EP1058745B1 - Verfahren zur luftblastexturierung von endlosfilamentgarn sowie garnveredelungseinrichtung, ferner deren verwendung - Google Patents

Verfahren zur luftblastexturierung von endlosfilamentgarn sowie garnveredelungseinrichtung, ferner deren verwendung Download PDF

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EP1058745B1
EP1058745B1 EP99904684A EP99904684A EP1058745B1 EP 1058745 B1 EP1058745 B1 EP 1058745B1 EP 99904684 A EP99904684 A EP 99904684A EP 99904684 A EP99904684 A EP 99904684A EP 1058745 B1 EP1058745 B1 EP 1058745B1
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EP
European Patent Office
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yarn
texturing
air
jet
channel
Prior art date
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EP99904684A
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English (en)
French (fr)
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EP1058745A1 (de
Inventor
Gotthilf Bertsch
Kurt Klesel
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Heberlein AG
Original Assignee
Heberlein Fasertechnologie AG
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Publication date
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02J—FINISHING OR DRESSING OF FILAMENTS, YARNS, THREADS, CORDS, ROPES OR THE LIKE
    • D02J13/00—Heating or cooling the yarn, thread, cord, rope, or the like, not specific to any one of the processes provided for in this subclass
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G1/00—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics
    • D02G1/16—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics using jets or streams of turbulent gases, e.g. air, steam
    • D02G1/162—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics using jets or streams of turbulent gases, e.g. air, steam with provision for imparting irregular effects to the yarn

Definitions

  • the invention relates to a method for air-blast texturing of continuous filament yarn with an air-jet texturing nozzle with a continuous yarn channel at one end the yarn is fed and at the other end the textured yarn is removed and compressed air is fed into the yarn channel in a central section and in one expanding acceleration channel the blast air jet accelerates to supersonic and the loop yarn with a high transport speed of preferably over 600 m / min is generated, the air blowing texturing line by a delivery unit 1 am Beginning and a delivery plant 2 is limited at the end of the air finishing stage.
  • the invention further relates to a yarn finishing device with a texturing section, consisting of a supply plant 1 for the supply of the yarn, one Texturing nozzle and a delivery unit 2 after the texturing nozzle, the Texturing nozzle has a continuous yarn channel, at one end of which Yarn fed, and at the other end the textured yarn discharged and in a middle section of compressed air is fed into the yarn channel and in one a blown air jet with supersonic can be generated by the expanding acceleration channel.
  • the invention is based on an air bubble texturing according to WO97 / 30200.
  • the finishing of continuous filament yarn has two main tasks. To the One is the textile, made from industrially produced filaments Character and textile properties are given. Second, should the yarn is refined with regard to specific quality characteristics of the end product very often cannot be achieved by products made with natural fibers are. A very important goal for industrially manufactured filaments or the yarns and fabrics produced from it, lies in the processing process to optimize. Optimizing means here. Conservation or increase certain quality criteria and lower production costs. production costs can be lowered in various ways. The most obvious way is the increase in throughput speed in a given production plant. A second possibility lies in procedural interventions that are not necessarily include an increase in throughput speed, but certain Ensure quality criteria even at high yarn throughput speeds.
  • the textile industry is one of the, especially in the case of continuous filaments most complex branches of industry, from the raw material to the finished surface product several independent industries and trades are involved. There is none the branches completely autonomous, rather it is a processing chain at each process change in one stage, the subsequent or possibly previous ones Levels can affect. But it is always open whether the end user does Product accepted or rejected after changes often through new process techniques in terms of quality characteristics. For some product sectors, In the filament spinning mill, in particular, the finishing of yarn is done using yarn finishing nozzles the most important section. The structural change from plain yarn to A textured loop yarn is caused solely by mechanical air forces. This creates an air flow in the supersonic area, as in the beginning mentioned WO97 / 30200 is shown.
  • DE-OS 38 23 538 shows a process for the production of PBT carpet yarn. It is a compression crimp, which is an integrated process within a Spin-draw texturing with transport speeds of over 1800 m / min is carried out. With the crimp, the yarn deformation becomes thermal supports this, in contrast to the air bubble texturing, in which the Air forces alone cause the deformation.
  • the US.PS 40 40 154 shows another example of a compression crimp with Use of hot steam.
  • the compression crimp takes place inside the cylindrical Channel start.
  • the yarn leaves the channel without tension. This is in conflict to the actual texturing, in which the generation of tension on the yarn on Exit from the nozzle is a measure of the quality of the texturing. texturing was previously often understood in the most general sense and not as a technical term.
  • the invention has now been given the task of processing the Optimize the production of a loop yarn. Part of the job for that In particular, the process was without higher yarn transport speeds Allow loss of quality.
  • the method according to the invention is characterized in that the yarn between delivery plant 1 and delivery plant 2 by an upstream and / or downstream Yarn heating device is heated in such a way that between delivery unit 1 and Delivery unit 2 both the mechanical air intervention and the thermal intervention takes place.
  • the production speed is still completely open upwards. It was also interesting to observe that only the thermal action before and / or after the texturing nozzle already showed an increase in performance with all nozzles with M ⁇ 2.
  • the new invention has shown that there are causal connections between the increase the pressure, the Mach number, the yarn transport speed and the thermal Influence. With the effect of heat before texturing the Stiffness of the individual filaments reduced. The filaments can be warm Bend the state more easily with less energy, which is the main reason for this portion. With the effect of heat after texturing, the structural change in the Texturing carried out more perfectly.
  • the invention further relates to a yarn finishing device and is thereby characterized that between the two supplying plants, after the texturing nozzle, before the delivery unit 2 and / or before the texturing nozzle, after the delivery unit 1 one Yarn heater is arranged.
  • a yarn finishing device for particularly advantageous embodiments of the Yarn finishing device is referred to claims 8 to 10.
  • the invention further relates to the use of a heat treatment before and / or after a texturing nozzle with Mach> 2 in the acceleration channel.
  • the production speed could increase with additional thermal treatment at 1500 m / min. without breakdown of texturing and without slagging be increased, the limit being given by the existing test facility was.
  • the best texturing qualities could go far beyond the product speed 800 m / min. be achieved.
  • the thermal pretreatment has likewise a positive effect on the texturing process.
  • a combinatorial Effect between shrinkage and yarn opening in the section between the Air injection point in the yarn channel and the first section of the conical extension, in the area of supersonic speed, cause of success.
  • the stiffness is reduced, so the prerequisite for loop formation in the texturing process is improved.
  • thermal Pretreatment of the yarn has a negative cooling effect due to the air expansion in the texturing nozzle, and therefore texturing when the yarn is heated be improved.
  • FIG. 2 gives an overview of the yarn tension (Gsp) and the production speed.
  • Gsp yarn tension
  • T 311 + Th the yarn was heat treated with T311 + Th.
  • the dash-dotted Lines T311 + Th are only the result of touch attempts.
  • an S315 nozzle is used with an acceleration channel for Mach> 2.
  • the air pressure used for the texturing is not entered in the two curves.
  • the dash-dotted curve S 316 + Th shows above all the great influence the effect of heat. Since there are a variety of yarn qualities and yarn titers, it was not yet possible to determine the corresponding relations exactly. After the Experience in textile technology is only possible in actual production use.
  • FIG. 2 clearly shows the stages of the increase in performance through the different combinations.
  • a PA 78f51, Core 10%, effect 30% and a pressure of 9 bar are used.
  • FIGS 3a to 3e show the typical solutions of the prior art with in accordance with the known symbol representation, wherein in the figure 3d examples of textured yarns and with the figure 3e reproduced a classic texturing nozzle is.
  • 3a shows schematically the known single or parallel processing of FOY yarn.
  • Figure 3b the parallel processing of FOY and POY yarn.
  • the figure 3c the processing of POY yarn with core and fancy yarn. In the nozzle shown it is a T 311 nozzle.
  • FIG. 4 schematically shows the use of the new one in accordance with FIG. 3 Texturing solution.
  • the so-called hotplate H.plate
  • the so-called hotplate is represented non-contact heating channels, as shown in Figures 3b and 3c.
  • the whole air finishing stage is according to Figure 1 in Figure 4 with LvSt designated.
  • FIG. 4 shows both a thermal pretreatment 120 and one thermal aftertreatment 121 shown, with the most important process data, about air pressure, temperature and yarn speeds.
  • H.plate means hot plate and H.pin means hot pin.
  • In front of the texturing nozzle 101 is another HemaJet 123 yarn moistening arranged.
  • the yarn is then passed through another heater 122 led, which can now also be a steam chamber. Will at one point Hot steam used for thermal treatment, then it can be out It is advisable for economic reasons, the other heating points also with hot steam train.
  • the thread speeds are at the marked Supplying plants (W) listed as an example.
  • Figures 5a to 5d show the use of the so-called heated and driven Godets for thermal treatment with some important uses.
  • the temperamabe in the godet shows whether it is a heated position.
  • Hotplate or a continuous steam chamber according to the invention can be used.
  • Block 250 sets the higher pressure as well as one Heat treatment ahead.
  • Block 200 presupposes all proposed measures.
  • Block 150 can optionally be equipped with a T 311 nozzle and a thermal one Treatment can be achieved.
  • the invention further relates to the use of at least one or two heat treatments before and / or after a texturing nozzle with Mach> 2 in the Acceleration channel.

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Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Luftblastexturierung von Endlosfilamentgarn mit einer Luftblastexturierdüse mit durchgehendem Garnkanal, an dessen einem Ende das Garn zugeführt und an dessen anderem Ende das texturierte Garn abgeführt und in einem mittleren Abschnitt Druckluft in den Garnkanal zugeführt und in einem sich erweiternden Beschleunigungskanal der Blasluftstrahl auf Überschall beschleunigt und das Schlingengarn mit hoher Transportgeschwindigkeit von vorzugsweise über 600 m/min erzeugt wird, wobei die Luftblastexturierstrecke durch ein Lieferwerk 1 am Anfang und ein Lieferwerk 2 am Ende der Luftveredelungsstufe begrenzt ist.
Die Erfindung betrifft ferner eine Garnveredelungseinrichtung mit einer Texturierstrecke, bestehend aus einem Lieferwerk 1 für die Zulieferung des Garnes, einer Texturierdüse sowie einem Lieferwerk 2 nach der Texturierdüse, wobei die Texturierdüse einen durchgehenden Garnkanal aufweist, an dessen einem Ende das Garn zugeführt, und an dessen anderem Ende das texturierte Garn abgeführt und in einem mittleren Abschnitt Druckluft in den Garnkanal zugeführt und in einem sich erweiternden Beschleunigungskanal ein Blasluftstrahl mit Überschall erzeugbar ist.
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Luftblastexturierung entsprechend WO97/30200. Die Veredelung von Endlosfilamentgarn hat vor allem zwei Aufgabenstellungen. Zum einen sollen dem Garn, hergestellt aus industriell erzeugten Filamenten, ein textiler Charakter und auch textiltechnische Eigenschaften gegeben werden. Zum zweiten soll das Garn im Hinblick auf spezifische Qualitätsmerkmale des Endproduktes veredelt werden, die sehr oft von den mit natürlichen Fasern hergestellten Produkten nicht erreichbar sind. Ein ganz vordergründiges Ziel, bei industriell hergestellten Filamenten bzw. den daraus erzeugten Garnen und Flächengebilden liegt darin, den Verarbeitungsprozess zu optimieren. Optimieren bedeutet hier. Erhaltung oder Steigerung bestimmter Qualitätskriterien und Senkung der Produktionskosten. Produktionskosten können bekanntlich auf verschiedene Weise gesenkt werden. Die naheliegendste Weise ist die Steigerung der Durchlaufgeschwindigkeit in einer gegebenen Produktionsanlage. Eine zweite Möglichkeit liegt in verfahrenstechnischen Eingriffen, die nicht zwingend eine Erhöhung der Durchlaufgeschwindigkeit beinhalten, sondern bestimmte Qualitätskriterien auch bei hohen Garndurchlauf-Geschwindigkeiten sicherstellen.
Die Textilindustrie ist, ganz besonders im Falle von Endlosfilamenten insofern eine der komplexesten industriezweige, als vom Rohmaterial, bis zum fertigen Flächenerzeugnis mehrere unabhangige industrie und Gewerbezweige beteiligt sind. Dabei ist keiner der Zweige völiig autonom, vielmehr handelt es sich um eine Verarbeitungskette, bei der jede Prozessänderung in einer Stufe die nachfolgenden oder allenfalls vorangehenden Stufen beeinflussen kann. Immer aber bleibt es offen, ob der Endverbraucher das Produkt akzeptiert oder ablehnt, nachdem durch neue Verfahrenstechniken oft Änderungen in Bezug auf Qualitätseigenschaften eintreten. Bei einigen Produktsektoren, speziell im Rahmen der Filamentspinnerei ist die Veredelung von Garn über Garnveredelungsdüsen der wichtigste Abschnitt. Die Strukturänderung von Glattgarn zu einem texturierten Schlingengarn wird allein durch mechanische Luftkräfte hervorgerufen. Dabei wird eine Luftströmung im Uberschallbereich erzeugt, wie in der eingangs erwähnten WO97/30200 dargestellt ist. Alle bisher bekannten Versuche haben gezeigt, dass der Texturiereffekt bei Verwendung von z.B Heissluft für die Blasluft in die Düse, kaum verändert wird. Die einfachste Erklärung liegt darin, dass heisse Druckluft plötzlich expandiert und sich gleichzeitig abkühlt. Der Wärmeeffekt von erhitzter Druckluft wird bei der Expansion resp. der entsprechenden Abkühlung weitgehend aufgehoben.
Die DE-OS 38 23 538 zeigt ein Verfahren zur Herstellung von PBT-Teppichgarn. Es handelt sich um eine Stauchkräuselung, welche als integrierter Prozess innerhalb einer Spinnstrecktexturierung mit Transportgeschwindigkeiten von über 1800 m/min durchgeführt wird. Bei der Stauchkräuselung wird die Garnverformung thermisch unterstützt, dies im Gegensatz zu der Luftblastexturierung, bei der normalerweise die Luftkräfte allein die Verformung bewirken.
Die US.PS 40 40 154 zeigt ein weiteres Beispiel einer Stauchkräuselung mit Anwendung von Heissdampf. Die Stauchkräuselung findet innerhalb des zylindrischen Kanales start. Das Garn verlässt den Kanal ohne Spannung. Dies steht im Gegensatz zu der eigentlichen Texturierung, bei der die Erzeugung von Spannung am Garn am Austritt aus der Düse ein Mass für die Qualität der Texturierung ist. Texturierung wurde früher oft im allgemeinsten Sinne verstanden und nicht als Fachbegriff.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung wurde nun die Aufgabe gestellt, den Verarbeitungsprozess bei der Herstellung eines Schlingengarnes zu optimieren. Ein Teil der Aufgabe für das Verfahren lag insbesondere dann, höhere Garntransportgeschwindigkeiten ohne Qualitätsverlust zuzulassen.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass das Garn zwischen Lieferwerk 1 und Lieferwerk 2 durch eine vor- und/oder nachgeschaltete Garnheizeinrichtung aufgeheizt wird, derart, dass zwischen Lieferwerk 1 und Lieferwerk 2 sowohl der mechanische Lufteingriff wie auch der thermische Eingriff stattfindet.
Die Figur 2 zeigt mit T311 rein schematisch die Texturierung des Standes der Technik wie er bei der WO97/30200 vorausgesetzt wurde. Zwei Düsenhauptparameter sind hervorgehoben. Eine Öffnungszone Oe-Z1, sowie ein Stossfrontdurchmesser DAs, ausgehend von einem Durchmesser d des Düsengarnkanales. Demgegenüber ist rechts oben die Texturierung nach der Lehre der WO97/30200 mit gesteigerter Leistung dargestellt. Sehr deutlich erkennbar ist dabei, dass die Werte Oe-Z2 sowie DAE gegenüber der Düse T311 grösser sind. Die Garnöffnung beginnt schon vor dem Beschleunigungskanal in dem Bereich der Druckluftzufuhr P, also schon in dem zylindrischen Abschnitt. VO wird als Voröffnung bezeichnet. Bevorzugt wird das Mass Vo grösser d gewählt. Die wesentliche Aussage der Figur 2 liegt in dem diagramatischen Vergleich der Garnspannung Gsp (cN) gemäss Kurve T311 mit Mach < 2 sowie einer Texturierdüse gemäss Kurve S 315 mit Mach > 2. In der Vertikalen des Diagrammes ist die Garnspannung in cN. In der Horizontalen ist die Produktionsgeschwindigkeit Pgeschw. in m/min dargestellt. Die Kurve T 311 lässt das rasche Zusammenfallen der Garnspannung über einer Produktionsgeschwindigkeit von 500 m/min. arkennen. Oberhalb etwa 650 m/min. brach die Texturierung zusammen. Im Gegensatz dazu zeigt die Kurve S 315, dass die Garnspannung nicht nur viel höher ist, sondern in dem Bereich von 400 bis 700 m/min. nahezu konstant ist und auch im höheren Produktionsbereich langsamer abfällt. Die Erhöhung der Machzahl ist eines der wichtigsten "Geheimnisse" für den Fortschritt für die Leistungssteigerung gemäss WO97/30200. Völlig überraschend war nun, dass mit der besonderen Ausgestaltung des Beschleunigungskanales die Leistungssteigerung überhaupt gar nicht ausgeschöpft wurde. Zwei zentrale Erkenntnisse gestatteten gleichsam ein weiteres Tor in noch wesentlich höhere Geschwindigkeiten bei unveränderter Qualität zu öffnen, nämlich die zusätzliche Kombination von:
  • einem höheren Luftdruck sowie
  • einer Wärmebehandlung vor und/oder nach der Texturierung.
Wenn auch in der Praxis nicht im eigentlichen Sinne von streng getrennten Stufen gesprochen werden darf, so kommt eine entsprechende Darstellung doch der Wirklichkeit sehr nahe. Wenn eine Produktionsgeschwindigkeit mit der neuen Erfindung mit 1200 m/min. angenommen wird, dann ist (neben der Wärmewirkung) ein Anteil von 250 m/min. durch die Erhöhung des Druckes auf 10 - 12 bar und zusätzliche 200 m/min. durch eine weitere Erhöhung auf 12 - 14 bar zurückzuführen. Nach den bisherigen Versuchen ist eine weitere Leistungssteigerung sehr wohl möglich. Mit der Druckerhöhung über 8 bzw. 9 bar wird nichts anderes als die Voraussetzung geschaffen, die Machzahl zu erhöhen. Dies ist vor allem dann sehr wirksam, wenn die Texturierdüse gemäss der Lehre der WO97/30200 ausgelegt ist. Es ist anzunehmen, dass sinngemäss noch grössere Steigerungen auf 1500 m/min. und mehr möglich sind. Nach den bisherigen Versuchen ist die Produktionsgeschwindigkeit nach oben noch völlig offen. Interessent war ferner die Beobachtung, dass auch allein die thermische Einwirkung vor und/oder nach der Texturierdüse bereits bei einer allen Düse mit M < 2 einen leistungssteigornden Einfluss ergab. Die neue Erfindung hat gezeigt, dass kausale Zusammenhänge zwischen der Steigerung des Druckes, der Machzahl, der Garntransportgeschwindigkeit sowie der thermischen Einflussnahme bestehen. Mit der Wärmeeinwirkung vor der Texturierung wird die Steifigkeit der einzelnen Filamente reduziert. Die Filamente lassen sich in warmem Zustand mit weniger Energie leichter biegen, was der Hauptgrund für diesen Anteil ist. Mit der Wärmeeinwirkung nach der Texturierung wird die Strukturänderung bei der Texturrerung vollkommener durchgeführt. Eine mögliche Erklärung für den erstaunlich hohen Effekt der thermischen Behandlung liegt darin, dass bei gleichzeltig gesteigerter Garndurchlaufgeschwindigkeit die Zeitspanne für eine mögliche Abkühlung gleichsam halbiert wird. Der Wärmeeffekt kommt somit stärker zum Tragen. Für besonders vorteilhafte Ausgestaltungen wird auf die Ansprüche 2 bis 6 verwiesen.
Die Erfindung betrifft ferner eine Garnveredelungseinrichtung und ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den zwei Lieferwerken, nach der Texturierdüse, vor dem Lieferwerk 2 und/oder vor der Texturierdüse, nach dem Lieferwerk 1 eine Garnheizeinrichtung angeordnet ist. Für besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Garnveredelungseinrichtung wird auf die Ansprüche 8 bis 10 Bezug genommen. Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung einer Wärmebehandlung vor und/oder nach einer Texturierdüse mit Mach > 2 in dem Beschleunigungskanal.
Kurze Beschreibung der Erfindung
In der Folge wird die Erfindung an Hand von mehreren Ausführungsbeispielen mit weiteren Einzelheiten erläutert. Es zeigen:
die Figur 1
ein Übersichtsblatt des neuen Texturierprozesses;
die Figur 2
einen Vergleich einer Texturierdüse mit Mach > 2 und einer Texturierdüse mit Mach < 2;
die Figuren 3a bis 3e
den Stand der Technik in Bezug auf das Texturieren;
die Figur 4
eine edindungsgemässe Texturierstrecke;
die Figur 5a bis 5d
verschiedene Varianten für den Einsatz von Wärmebehandlungen;
die Figur 6
mögliche Leistungsstufen durch eine Kombination verschiedener Ausgestaltungesgedanken.
Wege und Ausführung der Erfindung
In der Folge wird nun auf die Figur 1 Bezug genommen, die eine schematische Übersicht in Bezug auf den neuen Texturierprozess zeigt. Von oben nach unten sind fortschreitend die getrennten Prozessstufen dargestellt. Giattgarn 100 wird von oben über ein erstes Leferwerk LW1 mit gegebener Transportgeschwindigkeit V1 an eine Texturierdüse 101 und durch den Garnkanal 104 geführt. Über Druckluftkanäle 103, welche an eine Druckluftquelle Pl angeschlossen sind, wird hochkomprimierte, vorzugsweise nicht erhitzte Luft unter einem Winkel α in Transportrichtung des Garnes in den Garnkanal 104 eingeblasen. Unmittelbar danach ist der Garnkanal 104 konisch derart geöffnet, dass sich in dem konischen Abschnitt 102 eine stark beschleunigte Luftströmung mit Überschall, vorzugsweise mit mehr als Mach 2, einstellt. Die Stosswellen erzeugen, wie in der eingangs genannten WO97/30200 ausführlich beschrieben ist, die eigentliche Texturierung. Der erste Abschnitt von der Lufteinblasstelle 105 in den Garnkanal 104 bis in den ersten Abschnitt der konischen Erweiterung 102 dient der Auflockerung und dem Öffnen des Glattgarnes, so dass die einzelnen Filamente der Überschallströmung ausgesetzt sind. Die Texturierung findet je nach Höhe des zur Verfügung stehenden Luftdruckes (9. 12 bis 14 bar und mehr) entweder noch innerhalb des konischen Teiles 102 oder aber um Austrittsbereich statt. Es besteht eine direkte Proportionalität zwischen Machzahl und Texturierung. Je höher die Machzahl umso stärker die Stosswirkung und umso intensiver die Texturierung. Für die Produktionsgeschwindigkeit ergeben sich zwei kritische Parameter:
  • der gewünschte Qualitätsstandard und
  • das Schlackern, das bei weiterer Erhöhung der Transportgeschwindigkeit zum Zusammenbruch der Texturierung führen kann.
Es bedeuten:
Th. vor. :
thermische Vorbehandlung, evtl. nur mit Garnerhitzung oder mit Heissdampf.
G.mech. :
Garnbehandlung mit der mechanischen Wirkung einer Druckluftströmung (Überschallströmung).
Th. nach. :
thermische Nachbehandlung mit Heissdampf (evlt. nur Wärme bzw. Heissluft).
D :
Dampf.
PL :
Druckluft.
Die Produktionsgeschwindigkeit konnte mit zusätzlicher thermischer Behandlung bis zu 1500 m/min. ohne Zusammenbruch der Texturierung und ohne Schlackern gesteigert werden, wobei die Grenze durch die bestehende Versuchsanlage gegeben war. Beste Texturierqualitäten konnten bei Produktlonsgeschwindigkeit bis weit über 800 m/min. erzielt werden. Überraschenderweise sind von den Erfindern ein bzw. zwei völlig neue Qualitätsparameter entdeckt worden, wenn auch die weiter oben erwähnte Gesetzmässigkeit (höhere Machzahl = stärkerer Stoss = intensivere Texturierung) bei allen Versuchen nur bestätigt werden konnte. Die entdeckten Parameter liegen einerseits in einer der Texturierung vor- und/oder nachgeschalteten Wärmebehandlung, und anderseits in einer Steigerung der Machzahl durch Erhöhung des Luftdruckes sowie entsprechender Ausgestaltung des Beschleunigungskanales.
a) Thermische Nachbehandlung oder relaxieren
Ein wichtiges Qualitätskriterium bei der Texturierung beurteilt der Fachmann an Hand der Garnspannung des aus der Texturierdüse austretenden Garnes, welches auch als Mass für die Intensität der Texturierung anerkannt ist. Die Garnspannung stellt sich am texturierten Garn 106 zwischen der Texturierdüse (TD) sowie einem Lieferwerk LW2 ein. In diesem Bereich, zwischen Texturierdüse (TD) und Lieferwerk LW2, wurde nun eine thermische Behandlung an dem unter Zugspannung befindlichen Garn durchgeführt. Dabei wurde das Garn auf ca. 180°C erwärmt. Sowohl mit einem Hotpin oder geheizten Galetten wie mit einem Hotplate (berührungslos) konnten erste Versuche bereits erfolgreich abgeschlossen werden, mit dem überraschenden Ergebnis, dass die Qualitätsgrenze in Bezug auf die Transportgeschwindigkeit massiv heraufgesetzt werden konnte. Zur Zeit wird vermutet, dass die beschriebene thermische Nachbehandlung einen Fixierungs- und gleichzeitig einen Schrumpfeffekt auf das texturierte Garn ausübt, und dadurch die Texturierung unterstützt.
b) Thermische Vorbehandlung
Zur noch grösseren Überraschung hat die thermische Vorbehandlung gleicherweise einen positiven Effekt auf den Texturiervorgang. Hier dürfte ein kombinatorischer Effekt zwischen Schrumpfung sowie Garnöffnung in dem Abschnitt zwischen der Lufteinblasstelle in den Garnkanal und dem ersten Teilstück der konischen Erweiterung, in dem Bereich der Überschallgeschwindigkeit, Ursache des Erfolges sein. Durch Aufwärmen des Garnes wird die Steifigkeit reduziert, so dass die Voraussatzung für die Schlingenbildung im Texturierprozess verbessert wird. Auch hierzu konnten Versuche sowohl mit Hotplate wie Hotpin als Wärmequellen erfolgreich abgeschlossen werden. Möglicherweise hilft auch, dass mit der thermischen Vorbehandlung des Garnes eine negative Kühlwirkung durch die Luftexpansion in der Texturierdüse vermieden, und deshalb beim erwärmten Garn die Texturierung verbessert werden. Bei der sehr hohen Transportgeschwindigkeit bleibt ein Teil der Wärme im Garn selbst bis in den Bereich der Schlingenbildung erhalten.
Wenn die Einwirkung durch ein Verarbeitungsmedium, sei es durch heisse Luft, Heissdampf oder eines anderen helssen Gases, maximiert wird, dann werden bevorzugt die zusätzlichen thermischen Verfahrensschritte örtlich getrennt bzw. am laufenden Garn kurz bzw. unmittelbar nacheinander durchgeführt. Die Verfahrenseingriffe sind auf diese Weise nicht isoliert, sondern sind in einer Wirkgemeinschaft zwischen zwei Lieferwerken zusammengefasst. Dies bedeutet, dass das Garn nur am Anfang und am Ende gehalten wird, dazwischen findet sowohl der mechanische Lufteingriff wie auch der thermische Eingriff statt. Die thermische Behandlung wird an dem, noch unter den durch die Druckluft mechanisch erzeugten Spannungen in den Fliamenten bzw. in dem Garn durchgeführt.
Die Figur 2 gibt einen Überblick in Bezug auf die Garnspannung (Gsp) so der Produktionsgeschwindigkeit. Im unteren, linken Bildteil ist das Ergebnis mit einer Düse T 311 dargestellt, wobei mit T311 + Th das Garn wärmebehandelt wurde. Die strichpunktierten Linien T311 + Th sind nur das Ergebnis von Tastversuchen. Im oberen Bildteil kommt eine Düse S315 zum Einsatz mit einem Beschleunigungskanal für Mach > 2. Nicht eingetragen in den zwei Kurven ist der zugrunde gelegte Luftdruck für die Texturierung. Die strichpunktierte Kurve S 316 + Th zeigt vor allem den grossen Einfluss der Wärmeeinwirkung. Da es eine Vielzahl von Garnqualitäten sowie Garntitern gibt, war es noch nicht möglich, entsprechende Relationen exakt zu ermitteln. Nach den textiltechnischen Erfahrungen ist dies erst im eigentlichen Produktionseinsatz möglich.
Die Figur 2 zeigt jedoch anschaulich die Stufen der Leistungssteigerung durch die verschiedenen Kombinationen. Als Vergleichsmaterial wurde ein PA 78f51, Core 10%, Effekt 30 % und ein Druck 9 bar verwendet.
Die Figuren 3a bis 3e zeigen die typischen Lösungen des Standes der Technik, mit entsprechend bekannter Symboldarstellung, wobei in der Figur 3d Beispiele von texturierten Garnen und mit der Figur 3e eine klassische Texturierdüse wiedergegeben ist. Die Figur 3a zeigt schematisch die bekannte Einzel- oder Parallelverarbeitung von FOY-Garn. Die Figur 3b die parallele Verarbeitung von FOY- und POY-Garn. Die Figur 3c die Verarbeitung von POY-Garn mit Kern- und Effektgarn. Bei der gezeigten Düse handelt es sich um eine düse T 311.
Die Figur 4 zeigt schematisch entsprechend zu den Figuren 3 den Einsatz der neuen Lösung bei der Texturierung. Im Unterschied zur Darstellung in der Figur 1 sind für die thermische Behandlung die sogenannten Hotplate (H.plate) dargestellt, also berührungslose Heizkanäle, wie diese in den Figuren 3b und 3c dargestellt sind. Die ganze Luftveredelungsstufe ist entsprechend der Figur 1 in der Figur 4 mit LvSt bezeichnet. In der Figur 4 ist sowohl eine thermische Vorbehandlung 120, wie eine thermische Nachbehandlung 121 dargestellt, mit den wichtigsten Verfahrensdaten, über Luftdruck, Temparatur sowie Garngeschwindigkeiten. H.plate bedeutet Hot plate und H.pin bedeutet Hot pin. Vor der Texturierdüse 101 ist noch eine Garnbefeuchtung HemaJet 123 angeordnet. Nach der Luftveredelungsstufe wird das Garn meistens noch um wenige Prozente (1 - 2 %) verzogen bzw. einem Reckvorgang unterworfen. Anschliessend wird das Garn nochmals über einen weiteren Heizer 122 geführt, der nun ebenfalls eine Dampfkammer sein kann. Wird an einer Stelle Heissdampf für die thermische Behandlung eingesetzt, dann kann es aus ökonomischen Gründen ratsam sein, die übrigen Heizstellen ebenfalls mit Heissdampf auszubilden. In der Tabelle sind jeweils die Garngeschwindigkeiten an den markierten Lieferwerken (W) als Beispiel aufgeführt.
Die Figuren 5a bis 5d zeigen den Einsatz der sogenannten geheizten und angetriebenen Galetten für die thermische Behandlung mit einigen wichtigen Einsatzmöglichkeiten. Die Temperamrangabe in der Galette zeigt jeweils, ob es sich um eine geheizte Position handelt. Sinngemäss kann bei allen Darstellungen jeweils auch eine Hotplate oder eine erfindungsgemässe Durchlaufdampfkammer eingesetzt werden.
Die Figur 6 illustriert diagrammatisch ganz grob die Geschwindigkeitssteigerungsbereiche, wobei in jedem Fall für die identische Texturierqualität die mögliche Steigerung der Produktionsgeschwindigkeit dargestellt ist. Die dargestellten Blöcke stellen von unten nach oben verschiedene Kombination für den Texturierprozess dar. In der oberen Figurenhälfte wurden Dispositive entsprechend den Figuren 1, 4 und 5 eingesetzt, mit der jeweils erreichten Leistungssteigerung bzw. Produktionsgeschwindigkeit, bei Einhaltung einer bestimmten, vorgegebenen Garnqualität.
Block 500
zeigt den Stand der Technik mit einer Texturierdüse T 311 gemäss Figur 3e, 9bar, 500 m/min.
Block 150
zeigt eine Texturierdüse S 315. Versuche haben gezeigt, dass mit zusätzlichem thermischem Prozess der Block 150 auch mit einer Düse T311 noch möglich ist. Dies ist mit strichpunktiertem Pfeil angedeutet.
Block 100
zeigt zusätzlich einen Set Heater.
Block 250
zeigt zusätzlich eine thermische Nachbehandlung (Figur 5a) mit 10 - 12 bar und mit Hot plate C/E/ATY; SET.
Block 200
zeigt zusätzlich eine thermische Vorbehandlung (Figur 5d) mit 12 - 14 bar mit Hot plate C/E/ATY; SET.
Die Leistungssteigerung gemäss Blöcken 250 und 200 waren bei konstanter Qualität nur mit einer Texturierdüse entsprechend WO97/30200, also mit mehr als Mach 2 im Beschleunigungskanal realisierbar. Block 250 setzt den höheren Druck sowie eine Wärmebehandlung voraus. Block 200 setzt alle vorgeschlagenen Massnahmen voraus. Block 150 kann gegebenenfalls mit einer Düse T 311 sowie einer thermischen Behandlung erreicht werden.
Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung wenigstens einer oder zwei Wärmebehandlungen vor und/oder nach einer Texturierdüse mit Mach > 2 in dem Beschleunigungskanal.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Luftblastexturierung von Endlosfilamentgarn (100) mit einer Luftblastexturierdüse (101) mit durchgehendem Garnkanal (104), an dessen einem Ende das Garn (100) zugeführt und an dessen anderem Ende das texturierte Garn (106) abgeführt und in einem mittleren Abschnitt Druckluft (PL) in den Garnkanal (104) zugeführt und in einem sich erweiternden Beschleunigungskanal (102) der Blasluftstrahl auf Überschafl beschleunigt und das Schlingengarn (106) mit hoher Transportgeschwindigkeit von vorzugsweise über 600 m/min erzeugt wird, wobei die Luftblastexturierstrecke (LVST) durch ein Lieferwerk 1 am Anfang und ein Lieferwerk 2 am Ende der Luftveredelungsstufe (LVST) begrenzt ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Garn zwischen Lieferwerk 1 und Lieferwerk 2 durch eine vor- und/oder nach-geschaltete Garnheizeinrichtung (120, 121) aufgeheizt wird, derart, dass zwischen Lieferwerk 1 und Lieferwerk 2 sowohl der mechanlsche Lufteingriff wie auch der thermische Eingriff stattfindet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass Druckluft (PL) mit einem Speisedruck von mehr als 8 bar vorzugsweise 10 - 14 bar oder höher in den Garnkanal zugeführt, und der Blasluftstrahl auf Überschall mit mehr als Mach 2 beschleunigt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Garn unmittelbar nach und/oder vor der Texturierung auf über 90°C erhitzt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Erhitzung vor- und/oder nach der Texturierung durch "Hotplate" (H.plate) oder "Hotpin" (H.pin) erfolgt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass für die thermische Garnbehandlung die thermische Wirkung eines heissen, gasförmigen Mediums, vorzugsweise Heissdampf ausgenützt wird, wobei die thermische Garnveredelung in einem Behandlungskörper (101) mit einer geschlossenen Durchlauf-Dampfkammer (41) stattfindet, vorzugsweise mit grossquerschnittigern Dampfzuführkanal.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Transportgeschwindigkeit für die Texturierung 800 bis 1500 m/min. oder mehr beträgt.
  7. Garnveredelungseinrichtung mit einer Texturierstrecke (LVST), bestehend aus einem Lieferwerk 1 für die Zulieferung des Garnes (100), einer Texturierdüse (101) sowie einem Lieferwerk 2 nach der Texturierdüse (101), wobei die Texturierdüse (101) einen durchgehenden Garnkanal (104) aufweist, an dessen einem Ende das Garn (100) zugeführt, und an dessen anderem Ende das texturierte Garn (106) abgeführt und in einem mittleren Abschnitt Druckluft (PL) in den Garnkanal zugeführt und in einem sich erweiternden Beschleunigungskanal (102) ein Blasluftstrahl mit Überschall erzeugbar ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den zwei Lieferwerken, nach der Texturierdüse (101), vor dem Lieferwerk 2 und/oder vor der Texturierdüse (101), nach dem Lieferwerk 1 eine Garnheizeinrichtung (120, 121) angeordnet ist.
  8. Garnveredelungseinrichtung nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass sie für die Wärmebehandlung eine Hotplate- (H.plate) oder Hotpinheizung (H.pin) oder einen Behandlungskörper (41) mit einer Durchlauf-Dampfkammer mit einer Garneintritts-/Garnaustrittsöffnung für den freien Garndurchlauf, sowie einen vorzugsweise grossquerschnittigen Dampfzuführkanal aufweist.
  9. Garnveredelungseinrichtung nach Anspruche 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Behandlungskörper (41) und/oder die Durchlauf-Dampfkammer zweiteilig, und vor-zugsweise als geschlossene Düse ausgebildet ist, wobei die Durchlauf-Dampfkammer in beiden Teilen etwa symmetrisch in beiden Düsenhälften etwa gleich ausgebildet ist.
  10. Garnveredelungseinrichtung nach einem der Ansprüche 7 - 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Anwendung der Wärmebehandlung vor und/oder nach einer Texturierdüse (101) mit Mach > 2 in dem Beschleunigungskanal (102) erfolgt.
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