsverfahrens; F i g. 5 einen Schnitt entlang der Linie 5-5 der F i g. 4;
F i g. 6 einen Schnitt unter Darstellung einer anderen Ausführungsform der Kräuselungsvorrichtung;
F i g. 7 eine Schnittansicht entlang der Linie 7-7 der F i g. 6;
F i g. 8 eine perspektivische Ansicht einer weiteren anderen Ausführungsform einer Kräuselungsvorrichtung, wobei die Abdeckung und die Kammer der Vorrichtung eine außer Eingriff stehende Stellung haben und die Kammer teilweise zur Darstellung ihres Aufbaus abgebrochen ist; und
Fig.9 eine Schnittansicht entlang der Linie 9-9 der Fig.8, wobei die Abdeckung und die Kammer der Vorrichtung eine Eingriffsstellung haben.
Die allgemein mit 10 bezeichnete Kräuselungsvorrichtung gemäß den F i g. 1 und 2 weist eine Kammer 12 mit einer Einlaßöffnung 14 zur Aufnahme der Fäden 16, die gekräuselt v/erden sollen, und eine Auslaßöffnung 18 für das Herausziehen der Fäden aus der Kammer nach dem Kräuseln auf. Eine als Staufläche 20 eingerichtete Barriere, die Teil eines Drahtgitters oder -siebes 17 darstellt, welches in Fig. 1 gezeigt ist und nachfolgend beschrieben wird, ist neben der Einlaßöffnung 14 in der Kammer 12 angeordnet. Garn in der Form eines Stranges kontinuierlicher Polyesterfäden 16 tritt in den Garneinlaß 22 einer allgemein mit 24 bezeichneten Fadenliefervorrichtung ein, die auch eine Führungseinrichtung für den Strom 26 eines kompressiblen Mediums ist, wie z. B. Dampf, Luft, Stickstoff, Kohlendioxid und dergleichen. Dieser Mediumsstrom 26 tritt in den Einlaß 28 ein (bei dem ein Teil abgebrochen dargestellt ist) und drückt die Fäden 16 durch das Rohr 30 der Fadenliefervorrichtung 24 in Berührung mit der Staufläche 20, wobei die Berührung eine ausreichende Kraft hat, um das Kräuseln der Fäden 16 auszulösen. Nach Berührung mit der Staufläche 20 strömt der Hauptteil des kompressiblen Mediums durch die Austrittsöffnung 32 und wird dadurch von den Fäden 16 getrennt und aus der Kammer 12 ausgestoßen. Um während der Trennung des kompressiblen Mediums von den Fäden 16 ein Entfernen der Kräuselung oder der in den Fäden 16 ausgelösten Deformation zu verhindern, darf man die Fäden während der Zeit, zu welcher sie in der Kammer 12 sind, nicht Spannung oder Zug aussetzen. Die anfänglich gekräuselten Fäden 16 werden deshalb von der als ein Teil einer Fadentransportfläche dienenden Trägereinrichtung 34 durch die Kammer 12 transportiert, wobei z. B. eine Trägereinrichtung eine Kombination von Oberflächen 36 aufweist Die Oberflächen 36 werden durch einen Schirm 17 und eine Oberfläche 70 von einem Förderriemen 46 gebildet, wobei diese Oberflächen 36, 70 geeignet für die Bewegung relativ zur Kammer 12 mit einer Geschwindigkeit ausgebildet sind, die ausreicht, um ein Überfüttern der Fäden in die Kammer hinein zu gewährleisten. Infolge dieser übermäßigen Zuführung werden die Fäden 16 gegen einen Pfropfen bzw. eine Masse 38 des Stranges in einer Verdichtungszone 40 in der Kammer 12 gedruckt und treten durch die Auslaßöffnung 18 der Kammer 12 in der Endkräuselform aus.
Die Kammer 12 wird durch eine Umfangsausnehmung 42, die in Fig. 2 gezeigt ist, in der Trommel 44 und einen endlosen Nutenförderriemen 46 mit Aussparungen 48 gebildet. Die sich drehenden genuteten Räder 50,52 und 54 treiben den Förderriemen 46 an und dienen der Führung des Riemens über den Umfang der Trommel 44. Letztere wird durch Reibkontakt mit dem Riemen 46 derart angetrieben, daß der Umfang der Trommel 44 sich im wesentlichen mit derselben Geschwindigkeit wie der Riemen 46 dreht. Die Räder 50,52 und 54 werden durch einen nicht dargestellten Motor angetrieben, der zur Drehung der Räder mit derselben Oberflächengeschwindigkeit dreht Die Staufläche 20 weist einen Teil des Rostes bzw. Schirmes 17 auf, der zum Abfangen des Stromes des kompressiblen Mediums von der Fadenliefervorrichtung 24 ausgebildet ist In der in F i g. 1 gezeigten Vorrichtung ändert sich der Teil des Schirmes 17, welcher die Staufläche 20 darstellt kontinuierlich, wie sich der Umfang der Trommel 44 dreht Alternativ — gemäß Darstellungen der Fi g. la — kann die Staufläche 20 eine poröse oder nicht poröse Platte aufweisen, die fest auf der Fadenliefervorrichtung 24 angebracht ist und zu einer Auffangstelle an der Kammer 12 und neben ihren Einlaß 14 hin ragt
Die Fadenliefervorrichtung 24 ist relativ zur Trommel 44 so angeordnet daß sich das Ende 58 des Rohres 30 in enger Nachbarschaft zur Staufläche 20 befindet Der Abstand zwischen dem Ende 58 und der Staufläche 20
sowie die Querschnittsfläche des Endes 58 können je nach der Geschwindigkeit und Temperatur der Fäden und des Stromes des kompressiblen Mediums, dem Titer der Fäden, des Winkels, bei welchem der Strom die Staufläche 20 schneidet, dem Reibkoeffizient der Stau- bzw. Auftreffoberfläche 20 und der Querschnittsfläche der Kammer 12 variieren. Für den Betrieb mit relativ hoher Garngeschwindigkeit sollte die Querschnittsfläche des Endes 58 etwas größer sein als die Querschnittsfläche der Kammer 12, z. B. in der Größenordnung von mindestens 5 bis 1500%, und vorzugsweise etwa 200 bis 400% größer sein. Allgemein hat das kompressible Medium 26 nach dem Auftreffen auf die Staufläche 20 eine Geschwindigkeit von etwa 91,4 bis 426,7 m pro Sekunde und eine Temperatur von etwa 110° bis 450° C sowie einen Gesamtdruck von etwa 0,007 bis 35,2 kg pro Quadratzentimeter Überdruck; und die Fäden 16 haben eine Geschwindigkeit von etwa 60,95 bis 3657,6 m pro Minute, eine Temperatur von etwa 100° bis 250°C und einen Titer von etwa 1 bis 28 dtex pro Faden sowie einen Garn-Titer von etwa 44 bis 3300 dtex. Der Reibkoeffizient der Auftrefffläche beträgt etwa 0,05 bis 0,9, der Auftreffwinkel Φ ist etwa 15° bis 75°, der Abstand zwischen dem Ende 58 und der Auftreffstelle des Mediums 26 auf die Oberfläche 60 beträgt etwa 0,254 bis 12,7 mm, die Querschnittsfläche des Endes 58 beträgt etwa 0,00258 bis 1,29 cm2, und die Querschnittsfläche der Kammer 12 beträgt etwa 0,000967 bis 6,452 cm2. Vorzugsweise berührt das kompressible Medium 26 die Staufläche 20 mit einer Geschwindigkeit von etwa 182,88 bis 426,72 m pro Sekunde, bei einem Gesamtüberdruck von etwa 0,07 bis 21,1 kg pro Quadratzentimeter und einer Temperatur von 150° bis 330° C, wodurch die Fäden einen Titer von etwa 2 bis 17 dtex pro Faden und einen Garn-Titer von etwa 50 bis 1100 dtex haben, um die Staufläche 20 mit einer Geschwindigkeit von etwa 914 bis 3657 m pro Minute und einer Temperatur von etwa 150° bis 220°C zu berühren. Der Reibkoeffizient der Stau- bzw. Auftreffoberfläche beträgt vorzugsweise etwa 0,2 bis 0,4, der Auftreffwinkel Φ beträgt vorzugsweise etwa 30° bis 60°, der Abstand zwischen dem Ende 58 und der Auftreffstelle des Mediums 26 auf der Oberfläche 60 beträgt vorzugsweise etwa 0,508 bis 1,524 mm, die Querschnittsfläche des Endes 58 beträgt etwa 0,00645 bis 0,1935 cm2, und die Querschnittsfläche der Kammer 12 beträgt etwa 0,004839 bis 0,09677 cm2.
Die Austrittsöffnung 32 für das Medium 26 ist bezüglich der Staufläche 20 so angeordnet, daß der Hauptteil des kompressiblen Mediums 26, welcher mit der Staufläche 20 in Kontakt kommt, von den Fäden 16 separiert und aus der Kammer 12 ausgestoßen wird. Wie in Fig.2a gezeigt ist, weist die Medium-Austrittsöffnung 32 einen Rost, eine Wand bzw. einen Schirm 17 auf, der zusammen mit der Abblaskammer 56 und den Austrittsöffnungen 57 zu einer Außenstelle der Trommel 44 führt. Die Austrittseinrichtung für das Medium kann auch mehrere öffnungen aufweisen, die im Riemen 46 vorgesehen sind, wobei die Anzahl und die Durchmesser der öffnungen ausreichen, um einen Hauptteil des Mediumstromes 26 von den Fäden 16 zu trennen und aus der Kammer 12 auszustoßen, und zwar in der Größenordnung von etwa 60 bis 98%, und vorzugsweise etwa 70 bis 95% davon.
Gemäß den F i g. 1 und 2 treffen die in die Verdichtungszone 40 eintretenden Fäden 16 gegen zuvor geförderte Fäden (eine Masse des Stranges 38), die wegen der größeren Zuführgeschwindigkeit der Fäden 16 zur Zone 40 im Vergleich zur Geschwindigkeit, mit welcher die Fäden von der Zone entfernt werden, nicht abgezogen sind. Infolge dieser Überfütterung wird den Fäden 16 eine weitere Kräuselung mitgeteilt. Die gekräuselten Fäden bewegen sich in der Ausnehmung 42 über etwa eine halbe Drehung der Trommel 44 zur Auslaßöffnung 18, wo die Kräuselung verfestigt wird und die Fäden auf herkömmlichen Spulen unter Verwendung üblicher Wickeleinrichtungen und dergleichen aufgenommen werden. Bei dieser Ausführungsform ist die Trägereinrichtung 34 für den Transport der Fäden 16 durch die Kammer 12 eine Oberfläche mit Wänden 66, 68 und Schirm 17 der Ausnehmung 42 und Seite 70 des Riemens 46. Die Trägereinrichtung 34 kann alternativ aus der Seite 70 des Riemens oder dem Schirm 17 allein bestehen. Die Trägergeschwindigkeit variiert umgekehrt zu ihrer Oberfläche und der gewünschten Kräuselungsfrequenz. Im allgemeinen beträgt die Geschwindigkeit der in den F i g. 1 und 2 gezeigten Trägereinrichtung 34 etwa 1 bis 10% der Geschwindigkeit der Fäden 16. Durch Veränderung der Geschwindigkeit der Trägereinrichtung 34 wird die Verweilzeit der Fäden ίό in der Verdichtungszone 4ö gesteuert, um die Gleichmäßigkeit der Kräuselung und den Verfestigungsgrad in den Fäden 16 über einen breiten Kräuselungsniveaubereich hervorzurufen bzw. zu erzeugen.
Die Vorrichtung 10, wie sie hier offenbart ist, kann auf viele Arten variiert werden. Wie oben bemerkt, kann die Gestalt der Kammer 12 gerade oder krummlinig sein. Die Staufläche 20 kann porös oder nicht porös sein und kann eine stationäre, nicht kontinuierliche oder bewegliche, kontinuierliche Auftreffoberfläche 60 aufweisen. Der in F i g. 3 gezeigte Amboß 74 kann in der Kammer 12 gegenüber der Auftrefffläche 60 der Staufläche 20 angeordnet sein, um die Querschnittsfläche der Kammer 12 neben der Staufläche 20 zu verkleinern. Die Verwendung des Ambosses oder Tastbolzens bzw. Prallstockes 74 sorgt für ein sekundäres Aufprallen von Fäden 16 gegen eine Rückprall-Auftreffoberfläche 75 und erhöht die Anzahl der jeder Zentimeter-Weglänge der Fäden erteilten Kräuselungen. Jede Umfangsausnehmung 42 der Trommel 44 und des Förderriemens 46 kann ganz aus feinen Drahtmaschen oder einem Sieb aufgebaut sein, um für das Entweichen des kompressiblen Mediums 26 durch alle Seiten der Kammer 12 zu sorgen.
Wie in den F i g. 5—8 gezeigt ist, kann die Trommel alternativ drehbar auf einer Welle befestigt sein, wobei die Kammer 12 durch die Umfangsausnehmung 42 der Trommel und eine Wand 89 der Abdeckung 91 gebildet ist Die Verwendung einer Abdeckung 91, die bezüglich der sich drehenden Trommel stationär ist, ermöglicht den Eintritt von Fäden 16 in die Kammer 12. Aus diesem Grund ist die in den Figuren 6 und 7 gezeigte Vorrichtung bevorzugt Die Trommel 44 ist mit nicht gezeigten, sich axial durch die Trommel erstreckenden Austrittsöffnungen versehen, welche Verbindung mit einer Ringkammer 56 unter der Ausnehmung 42 schaffen. Die Ringkammer 46 ist von der Ausnehmung 42 durch einen Drahtschirm bzw. Sieb 17 getrennt welches den Boden der Ausnehmung 42 bildet und zusammen mit Kammer 56 und den Austrittsöffnungen die Austrittseinrichtung 32 für das Medium aufweist Das Sieb 17 hat eine Maschengröße von etwa 50 bis 400 und vorzugsweise von etwa 100 bis 325. Wie alternativ in Fi g. 3 gezeigt ist, kann die Austrittseinrichtung für das Medium einen Schuh 62 aufweisen, der (1) sich vom Ende 58 des Rohres 30 in die Kammer 12 parallel zum Strom des kompressiblen
Mediums 26 und in Nachbarschaft zu diesem erstreckt und (2) mehrere Durchgänge 64 darin aufweist, durch welche das von den Fäden 16 getrennte Medium aus der Kammer 12 entweicht.
Wie in den F i g. 4 und 5 gezeigt ist, kann die in Form einer Barriere gebildete Staufläche 20 porös und durchgehend ausgebildet sein und eine Wand der Ausnehmung 42 in der Scheibe 71 gegenüber der Wand 72 des Blockes 78 bilden. Die Scheibe 71 ist auf der Welle 80 befestigt, welche sich auf Lagern 81 in der Bohrung 83 des Blockes 78 um die Achse x-x dreht. Der kombinierte Strom von kompressiblem Medium 26 und Fäden 16 wird durch das Energierohr 82 in Berührung mit der Staufläche 20 geführt, weiche in der Kammer 12 angeordnet ist, und zwar in der oben in Zusammenhang mit den F i g. 1 und 2 beschriebenen Weise. Das kompressible Medium 26 wird von den Fäden 16 getrennt und aus der Kammer 12 durch Durchgänge 84 im Block 78 ausgestoßen. Die Scheibe 71 dreht sich um die Achse x-x, wobei die Fäden 16 durch die Kammer 12 transportiert werden. Die Fäden 16 treten durch Auslaß 86 aus der Kammer 12 aus.
Eine andere Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist in den Fig.6 und 7 gezeigt. Die Staufläche 20 dieser Ausführungsform ist porös und kontinuierlich in Form einer perforierten Platte oder eines Rostes 17 unter Bildung einer Wand der Ausnehmung 42 in der Trommel 88 gegenüber der Wand 89 der Abdeckung 91. Die Trommel 88 ist auf der Welle 90 zur Drehung um die Achse x-x in der oben in Verbindung mit den F i g. 4 und 5 beschriebenen Weise befestigt. Der kombinierte Strom von kompressiblem Medium 26 und den Fäden 16 wird durch das Rohr 82 in Berührung mit der in der Kammer 12 angeordneten Staufläche 20 geführt, und zwar in der oben in Verbindung mit den F i g. 1 und 2 beschriebenen Weise. Der rückwärtige Verlängerungsblock 92, der durch nicht gezeigte Nieten am Rohr 82 oder durch Klebung oder dergleichen angeschlossen ist, verhindert, daß Fäden 16 oder Stopfen derselben, die während der Verweilzeit in der Kammer 12 zufällig gebrochen sind, wieder in die Kammer 12 eintreten. Das kompressible Medium 26 wird von den Fäden 16 getrennt und aus der Kammer 12 durch Durchgänge 94 in der Abdeckung 91 ausgestoßen und ebenso durch Durchgänge 91, die zwischen der Scheibe 88 und der Abdeckung 91 gebildet sind. Die Trommel 88 dreht sich um die Achse x-x, wobei die Fäden 16 durch die Kammer 12 transportiert werden. Die Fäden 16 treten in gekräuselter Form aus der Kammer 12 durch den Auslaß 98 aus.
Die folgenden Beispiele illustrieren weiter die Erfindung.
Beispiel 1
Ein Polyäthylenterephthalatgarn mit 34 Fäden und einem Titer von 165 dtex wurde durch das Rohr 82 der Fadenzuführvorrichtung 24 (Fig.6—7) mit einer Geschwindigkeit von etwa 701 m pro Minute eingesaugt, wobei Dampf bei einer Temperatur von etwa 3700C und einem Druck von etwa 10,5 kg pro Quadratzentimeter Überdruck in den Mediumseinlaß 28 eintrat. Der Mediumseinlaß 28 hatte einen Innendurchmesser von 0,06858 cm und eine Länge von 12,7 mm. Das Rohr 82 hatte einen Innendurchmesser von 0,0127 mm und eine Länge von 63,5 cm. Die Drehgeschwindigkeit bzw. die Drehzahl der Trommel 88 betrug etwa 22,4 Umdrehungen pro Minute. Das Garn wurde durch das Rohr 82 in Berührung mit der Staufläche 20 in einer Kammer 12 geführt, wobei der Kontaktwinkel Φ in der Größenordnung von etwa 45° betrug. Die Staufläche war eine Messingplatte mit einer Dicke von 0,03556 cm und enthielt mehrere öffnungen. Jede öffnung hatte einen Durchmesser von 0,02286 cm. Die öffnungen waren durch einen Abstand Mitte zu Mitte von 0,04064 cm getrennt und in einer hinreichenden Zahl vorgesehen, um die Platte mit 25,4% offenem Bereich zu versehen. Die Kammer 12 hatte eine Breite von 0,1575 cm und eine Tiefe von 0,0864 cm. Die Trommel 88 wurde so gedreht, daß die Trägereinrichtung 34 eine Oberflächengeschwindigkeit von etwa 10,16 m pro Minute hatte. Der Kontakt bzw. die Berührung zwischen dem das Garn enthaltenden Strom und der Staufläche 20 löste das Kräuseln der Fäden aus. Eine Trägereinrichtung transportierte das Garn zu einer Verdichtungszone 40 in der Kammer 12. Eine Masse (Stopfen) Garn, die in der Zone 40 gebildet war, rief eine weitere Kräuselung der Fäden hervor. Das in gekräuselter Form aus der Kammer 12 durch den Auslaß 89 austretende Garn wurde auf herkömmliche, parallele Wickelpackungen aufgenommen, die auf herkömmlichen Windeneinrichtungen mittels eines Paares nicht dargestellter Rollen oder Walzen gedreht wurden. Die Geschwindigkeit der Windeneinrichtung betrug etwa 385 m pro Minute. Die texturierte Denierzahl des Garns betrug 228.
Das gemäß diesem Beispiel erhaltene Garn war durch eine drei-dimensionale Kräuselung gekennzeichnet. Ein solches Garn hatte eine Gebund- bzw. Strangschrumpfung von 48%. Der Strangschrumpfungstest bestand aus dem Aufwickeln des texturierten Garns auf einen Strang; wobei der Strang ohne Belastung in einem Heißluftofen bei 145°C fünf Minuten lang abgehängt war. Der Strang wurde aus dem Ofen herausgenommen und ein Gewicht von 0,0016 g pro Denier wurde an ihm aufgehängt. Die neue Stranglänge wurde gemessen als (Lr). Der Prozentsatz der Strangschrumpfung wurde dann berechnet aus der anfänglichen Stranglänge (L0) und der Endstranglänge (Lr) gemäß der Gleichung (L0 L1)IL0. Das Garn enthielt 50,5 im Mittel Kräuselungen pro 2,54 cm und war insbesondere bei der Herstellung gewirkten Tuches geeignet, da es einen hohen Raumbedarf und Dehnungsfähigkeit besaß.
Eine Reihe weiterer Läufe wurde unter Verwendung von Auftreffwinkeln von 15°, 30°, 60° und 75° durchgeführt Daß für jeden dieser Durchläufe verwendete Verfahren war in allen Beziehungen dasselbe, wie das unter Beispiel 1 beschriebene, mit der Ausnahme, daß die Garn-Auslaßgeschwindigkeit für die Durchläufe verändert wurde, um die Zahl der Kräuselungen pro Zentimeter und das Strang-Schrumpfniveau optimal zu gestalten. Die Ergebnisse des Durchlaufs des Beispiels 1 und der nachfolgenden Durchläufe wurden in folgender Tabelle festgehalten.
Tabelle
Durchlauf
Garnauslaß-Geschwindigkeit (m/Min.)
Auftreffwinkel
Kräuselungen
pro 2,54 cm
Strang-Schrumpfniveau
384 487 429 518 337
45° 50,5
15° 45,6
30° 44,0
60° 47,1
75° 45,1
Beispiel 2
48
47
46
45
46,3
Polyäthylenterephthalatschnitzel mit einem mittleren Molekulargewicht von 28 000 wurden schmelzgesponnen, wobei eine Art Schraubenextruder verwendet wurde, in welchen die Trommel- und Gesenktemperaturen auf 270° C bzw. 280° C gehalten wurden.
Die verwendete Spinndüse hatte 34 Löcher, wobei jedes Loch einen Kapillardurchmesser von 0,0254 cm und eine Länge von 0,0254 cm hatte. Ein Luftkühlsystem wurde zur Verfestigung der Fäden verwendet.
Das gesponnene Garn war ein Garn mit einem Titer von 282 dtex, 34 Fäden, Nulldrall und teilausgerichtet und hatte einen runden Querschnitt. Das Garn war mit etwa 0,05 Gewichts-% eines textlien Oberflächenmittels beschichtet und wurde mit einem Ziehverhältnis von 1,9 gezogen. Das Ziehverfahren bestand darin, 10 Umwicklungen Garn um (1) ein Paar erwärmter Walzen, die bei einer Temperatur von 75°C gehalten wurden, (2) eine stationäre Blockheizeinrichtung von 15,24 cm Länge mit einer Temperatur von 180° C und (3) ein Paar Ziehrollen mit einer Temperatur von 175° C laufen zu lassen. Die Endtiterzahl betrug 155 dtex. Die Ziehgeschwindigkeit war 609,6 m pro Minute.
Das Garn wurde dann unter Verwendung der in den F i g. 8 und 9 gezeigten Vorrichtung texturiert. Die Düse 101 der allgemein bei 100 gezeigten Vorrichtung hatte eine Länge /von 12,7 mm und einen Innendurchmesser d von 0,06858 cm. Überhitzter Dampf wurde mit 28O0C und 7,03 kg pro Quadratzentimeter Überdruck in die Düse 101 durch eine nicht gezeigte Leitung zugeführt. Das Garn (Fäden) 16 wurde mit hoher Geschwindigkeit durch aus der Düse 101 austretende Gas in das Rohr 102 mit 173,74 m pro Minute getragen.
Das Energierohr 102 hatte einen Innendurchmesser von 0,11938 cm und einen Außendurchmesser von 0,95 cm und war 5,7 cm lang. Das Garn wurde auf eine Temperatur von etwa 196° C erwärmt und gegen die Staufläche 20 bei einem Auftreffwinkel Φ von 60° auftreffen gelassen. Die Staufläche 20 war eine 200-Maschen-Scheibe mit Gitteroberfläche und mit einem Durchmesser von 9,652 cm und war von der Ausgangsöffnung 104 des Energierohres 102 im Abstand von 0,092 cm angeordnet Die Kammer 12 hatte eine Querschnittsfläche von 0,00014 Quadratzentimeter. Die Kammer 12 wurde mit einer Drehzahl von 3,048 m pro Minute gedreht und trug das gekräuselte Garn von der Strömung fort, so daß das Garn hinreichend in der Kammer 12 gekühlt werden konnte, um die Kräuselungen darin auszuhärten. Das Garn wurde nach einer Winkelverschiebung des Schirms bzw. Rostes von 330° von der Energierohroberfläche aus der Kammer 12 entfernt und mit einer Geschwindigkeit von 121,92 m pro Minute gewickelt.
Das erzeugte Garn hatte einen Titer von 210 dtex. Mikrofotografien, die von 20 Fäden gemacht wurden, welche am Rand von dem texturierten Garn ausgewählt wurden, zeigten eine Kräuselungszählung von 64 Kräuselungen pro 2,54 cm und eine Kräuselungsamplitude von 0,02794 cm. Es gab keine Vereinigung unter den Fäden des Garns. Das Garn hatte eine drei-dimensionale schraubenförmige Gestalt bzw. Konfiguration.
Stränge wurden aus dem texturierten Garn hergestellt. Das mittlere Strangschrumpfniveau wurde auf 50% bestimmt Unter identischen Strangtestbedingungen hatte ein aus 34 Fäden bestehendes Garn mit einem Titer von 187 dtex, welches unter Verwendung eines herkömmlichen Falsch-Zwirnverfahrens erzeugt wurde, ein Strangschrumpfniveau von 50% und ein Kräuselungsniveau von 50 Kräuselungen pro 2,54 cm.
Das iexturierte Garn, welches gemäß Beispiel 2 hergestellt war, wurde auf einer Lawson-Hemphill Fiber Analysis-Wirkmaschine gewirkt, die einen 54-Spindelteilungskopf, 220 Nadeln einen Durchmesser von 89 mm und 91,44 cm pro Durchlauf hatte. Nach dem Färben zeigte das gewirkte Tuch eine hervorragende Gleichmäßigkeit und war frei von Streifen. Außerdem hatte das Gewebe bzw. Tuch weichen Griff, Maßstabilität und ansehnliches Äußeres.
Beispiel 3
Polyäthylenterephthalatgarn, welches bei diesem Beispiel verwendet wurde, wurde extrudiert und unter Verwendung des Verfahrens und der Vorrichtung, wie in Beispiet 2 beschrieben mit der Ausnahme verarbeitet daß der Auftreffwinkel 085° betrug.
Das auf diese Weise gekräuselte Garn war verwachsen, geknüpft und ungleichmäßig entlang der Garnachse und hatte eine niedrigere Qualität als Garn, welches nach dem gemäß Beispiel 1 beschriebenen Verfahren hergestellt war.
Im Betrieb wird ein Strang von Fasern 16 durch Einsaugen in eine Stömung eines kompressiblen Mediums 26 zugeführt. Die Fadenliefervorrichtung 24 führt das die Fäden 16 enthaltende, kompressible Medium 26 in Berührung mit der Staufläche 20, die in der Kammer 12 angeordnet ist um das Kräuseln der Fasern 16 auszulösen bzw. zu beginnen. Die Austrittseinrichtung 32 für das Medium trennt den Hauptteil des kompressiblen Mediums 26 von den Fasern 16 und stößt ihn aus der Kammer 12 aus. Eine Träeereinrichtun? transnortiert
20
25
die Fäden 16 durch die Kammer 12 mit einer Geschwindigkeit, die ausreicht, um ein Oberfüttern der Fäden 16 in die Kanuner hinein hervorzurufen. Die Fäden 16 werden nachfolgend gegen eine Masse des Stranges in einer Verdichtungszone 40 gedruckt bzw. gedrängt, treten aus der Kammer 12 in gekräuselter Form aus und werden auf Packungen gewickelt
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen
10
20 25 30 35
40 45
50 55 60 65

Claims (10)

  1. Patentansprüche:
    I. Verfahren zum Kräuseln eines kontinuierlichen durchlaufenden künstlichen Fadens (16), bei dem der Faden in einen Strom eines erhitzten, kompressiblen Mediums (26) einer Fadenliefervorrichtung (24) eingesaugt wird, deren Ausgangsstrom auf eine bewegte, innerhalb einer Kammer (12) angeordnete Staufläche (20) mit einer derartigen Aufprallgeschwindigkeit gerichtet wird, daß das Kräuseln durch den Aufprall bewirkt wird, bei dem der größte Teil des von der Fadenliefervorrichtung (24) zugeführten erhitzten Mediumstromes von dem Faden abgetrennt und aus der Kammer (12) abgeführt wird und bei dem der durch den Aufprall gekräuselte Faden durch eine gleichförmig bewegte Transportfläche (34,36,70) durch die Kammer
    (12) hindurch mitgenommen und aus ihr ausgetragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsgeschwindigkeit der Transportfläche (34,36,70) in bezug auf die Fadenzufuhrgeschwindigkeit so gewählt wird, daß ein Fadenstau in der Kammer (12) entsteht sowie der nach dem Auftreffen auf die Staufläche (20) mitgenommene Faden gegen die angestaute Fadenmasse (38) unter Erzeugung einer zusätzlichen Kräuselung gedrückt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Faden auf die Staufläche (20) unter einem Auftreffwinkel von etwa 15° bis 75" auftrifft
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das kompressible Medium Dampf ist.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Faden aus Polyester oder Polyamid 6.6 verwendet wird.
  5. 5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einer Kammer (12), in der eine bewegte Staufläche (20) angeordnet ist, und mit einer Fadenliefervorrichtung (24), die einen Einlaß für erhitztes kompressibles Medium und einen Fadeneinlaß aufweist und deren Mündung (30) unter einem bestimmten Winkel zu der Staufläche (20) angeordnet ist und einen Strom des kompressiblen Mediums (26), in dem der Faden (16) eingebettet ist, gegen die Staufläche (20) derart richtet, daß beim Aufprall ein Kräuseln des Fadens innerhalb der Kammer (12) eintritt, wobei die Staufläche (20) so ausgebildet ist, daß der größte Teil des von der Fadenliefervorrichtung (24) zugeführten erhitzten Mediumstromes von dem Faden abtrennbar und über eine Austrittsöffnung (32) aus der Kammer (12) abführbar ist und eine gleichförmig bewegte Fadentransportfläche (34,36,70) sowie eine Garnauslaßöffnung (18) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadentransportfläche (34,36,70) so in bezug auf die Kammer (12) angeordnet und bewegbar ist, daß ein Fadenstau in einer Verdichtungszone (40) der Kamme.· (12) entsteht und der transportierte Faden (16) gegen die in der Kammer (12) angestaute Fadenmasse (33) unter Erzeugung einer zusätzlichen Kräuselung angedrückt wird.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer(12) eine lineare Gestalt hat.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (12) eine bogenförmige Gestalt aufweist.
  8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Staufläche (20) einen Reibungskoeffizienten von 0,05 bis 0,9 aufweist.
  9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß für die Abtrennung des Mediumstromes von dem Faden ein Schirm (17) mit einer Maschengröße im Bereich von etwa 50 bis 400 vorgesehen ist.
  10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenliefervorrichtung (24) ein Rohr (30) mit einem Ende (58) aufweist, welches in einem Abstand von 0,025 bis 1,27 cm von der Staufläche (20) angeordnet ist.
    I1. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche des Endes (58) des Rohres (30) mindestens etwa 5 bis 1500% größer ist als die Querschnittsfläche der Kammer (12).
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