DE2038403A1 - Vorrichtung zur Herstellung voluminoeser Faeden - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur Herstellung voluminöser Fäden Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung voluminder Fäden aus synthetischen linearen hochmolekularen Stoffen, bestehend aus einer zylindrischen Druckkammer und einer sich konisch erweiternden Austrittsöffnung.
• Die Herstellung voluminöser Fäden wird schon seit langem vorzugsweise mit Hilfe strömender Gase oder Flüssigkeiten vorgenommen. Es sind zahlreiche Vorrichtungen bekannt, mittels derer die Struktur der im allgemeinen glatten Fäden aus organischen synthetischen Hochmolekularen verändert wird. Beispielsweise wird in der deutschen Patentschrift 1 061 953 eine Vorrichtung beschrieben, die aus einer injektorartigen Fadenführung mit Zu- und Abführwalzenpaaren- besteht, wobei das Abzugswalzenpaar mit geringerer Geschwindigkeit umläuft als das Zuführwalzenpaar. Die Fadenführung ist dabei zu einem Rohr ausgebildet, welches in einer Düsenkammer endet, und weist einen unter einem bestimmten Winkel in das Rohr mündenden Kanal für die Zufuhr des strömenden Mediums auf. An der Düsenkammer selbst ist ein schraubenlinienförmiger Durchlaß vorgesehen.
• Nachteilig ist bei Verwendung einer solchen Vorrichtung, daß der Faden im Strömungsschatten des Führungsröhrchens in das Behandlungsmittel eingeführt wird und die Einzelfäden ungleichmäßig vom turbulent strömenden Medium erfaßt werden. Dadurch erhält der so gekräuselte Faden Schlingen, Schlaufen und Einrollungen und bereitet oftmals durch Verhaken oder Verknoten Schwierigkeiten bei der Weiterverarbeitung.
• Es bestand daher die Aufgabe, eine Vorrichtung zur Herstellung voluminöser Fäden zu entwickeln, die frei von Schlingen und Schlaufen sind, wobei der Einzelfaden dreidimensional und sehr eng gekräuselt ist.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gelöst, die aus einer zylindrischen Druckkammer und einer sich konisch erweiternden Austrittsöffnung besteht, wobei in die Druckkammer ein Fadenführungskanal und ein Kanal für die Zufuhr des strömenden gasförmigen Mediums münden und die für Faden und strömendes Medium gemeinsame Austrittsöffnung als Lavaldüse ausgebildet ist, deren engster Querschnitt kleiner als der Querschnitt des Kanals für die Zufuhr des strömenden gasförmigen Mediums ist.
• In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung können die Begrenzungsflächen der Lavaldüse angerauht oder mit feinen Nuten, quer zur Strömungsrichtung, versehen sein.
• Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich Einzelfäden, Fadenbündel, Garne oder auch Bänder, die aus synthetischen, linearen, hochmolekularen Stoffen bestehen, gleichermaßen gut texturieren. Der Titer der Einzelfäden kann beispielsweise zwischen 10 und 35, vorzugsweise zwischen 15 und 20 den betragen. Die Fäden oder Garne können verstreckt oder teilverstreckt, mit oder ohne Vordrall, der Kräuselvorrichtung zugeführt werden.
• Als strömendes gasförmiges Medium kommen die fUr die Fadenbehandlung üblichen Gase in Betracht, beispielsweise Stickstoff, nohlendioxid, Wasserdampf und insbesondere, aus wirtschaftlichen Gründen, Luft. Das gasförmige Medium muß, um den Fäden eine bleibende Kräuselung zu verleihen, diese in plastischen Zustand bringen und dabei je nach Fadenmaterial eine Temperatur von 100 bis 640°O aufweisen. Entsprechend diesen Temperaturen sind die für die Herstellung der Vorrichtung zu verwendenden Materialien auszuwählen. Die Höhe der Temperatur richtet sich auch nach der Verweilzeit der Fäden in der Vorrichtung und kann durch einfache Vorversuche leicht ermittelt werden. Die Geschwindigkeit des strömenden Gasmediums wird im wesentlichen durch den Gasdruck und die Abmessungen der Vorrichtung bestimmt. Es haben sich hingangsdrucke von 5 bis 20 at, vorzugsweise von 6 bis 10 at, als zweckmäßig erwiesen, bei denen die Faden-Austrittsgeschwindigkejt 1500 m/Min. und darüber betragen kann.
• Eine beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt, anhand derer die Vorrichtung im folgenden näher beschrieben ist.
• Gemäß Figur 1 besteht die Vorrichtung im wesentlichen aus einer als Hohlzylinder ausgebildeten Druckkammer 3 mit einem Innendurchmesser von zweckmäßig 5 bis 30 mm, vorteilhaft von 15 bis 20 mm. Die Länge der Druckkammer ist abhängig von der Fadenvorerwärmung und liegt im Bereich von 20 bis 200 mm, vorteilhaft son 35 bis 45 mm. In die Druckkammer 3 mündet axial ein Fadenführungskanal 4 mit einer lichten Weite von 7zweckmäßig 0,6 bis 1,3 mm, vorteilhaft von 0,8 bis 1,2 mm.
• senkrecht zur Achse des Hohlzylinders ist ein weiterer Kanal 5 angeordnet, der als Zuführung für das strömende gasförmige Medium in die Druckkammer 3 dient. Dieser Kanal 5 mit einem Durchmesser von zweckmäßig 5 bis 20 mm, vorteilhaft 8 bis 12 mm, kann auch unter einem Winkel von 60 bis 90 0zur mUnden.
• Förderrichtung der Fäden in die Druckkammer/ In der Druckkammer baut sich ein Druck auf, so daß das Druckverhältnis vor und hinter dem engsten Querschnitt der Lavaldüse 6 über dem kritischen Druckverhältnis des strömenden gasförmigen Mediums liegt. Vor dem engsten Querschnitt der als Lavaldüse ausgebildeten gemeinsamen Austrittsöffnung 6 von Faden 1 und strömendem gasförmigem Medium 2 hat die Lavaldüse einen Einlauf 7 zur Verhinderung von Strömungsabrissen. Der engste Querschnitt der Lavaldüse muß kleiner als der Querschnitt für die Zufuhr des strömenden Mediums sein und beträgt zweckmäßig 1,5 bis 5 mm, vorteilhaft 2 bis 3,5 mm. Durch die Formgebung der Begrenzungswand der Austrittsöffnung erreicht das strömende Medium Uberschallgeschwindigkeit. Es hat sich für die Texturierung der Fäden als günstig erwiesen, die Begrenzungswand der Austrittsöffnung anzurauhen oder mit feinen Nuten, quer zur Strömungsrichtung, zu versehen.
• Die Vorteile der Vorrichtung liegen in ihren kleinen Abmessungen und darin, daß keinerlei bewegte Teile benötigt werden. Darüber hinaus lassen sich mit ihrer Hilfe bei hohen Fadengeschwindigkeiten sehr feine Kräuselungen erzielen.

Claims (3)

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Herstellung voluminöser Fäden aus synthetischen linearen hochmolekularen Stoffen, bestehend aus einer zylindrischen Druckkammer und einer sich konisch erweiternden Austrittsöffnung, dadurch gekennzeichnet, daß in die Druckkammer (3) ein Fadenführungskanal (4) und ein Kanal (5) für die Zufuhr des strömenden gasförmigen Mediums münden und die für Faden und strömendes Medium gemeinsame Austrittsöffnung (6) als liavaldüse ausgebildet ist, deren engster Querschnitt kleiner als der Querschnitt des Kanals (5) für die Zufuhr des strömenden gasförmigen Mediums ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsflächen der Lavaldüse angerauht sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsflächen der Lavaldüse mit feinen Nuten quer zur Strömungsrichtung versehen sind.

Zeichn.

L e e r s e i t e