DE2632082C2

DE2632082C2 - Verfahren zur thermischen Nachbehandlung von gekräuselten thermoplastischen, multifilen Chemiefäden und Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens

Info

Publication number: DE2632082C2
Application number: DE2632082A
Authority: DE
Inventors: Karl Dr.-Ing. Bauer; Peter Dipl.-Ing. 5630 Remscheid Dammann; Heinz Dipl.-Ing. Schippers
Original assignee: Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Current assignee: Oerlikon Barmag AG
Priority date: 1976-07-16
Filing date: 1976-07-16
Publication date: 1983-05-19
Also published as: DE2632082A1; BE854660A

Description

= 1,28 · 1(T

dtex

PpD²

50

worin

liegende, ringförmige Bereiche der Behandlungstrommel (14) unterschiedliche thermische Behandlungsmedien eingeführt werden,

8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Fadenstopfen (12, 13) zwischen der Staukammer (10) und der Behandlungstrommel (14) zur Auflockerung umgelenkt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Fadenstopfen (12,13) ein rechteckiger Querschnitt verliehen wird.

10. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 9, die aus mindestens einer Staukammer, aus einer drehend antreibbaren Behandlungstrommel, aus einer sich über einen Umfangsbereich der Behandlungstrommel erstrekkenden ortsfesten Vorschubeinrichtung, die den Fadenstopfen axial verschiebt, aus einer Einrichtung zum thermischen Behandeln des Fadenstopfens sowie aus einer Einrichtung zum Auflösen des Fadenstopfens am Trommelende besteht, dadurch gekennzeichnet, daß am Ausgang der Staukammer (10) ein den Fadenstopfen (12) förderndes Lieferwerk (11) angeordnet ist, daß auf der der Behandlungstrommel (14) abgewandten Seite des Fadenstopfens (12) keine zusätzliche Stützfläche vorgesehen ist und daß die Behandlungstrommel (14) mit sich über den Umfang erstreckenden gasdurchlässigen Wandbereichen (35) ausgebildet und durch einen Saugstutzen (16) an einer Absaugeinrichtung angeschlossen ist

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungstrommel (14) auf ihrem Außenumfang zur Zuführung eines thermischen Behandlungsmediums von einer oder mehreren stationären Ringkammern (38, 39) umgeben ist, die zur Oberfläche der drehend antreibbaren Behandlungstrommel (14) hin geöffnet sind.

12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringkammern (38, 39) durch umfangsverteilte Anschlußstutzen (40,41) an jeweils eine Quelle eines Behandlungsmediums angeschlossen sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Behandlungstrommel (14) mindestens eine Abzugseinrichtung (20) derart zugeordnet ist, daß der aus dem Fadenstopfen (12, 13) aufgelöste Faden (21, 22) tangential von der Behandlungstrommel (14) abgezogen wird.

dtex = Titer des Fadens in g/10 000 m

Q - Dichte des Fadens in kg/dm³ D = Durchmesser der Staukammer in mm P = Packungsdichte des Fadenstopfens mit

P<\ ist.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Behandlungsmedium Raumluft ist.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht des Fadenstopfens (12,13) sich außen auf der gasdurchlässigen Trommelwand befindet und das Behänd- lungsmedium radial nach innen geführt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß durch in Achsrichtung hintereinander- Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur thermischen Nachbehandlung von gekräuselten thermoplastischen, multifilen Chemiefäden und auf eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.

Ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10 sind aus der AT-PS 25 56 37 bekannt.

Bei der thermischen Behandlung multifiler Chemiefäden muß einerseits eine ausreichende Intensität der Erwärmung oder Abkühlung, andererseits aber auch eine absolute Gleichmäßigkeit über die Fadenlänge erzielt werden. Beide Forderungen bedingten eine möglichst lange Verweilzeit zur Erzielung und Homogenisierung der beabsichtigten thermischen Zustände des Fadens.

Die Länge der Verweilzeit wiederum steht dem

Bestreben nach Erhöhung der Produktionsgeschwindigkeit entgegen.

Das bekannte Verfahren nach der AT-PS 2 55 637 verringert durch die Anwendung einer gemeinsamen Kräusel- und Wärmefixierkammer die Länge der thermischen Nachbehandlungszone erheblich und trägt zu einer gleichmäßigeren Wärmefixierung der von den Stauchwalzen in die Stauchkammer geförderten Fäden bei. Nachteilig ist es jedoch, daß die Stauchkammer und die ringförmige WärmeFixierkammer, die zwischen einer äußeren und einer inneren Stützfläche für den nachzubehandelnden Fadenstopfen gebildet ist, eine funktioneile Baueinheit bilden, so daß der Fadenstopfen auch während der gesamten Nachbehandlung unter dem Stauchdruck der Lieferwalzen steht Der für die Fadenkräuselung und die Förderung der Fäden erforderliche und das Kräusetergebnis wesentlich beeinflussende Stauchdruck muß somit — abgesehen von dem Abbau durch die Wandreibung in der Ringkammer — in der gesamten Nachbehandlungszone aufrechterhalten werden, obwohl dies für die Homogenität des Produktes und die Gleichförmigkeit der Nachbehandlung unvorteilhaft oder sogar schädlich ist Zum Aufbau und zur Aufrechterhaltung des für die Kräuselung notwendigen Stauchdruckes sind bei der bekannten Vorrichtung außerdem die äußere und die innere Stützfläche, die den axial durch die Wärmefixieri'.ammer bewegten Fadenstopfens radial festlegen, erforderlich, um ein ordnungsgemäßes Auflösen des Fadenstopfens am Ende der Nachbehandlungszone überhaupt zu ermöglichen.

Daneben ist es durch die DE-OS 18 13 196 bekannt einen von einer Blasdüse gelieferten Faden auf den Umfang einer drehend angetriebenen Behandlungstrommel in mehreren Windungen und mit einer nur sehr geringen Fadenspannung abzulegen, den gekräuselten Faden auf dem Trommelumfang thermisch nachzubehandeln und tangential abzuziehen. Für hohe Fadengeschwindigkeiten ist die bei der bekannten Vorrichtung erzielbare Verweilzeit des gekräuselten Fadens auf dem Trommelmaiitel zum Zweck der Wärmefixierung der eingebrachten Kräuselung völlig unzureichend, da ein ungünstiges Verhältnis zwischen Trommeldurchmesser, Windungszahl, Verweilzeit und Produktionsgeschwindigkeit besteht.

Dei diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, das Verfahren zur Nachbehandlung von gekräuselten, thermoplastischen, muitifilen Chemiefäden gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 10 derart umzugestalten, daß die bei dem bekannten Verfahren festgestellten Mängel behoben werden und insbesondere der für das Kräuselergebnis maßgebliche Verfahrensparameter Stauchdruck in der Kräuselstufe unabhängig von der Nachbehandlungsstufe eingestellt werden kann.

Die Vorrichtung soll die Aufgabe lösen, die bekannte Vorrichtung derart auszubilden, daß die mechanische Struktur des Fadenstopfens der die Staukammer verläßt, für die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet und so modifizierbar ist, daß sich eine solche Struktur auf einer baulich einfachen Behandlungstrommel mit wenig Aufwand thermisch nachbehandeln läßt

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem Kennzeichenteil der Ansprüche 1 bzw. 10.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung zur thermischen Behandlung bietet folgende Vorteile:

Die thermische Behandlung des Fadenstopfens erfordert infolge der hohen Packungsdichte und des relativ großen Querschnitts des Fadenstopfens lediglich geringe Behandlungsgeschwindigkeiten, Der Fadenstopfen wird in der Staukammer bzw. Stauchkammer zu einer stests gleichbleibenden Konfiguration geformt, unterliegt aber in der thermischen Behandlungszone nicht mehr der seitlichen Begrenzung durch die

ίο Kammer und kann sich deshalb frei ausdehnen bzw. schrumpfen. Auch bei geringen Drehzahlen und geringen Durchmessern der Behandlungstrommel ist durch Aufbringen vieler Fadenwindungen eine wirksame und homogene thermische Behandlung, insbesonde-

is re Abkühlung, möglich.

Das Verfahren beruht auf der wider Erwarten gefundenen Möglichkeit, den Fadenstopfen auch ohne seitliche Begrenzung zu fördern und auf einer Behandlungstrommel zu einer geschlossenen Schicht aufzuwinden. Dabei ist offensichtlich, daß das Behandlungsprinzip auch in dem Sinne u· gekehrt werden kann, daß der Fadenstopfen im Innere·« einer Behandlungstrommel geführt und die Gasströmung von innen nach außen gerichtet wird

Das erfindungsgemäße Verfahren ist nach Anspruch 2 dahingehend ausgestaltet, daß bevorzugte Geschwindigkeitsbereiche für den Fadenstopfen einerseits und für die Behandlungstrommel andererseits sowie qualitative Grenzbereiche für ihre gegenseitige Zuordnung angegeben werden, um das Verfahren betriebssicher und mit hoher Wirksamkeit auszuüben.

In vorteilhafter Weise läßt sich das Verfahren auch — wie sich aus Anspruch 3 ergibt — auf mehrere zu behandelnde und insbesondere zu texturierende Fäden anwenden, wobei der Vorteil insbesondere darin liegt, daß durch die gleichzeitige thermische Nachbehandlung auf einer Behandlungstrommel nicht nur eine Homogenität des Produktes über die Fadenlänge, sondern auch von Faden zu Faden erzielbar ist

■to Zur Erzielung eines homogenen Produkts muß die Behandlungstrommel mit konstanter Geschwindigkeit angetrieben werden. Die Umfangsgeschwindigkeit V3 wird dabei nach der Lehre des Anspruchs 4 eingestellt, wodurch gewährleistet wird, daß der auf der Behandlungstrommel abgelegte Fadenstopfen nicht über das zulässige Maß hinaus noch weiter gestaucht und dadurch zerbrochen wird.

Die Packungsdichte des Fadenstopfens in der Staukammer ist insbesondere von der Strömungsgeschwindigkeit und der Temperatur des für die Texturierung verwendeten Behandlungsmediums abhängig. Beim Texturieren stehen dabei die Packungsdichte und die zu erzielenden Kräuseleigenschaften in einem bestimmten Verhältnis, wobei die grundsätzliche Tendenz besteht, daß eine größere Packungsdichte auch eine intensivere Kräuselung ergibt. Die gröbere Packungsdichte bewirkt aber andererseits auch einen höheren Drosselwiderstand gegenüber den zur thermischen Nachbehandlung den Fadenstopfen durchströ-

*>o menden Gasen. Cs entsteht also mit zunehmender Packungsdichte die Gefahr, daß die thermische Behandlung über den Querschnitt des Fadenstopfens inhomogen ist Zur Vermeidung dieses Nachteils dient die vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen

t>5 Verfahrens nach Anspruch 2 insofern, als eine erhöhte Umfangsgeschwindigkeit Vj der Behandlungstrommel mit einer Auflockerung des Fadenstopfens verbunden ist; dem gleichen Zweck dient die Ausgestaltung nach

Anspruch '8. Die Zwangsförderung des Fadenstopfens nach den Ansprüchen lund 10 gibt dabei noch die häufig wünschenswerte und vorteilhafte Möglichkeit, durch Wahl der Fördergeschwindigkeit Vi größer oder kleiner oder gleich der Umfangsgeschwindigkeit vj der Behänd- > lungstrommel den Fadenstopfen vor oder hinter der Zwangsförderung zu verdichten oder zu verdünnen.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird ausgeführt, indem die Behandlungstrommel gemäß Anspruch 10 an eine Absaugeinrichtung angeschlossen wird. Durch den ι ο Drosselwiderstand, den die Schicht des in vielen Windungen auf dem gasdurchlässigen Wandbereich der Behandlungstrommel abgelegten Fadenstopfens dem angesaugten Gas bietet, wird der Fadenstopfen an der Behandlungstrommel festgehalten. Das Gas erfüllt also ι ί zwei Funktionen, und zwar einmal die, den Fadenstopfen an der ßehandlungstrommel festzuhalten und zum anderen die Funktion der thermischen Behandlung. Die thermische Behandlung zur Kühlung erfolet vorzugsweise dadurch, daß gemäß Anspruch 5 Raumluft '■) angesuagt wird. Dabei befindet sich nach Anspruch 6 die geschlossene Schicht des Fadenstopfens außen auf der gasdurchlässigen Trommelwand und das Behandlungsmedium, insbesondere die Raumluft, wird nach innen geführt. Denkbar und in vielen Fällen vorteilhaft ist es :ί jedoch auch, in Achsrichtung der Behandlungstrommel gesehen, unterschiedliche Behandlungsmedien — entsprechend Anspruch 7 — einzuführen. Hierdurch kann zunächst vor allem eine Erhitzung durch erhitzte Luft oder erhitzten Dampf und sodann eine Abkühlung durch ;o Ansaugen von Raumluft erfolgen.

Nach Anspruch 9 wird vorgeschlagen, daß der Fadenstopfen einen rechteckigen Querschnitt hat. Dies kann erzielt werden durch Bildung des Fadenstopfens in einer rechteckigen Staukammer oder durch Verfor- )5 mung des zunächst zylindrisch gebildeten Fadenstopfens in dem Walzenspalt des Lieferwerkes, insbesondere von Förderrollen, die der Staukammer nachgeschaltet sind. Hierdurch wird eine gleichmäßige Verteilung des Drosselwiaerstandes, den der Fadenstopfen dem durchströmenden Gas entgegengesetzt, über die gesamte auf der Behandlungstrommel gebildete Schicht des Fadenstopfens und damit eine VergleichmäOigung der thermischen Behandlung erreicht.

Die Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens ist -~> durch die Merkmale des Anspruchs 10 charakterisiert.

Durch die ortsfeste Vorschubeinrichtung wird gewährleistet, daß die Windungen des Fadenstopfens dicht aneinander gelegt werden und eine geschlossene Schicht bilden. Sofern auf der Behandlungstrommel — ·" gemäß An.^-ijch 3 — mehrere Fadenstopfen in parallelen Windungen abgelegt werden, entspricht der axiale Vorschub einem entsprechenden Vielfachen des Durchmessers der Staukammer bzw. ist zur Erzielung einer ausreichend engen Anlage der einzelnen Windun- ϊ5 gen geringfügig kleiner.

Die Behandlungstrommel ist zylindrisch oder leicht konisch. Die konische Trommel mit dünnerem Auslaßende bewirkt eine erleichterte Verschiebung der Fadenstopfenwindungen; eine konische Trommel mit tm dickerem Auslaßende ist vorteilhaft, um die Packungsdichte des Fadenstopfens während des axialen Vorschubs zur Verbesserung der Gasdurchlässigkeit zu erniedrigen.

Zur Behandlung des oder der Fadenstopfen mit tn unterschiedlichen Behandiungsmedien dient die vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung nach den Ansprüchen 11 und 12.

Es sei hervorgehoben, daß die thermische Behandlung nach dieser Erfindung vor allem im Rahmen von Texturierverfahren für multifile Filamentfäden anwendbar ist, bei denen ein Faden durch eine mit Heißluft beschickte Texturierdüse in eine zylindirsche Staukammer gefördert und darin als Fadenstopfen abgelegt in dieser fadenstopfenförmigen Konfiguration durch die Staukammer hindurchgefördert wird. Die vorgeschlagene Erfindung ist aber ebenso in üblichen Stauchkräuselverfahren anwendbar, bei denen ein Faden durch Kräuselwalzen in einer Stauchkammer zu einem Fadenstopfen kompakiiert wird (vgl. AT-PS 2 55 637).

Zu erwähnen ist ferner, daß in einer Stau- oder Stauchkammer jeweils einer oder mehrere Fäden behandelt und zu einem Fadenstopfen geformt werden können.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung eignen sich darüber hinaus auch für alle thermischen Behandlungen eines Fadens, bei denen die Spannungsfreiheit des Fadens akzeptabel, erwünscht oder notwendig ist — so zur Fixierung einer zuvor durch Luftverwirbelung oder Verzwirnung eingebrachten Kräuselung, so zur Entwicklung der Kräuselung von über den Fadenquerschnitt asymmetrischen Fäden (Bikomponentenfaden u.a.), oder zum Ausschrumpfen von Glatt- oder Kräuselgarnen, indem solche Fäden zunächst gestaut werden, um sie in die Konfiguration von Faden'itopfen zu bringen, und dann thermisch nachbehandelt werden.

Im folgenden wird die Erfindung in Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines Texturierverfahrens und der entsprechenden Vorrichtungsteile, bei dem eine thermische Behandlung nach der Erfindung stattfindet;

F i g. 2 die detaillierte Darstellung einer Texturierdüse mit einer daran angeschlossenen Staukammer, die Förderrollen und die Eehandlungstrommel zur thermi sehen Behandlung des durch die Förderrollen geförderten Fadenstopfens;

F i g. 3 das Ausführungsbeispiel einer von Ringkammern umgebenen Behandlungstrommel.

Nach Fig. I werden in einem Spinnschacht 1 die Kapillaren 2 ersponnen und zu einem Faden 3 zusammengefaßt Der Faden 3 wird durch eine Galette 4 abgezogen und zwischen den Galetten 4 und 5 durch Heizeinrichtung 6 erhitzt und verstreckt Im dargestellten Beispiel werden parallel zueinander zwei Fäden 3 ersponnen. Die beiden verstreckten Fäden werden sodann je einer Blasdüse 7 zugeführt Jede Blasdüse 7 besitzt eine Luftzufuhr 8 und ggf. eine Heizeinrichtung Ί zur Erhitzung der Luft. In jeder Blasdüse wird der Faden mit einem erhitzten Gas-, Dampf- oder Luftstrom hoher Geschwindigkeit beaufschlagt und in der Staukammer 10 zu einem kompakten Fadenstopfen 12 verdichtet Der Durchmesser bzw. Querschnitt des Fadenstopfens 12 entspricht dem der Staukammer 10. Zum Inbetriebsetzen des Texturierprozesses wird das untere Ende der Staukammer 10 — wie bei Fig.2 beschrieben — verschlossen, so daß sich zunächst ein Fadenstopfen 12 bilden kann. Die Staukammer 10 wird sodann am Auslaß geöffnet und der Fadenstopfen 12 kontinuierlich mit seiner Wachsrumgeschwindigkeit gefördert und den Förderrollen 11 zugeführt, die ihrerseits den Fadenstopfen 12 zu einer Behandlungstrommel 14, weiche langsam rotiert, fördern.

Wie in Fig.2 im einzelnen unter Verwendung der auch in Fig. 1 verwendeten Bezugszeichen gezeigt ist,

besteht die Texturierdüse aus einem zentralen Fadenkanal 30 und einer Ringkammer 31. Von der Ringkammer 31 aus erstreckt sich ein kegelstumpfförmiger Kanal 32 bis zum Fadenkanal 30. Das über die Zufuhrleitung 8 und die Heizeinrichtung 9 zugeführte erhitzte Medium führt zu einer Plastifizierung des zuvor bereits durch die Heizeinrichtung 6 vorerwärmten Fadens 3 und bewirkt, daß der Faden 3 mit großer kinetischer Energie auf den in ckr Staukammer 10 gebildeten Fadenstopfen 12 prallt. Die Staukammer 10 besitzt dabei öffnungen 33, durch die das Medium über dem Fadenstopfen 12 unc — soweit es in den Fadenstopfen eingedrungen ist — auch aus dem Fadenstopfen 12 entweichen kann.

Zum Ingangsetzen des Texturierprozesses wird die Staukammer 10 mittels der verschiebbaren Verschlußklappe 34 verschlossen, bis sich ein Fadenstopfen 12 gebildet hat. Sodann wird die Verschlußklappe 34 aus der Staukammer 10 herausgezogen und der Fadenstopfen 12 mit seiner Wachstumsgeschwindigkeit unten aus

11 zwangsweise weiter gefördert

Die Förderrollen 12 bilden zwischen sich einen Durchlaß. Dessen Querschnitt entspricht im wesentlichen dem Querschnitt des Fadenstopfeiis 12. Hierzu sind die Förderrollen 11 auf ihrem Umfang jeweils mit einer im wesentlichen halbkreisförmigen Nut versehen (vgl. F ig. I).

Der durch die Förderrollen 11 geförderte Fadenstopfen 12 wird sodann in Windungen auf der Behandlungstrommel 14 abgelegt. Da nach Fig. 1 zwei Fäden 3 parallel zueinander erzeugt und texturiert werden, werd.n auf der Behandlungstrommel 14 zwei Fadenstopfen 12 und 13 in Windungen nebeneinander abgelegt.

Die Behandlungstrommel 14 ist drehend angetrieben. Sie besitzt auf ihrem Mantel gasdurchlässige Wandbereiche 35, welche im wesentlichen parallel zur Achse der Behandiungstrommel 14 ausgebildet sind. An ihrem Einlaßende wird die Behandlungstrommel 14 von einer Vorschubeinrichtung 15, welche ortsfest angebracht ist, auf ihrem Umfang oder einem Teil ihres Umfanges umgeben. Die Vorschubeinrichtung 15 steigt — in Drehrichtung 37 der Behandlungstrommel 14 gesehen (Fig. 3) — zum Auslaßende der Behandlungstrommel 14 hin an. Der Vorschub — bezogen auf die Länge der Vorschubeinrichtung 15 — ist gleich dem Durchmesser D des Fadenstopfens (so in Fig. 2), bzw. gleich der Summe der Durchmesser der beiden Fadenstopfen 12 und 13 (so in Fig. 1). Sofern sich die Vorschubeinrichtung 15 über den gesamten Umfang der Behandlungstrommel 14 erstreckt, ist also ihre Steigung gleich dem Durchmesser der Staukammer bzw. gleich dem der Fadenzahl entsprechenden Vielfachen. Der Vorschub kann jedoch auch geringfügig kleiner ais dieses Maß sein. Hierdurch wird erreicht, daß die einzelnen Windungen des Fadenstopfens bzw. der Fadenstopfen 12,13 sich eng aneinanderschmiegen.

In F i g. 2 wird abweichend von F i g. 1 nur ein Faden 3 erzeugt und behandelt- Zudem wird der Fadenstopfen

12 in F i g. 2 vor dem Auflaufen auf die Behandlungstrommel 14 noch durch ein Umlenkblech 42 umgelenkt Dadurch wird der Fadenstopfen 12 etwas aufgelockert und die thermische Behandlung mit dem den Fadenstopfen 12 durchströmenden Gas erleichtert

Der oder die Fadenstopfen werden zu Beginn der Nachbehandlung in mehrfachen Windungen um die Behandiungstrommel 14 gelegt, und zwar derart, daß die axialen gasdurchlässigen Wandbereiche 35 vollständig oder jedenfalls fast ganz abgedeckt sind.

Die Behandiungstrommel 14 ist an eine Absaugeinrichtung (nicht dargestellt) angeschlossen. Da die Behandiungstrommel 14 bis auf die gasdurchlässigen Wandbereiche 35 hermetisch dicht ist, und da diese durch die Windungen des Fadenstopfens 12 bzw. der Fadenstopfen 12,13 vollständig abgedeckt sind, bewirkt die Absaugströmung einerseits, daß der bzw. die Fadenstopfen auf der Oberfläche der Behandiungstrommel 14 festgehalten und zum anderen von dem angesaugten Gas — also z. B. der Raumluft — durchströmt werden. Dadurch werden die Fadenstopfen thermisch behandelt, also z. B. gekühlt

Zur Darstellung der gasdurchlässigen Wandbereiche 35 und weiterer Details der Behandiungstrommel 14 sind in F i g. 2 die letzten Windungen des Fadenstopfens 12 fortgelassen. Fig.2 zeigt darüber hinaus, daß die Behandiungstrommel 14 in Kugellagern 18 gelagert ist. Sie ist ferner über ein Labyrinth 17 mit dem ortsfesten Ο<*·,»*»*«».»Αη IC i/erkiin/ljin Atxr wjf>Hnnim an H*»r Absaugeinrichtung angeschlossen ist.

Am auslaßseitigen Ende der Behandiungstrommel 14 und im wesentlichen tangential zu ihrer Oberfläche befindet sich eine Abzugseinrichtung 20.

Mit der Abzugseinrichtung 20 (z. B. eine übliche Galette oder ein Klemmwerk) wird der nun texturierte und thermisch behandelte, insbesondere also abgekühlte, gekräuselte Faden 21, 22, als Einzelfaden mit einer Geschwindigkeit die größer als die Oberflächengescl windigkeit v$ der Behandlungstrommel 14 ist, abgezogen. Dadurch löst sich der Fadenstopfen 12, 13 am auslaßseitigen Ende der Behandiungstrommel 14 wieder auf. Der Faden 21, 22 wird sodann in einer Aufspuleinrichtung zu einer Spule aufgespult Die Aufspuleinrichtung besteht aus einer Changiereinrichtung 23, einer Treibwalze 24 und einem Spanndorn für die Spule 25. Das Aufspulen erfolgt mit einer derartigen Fadenspannung, daß eine optimale und gewünschte Kräuselung des Fadens 21,22 erhalten bleibt.

Wie aus F i g. 1 ersichtlich ist, erfolgt der Antrieb der drehenden Teile, d. h. der Galetten 4 und 5, der der Förderrollen 11, der Behandiungstrommel 14, der Abzugseinrichtung 20 sowie der Treibwalze 24 durch den Hauptantriebsmotor 29 und geeignete Getriebe 26 bis 28. Diese Getriebe gestatten es, die Drehzahlen dieser Einrichtungen unabhängig voneinander einzustellen. Das Verhältnis der Geschwindigkeit der Galetten 4 und 5 ergibt sich dabei in bekannter Weise aus der gewünschten Verstreckung des Fadens 3.

Die Fördergeschwindigkeit der Förderrollen 11 — im folgendem mit V₁ bezeichnet — ist wesentlich kleiner als die Fadengeschwindigkeit — im folgenden als v\ bezeichnet —, welche der Faden 3 durch die Galette 5 erhält Zur Bemessung der Umfangsgeschwindigkeit ^ der Behandiungstrommel 14 sollte durch Getriebe 27,28 folgendes Geschwindigkeitsverhältnis eingestellt werden, damit eine übermäßige Stauchung des Fadenstopfens 12, 13 und ein Zerplatzen des Fadenstopfens verhindert wird:

worm dtex =

D -

P -

= 1,28

Titer des Fadens in g/10 000 m, Dichte des Fadens in kg/dm³, Durchmesser der Staukammer in mm, Packungsdichte des Fadenstopfens

ίο

Die Packungsdichte P des Fadenstopfens 12, 13 ist einmal von den Belriebsparametern der Blasdüse 7 abhängig. Weiterhin gehen darin aber auch Fadeneigenschaften, wie Kapillarformen, mechanische Eigenschaften, wie insbesondere die Knickfähigkeit u. a, ein. Im allgemeinen gilt P< 1.

Je nach den in der Blasdüse 7 gefahrenen Betriebsparametern und je nach den Fadeneigenschaften wird jedoch die Packungsdichte des Fadenstopfens 12, 13 in der Staukammer 10 so groß, daß eine über den Querschnitt des Fadenstopfens homogene thermische Behandlung nicht mehr möglich ist. Hiergegen kann infolge der positiven Förderung des Fadenstopfens 12, 13 durch die Förderrollen 11 und durch die angetriebene Behandlungstrommel 14 in vorteilhafter Weise Abhilfe geschaffen werden, indem eine Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Förderrollen 11 und der Behandlungstrommel 14 eingestellt wird. Dadurch wird die Packungsdichte des Fadenstopfens 12, 13 und dessen Diusseiwitlersiaiid gegenüber dem Durchströmen durch das gasförmige Behandlungsmedium verringert. Die obere Grenze für die Geschwindigkeit der Behandlungstrommel 14 ist darin zu sehen, daß die Auflösung des Fadenstopfens 12,13 verhindert werden muß. Zur Verrringerung der Packungsdichte P in der Staukammer 10 kann die Umfangsgeschwindigkeit der Förderrollen 11 erhöht, zur Verringerung der Packungsdichte auf der Behandlungstrommei 14 auch die Umfangsgeschwindigkeit der Förderrollen 11 verringert werden.

Zur Einstellung der Oberflächengeschwindigkeit v₃ der Behandlungstrommel 14 dient das Getriebe 27.

Die Fördergeschwindigkeit der Abzugeinrichtung 20 sowie die Umfangsgeschwindigkeit der Treibwalze 24 wird durch Getriebe 26 so eingestellt, daß der Fadenstopfen 12, 13 aufgelöst wird. Hierzu wird die Abzug.'geschwindigkeit — im folgenden v* genannt — größer als V3, jedoch kleiner als v\ eingestellt. Die Einstellung von v₄ hat so zu erfolgen, daß sie der in der Texturierung und/oder thermischen Behandlung erzielten Kräuselung oder sonstigen Eigenschaften Rechnung trägt. Ein gewisser Fadeneinsprung muß evtl. ermöglicht werden, damit die Eigenschaften und insbesondere die Kräuseleigenschaften durch Lagern des Fadens 21, 22 auf der Spule 25 nicht verschlechtert werden.

Die thermische Behandlung des Fadenstopfens 12,13 erfolgt in den F i g. 1 und 2 durch das Ansaugen von Raumluft Es sind jedoch auch Fälle denkbar, in denen besondere Medien, wie z. B. Wasserdampf oder Wassernebel oder besonders temperierte Medien, wie z. B. Heißluft, zur thermischen Behandlung eingesetzt werden sollen. Für diesen Fall ist vorgesehen, daß die Behandlungstrommel 14 über ihren gasdurchlässigen Wandberei -hen von Ringkammern 38,39 umgeben ist, in die die L'ehandlungsmedien eingeführt und die — selbstverständlich ohne den Fadenstopfen 12, 13 zu berühren — möglichst dicht an die Schicht der Fadenstopfenwindungen heranreichen. In F i g. 3 ist eine derartige Behandlungstrommel 14 gezeigt Der Funktion nach identische Teile sind in F i g. 3 mit den auch in den F i g. 1 und 2 verwendeten Bezugsziffern versehen. Die beiden Ringkammern 38 und 39 sind auf der linken Bildhälfte im Schnitt und auf der rechten Bildhälfte in der Ansicht dargestellt Die erste Ringkammer 38 mag dabei der Zuführung von Heißdampf, insbesondere zur Schrumpfbehandlung des Fadenstopfens 12,13, dienen, während die zweite Ringkammer 39 der Zufuhr von mit Wassernebel angereicherter Kühlluft dienen mag. Jede Ringkammer 38,39 verfügt über mehrere Anschlußstutzen 40 bzw. 41, so daß eine gleichmäßige Verteilung des Behandlungsmediums über den Umfang der Behandlungstrommel 14 gewährleistet ist.

Der Vorteil der Behandlungsvorrichtung ist — wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt — vor allem auch darin zu erblicken, daß die spannungsfreie thermische Behandlung eines Fadens ermöglicht wird, ohne daß die Gefahr von Laufschwierigkeiten — wie sonst bei der Fadenbehandlung ohne Spannung, insbesondere bei hohen Produktionsgeschwindigkeiten üblich — besteht, wobei aber gleichzeitig durch die vielseitigen Möglichkeiten der Geschwindigkeitssteuerung und der thermischen Behandlungsmöglichkeiten eine feinfühlige Abstimmung des Behandlungsprozesses auf die textil- und verfahrenstechnischen Erfordernisse

ermöglicht wird.	Spinnschacht
Bezugszeichenaufstellung	Kapillare
1	Faden
2	Galette
3	Galette
4	Heizeinrichtung
5	Blasdüse
6	Luftzufuhr, Zufuhrleitung
7	Heizeinrichtung
8	Staukammer
9	Förderrollen, Lieferwerk
10	Fadenstopfen
11	Fadenstopfen
12	Behandlungstrommei
13	Vorschubeinrichtung
14	Saugstutzen
15	Labyrinth
16	Kugellager
17	Antriebswelle
18	Abzugseinrichtung
19	gekräuselter Faden
20	gekräuselter Faden
21	Changiereinrichtung
22	Treibwalze
23	Spule
24	Getriebe
25	Getriebe
26	Getriebe
27	Hauptantriebsmotor
28	Fadenkanal
29	Ringkammer
30	kegelstumpfförmiger Kanal
31	Öffnungen
32	Verschlußklappe
33	gasdurchlässige Wandbereiche
34	Drehrichtungspfeil für Behandlungstrommei 14
35	Ringkammer
37	Ringkammer
38	Anschlußstutzen
39	Anschlußstutzen
40	Umlenkblech
41
42

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur thermischen Nachbehandlung von gekräuselten thermoplastischen, multifilen Chemiefäden, wei welchem stauchkammergekräuselte s Fäden längs der als Stützfläche dienendenJManteflä-

fentemächen _{che ejner} Behandlungstrommel in der Gestalt eines Fadenstopfens zu einer zylindrischen Schicht von schraubenlinienförmig zusammengelegten Windungen abgelegt und in axialer Richtung vorgeschoben ι ο werden und der Fadenstopfen in dieser zylindrischen Form thermisch behandelt und anschließend zu gekräuselten Fäden aufgelöst wird, dadurch gekennzeichnet, daß der aus der Staukammer (10) austretende Fadenstopfen (12) mit einer konstanten, auf verschiedene Werte einstellbaren Fördergeschwindigkeit (vfi auf die mit konstanter, auf verschiedene Werte einstellbarer Umfangsgeschwindigkeit (vj) angetriebene Behandlungstrommel (14) geliefert wird, daß die Schicht des Fadenstopfens (12) nur einseitig gestützt wird, daß ferner die Behandiungstromme! (14) gasdurchlässig ausgebildet ist und die Schicht des Fadenstopfens (12) durch radiales Hindurchleiten eines Behandlungsmittels an der Behandlungstrommel (14) festgehalten und thermisch nachbehandelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch !, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsgeschwindigkeit (vj) der Behandlungstrommel (14) mindestens gleich der Fördergeschwindigkeit (V?) des Fadenstopfens (12), jedoch höchstens so groß ist, daß der Fadenstopfen (12) einerseits in seiner Struktur gasdurchlässig aufgelockert wird, andererseits aber seine äußere Stopfengestalt beibehalten wird.

3. Verfahren nach den Ansprächen t und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in mehreren Staukammern (10) geformte Fadenstopfen (12,13) nebeneinander geführt in parallelen Windungen auf die Behandlungstrommel (14) aufgewickelt und am auslaßseitigen Trommelende zu mehreren, gekräuselten Fäden (21,22) aufgelöst werden.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungstrommel (14) mit einer Umfangsgeschwindigkeit (v$) angetrieben wird, welche kleiner ist als die Fadengeschwindigkeit (Vi), mit welcher der Faden in die Staukammer (10) gefördert wird, und für welche die Formel gilt:

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