Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung texturierter Endlosfäden

Abstract

 Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung texturierter Endlosfäden aus synthetischen linearen hochmolekularen Stoffen mittels erhitzter strömender Medien, bei dem man die Fäden zwischen einer Fadeneinführungszone und einer Fadenführungszone in einer ersten Behandlungskammer der Einwirkung eines gasförmigen turbulent strömenden erhitzten Mediums aussetzt, dabei auf eine Temperatur erwärmt, bei der die Fäden plastifizierbar werden, mittels des turbulent strömenden Mediums durch die erste Behandlungszone transportiert und dann in einer zweiten Behandlungszone zunächst durch eine zylindrische Zone leitet, aus der das Medium zum Teil radial entweichen kann, und anschließend durch eine sich schwach kegelförmig erweiternde Zone führt, aus der das Medium ebenfalls seitlich entweichen kann, mit der Maßgabe, daß die Geschwindigkeit von strömendem Medium und Faden so eingestellt wird, daß sich ein Verhältnis der Verweilzeit des Fadens in der zylindrischen Zone zur Verweilzeit in der sich kegelförmig erweiterten Zone von 1:19 bis 4:1, vorzugsweise 1 :9 bis 1:2 ergibt.

Beschreibung

[0001] Die Patentliteratur über Vorrichtungen zur Herstellung texturierter Fäden mittels heißer Fluids bzw. nach dem Luftblasverfahren ist sehr umfangreich. Eine große Gruppe der bekannten Vorrichtungen umfaßt Zweikammer-Düsen: Das zu texturierende Garn wird mittels einer Venturi-artigen Düse in eine erste Kammer gefördert, während in der zweiten Kammer, die im allgemeinen zylinderförmig, manchmal auch kegelförmig erweitert ausgebildet ist, die Texturierung bewirkt wird. So besteht z.B. nach der DE-AS 14 35 653 die zweite Kammer einer derartigen Texturiervorrichtung aus einer "Kräuselkammer", die über ihre ganze Länge einen konstanten, rohrförmigen Querschnitt hat und als Spiralfeder ausgebildet ist.

[0002] Eine ähnliche Ausführungsform einer Texturiervorrichtung mit einer zweiten zylinderförmigen Kammer ist in der CH-PS 545 359 beschrieben.

[0003] Weitere .Ausführungsformen von Texturiervorrichtungen des Standes der Technik sind aus DE-OS 14 35 366 und DE-OS 21 11 163 bekannt. Die in der DE-OS 21 11 163 angegebene .Kammer 5 besitzt öffnungen, die durch Lamellen 6 gebildet werden.

[0004] Aus der DE-AS 20 06 022 ist eine Vorrichtung zur Herstellung texturierter Fäden aus synthetischen linearen hochmolekularen Stoffen mittels erhitzter strömender Medien bekannt, die aus einer geschlossenen ersten Behandlungskammer mit einem Rohrstutzen für die Zufuhr eines strömenden Mediums besteht, einem Fadeneinführungskanal, der von der einen Stirnseite in die erste Behandlungskammer, einem Fadenführungskanal, der von der anderen Stirnseite in die erste Behandlungskammer hineinragt, wobei dieser Fadenführungskanal starr mit der Behandlungskammer verbunden ist und das Verhältnis der lichten Weite von Fadenführungskanal zu Fadeneinführungskanal 1,1:1 bis 4:1 beträgt und Fadenführungskanal und Fadeneinführungskanal in einem Abstand von 0,1 bis 3 mm angeordnet sind, und einer zweiten auf dem freien Ende des Fadenführungskanals angebrachten kanalförmigen Behandlungskammer mit Schlitzen. Bei dieser bekannten Vorrichtung bestehen die öffnungen der zweiten Behandlungskammer aus Schlitzen, die radial und in Längsrichtung der zylindrischen Düse angebracht sind. Eine solche Behandlungskammer wird daher auch Schlitzdüse genannt. Schlitzdüsen weisen allgemein 2 bis 20 Schlitze auf, deren Zahl je nach Titer und Düsenumfang erhöht werden kann. Die Schlitzweiten betragen in der Regel 0,2 bis 1 mm. Die CH-PS 530 489 beschreibt eine zweite Behandlungskammer, die in Fadenlaufrichtung über ihre ganze wirksame Länge schwach konusförmig ausgebildet ist.

[0005] Die zweiten Behandlungskammern gemäß DE-AS 20 06 022 bzw. CH-PS 530 489 sind verhältnismäßig empfindlich bezüglich ihrer Maßhaltigkeit. In der DE-AS.23 31 045 wurde daher eine modifizierte zweite Behandlungskammer, entsprechend der Vorrichtung in der DT-AS 20 06 022 beschrieben die sich in ihrem unteren Teil außen konisch oder absatzmäßig erweitert und im Inneren eine plötzliche Querschnittserweiterung auf das 2- bis 10-fache des rohrförmigen Kanals aufweist, wobei die Längsschlitze sich auch in den gegebenenfalls außen konisch erweiterten Bereich erstrecken, am Ende jedoch durch einen geschlossenen Ring abgeschlossen sind.

[0006] "Durch die Modifizierung der Schlitzdüse als zweite Be- ' handlungskammer nach DE-AS 23 31 045 wird ihre mechanische Stabilität verbessert, so daß eine gleichmäßigere Kräuselung unter vereinfachten Betriebsbedingungen möglich ist.

[0007] Die zweite Behandlungskammer nach DA-PS 20 06 022 bzw. DE-AS 23 31 045, wie auch andere bekannte Vorrichtungen, zeigen bei sehr hohen Texturiergeschwindigkeiten, d.h. . über 2000 m/min eine gewisse Neigung zur Verstopfung durch die im zylindrischen Innenraum dynamisch bewegte Garnverdichtung. Diese Verstopfung wird durch die verstärkte Reibung der Garnverdichtung an den Innenwandungen der zweiten Behandlungskammer bei sehr hohen Texturiergeschwindigkeiten ausgelöst; sie kann zu Garnabrissen führen und den Texturierprozeß unterbrechen.

[0008] Andererseits führt eine über ihre ganze wirksame Länge schwach kegelförmig sich erweiternde zweite Behandlungskammer, z.B. nach CH-PS 530 489 bei hohen Arbeitsgeschwindigkeiten und niedrigen Garntitern, kleiner als ca. 2000 dtex, oft zum "Ausblasen" der Garnverdichtung und damit ebenfalls zu einer Unterbrechung des Texturiervorgangs.

[0009] Es wurde nun gefunden, daß sich texturierte Fäden aus synthetischen linearen hochmolekularen Stoffen mittels eines gasförmigen, erhitzten strömenden Mediums bei hoher Geschwindigkeit und mit hoher Zuverlässigkeit nach einem Verfahren herstellen lassen, bei dem man die Fäden zwischen einer Fadeneinführungszone und einer Fadenführungszone in einer ersten Behandlungszone der Einwirkung des gasförmigen, turbulent strömenden erhitzten Mediums aussetzt, dabei auf eine Temperatur erwärmt, bei der die Fäden plastifizierbar werden, mittels des turbulent strö- menden Mediums durch die erste Behandlungszone transpor- ' tiert und dann in einer zweiten Behandlungszone, aus der ein Teil des Mediums radial entweichen kann der Einwirkung des in der zweiten Behandlungskammer verbleibenden Mediums und der einströmenden Umgebungsluft aussetzt, wobei man Faden und strömendes Medium in der zweiten Behandlungszone zunächst durch eine zylindrische Zone leitet, aus der das Medium zum Teil radial entweichen kann, und anschließend durch eine sich schwach kegelförmig erweiternde Zone führt, aus der das Medium ebenfalls seitlich entweichen kann, mit der Maßgabe, daß die Geschwindigkeiten von strömendem Medium und Faden so eingestellt werden, daß sich ein Verhältnis der Verweilzeit des Fadens in der zylindrischen Zone zur Verweilzeit in der sich kegelförmig erweiternden Zone zwischen 1:19 und 4:1, vorzugsweise zwischen 1:9 und 1:2 einstellt.

[0010] Das Verfahren läßt sich beispielsweise mit einer Vorrichtung durchführen, wie sie in Fig. 1 und 3 schematisch wiedergegeben ist. Diese Vorrichtung zur Herstellung texturierter Fäden aus synthetischen linearen hochmolekularen Stoffen mittels erhitzter strömender Medien besteht aus einem Fadeneinführungskanal 1, einer Behandlungskammer 2, einem Rohrstutzen 3 für die Zufuhr des strömenden Mediums, einem Fadenführungskanal 4, der die Behandlungskammer 2 mit einer rohrförmigen Behandlungskammer 5 verbindet, die mit öffnungen 6 versehen ist, durch die das strömende Medium seitlich entweichen kann, wobei die Behandlungskammer 5 im Bereich von 1/20 bis 4/5, vorzugsweise von 1/10 bis 1/3 ihrer Länge, gerechnet vom Ende des Fadenführungskanals 4, innen zylinderförmig ausgebildet ist und sich daran anschließend in Fadenlaufrichtung kegelförmig erweitert, wobei das Steigungsverhältnis der kegelförmigen Erweiterung 1:5 bis 1:150, vorzugsweise 1:20 bis 1:70, beträgt. .

[0011] "Die Einhaltung des Verfahrensparameters der Relation ' zwischen Verweilzeit in der zylindrischen Zone und in der sich kegelförmig erweiternden Zone ist für eine störungsfreie Durchführung der Texturierung bei hohen Geschwindigkeiten wesentlich, z.B. sind die durch zu hohe Reibung bedingten Garnabrisse seltener.

[0012] Die Verweilzeit ist vornehmlich von der Länge, dem Längenverhältnis des zylindrischen Teils und des sich kegelförmig erweiternden Teils, aber auch von der Steigung im sich kegelförmig erweiternden Teil abhängig. Beide Vorrichtungsparameter haben nämlich Einfluß auf die Verfahrensparameter Verweilzeit bzw. Verweilzeitverhältnis, da sie die Reibung des Fadens in der Vorrichtung bestimmen. Andere Einflußgrößen sind Gesamt- und Einzeltiter der Fäden, Unterschiede in der Polymerart, Unterschiede in der Querschnittsform der Fäden und schließlich die Texturiergeschwindigkeit selbst.

[0013] Unter dem Begriff Fäden werden im vorliegenden Zusammenhang Endloseinzelfäden oder Bündel von Endloseinzelfäden, Bänder, Flachfäden oder Spleißfäden aus Folien sowie Folienstreifen verstanden. Der Titer der Einzelfäden kann beispielsweise zwischen 1 und 35 dtex liegen, vorzugsweise werden solche Einzelfäden verwendet, deren Titer zwischen 10 und 30 dtex liegen. Die Zahl der Einzelfäden im Bündel kann zwischen 2 und einigen Tausend liegen. Vorzugsweise werden Fadenbündel verwendet, die 50 bis 250 einzelne Endlosfäden aufweisen. Vorzugsweise werden Fadenbündel mit einem Gesamttexturiertiter von 500 bis 5000 dtex verwendet. Die Fäden in den Fadenbündeln oder Garnen können sowohl verstreckt als auch teilverstreckt der Kräuselbehandlung zugeführt werden. Ferner ist es möglich, Fäden mit rundem oder profiliertem, beispielsweise trilobalem, Querschnitt zu verwenden. ⁱ

[0014] Als synthetische lineare bzw. praktisch lineare fadenbildende organische hochmolekulare Stoffe zur Herstellung der Fäden kommen insbesondere übliche lineare synthetische hochmolekulare Polyamide mit in der Hauptkette wiederkehrenden Carbonamidgruppen, lineare synthetische hochmolekulare Polyester mit in der Hauptkette wiederkehrenden Estergruppierungen, fadenbildende Olefinpolymerisate, fadenbildendes Polyacrylnitril bzw. überwiegend Acrylnitrileinheiten enthaltende fadenbildende Acrylnitril-Copolymerisate sowie Cellulosederivate, als auch Celluloseester in Betracht. Geeignete hochmolekulare Verbindungen sind beispielsweise Nylon 6, Nylon 66, Polyäthylenterephthalat, lineares Polyäthylen oder isotaktisches Polypropylen.

[0015] Als gasförmige, strömende Medien eignen sich die üblicherweise bei Blastexturierverfahren verwendeten, beispielsweise Stickstoff, Kohlendioxid, Wasserdampf und, insbesondere aus wirtschaftlichen Gründen, Luft.

[0016] Die erforderlichen Temperaturen des strömenden Mediums können in weiten Grenzen liegen. Der Temperaturbereich von 100 bis 400°C hat sich als besonders zweckmäßig erwiesen. Im einzelnen hängen die günstigsten Temperaturbedingungen von den Schmelz- bzw. Plastifizierungstemperaturen der fadenbildenden Materialien ab, sowie von der Zeit, während welcher die Gasmengen auf die Fäden einwirken können, sowie von etwaigen Vorerwärmungen und schließlich von der Dicke der Fäden. Naturgemäß kann man keine Temperatur anwenden, die unter den angewendeten Bedingungen zu einem Schmelzen der Fäden führt, obwohl die Temperatur selbst oberhalb der Schmelz- bzw. der Zersetzungspunkte der verwendeten fadenbildenden Materialien liegen kann, vorausgesetzt, daß die Fäden mit entsprechend hoher Geschwindigkeit, d.h. kleiner Verweilzeit, durch die Behandlungszone i geführt werden. Je höher die Texturiergeschwindigkeit ist, ' desto höher kann die Temperatur des Texturiermediums über dem Schmelz- bzw. Zersetzungspunkt des verwendeten fadenbildenden Materials liegen. Die Plastifizierungsbereiche liegen beispielsweise für lineares Polyäthylen bei 80 bis 90°C, für Polypropylen bei 80 bis 120°C, für Nylon 6 bei 162 bis 190°C, für Nylon 66 bei 210 bis 240°C, für Polyäthylenterephthalat bei 190 bis 230°C und für Polyacrylnitril bei 215 bis 245°C.

[0017] Die Art der Polymeren hat insofern Einfluß, als die günstigen Plastifizierungstemperaturen verschieden liegen, und das Verhältnis von Temperatur des strömenden Mediums zu Fadentemperatur eingeht: je höher die Temperatur des strömenden Mediums ist, umso höher liegt die Geschwindigkeit. Die Querschnittsform der Einzelfäden hat insofern Bedeutung, als sie dazu beiträgt, wie weit sich der Faden auf seinem Weg durch die Düse erwärmt und damit der Plastifizierung zugänglich wird.

[0018] Die Einstellung des angestrebten Verhältnisses der Verweilzeiten ergibt sich aus dem Längenverhältnis zwischen der zylindrischen und der sich kegelförmig erweiternden Zone, aber auch aus der Steigung im sich kegelförmig erweiternden Teil, weil sich danach in Abhängigkeit vom Gesamt- bzw. Einzeltiter der Fäden die Reibung bestimmt. Beispielsweise ist für eine Texturiergeschwindigkeit von 2000 m/min und höher und einen Strecktiter des Garns von 1200 f 67 dtex ein Verweilzeitverhältnis zwischen zylindrischer und sich kegelförmig erweiternder Zone von 2:5 bei einem Steigungsverhältnis in der kegelförmig sich erweiternden Zone von 1/30 für eine störungsfreie Texturierung von Vorteil. Wählt man das Verhältnis zwischen zylindrischer und sich kegelförmig erweiternder Zone kleiner, so kann es zum Ausblasen der Garnverdichtung aus J der zweiten Behandlungskammer kommen und der Texturierprozeß wird unterbrochen. Im Falle eines größeren Verhältnisses als 2:5 in obigem Beispiel kann umgekehrt infolge zu hoher Garnreibung an den Kammerwänden eine Verstopfung eintreten, wobei der Prozeß ebenfalls unter-- brochen wird.

[0019] Durch die kegelförmige Erweiterung im in Fadenlaufrichtung gesehenen Endteil der Düse stellen sich dort aufgrund der Wandreibung des Fadenbündels andere Strömungsverhältnisse ein als im zylindrischen Teil. Diese führen dazu, daß je nach Garntiter, Garnquerschnitt, Texturiergeschwindigkeit sowie Temperaturverhältnissen und Steigungsverhältnis der kegelförmigen Erweiterung die Garnverdichtung mehr oder weniger kompakt ist. Bei diesem Verfahren kommt es innerhalb der zweiten Behandlungszone zu einer Garnverdichtung, die dazu führt, daß ein Teil der Austrittsöffnungen für das gasförmige Medium verdeckt wird, so daß der Druck ansteigt und die Garnverdichtung aus der zweiten Behandlungszone hinausgehoben wird, bis die öffnungen für den seitlichen Austritt soweit freigelegt sind, daß der Druck nicht mehr ausreicht, die Garnverdichtung durch die zweite Behandlungszone zu fördern. Dabei entweicht immer ein Teil des Mediums seitlich und ein anderer (kleinerer) Teil verbleibt in der zweiten Behandlungszone bei der Garnverdichtung. Es sind also keine besonderen Maßnahmen erforderlich, diese Teilverhältnisse festzulegen, sie stellen sich unter den gegebenen Bedingungen von selbst ein. Alle Parameter, die zu einer stärkeren Garnverdichtung führen, wie hoher Garntiter, runder Garnquerschnitt, hohe Texturiergeschwindigkeit, hohe Temperatur und niedriges Steigungsverhältnis, bewirken, daß das Texturiermedium in verstärktem Maße seitlich zwischen den Lamellen der zweiten Texturierkammer austritt. Gleichzeitig nimmt die die Garnförderung bewirkende Komponente des Texturier-J mediums in axialer Richtung ab. Bei extremen Verhältnissen kann es dazu kommen, daß die axiale Komponente des Texturiermediums zur kontinuierlichen Förderung der Garnverdichtung nicht mehr ausreicht, die axiale Förderung zum Stillstand kommt und damit eine'Verstopfung der zweiten Kammer, verbunden mit einer Unterbrechung des Texturierprozesses, auftritt. Andererseits kann für niedrigere Temperaturen, geringe Garntiter, trilobalen Querschnitt und hohes Steigungsverhältnis der kegelförmigen Erweiterung die Komponente des Texturiermediums in axialer Richtung der zweiten Kammer so groß werden, daß die Wandreibung der Garnverdichtung nicht mehr ausreicht, um das dynamische Gleichgewicht aufrechtzuerhalten. Bei diesem anderen Extrem wird die Garnverdichtung aus der zweiten Kammer quasi ausgeblasen und die Texturierung ebenfalls unterbrochen. Es ist daher für das erfindungsgemäße Texturierverfahren, wobei unter den gegebenen Randbedingungen geeignete Reibungs- und Strömungsverhältnisse in der zweiten Behandlungskammer aufrechterhalten werden müssen, entscheidend, daß das angegebene Verhältnis der Verweilzeit des Garns in der zylindrischen bzw. kegelförmig sich erweiternden Zone der zweiten Behandlungskammer gewählt wird.

[0020] Geeignete Vorrichtungen sind in den Fig. 1 bis 4 schematisch widergegeben. Figur 1 stellt einen Längsschnitt durch eine Texturiervorrichtung mit einer zweiten Behandlungskammer mit zylindrischem und kegelförmig sich erweiterndem Innenraum dar.

[0021] Figur 2 zeigt in Vergrößerung einen Schnitt A-A' der in Figur 1 dargestellten zweiten Behandlungskammer.

[0022] Figur 3 gibt das Schnittbild einer Texturiervorrichtung mit einer modifizierten Form der zweiten Behandlungskammer wieder. L

[0023] Figur 4 zeigt in Vergrößerung einen Schnitt B-B' der modi- ' fizierten in Figur 3 schematisch wiedergegebene Form der zweiten Behandlungskammer.

[0024] In Figur 1 ist eine vollständige Texturiereinrichtung mit der für die Vorrichtung erfindungswesentlichen zweiten Behandlungskammer 5 schematisch wiedergegeben. Die Behandlungskammer 2 mit Fadeneinführungskanal 1 für den Faden 7 und Fadenführungskanal 4 entspricht der aus DE-AS 20 06 022 bekannten Konstruktion. Sie besteht aus einem zylindrischen Rohr. In dieses Rohr sind der Fadeneinführungskanal 1 zur Einspeisung der Fäden 7 in die Behandlungskammer 2 und zum anderen der Fadenführungskanal 4 geschraubt oder in anderer Weise befestigt. Der Fadenführungskanal weist auf der dem Fadeneinführungskanal 1 zugewandten Seite einen Zentrierkörper 8 auf, der mit gleichrichtenden Luftkanälen 9 versehen ist und eine Buchse 10 mit Außengewinde auf der anderen Seite hat. Der Stutzen 3 dient der Zufuhr des strömenden Mediums, z.B. Luft. An dem aus der Behandlungskammer 2 herausragenden freien Ende des Fadenführungskanals 4 ist die Behandlungskammer 5 angeordnet. Diese besteht aus einer außen zylindrischen Schlitzdüse, die koaxial auf den Fadenführungskanal 4 geschoben ist und auf diesem mittels einer Feststellschraube 11 fixiert werden kann. Die Schlitzdüse ist an dem über den Fadenführungskanal 4 hinausragenden Ende mit die Rohrwandung in radialer Richtung durchsetzenden Schlitzen 6 versehen. Der Abstand zwischen dem Ende des Fadenführungskanals 4 und dem Anfang der Schlitze 6 im Innenraum beträgt das 0,1- bis 3fache, vorzugsweise 0,8- bis l,4fache des Außendurchmessers des Fadenführungskanals 4. Der Texturiereffekt steigt mit der Zahl der Schlitze, 4 bis 18 haben sich als günstig erwiesen, im allgemeinen werden 10 bis 16 verwendet. Die Schlitzbreite beträgt zweckmäßig 0,3 bis 1, vorzugsweise 0,4 bis 0,6 mm.

[0025] Um die Länge der Schlitze 6 variieren zu können,. kann über die zweite Behandlungskammer ein zylindrisches Metallelement 12 geschoben und mittels einer Schraube 13 fixiert werden. Dieses verschiebbare Metallelement 12 kann auch als Mündungsschoner ausgebildet sein. Das erfindungswesentliche Merkmal der zweiten Behandlungskammer besteht darin, daß ihr Innenraum im Bereich D bis D_o, eine zylindrische o Form aufweist und sich im Bereich D_o, bis D₁ kegelförmig erweitert. Das Längenverhältnis zwischen zylindrischem und sich kegelförmig erweiterndem Teil liegt bei 1:19 bis 4:1, vorzugsweise bei 1:9 bis 1:2 (anders ausgedrückt, der zylindrische Teil umfaßt 1/20 bis 4/5, vorzugsweise 1/10 bis 1/3 der Länge (gerechnet vom Ende des Fadenführungskanals).

[0026] In Figur 2 ist die erfindungswesentliche Innenform der zweiten Behandlungskammer im vergrößerten Maßstab dargestellt. Die Bezeichnungen entsprechen denjenigen der Figur 1.

[0027] In Figur 3 gelten im oberen Teil der modifizierten Texturiervorrichtung die gleichen Bezeichnungen wie in Figur 1. Das heißt: Faden 7, Fadeneinführungskanal 1, Behandlungskammer 2, Fadenführungskanal 4, Zentrierkörper 8, Luftkanäle 9, Zufuhrstutzen 3, Buchse 10, Schraube 11 und Schlitze 6 entsprechen sich. Die-zweite Behandlungskammer erweitert sich außen konisch oder auch absatzweise. Die Länge des inneren zylindrischen Teils vor der kegelförmigen Erweiterung erstreckt sich auf etwa 1/20 bis 4/5 der gesamten Länge, insbesondere auf 1/10 bis 1/3. Die Gesamtlänge liegt im allgemeinen etwa

[0028] bei 80 bis 150 mm, so daß die Länge des zylindrischen Teils maximal etwa bei 120 mm (bei 150 mm Gesamtlänge), vorzugsweise bei etwa 50 mm (bei 150 mm Gesamtlänge) liegt.

[0029] Die Schlitze werden auch im außen konisch oder absatzweise erweiterten Teil der zweiten Behandlungskammer radial nach außen geführt. Innen kann sich der Querschnitt des die zweite Behandlungskammer durchlaufenden Kanals an einer Stelle, an der der volle Außendurchmesser erreicht wird, plötzlich auf das 2- bis 10-fache erweitern, vorzugsweise auf das 2- bis 5-fache. Die Schlitze werden dann noch durch den erweiterten Teil des Zylinders radial, parallel zur Längsachse des Zylinders, über eine Länge, die etwa dem nunmehrigen Innendurchmesser entspricht, nach außen geführt. Der zylindrische Teil mit dem größeren Durchmesser kann durch einen massiven Ring 14 abgeschlossen werden. Um die Länge der Schlitze variieren zu können, ist es vorteilhaft, über die zweite Behandlungskammer ein zylindrisches Metallelement 12 zu schieben, das mit geeigneten Mitteln, beispielsweise der Schraube 13, fixiert werden kann.

[0030] In Figur.4 ist die erfindungswesentliche Innenform der modifizierten zweiten Behandlungskammer aus Figur 3 in vergrößertem Maßstab dargestellt.

[0031] Der Innenraum der zweiten Behandlungskammer hat bei allen Ausführungsformen nach Figur 1 bis Figur 4 im Bereich von D bis D , eine zylindrische Form. D_o kennzeichnet die Stelle in der zweiten Behandlungskammer, an der der Fadenführungskanal 4 endet. Die Länge des zylindrischen Teils der zweiten Behandlungskammer D bis D_o, kann 1/20 bis o 4/5, vorzugsweise 1/10 bis'1/3, der Länge der zweiten Behandlungskammer, gerechnet vom Ende des Fadenführungskanals, betragen.

[0032] Für eine zweite Behandlungskammer einer Gesamtlänge von z.B. 100 mm, in die der Fadenführungskanal 30 mm weit hineinragt (also mit einer wirksamen Länge von 70 mm), kann also die Länge des zylindrischen Teils von 3,5 bis 56 mm betragen. Für Texturiergeschwindigkeiten von 2000 m/min und höher und bei hohen Gesamtstrecktitern, z.B. im Bereich von 1200 - 3500 dtex, können durch die verstärkte Reibung der Garnverdichtung bei vollzylindrischer Innenbohrung in der Schlitzdüse Verstopfungen und damit Abrisse auftreten. Durch Reduktion der Länge des zylindrischen Innenteils der zweiten Behandlungskammer auf 1/20 bis 4/5, vorzugsweise 1/10 bis 1/3, der wirksamen Länge der zweiten Behandlungskammer in Kombination mit einer anschließenden kegelförmigen Erweiterung wird diese Störung beseitigt. Je höher der Garntiter ist, desto kürzer soll der zylindrische Innenteil der zweiten Behandlungskammer gewählt werden, z. B. empfiehlt sich ein zylindrischer Teil von 3,5 mm bei einer Gesamtlänge der ,zweiten Behandlungskammer von 100 mm für einen Garnstrecktiter von ca. 3000 dtex und höher bei einer Tex-turiergeschwindigkeit von 2000 m/min. Für einen Garnstrecktiter von 800-dtex ist dagegen eine Länge des zylindrischen Teils der zweiten Behandlungskammer von etwa 23 mm vorteilhaft, was einer Länge des zylindrischen Teils der zweiten 'Behandlungskammer, bezogen auf ihre wirksame Länge von 70 mm, von 1/3 entspricht. Die Länge des zylindrischen Teils der zweiten Behandlungskammer ist in gewissen Grenzen bei sonst gleichen Verfahrensbedingungen von dem Steigungsverhältnis der anschließenden kegelförmigen Erweiterung abhängig. Unter Steigungsverhältnis der kegelförmigen Erweiterung sei in diesem Zusammenhang das Verhältnis d₂ - d₁/h verstanden, wobei d₂ = großer Durchmesser des Kegelstumpfes, d₁ = kleiner Durchmesser des Kegelstumpfes und h = Höhe des Kegelstumpfes bedeuten. Bei einem Steigungsverhältnis von 1/50 beträgt z.B. bei einer J Höhe des Kegelstumpfes von 50 mm d₂ - d₁ = 1 mm. überträgt man dieses Beispiel auf die Figuren 1 bis 4, so ergibt sich, daß im Falle eines Innendurchmessers der zweiten Behandlungskammer im zylindrischen Teil (Bereich D - D_o') o von z.B. 3 mm bei dem Steigungsverhältnis 1/50 der Enddurchmesser der kegelförmigen Erweiterung 3,8 mm beträgt, wenn die kegelförmige Erweiterung (D , - D₁) 40 mm lang ist.

[0033] Wenn das Steigungsverhältnis zunimmt, z.B. von 1/50 zu 1/40, kann der zylindrische Teil in_.Grenzen verlängert werden bzw. vice versa. Im allgemeinen hat sich ein Steigungsverhältnis der kegelförmigen Erweiterung im Bereich von 1/5 bis 1/150, vorzugsweise 1/20 bis 1/70, bewährt. Bei kleineren Garntitern, unter 1000 dtex, ist es zweckmäßig, ein Steigungsverhältnis von 1/70 bis 1/100 und kleiner anzuwenden. Umgekehrt lassen sich höhere Garntiter von über 2000 dtex vorteilhafter mit einem größeren Steigungsverhältnis von 1/40 bis 1/30 und höher verarbeiten. Es ist vorteilhaft, wenn man auch die Länge des zylindrischen Teils der Schlitzdüse durch einfache Versuche auf den Garntiter, die Geschwindigkeit sowie die sonstigen Texturierbedingungen anpaßt.

[0034] 'Durch Abstimmung der Länge des zylindrischen Teils der zweiten Behandlungskammer mit der Länge einer nachgeschalteten kegelförmigen Erweiterung, variabel in ihrer Länge (und dem Steigungsverhältnis), ist es möglich, für eine Texturiervorrichtung einen ungewöhnlich breiten Anwendungsbereich zu schaffen. So lassen sich Garnstrecktiter in weiten Bereichen, vorzugsweise im Bereich von 450 bis 4500 dtex und mehr, bei hohen Geschwindigkeiten von 2000 m/min und höher störungsfrei verarbeiten. Auch läßt sich die Texturiervorrichtung durch einfache Vorversuche auf die Querschnittsform der Einzelkapillaren des Garns, die Kapillarenzahl und andere Garnparameter leicht anpassen. Schließlich eignet sich die Texturiervorrichtung durch Anpassung des zylindrischen und des sich kegelförmig erweiternden Teils auch für teil- oder vollintegrierte Texturierprozesse, z.B. Strecktexturierung oder Spinnstrecktexturierung, die sich aufgrund der unterschiedlichen Verfahrensführung in der Struktur der Oberflächeneigenschaften und der Plastizität des Garns vor Einlauf in die Texturiervorrichtung stark unterscheiden.

[0035] Zur Charakterisierung des Effektes der Texturierung von Garnen etc. wird die sogenannte "Einkräuselung" bestimmt.

[0036] Darunter wird folgender Wert verstanden, der in % ausgedrückt wird:

Man belastet das in kochendem Wasser entwickelte und noch feuchte Garn mit einem Gewicht von 0,05 cN/dtex und bestimmt die Länge L₁. Daran anschließend wird das gleiche Garnstück mit dem Gewicht von 0,001 cN/dtex belastet und die Länge L₂ gemessen. Die Einkräuselung ergibt sich dann folgendermaßen:

Beispiel 1

[0037] Ein unverstrecktes Polyamid-6-Vorgarn mit dem Titer 4100 f 67 dtex wird von einem Wickelkörper abgezogen und der Verstreckvorrichtung einer Strecktexturiermaschine zugeführt, wobei das Streckverhältnis 1:3,45 eingestellt ist. Die Temperatur der Einlaufgalette in das Streckfeld beträgt 100⁰C und die Temperatur der Auslaufgalette des Streckfeldes 150°C. Der vorgewärmte und verstreckte Faden mit einem Strecktiter von 1200 dtex wird mit einer Gej schwindigkeit von 2000 m/min einer in Fig. 1 gezeigten Kräuselvorrichtung zugeführt. Durch den Rohrstutzen 3 wird Luft der Temperatur 300°C bei einem Druck von 5,3 bar zugeführt, wobei die Luftmenge durch Justierung des Fadeneinführungskanals 1 gegenüber dem'Fadenführungskanal 4 auf 6,5 Nm³/h eingestellt wird.

[0038] Der Fadeneinführungskanal hat eine lichte Weite von 1,1 mm; der Fadenführungskanal 4 hat eine lichte Weite von 2,4 mm, einen Außendurchmesser von 3,0 mm und eine Gesamtlänge von 127 mm. Der Fadenführungskanal 4 ragt in die Behandlungskammer 5, eine außen zylindrische Schlitzdüse, bis zu der mit D₀ gekennzeichneten Stelle 30 mm hinein. Die Gesamtlänge der Behandlungskammer 5 beträgt 100 mm, woraus eine wirksame Länge von 70 mm resultiert. Über diese wirksame Länge ist die Behandlungskammer 5 mit 12 radial in Längsrichtung verlaufenden Schlitzen von 0,5 mm Breite durchsetzt. Der zylindrische Innenteil der Behandlungskammer 5, also die Strecke D_O - D₀, in Fig. 1-4 beträgt 20 mm, was einer Länge von 2/7 der wirksamen Länge von 70 mm der Behandlungskammer 5 entspricht. Die an den zylindrischen Innenteil anschließende kegelförmige Erweiterung D₀, - D₁ hat eine Länge von 50 mm und ein Steigungsverhältnis von 1/50.

[0039] Die Einkräuselung des so hergestellten Garns beträgt 11,2 %.

Beispiel 2-7

[0040] In der beiliegenden Tabelle sind die erfindungswesentlichen Bedingungen für verschiedene Garnstrecktiter angegeben. Alle übrigen Texturierparameter mit Ausnahme der lichten Weite des Fadeneinführungskanals bei Beispiel 7, wo ein Durchmesser von 1,3 mm (statt 1,1 mm) verwendet wurde entsprechen den Angaben aus Beispiel 1.

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung texturierter Endlosfäden aus synthetischen linearen hochmolekularen Stoffen mittels erhitzter strömender Medien, bei dem man die Fäden zwischen einer Fadeneinführungszone und einer Fadenführungszone in einer ersten Behandlungskammer der Einwirkung eines gasförmigen turbulent strömenden erhitzten Mediums aussetzt, dabei auf eine Temperatur erwärmt, bei der die Fäden plastifizierbar werden, mittels des turbulent strömenden Mediums durch die erste Behandlungszone transportiert und dann in einer zweiten Behandlungszone, aus der ein Teil des Mediums radial entweichen kann, der Einwirkung des in der zweiten Behandlungszone verbleibenden Mediums und der einströmenden Umgebungsluft aussetzt, dadurch gekennzeichnet, daß man Faden und strömendes Medium in der zweiten Behandlüngszone zunächst durch eine zylindrische Zone leitet, aus der das Medium zum Teil radial entweichen kann, und anschließend durch eine sich schwach kegelförmig erweiternde Zone führt, aus der das Medium ebenfalls seitlich entweichen kann, mit der Maßgabe, daß die Geschwindigkeit von strömendem Medium und Faden so eingestellt wird, daß sich ein Verhältnis der Verweilzeit des Fadens in der zylindrischen Zone zur Verweilzeit in der sich kegelförmig erweiterten Zone von 1:19 bis 4:1, vorzugsweise 1:9 bis 1:2 ergibt.

2. Vorrichtung zur Herstellung texturierter Fäden aus synthetischen linearen hochmolekularen Stoffen mittels erhitzter strömender Medien, bestehend aus einem Fadeneinführungskanal 1, einer Behandlungskammer 2, einem Rohrstutzen 3 für die Zufuhr des strömenden J Mediums, einem Fadenführungskanal 4, der die Behand- ' lungskammer 2 mit einer rohrförmigen Behandlungskammer 5 verbindet, die mit öffnungen 6 versehen ist, durch die das strömende Medium seitlich entweichen kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungskammer 5 im Bereich von 1/20 bis zu 4/5, vorzugsweise von 1/10 bis 1/3 ihrer Länge, gerechnet vom Ende des Fadenführungskanals 4, innen zylinderförmig ausgebildet ist und sich daran anschließend in Fadenlaufrichtung kegelförmig erweitert, wobei das Steigungsverhältnis der kegelförmigen Erweiterung 1/5 bis 1/150, vorzugsweise 1/20 bis 1/70, beträgt.

Zeichnung