DE2038403A1

DE2038403A1 - Synthetic yarn texturing device - having constricted nozzle throat of smaller cross-sectional area than the gaseous medium supply

Info

Publication number: DE2038403A1
Application number: DE19702038403
Authority: DE
Inventors: Walter Laber; Friedrich Dipl-Ing Dr Lorenz
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1970-08-01
Filing date: 1970-08-01
Publication date: 1972-02-10

Abstract

Synthetic linear polymeric yarn crimping device in which the yarns are texturised 3-dimensionally without formation of knots or loops is formed by a cylindrical pressure chamber having a coaxial yarn inlet and a convergent/divergent crimped yarn discharge nozzle whose throat has a cross-sectional area which is smaller than the cross-sectional area of the gaseous media supply duct terminating radially in the chamber.

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. Apparatus for producing voluminous threads The invention relates to a device for the production of voluminder threads from synthetic linear high molecular weight Substances, consisting of a cylindrical pressure chamber and a conically widening one Outlet opening.

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.The manufacture of bulky filaments has long been preferred made with the help of flowing gases or liquids. The devices are numerous known, by means of which the structure of the generally smooth threads of organic synthetic high molecular weight is changed. For example, in the German Patent specification 1 061 953 describes a device that consists of an injector-like There is a thread guide with feed and discharge roller pairs, the take-off roller pair rotates at a slower speed than the pair of feed rollers. The thread guide is formed into a tube which ends in a nozzle chamber, and has a channel opening into the pipe at a certain angle for the supply of the flowing medium. On the nozzle chamber itself is a helical one Passage provided.

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.The disadvantage of using such a device is that the thread is introduced into the treatment agent in the flow shadow of the guide tube and the single threads are caught unevenly by the turbulent flowing medium. This gives the crimped thread loops, loops and curls and often causes difficulties in further processing due to entanglement or knotting.

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.The object was therefore to provide a device for production more voluminous Develop threads that are free of loops and loops, with the single thread is three-dimensional and very tightly curled.

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.According to the invention, this object is achieved by a device that consists of a cylindrical pressure chamber and a conically widening outlet opening consists, with a thread guide channel and a channel for the supply in the pressure chamber of the flowing gaseous medium open and those for thread and flowing medium common outlet opening is designed as a Laval nozzle, the narrowest cross section of which smaller than the cross section of the channel for the supply of the flowing gaseous Medium is.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung können die Begrenzungsflächen der Lavaldüse angerauht oder mit feinen Nuten, quer zur Strömungsrichtung, versehen sein.In a particularly advantageous embodiment of the device can the boundary surfaces of the Laval nozzle roughened or with fine grooves, transverse to the direction of flow, be provided.

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.With the device according to the invention, single threads, thread bundles, Yarns or ribbons made from synthetic, linear, high-molecular materials exist, texture equally well. The titer of the single threads can, for example between 10 and 35, preferably between 15 and 20 den. The threads or Yarns can be drawn or partially drawn, with or without pre-twist, the crimping device are fed.

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.The thread treatment is used as a flowing gaseous medium Usual gases into consideration, for example nitrogen, carbon dioxide, water vapor and especially, for economic reasons, air. The gaseous medium must to give the threads a permanent crimp, these in a plastic state bring and, depending on the thread material, have a temperature of 100 to 640 ° O. Corresponding to these temperatures are those for the manufacture of the device the materials to be used. The level of the temperature is also determined after the dwell time of the threads in the device and can through simple preliminary tests can be easily determined. The speed of the flowing The gas medium is essentially determined by the gas pressure and the dimensions of the device certainly. There are initial pressures of 5 to 20 atm, preferably 6 to 10 at, proven to be useful, in which the thread exit speed 1500 m / min. and above can be.

Eine beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt, anhand derer die Vorrichtung im folgenden näher beschrieben ist.An exemplary embodiment of the device according to the invention is shown schematically in the drawing, based on which the device in the following is described in more detail.

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.According to Figure 1, the device consists essentially of a than Hollow cylinder formed pressure chamber 3 with an inner diameter of expedient 5 to 30 mm, advantageously from 15 to 20 mm. The length of the pressure chamber is dependent from the thread preheating and is in the range of 20 to 200 mm, advantageously son 35 to 45 mm. In the pressure chamber 3 opens axially a thread guide channel 4 with a clear width of 7 expediently 0.6 to 1.3 mm, advantageously from 0.8 to 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.Another channel 5 is arranged perpendicular to the axis of the hollow cylinder, which serves as a feed for the flowing gaseous medium into the pressure chamber 3. This channel 5 with a diameter of advantageously 5 to 20 mm, advantageously 8 to 12 mm, can also open at an angle of 60 to 90 °.

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.Direction of conveyance of the threads in the pressure chamber / in the pressure chamber builds pressure on itself, so that the pressure ratio in front of and behind the narrowest cross-section the Laval nozzle 6 above the critical pressure ratio of the flowing gaseous medium lies. In front of the narrowest cross section of the common outlet opening designed as a Laval nozzle 6 of thread 1 and flowing gaseous medium 2, the Laval nozzle has an inlet 7 to prevent stall. The narrowest cross-section of the Laval nozzle must be smaller than the cross section for the supply of the flowing medium and is expediently 1.5 to 5 mm, advantageously 2 to 3.5 mm. Through the shape of the boundary wall The flowing medium reaches supersonic speed at the outlet opening. It has chosen for the Texturing of the threads proved beneficial to that Roughen the boundary wall of the outlet opening or with fine grooves across the Direction of flow, to be provided.

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.The advantages of the device are its small dimensions and in that no moving parts are required. In addition, you can use their help achieve very fine crimps at high thread speeds.

Claims

1. Device for the production of voluminous threads from synthetic linear high molecular substances, consisting of a cylindrical pressure chamber and a conically widening outlet opening, characterized in that in the pressure chamber (3) a thread guide channel (4) and a channel (5) for the supply of the flowing gaseous medium open and those for thread and flowing medium common outlet opening (6) is designed as a Liaval nozzle, the narrowest cross section of which smaller than the cross section of the channel (5) for the supply of the flowing gaseous Medium is.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the boundary surfaces the Laval nozzle are roughened.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the boundary surfaces the Laval nozzle are provided with fine grooves perpendicular to the direction of flow.

Sign.

L e r s e i t e