DE2167095C2 - Verfahren zur Herstellung eines aufgelockerten, gekräuselten mehrfächigen Garnes - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, welches beispielsweise mit dem Gegenstand der US-PS 32 56 582 bekannt geworden ist Dort wird das Garn bei der Expansion jedoch nicht bis zu einem höheren Grad als endgültig angestrebt aufgelockert, denn an die Expansionskammer schließt sich sofort eine Stauchkammer an. Hierdurch wird ein Garn mit ungleichmäßiger Farbaufnahmefähigkeit erreicht, weil der Stauchvorgang relativ unkontrolliert stattfindet Dies rührt daher, daß das Garn in ungekräuseltem Zustand durch einen Durchlaß geführt wird und sofort in der Stauchkammer expandiert. Die Fasern des gekräuselten Garnes werden aber nicht radial auf eine vorher bestimmte Abmessung zusammengepreßt, wodurch die Stauchkräuselung relativ ungeregelt erfolgt.

Mit dem Gegenstand der FR-PS 13 93 188 ist ein weiteres Verfahren der eingangs genannten Art bekannt geworden, bei dem zwar auch gleichmäßige Färbeeigenschaften des gekräuselten Garnes erzielt werden sollen. Bei einer Vorrichtung zur Ausführung des bekannten Verfahrens ist lediglich ein Hochdruckeinlaß vorhanden und eine Zwischendruck-Expansionskammer, an die sofort die Stauchkräuselkammer anschließt. Es hat sich herausgestellt, daß mit diesem bekannten Verfahren ein gleichmäßiger Kräuselungsgrad nicht zu erreichen ist, weil das die Zwischendruck-Expansionskammer verlassende Garn sofort in die Stauchkräuselkammer gerät, ohne daß eine Zwischenkalibrierung mit Hilfe einer Garnaustrittsöffnung in Form eines verengten Kanals dazwischengeschaltet ist.

Die Erfindung hat sich daher ausgehend vom Gegenstand der US-PS 32 56 582 die Aufgabe gestellt, ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß die Farbstoffaufnahmefähigkeit des gekräuselten eo Garnes wesentlich vergleichmäßigt ist.

Die Lösung der gestellten Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs charakterisiert.

Wesentliches Merkmal der Erfindung ist also die Zwischenkalibrierung des die Zwischendruck-Expansionskammer verlassenden, gekräuselten Garnes im Bereich einer Garnaustrittsöffnung, welche einen verengten Kanal bildet Das in dieser Garnaustrittsöffnung erfolgende, radiale Zusammenpressen des Garnes auf einen konstanten Durchmesser erbringt bei der nachfolgenden Fixierung in der Stauchkräuselkammer ein Garn mit wesentlich vergleichmäßigteren Farbaufnahmefähigkeiten.

Die Expansion des Hochdruckmediums findet also in zwei voneinander getrennten Stufen statt, nämlich in einer Zwischendruck-Expansionskammer und in einer Niederdruckkammer, welche durch den Eingang der Stauchkräuselkammer gebildet ist

Alle bisherigen, bekannten Verfahren expandieren von einem Hochdruck auf einen Niederdruck, was dazu führt, daß das Garn sich in relativ ungeregelter Weise kräuselt, was bisher in Kauf genommen wurde.

Das Verfahren nach der Erfindung besteht also darin, daß zuerst ein erster Strom eines heißen, gasförmigen Mediums zwischen eine Hochdruckzone und eine Zwischendruckzone eingebracht wird, daß ein zweiter Strom des heißen, gasförmigen Mediums zwischen die Zwischendruckzone und eine Niederdruckzone gebracht wird, daß das Garn in den Strom der ersten Zone eingebracht wird, und dabei kontinuierlich durch dieses Medium hindurch vorwärtsbewegt wird, daß man sodann das Medium des ersten Stromes einer plötzlichen Expansion in die Zwischendruckzone unterwirft, so daß die Garnfäden durch die plötzliche Expansion des Mediums voneinander getrennt werden, um ein Maß an Auflockerung des Garnes zu erreichen, das größer ist als man es endgültig anstrebt, daß man sodann die Bewegungsrichtung der getrennten Fäden plötzlich ändert und dann die Fäden wieder einander nähert und das Garn durch den zweiten Strom des Mediums führt, so daß es durch diesen Strom in Richtung zur Niederdruckzone mitgenommen wird.

Ein Teil des expandierten Mediums kann abgezogen werden, um einen Teil des ursprünglichen Mediums übrig zu lassen, der dann den zweiten Strom bildet.

Das Verfahren umfaßt auch den Schritt der Fixierung bzw. Kräuselstabilisierung, wozu man das auf das gewünschte Maß gelockerte Garn in einem ungespannten Zustand über einen Zeitraum hält, der ausreicht, um das Garn zu stabilisieren.

Diese Stabilisierungs- oder Setzperiode läßt sich abkürzen, indem man das ungespannte Garn auf eine Temperatur kühlt, die niedrig genug ist, um die Stabilisierungsgeschwindigkeit zu erhöhen.

Es ist ferner vorgesehen, das innerhalb des zweiten Stromes weiterbewegte Garn gegen das eine Ende eines Stopfens aus bereits aufgelockertem Garn zu richten, damit sich das nachgelieferte Garn vor diesem Stopfen aufbaut

Des weiteren kann das Verfahren den Schritt einer Vorwärmung des Garnes umfassen, bevor es in den ersten Strom des heißen, gasförmigen Mediums eingeführt wird.

Eine Vorrichtung zur Stauchkräuselung von Garn unter Anwendung des geschilderten Verfahrens besteht aus einem Hochdruckgaseinlaß und einer Zwischendruckkammer, in welche der Hochdruckeinlaß mündet, wobei der Einlaß mit einem Garneintritt und mit einem Eintritt für das unter Hochdruck stehende gasförmige Medium versehen ist und wobei die Zwischendruck-Expansionskammer einen Garnaustrittsdurchlaß aufweist, dessen Eintritt in der Kammer gegenüber der Mündung des Hochdruckeinlasses angeordnet ist und eine garnablenkende Oberfläche besitzt, die ebenfalls gegenüber der Mündung des Hochdruckmitteleinlasses angeordnet

Es versteht sich, daß die Ausdrücke »Hochdruck« und »Mitteldruck« nur relativ sind. Die bezüglxhen Drücke können beide über Atmosphärendruck liegen oder aber Atmosphärendruck sein bzw. unterhalb desselben liegen.

In jeden Fällen, in denen die Zwischendruckkammer auf einem über dem Atmosphärendruck liegenden Druck oder auf Atmosphärendruck gehalten werden soll, läßt sich der Druck auf dem gewünschten Zwischenwert dadurch halten, daß man das Arbeitsmedium durch den Garnauslaß ausströmen läßt Zusätzlich kann man mindestens eine Ablaßöffnung in der Zwischendruckkammer anordnen. Es können auch Mittel vorgesehen werden, um den wirksamen Bereich der Ablaßöffnung zu verändern.

Wenn die Zwischendruckkammer auf einem unter dem Atmosphärendruck liegenden Druck gehalten werden soll, wird die gesamte Vorrichtung an eine Vakuumquelle angeschlossen. Eine Ausführungsform sieht vor, daß der Hochdruckdurchlaß mit einer öffnung zum Einbringen des Garnes ausgestattet ist die gleichachsig mit der Mündung des Durchlasses ist und wenigstens eine seitliche öffnung zum Eintritt von gasförmigem Medium aufweist

Diese Ausführungsform umfaßt ferner eine Hochdruckkammer, aus der der Hochdruckdurchlaß in die Zwischendruckkammer führt In dieser Bauweise ist der Garneintritt und der Eintritt des Hochdruckmediums zum Hochdruckkammerdurchlaß eine gemeinsame Öffnung, durch die sowohl Garn als auch Druckmittel gleichzeitig eintreten können und die Hochdruckkammer ist mit Einrichtungen ausgestattet, um Garn und unter Druck stehendes Hochdruckmittel einzuführen.

Die garnablenkende Oberfläche ist z. B. durch eine Wand der Zwischendruckkammer gebildet, die auch mit dem Garndurchiaß versehen ist. Diese Wand der Zwischendruckkamr.ier ist in Richtung gegen den Garndurchlaß sich verjüngend oder konisch zulaufend geformt Abweichend davon kann die Ablenkfläche auch an einem gesonderten Wandkörper gebildet sein, der sich im Abstand von jener Kammerwand befindet die mit dem Garnauslaß versehen ist, wobei dieser Wandkörper mit einer garnführenden Öffnung versehen ist, die gleichachsig mit dem Garndurchlaß verläuft.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch die vollständige Vorrichtung;

F i g. 2 einen Schnitt durch eine vollständige Vorrichtung, mit einer Garnauflockerungseinrichtung einer anderen Ausführungsform;

F i g. 3 eine Abänderung einer Garnauflockerungseinrichtung nach F i g. 2; jedoch im Schnitt nach Linie 3-3 der F ig. 2;

Fig.4 eine perspektivische Ansicht des den Hochdruckmitteldurchlaß aufweisenden Teiles mit parallelen Wänden, zwischen denen der Durchlaß mündet;

F i g. 5 eine Darstellung des den Garnstopfen ausbildenden Teiles der Stauchkamnier, und zwar in Ausführung als ein separater, an einem Ende geschlitzter Teil, und

Fig. 6 eine Abänderung der Garnauflockerungseinrichtung nach F i g. 3.

In den Zeichnungen ist 1 ein Durchlaß für das Hochdruckmedium und 2 eine Zwischendruck-Expansionskammer, in welche der Durchlaß I bei 3 mündet. 4 und 5 zeigen Einlasse für Garn und Hochdruckmedium in den Durchlaß 1. Die Zwischendruck-Expansionskammer 2 besitzt eine Garnaustrittsöffnung 6, die in der Wand 7 der Zwischendruck-Expansionskammer 2 vor der Mündung 3 des in die Zwischendruck-Expansionskammer 2 • führenden Durchlasses 1 ausgeführt ist Die Zwischendruck-Expansionskammer 2 enthält eine garnableitende Fläche 8, die von der konischen Wand 7 der Zwischendruck-Expansionskammer 2 gebildet ist und vor der Mündung 3 des Durchlasses 1 in der Zwischendruck-Expansionskammer 2 liegt wobei 9 und 10 Auslaßöffnungen vorstellen, die aus der Zwischendruck-Expansionskammer 2 wegführen; dabei ist die Auslaßöffnung 9 ungeregelt aber der Auslaßöffnung 10 ist ein Nadelventil Ii zugeordnet das dazu dient, den wirksamen Querschnitt der Auslaßöffnung 10 verändern zu können.

Der die Kräuselung stabilisierende Abschnitt der Vorrichtung umfaßt eine Stauchkammer 12, die koaxial zu der Garnaustrittsöffnung 6 angeordnet ist und an dem einen Ende mit seitlichen Durchlässen 13 versehen ist die der Garnaustrittsöffnung 6 benachbart sind Die Fixierkammer 12Λ als Teil der Stauchkammer 12 ist mit den seitlichen Durchlässen 13 versehen und ist von dem Hauptteil der Stauchkammer getrennt sowie gegen die Garnaustrittsöffnung 6 konvergierend ausgeführt, wie dies bei 14 (vgl. auch F i g. 5) angedeutet ist. 15 bezeichnet einen Mantel, der den größten Teil der Stauchkammer umgibt wobei die Durchlässe 13 in den vom Mantel 15 umschlossenen Raum münden, der eine Austrittsöffnung 16 aufweist.

Ein Kühler 17 dient dazu, den Garnstopfen 20, der in der Stauchkammer 12 gebildet wurde, aufzunehmen. Er ist gebildet aus einem Käfig, der aus parallelen Stangen 18 besteht, die in den Ecken eines Vielecks, in der dargestellten Ausführung aus vier Stangen in den Ecken eines Quadrates, angeordnet sind. Mit 19 ist ein Gehäuse bezeichnet das dazu dient, die von einem Lüfter oder einer Saugeinrichtung gelieferte Kühlluft quer durch den Garnstopfen 20 zu fördern, der sich innerhalb des von den Stangen 18 umgrenzten Raumes befindet 21 ist das nocht nicht gelockerte mehrfädige Garn, das in die Vorrichtung eintritt, und 22 sind die Garnfäden, die in der Zwischendruck-Expansionskammer 2 voneinander getrennt worden sind. 23 sind Garnabnahmerollen, die dem Abtransport des Garnes aus der Vorrichtung dienen.

Die Ausführungsform nach F i g. 2 umfaßt eine Hochdruckkammer 24, die von der Zwischendruck-Expansionskammer 2 durch eine Trennwand 25 getrennt ist, wobei der Durchlaß 1 in einem demontierbaren Teil 26 angeordnet ist, der in die Trennwand eingesetzt werden kann. Das Teil 26 besteht aus zwei im Abstand angeordneten Wänden 27, zwischen denen das Hochdruckmedium austritt. Die Hochdruckkammer 24 hat einen Eintritt 28 für das Garn und einen Eintritt 29 für ein Hochdruckmedium (Gas). In dieser Bauform gelangen Garn und Hochdruckmedium in den Durchlaß 1 gemeinsam durch dieselbe öffnung, die das Ende des in die Hochdruckkammer 24 führenden Durchlasses 1 darstellt

Fig.3 zeigt eine Ausführung, die der Ausführung gem. F i g. 2 ähnelt, aber eine garnableitende Fläche umfaßt, die durch einen separaten Wandkörper 30 gebildet ist, err im Abstand von der Wand 7 der Zwischendruck-Expansionskanimer 2 angeordnet ist. Der Wandkörper 30 besitzt eine Durchbrechung 31, die mit der Garnaustrittsöffnung 6 koaxial ist. Der Wandkörper 30 kann eine konische Form mit einem Scheitelwinkel haben, der von jenem der Wand 7 der Zwischendruck-Expansionskam-

mer 2 verschieden ist, um die gewünschten Druckverhältnisse beim Eintritt in die Garnaustrittsöffnung 6 zu schaffen. Beispielsweise kann der Durchlaß zwischen dem Wandkörper und der Wand 7 gegen die Garnaustrittsöffnung 6 divergieren, so daß das Medium, das in die Garnaustrittsöffnung 6 tritt, das Garn, das die Durchbrechung 31 des Wandkörpers 30 an der Außenseite durchtritt, an der Garnaußenseite unter einem niedrigeren Druck trifft als er innerhalb der Fäden des Garnes herrscht. Das Medium, das durch die Garnaustrittsöffnung 6 an der Außenseite vorbeistreicht, wird demnach als das Garn tragende (schmierende) Mittel in dem Durchlaß wirken, ohne das Garn zu komprimieren und das Maß seiner Auflockerung zu senken. Auch kann der Wandkörper 30, der sich vollständig innerhalb der Zwischendruck-Expansionskammer 2 befindet, auf einer höheren Temperatur gehalten werden als die Wand 7, was sich auf die Plastifizierung des sie treffenden Garns vorteilhaft auswirkt

In der Ausführungsform nach F i g. 6 trennt die garnableitende Fläche (Wandkörper 30) die Zwischendruck-Expansionskammer 2 in zwei Teile, die nur durch die Durchbrechung 31 verbunden sind. Es ist ein Durchlaß 32 vorgesehen, der der Einführung des Mediums in den Raum 2Λ zwischen dem Wandkörper 30 und der Wand 7 dient, und zwar aus einer Quelle, die von der verschieden ist, die die Hochdruckkammer 24 speist. Es können Anordnungen getroffen werden, um den Druck des in den Raum 2A durch den Durchlaß 32 gelangenden Mediums unabhängig von jenem des die Hochdruckkammer 24 speisenden Mediums zu regeln.

Im praktischen Betrieb tritt unbehandeltes Garn 21 durch den Durchlaß 1 der Hochdruckkammer und den Einlaß 4 ein und trifft auf heißes, unter Hochdruck stehendes, gasförmiges Medium, das durch den Durchlaß 1 des Einlasses 5 eintrat In dem Durchlaß 1 wird das Garn durch das Medium erhitzt und von diesem durchsetzt und indem das Medium längs des Durchlasses zur Zwischendruck-Expansionskammer weiterströmt, in der ein niedrigerer Druck herrscht, wird das Garn mitgenommen und vorwärts transportiert Wenn das Medium in die Zwischendruck-Expansionskammer 2 gelangt, expandiert es. Da das das Garn durchsetzende Medium ebenfalls expandiert, dehnt sich das Garn mit dem Rest des Mediums aus und die Garnfäden trennen sicii, wie bei 22 angedeutet

Zufolge der Vormischung des Mediums und des Garnes in dem Durchlaß 1 bewirkt der gemeinsame Eintritt des von dem Medium durchsetzten Games in den Bereich niedrigeren Druckes, der in der Zwischendruck-Expansionskammer 2 herrscht, eine weitgehende Trennung der Garnfäden und infolgedessen einen hohen und gleichmäßigen Grad der Wärmeübertragung und demzufolge eine sehr gleichmäßige Plastifizierung durch alle Fäden des Garnes hindurch. Die plötzliche Änderung der Bewegung der Fäden durch das Zusammentreffen mit der Fläche 8, die durch die Wand 7 der Zwischendruck-Expansionskammer 2 gebildet ist, bewirkt die Kräuselung. Die aufgelockerten Fäden werden anschließend wieder vereinigt und durch die Garnaustrittsöffnung 6 mittels des Mediums gefördert, das aus Zwischendruck-Expansionskammer 2 in Richtung zu dem an dem anderen Ende der Garnaustrittsöffnung 6 liegenden Bereich niedrigeren Druckes strömt

Sobald das aufgelockerte Garn und das Medium die Garnaustrittsöffnung 6 verlassen, entweicht das Medium durch die Durchlässe 13 in den die Stauchkammer 12 umgebenden Mantel, der dadurch erhitzt wird und das Garn wird dann gegen das anstehende Ende des Garnstopfens 20 gelegt, der sich innerhalb der Stauchkammer gebildet hat. Die in der Zwischendruck-Expansionskammer 2 herbeigeführte Kräuselung wird durch das Auftreffen des Garnes auf dem Garnstopfen 20 begünstigt. Der Stopfendurchmesser wird in dem Punkte festgelegt, ab welchem sich aer Stopfen fortlaufend aufbaut, so daß gewährleistet ist, daß der Stopfen sich nicht aufbauscht und verklemmt. Dies wird durch die konische Form 14 des Endes der Stauchkammer erreicht, an dem sich der Stopfen bildet. Wie schon ausgeführt, wird in der vorliegenden Konstruktion der den konischen Teil aufweisende Abschnitt der Stauchkammer aus Gründen der zweckmäßigeren Herstellung als von dem Stauchkammerabschnitt, der die Durchlässe 13 enthält, gesonderter Teil gefertigt, vgl. F i g. 5. Der sich in dem konischen Stauchkatnmerteil bildende Stopfen ist von etwas geringerem Durchmesser als der lichte Durchmesser des Stauchkammerhauptteils, so daß mit wachsendem Stopfen dieser von dem unter Druck stehenden Medium aufwärts geschoben wird, wobei er leicht gleitend in der Stauchkammer geführt ist.

Der sich im vom Mantel 15 umgebenden Teil der Stauchkammer vorwärtsbewegende Garnstopfen wird heiß gehalten; das Garn befindet sich darin in ungespanntem Zustand. Dies gewährleistet die Einhaltung einer gleichmäßigen Temperatur innerhalb des ganzen Stopfens. Der Garnstopfen tritt in den Kühler 17 ein und setzt seine Bewegung zwischen den Stangen 18 fort Hier wirkt ein Kühlgas, ζ. Β. strömende Luft, quer durch den Stopfen, kühlt ihn und stabilisiert das Garn. Das Kräuselgarn wird mittels der Garnabnahmerollen 23 abgezogen.

In der geänderten Ausführungsform nach F i g. 2 wird das Garn in der Hochdruckkammer 24 vorgewärmt, bevor es in den Durchlaß 1 eintritt, und wenn das Garn aus dem Durchlaß 1 austritt, geschieht dies zwischen nahe nebeneinander angeordneten Wänden 27. Demnach wird das Medium gezwungen, seitlich als Fläche zu expandieren, und die Fäden trennen sich demnach zu einem mehr oder minder flachen Gebilde. Es hat sich gezeigt, daß dies eine sehr wünschenswerte Art der Auflockerung gewährleistet
In der Ausführungsform nach Fig.3 wird den getrennten Fäden eine sehr plötzliche Änderung ihrer Bewegungsrichtung aufgezwungen, indem sie gegen den Wandkörper 30 auftreffen, der als Ablenker wirkt. Die Fäden werden einander genähert, um das gewünschte Maß der Auflockerung herbeizuführen, indem sie die Durchbrechung 31 des Wandkörpers passieren, worauf sie in die Garnaustrittsöffnung 6 eintreten, und zwar zusammen mit dem in ihnen enthaltenen gasförmigen Medium, das in den Durchlaß zwischen dem Wandkörper 30 und der Wand 7 dem Durchlaß 1 eintritt

Garn enthält immer ein gewisses Maß an Fremdstoffen, wie Staub und Fett, und diese Fremdstoffe neigen manchmal dazu, sich in der Garnaustrittsöffnung 6 niederzuschlagen, woraus ein merklicher Abfall der Wirksamkeit der Vorrichtung entstehen kann. Die Bauweise

nach Fig.6 vermindert diesen Übelstand erheblich oder beseitigt ihn ganz, was sich nebst anderen Vorteilen aus der Verwendung des Wandkörpers 30 ergibt Das in den Raum IA durch den Durchlaß 32 eintretende Medium ist zuvor nicht in Berührung mit dem Garn gestanden und ist daher sauber. Indem nun das eine Medium gemeinsam mit dem Garn in die Garnaustrittsöffnung 6 tritt, bildet es einen Schild, der nur wenig oder überhaupt keine Fremdstoffe um das Garn, das die

Garnaustrittsöffnung 6 passiert, enthält und dadurch die Festsetzung von Fremdstoffen des Garnes innerhalb des Durchlasses verhindert.

Die Vorrichtung nach der Erfindung hat sich als geeignet erwiesen, um unter hohen Geschwindigkeiten 5 und mit niedrigen Kosten aufgelockertes Garn zu produzieren, besonders in einem Titerbereich, innerhalb welchem bestehende Vorrichtungen nicht brauchbar sind oder aber nur unter Schwierigkeiten und/oder hohen Kosten arbeiten. Es handelt sich dabei um den Be- io reich von 66 bis 4400 dtex.

Die nach der Erfindung hergestellten Garne zeichnen sich durch formhaltende, d. h. stabile Kräuselung einer dreidimensionalen Wendelform aus, die keine Verwindungseigenschaften zeigen. 15

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung eines aufgelockerten, gekräuselten mehrf ädigen Games, bei dem das Garn von einem unter hohem Druck stehenden und eine zur Plastifizierung des Garns ausreichende Temperatur aufweisenden Medium gefördert, durch Ablassen eines Teils des Mediums plötzlich auf einen niedrigeren Druck expandiert, aufgelockert und anschließend stauchgekräuselt und fixiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß man das Garn (21,22, 20) bei der Expansion bis zu einem höheren Grad, als endgültig angestrebt, auflockert, durch plötzliche Änderung der Bewegungsrichtung seiner Fäden kräuselt und die Fäden des Gaines zunächst wieder dadurch einander nähert, daß das Medium mit dem Garn durch eine Garnaustrittsöffnung (6) geleitet wird, deren Querschnitt kleiner ist als der Querschnitt des vorher aufgelockerten Garnes (22) und daß das Garn erst danach fixiert wird.