Vorrichtung zum Kräuseln von Fäden aus synthetischen Hochpolymeren Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Kräuseln (Texturieren) von Fäden bzw. Fadenbündeln aus synthetischen Hochpolymeren mit einer heizbaren, rotierbaren Galette.
Aus der schweizerischen Patentschrift Nr. 430 940 der Inhaberin des vorliegenden Patentes ist eine Vorrichtung dieser Art bekannt, in welcher auf einer heizbaren Kräuselwalze ein mit dieser einen Keilspalt bildendes Segment angebracht ist und an der Fadenauslaufseite des Segments eine Fadenbremsklappe liegt.
Aus der französischen Patentschrift Nr. 1 125 524 ist eine Vorrichtung mit einer die Fäden mitnehmenden Walze und einem von einer Feder gegen die Oberfläche dieser Walze gedrückten, die Fäden vermöge ihrer elek trostatischen Aufladung zurückzuhalten bestrebten, still stehenden Segment, bekannt, dessen Oberfläche parallel zu derjenigen der Walze gekrümmt ist. Hier erfolgt die Kräuselung der Fäden nicht durch Stauchung sondern durch die Relativbewegung der genannten Oberflächen, an denen jeweils Teile der Fasern der zu kräuselnden Fäden vorübergehend haften. Diese Faserteile werden bald an der bewegten, bald an der stillstehenden Oberflä che festgehalten, bilden Schlingen und werden gekräu selt.
Wieder auf einem anderen Prinzip beruht die in der deutschen Auslegeschrift Nr.<B>1</B>243 326 beschriebene Vorrichtung zur Kräuselung der Fäden, bei welcher diese mittels einer rotierenden Walze gegen die Kante einer stillstehenden Klinge gedrückt und über diese hinweg befördert werden (Kantenziehverfahren).
Von diesen bekannten Vorrichtungen unterscheidet sich die erfindungsgemässe Vorrichtung durch minde stens ein annähernd radial gegen die Mantelfläche der Galette bewegbares Druckorgan mit tangential zu dieser Mantelfläche liegender Druckfläche, mindestens eine gegen die Galette schwenkbare Stauklappe, die hinter dem Druckorgan mit der Galettenmantelfläche einen Hohlraum begrenzt und deren hinterer Rand mit dieser einen Austrittsspalt für die Fäden bzw. Fadenbündel bildet, sowie getrennte Mittel zum Andrücken des Druck organs und zum Schwenken der Stauklappe gegen die Galettenoberfläche.
In der Zeichnung sind Ausführungsformen der erfin- dungsgemässen Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens teilweise schematisch dargestellt.
Eine erste Ausführungsform der Vorrichtung ist aus Fig. 1 ersichtlich. In kontinuierlicher Arbeitsweise wird das unverstreckte Fadenbündel nach Passieren der Vor lieferwalze 1 zwischen den beiden Streckgaletten 2 und 3 verstreckt und danach über die Umlenkrolle 4 der Kräuselvorrichtung zugeführt. Das Fadenbündel läuft in glatter und gespannter Form über die beheizte Kräuselga- lette 5, durch die es aufgewärmt und in gewünschtem Masse plastifiziert wird. Dabei wird es von dem am schwenkbaren Träger 6 sitzenden Druckplättchen 10 gegen die Galette 5 gedrückt.
Kurz hinter der Drucklinie, das heisst der Linie, längs welcher das Druckplättchen 10 die Galette 5 in Abwesenheit des Fadenbündels berühren würde, wird das Fadenbündel entspannt und unter schwacher Vorkräuselung dem Hohlraum, der von den beweglichen Stauklappen 9 bzw. 9' und 9 begrenzt wird, zugeführt. Durch die Einstellung der Stauklappen wird auf das Fadenbündel eine Bremswirkung ausgeübt, die die gewünschte Kräuselung der Kapillaren bewirkt. Nach einem kontinuierlichen Fixierprozess wird das gekräusel te Fadenbündel aufgespult.
Der Träger 6 ist auf einem Zapfen 8 schwenkbar gelagert und in tangentialer Richtung mittels der Schrau be 7 verstellbar. Der Druck auf den Träger und die Stauklappe 9 bzw. 9' wird durch unabhängige Druckzy linder 11 und 12 bzw. 12' oder Membranen ausgeübt. Der Druck des Druckplättchens 10 gegen die Kräuselga- lette 5 kann aber auch wie in Fig. 3 dargestellt über den verlängerten Arm 13 des Trägers 6 mit Hilfe eines pneumatischen Kolbens 14 oder einer Druckmembrane erzeugt werden.
Das Druckorgan kann auch gemäss Fig. 4 als Walzen segment 15 ausgebildet sein, das im Lager 16 auf dem schwenkbaren Träger 20 drehbar ist und mit Hilfe einer Einstellschraube 17 in die gewünschte Drehstellung in bezug auf diesen gebracht wird. Die Stauklappe 18 ist im Walzensegment 15 gelagert. Der ganze den Träger 20 und die auf ihm angeordneten Organe umfassende Vorrich tungsteil ist im Lager 19 schwenkbar. Zum Anpressen des Trägers 20 mit dem Walzensegment 15 und zum Schwenken der Stauklappe 18 sind auch hier getrennte pneumatische Kolben oder Membranen vorhanden, die aber in der Figur nicht dargestellt sind.
Das Druckplättchen 10 der Vorrichtungen nach Fig. 1 und 3 ist ein leicht auswechselbares Verschleisselement, das bei Bedarf ausgetauscht wird. Im Bereich der Drucklinie 10a ist seine der Galette 5 zugewandte Oberfläche eben. In. diese Oberfläche ist vom hinteren Rande 10b des Plättchens her eine Vertiefung 10c von rechteckigem Längs- und Querschnitt eingefräst oder eingeschliffen, deren Rand 10d in einem Abstand von etwa 0,5 bis 1,0 mm von der Drucklinie 10a parallel zu dieser verläuft.
In einer bevorzugten Ausführungsform gemäss Fig. 2 ist das Druckplättchen quadratisch und hat an allen vier Rändern 10b jeder seiner beiden Hauptflächen eine solche Vertiefung 10c, so dass es durch jeweiliges Drehen um 90 und Umkehren insgesamt bis zu achtmal verwen det werden kann. Für Fäden bzw. Fadenbündel von verschiedenem Titer können Vertiefungen verschiedener Abmessungen an ein und demselben Druckplättchen oder verschiedene Druckplättchen mit Vertiefungen un terschiedlicher Abmessungen vorgesehen sein.
Zur Begrenzung des Hohlraumes und Abbremsung des Fadenbündels genügt im allgemeinen eine Stauklappe 9. in der besonders günstigen Ausführungsform nach Fig. 1 wird der Hohlraum jedoch durch zwei Stauklappen 9 und 9' begrenzt, von denen die erste mit Hilfe einer Exzenterlagerung verstellbar ist, damit die Kräuselung durch Verengen oder Erweitern der ersten Bremszone in weiten Grenzen variiert werden kann. Ferner hat sich eine seitliche Begrenzung der Bremszone durch mit dem Druckplättchenträger verbundene Stege als vorteilhaft erwiesen.
Um mit möglichst geringem Verschleiss arbeiten zu können, werden Galetten mit gehärteter Oberfläche und Verschleissplättchen aus Hartmetall eingesetzt. Der Trockenlauf ohne Fäden muss möglichst vermieden. werden, weil sonst die Oberflächen beschädigt werden. Dies geschieht am einfachsten, indem man das Druck plättchen von der Galette elektrisch isoliert und bei Kontakt des Plättchens mit der Galette den Antriebsmo tor der Galette über ein Relais abschalten lässt.
Das Fadenbündel kann vor dem Einführen in die Kräuselvorrichtung zwecks besserer Vorplastifizierung mehrfach um die heisse Galette geführt werden.
In einer weiteren speziellen Ausführungsform werden zur gleichzeitigen Kräuselung mehrerer Fadenbündel die entsprechende Anzahl von Druckplättchenträgern mit Druckplättchen, Stauklappen und pneumatischen Kolben oder Membranen nebeneinander auf der gleichen beheiz baren Galette angeordnet.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann als eine verbesserte Ausführungsform einer Kombination von Kantenzieh- und Stauchkammervorrichtung angesehen werden, da die Drucklinie der ruhenden Druckplatte ähnlich wirkt wie die Ziehkante beim Kantenziehverfah ren, wobei die Druckplatte gleichzeitig die Funktion der zweiten Förderwalze einer Stauchkräuselmaschine über nimmt. In ihrer Konzeption stellt die Vorrichtung jedoch etwas völlig Neues dar, das ausserdem gegenüber den bekannten Vorrichtungen entscheidende Vorteile auf weist.
Der technische Aufwand ist bei der beschriebenen Vorrichtung gering. Die Verwendung dieser Vorrichtung bietet gleichzeitig eine Vielzahl von Variationsmöglich keiten wie Veränderlichkeit des Anpressdruckes von Druckplatte und Stauklappe sowie Änderung des Stauvo lumens durch Verschieben der Druckplatte oder durch Variation der Stauklappe. Damit sind die Kräuselbedin- gungen und die Kräuselung selbst in weiten Grenzen variierbar.
Mit der beschriebenen Kräuselvorrichtung lassen sich Fäden bzw. Fadenbündel aus verschiedenen Hochpoly meren wie Polyamide, Polyester, Polyurethane, Polyac rylnitrile oder Polyolefine texturieren. Die Vorrichtung wird hauptsächlich für die Herstellung von Teppichbänd chen im Titerbereich von ca. 1000 - 5000 dtex verwendet. Es können aber auch feinere oder gröbere Titer bei entsprechender Dimensionierung der Kräuselvorrichtung texturiert werden.
Die nachstehenden Betispiele veranschaulichen die Arbeitsweise der beschriebenen Vorrichtung für be stimmte Anwendungsfälle.
<I>Beispiel 1</I> Ein Fadenbündel aus 70 Kapillaren (Bandgewicht 0,36 g/m) Polyamid 6 wird im Verhältnis von 1 : 3,8 verstreckt und mit 200 m/min Bandgeschwindigkeit (wie beim Strecken) über die 130 C heisse Kräuselgalette geführt. Nach Durchziehen des Fadenbündels unter der Druckplatte wird auf Druckplatte und Stauklappe Druck gegeben, wobei spontan die Kräuselung einsetzt. Das mit geringerer Geschwindigkeit austretende Kräuselband wird anschliessend unter schwachem Verzug auf einer heissen Galette fixiert und direkt auf einen Kops ge zwirnt.
Man erhält so ein Kräuselband mit einem Ein sprung von 340/o nach einer Dampfbehandlung von 10 Min. bei 120 C. (Einsprung bedeutet hier in den nachfolgenden Beispielen die prozentuale Längenvermin derung eines glattgezogenen Bandes bei Entlastung). <I>Beispiel 2</I> Ein verstrecktes Fadenband aus Polyamid 66 mit einem Gesamttiter von 1330 dtex und dem Einzeltiter von 20 dtex wird mit 200 m/min in die Kräuselvorrich- tung nach Fig. 1 eingeführt. Die Temperatur der Kräusel- galette beträgt 165 C.
Nach Einführen des Bandes unter die Druckplatte wird diese mit 6 kg/cm2 angedrückt, während gleichzeitig die Stauklappe mit 0,3 kg/cm2 gepresst wird. Es entsteht ein stark gekräuseltes Band, das nach der gleichen Behandlung wie in Beispiel 1 einen Einsprung von 41% aufweist.
<I>Beispiel 3</I> Ein unverstrecktes Fadenbündel mit 210 Kapillaren und einem Bandgewicht von 1,5 g/m aus Polyamid 6 wird im Verhältnis von 1 : 3,85 verstreckt und anschlies- send über die 155 C heisse Kräuselgalette in die Vor richtung eingeführt. Der Druck der Druckplatte wird auf 16 kg/cm2, der der Stauklappe auf 0,4 kg/em2 einge stellt. Nach der Entwicklung der Kräuselung wurde ein Einsprung von 33% gemessen.
<I>Beispiel 4</I> Ein verstrecktes Fadenbündel aus Polypropylen mit dem Titer dtex 1140 f 60 wurde über die 110 C heisse Kräuselwalze zweimal hinter der Druckplatte um die Walze geführt und anschliessend durch die Mitte der Druckplatte gelenkt. Der Druck der Druckplatte wurde auf 3 kg/cm2, der der Stauklappe auf 0,2 kg/cm2 eingestellt. Der Einsprung des gekräuselten Bändchens betrug 230/o.
<I>Beispiel 5</I> Ein unverstrecktes Fadenbündel aus Polyäthylente- rephthalat mit 140 Kapillaren und einem Gesamttiter von dtex 14 000 wird über eine auf 110 C beheizte Streckga- lette im Verhältnis 1 : 5,5 verstreckt und anschliessend über die 200 C heisse Kräuselgalette in die Kräuselvor- richtung geführt. Der Druck auf die Druckplatte beträgt 5 kg/cm2 und der Druck auf die Stauklappe 0,35 kg/cm2. Der Einsprung des gekräuselten Faden bündels wurde mit 14% bestimmt.
<I>Beispiel 6</I> Ein unverstrecktes Fadenbündel aus Polyacrylnitril, Gesamttiter dtex 4900 f 142, Einzeltiter dtex 34, wird im Verhältnis von 1 : 3,07 verstreckt, wobei die erste auf 150 C beheizte Streckwalze 45 m/min und die untere Streckwalze 138 m/min Umfangsgeschwindigkeit besitzt. Das heisse Fadenbündel wird direkt anschliessend über die 160 C heisse Kräuselwalze geführt und die Druck platte mit 18 kg/cm2 angedrückt. Der Druck auf der Stauklappe beträgt 2 kg/cm2. Die Kräuselung setzt spontan ein.
Das gekräuselte Fadenband wird anschliessend auf einer Zwirnspule aufgespult. Man erhält ein gekräuseltes Fadenbündel mit folgenden technischen Daten: Titer: dtex 2050 Einsprung: 310/o (nach Entwicklung der Kräuse lung)