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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Kerngarnes
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Kerngarnes mit im wesentlichen drehungslosem Kern, wobei vorzugsweise wenigstens zwei Faserbündel von je 500 Denier Streckwalzen zugeführt, diese Bündel unter Bildung eines wenigstens einige diskontinuierliche Fasern enthaltenden, flachen Faserbandes von wenigstens 30 Denier verstreckt werden und anschliessend das Band behandelt wird. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens mit Streckwalzen zum kontinuierlichen Bruchverstrecken von Faserbündeln zu einem Faserband aus parallelen Fasern. Die erfindungsgemäss entstehenden Kerngarne enthalten ein Kernbündel aus diskontinuierlichen Fasern, welches an seiner Aussenseite (Oberfläche) von einem kleineren Teil der Fasern umhüllt ist.
Als Ausgangsmaterialien für das erfindungsgemässe Verfahren können mehrfädige Textilsträhnen, wie Streckband, Vorgarn, schwach verzwirntes Garn oder Werg, welche zumindest teilweise aus Stapelfasern oder andern diskontinuierlichen organischen Textilfasern bestehen, verwendet werden.
Aus der USA-Patentschrift Nr. 2, 110, 979 ist ein Garn bekannt, das aus zwei kontinuierlichen Strängen besteht, wobei ein Strang um den andern gewickelt ist. Die brit. Patentschrift Nr. 850, 059 beschreibt ein Kerngarn, bei dem der Kern aus gekräuselten kontinuierlichen Fasern und die Hülle aus diskontinuierlichen Fasern bestehen. In dieser Patentschrift findet sich keine spezielle Angabe darüber, dass den die Hülle bildenden Stapelfasern eine Verzwirnung oder Ausrichtung erteilt werden soll.
Die brit. Patentschrift Nr. 315, 607 bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Garn aus sehr kurzen Fasern, wie Asbest, wobei ein Vorgespinst solcher Fasern mit einem kontinuierlichen Faden oder mit solchen Fäden umwickelt wird. Aus der brit. Patentschrift Nr. 252,878 ist eine mechanische Vorrichtung zur Herstellung von einen Kern aus Stapelfasern. aufweisenden Garnen bekannt.
In den österr. Patentschriften Nr. 23 532 und Nr. 31855 sind Verfahren zum Umspinnen von Drähten, Fäden u. dgl. beschrieben. Bei diesen Verfahren wird ein rotierender Saugkopf und ein Luftstrom zur Umwicklung der Fasern um einen Kern angewandt. Bei diesen Verfahren wird ein gegebener vorbestimmter Kern willkürlich mit Fasern umwickelt, die aus einem Luftwirbel kommen.
Schliesslich ist aus der österr. Patentschrift Nr. 198 661 eine Eindüsenvorrichtung bekannt, die zur Herstellung von Schlingengarnen benutzt werden kann.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung eines Kerngarnes mit im wesentlichen drehungslo- sem Kern, wobei vorzugsweise wenigstens zwei Faserbündel von je 500 Denier Streckwalzen zugeführt, diese Bündel unter Bildung eines wenigstens einige diskontinuierliche Fasern enthaltenden, flachen Faserbandes von wenigstens 30 Denier verstreckt werden und anschliessend das Band behandelt wird, besteht in seinem Wesen darin, dass man das Band unmittelbar nach dem Verstrecken mittels eines Gasstromes abzieht und dann das Band mittels eines zweiten, um die Längsachse des Bandes rotierenden und in Förderrichtung des Bandes strömenden Gasstromes, dessen Geschwindigkeit wenigstens der halben Schallgeschwindigkeit entspricht, falschzwirnt,
so dass im fertigen Garn ein Anteil der Fasern des Bandes in Form von Schraubenlinien um die übrigen Fasern, diese zusammenhaltend, gewickelt wird.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Durchführung des vorstehend gekennzeichneten Verfahrens
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ist durch eine Saugdüse zur Abnahme und Vorverdrehung des Faserbandes von den Streckwalzen, eine Zwirndüse zum Falschverzwirnen des vorgedrehten Faserbandes und durch eine Vorrichtung zur Aufnahme des fertigen Garnes charakterisiert, wobei die Zwirndüse vorzugsweise einen Durchgang mit kreisförmigem Querschnitt für das vorgedrehte Faserband sowie einen Durchgang zum tangentialen Einleiten eines Gasstrahles mit mindestens halber Schallgeschwindigkeit in den Durchgang aufweist.
Die erfindungsgemäss erhältlichen Kerngarne weisen ein Kernbündel auf, welches wenigstens teilweise aus diskontinuierlichen Fasern zusammengesetzt ist, wobei dieses Kernbündel im wesentlichen drehungslos ist ; das Kernbündel wird durch einen Anteil der Fasern, die um dieses Bündel gewickelt sind, dicht zusammengehalten, wobei diese Fasern Schraubenlinien um die übrigen Fasern bilden und mit der Achse des Kernbündels Schraubenwinkel von 10 bis 800 einschliessen.
Im Kernbündel können gewöhnlich Verdrehungen festgestellt werden, doch sind dies abwechseln- de"S"-und"Z"-Verdrehungen mit einem Nettoverdrehungswert von im wesentlichen null. Diese Faserdurchrnischung kann den Zusammenhalt des Garnes begünstigen, jedoch werden die Fasern in erster Linie durch die Aussenbewicklung zusammengehalten. Die Aussenbewicklungen können das Kernbündel vollständig einhüllen, bestehen jedoch vorzugsweise aus einem geringeren Anteil der Garnfasern, wobei
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eine entsprechende Garnfestigkeit zu erreichen. Game mit wesentlich höherer Festigkeit werden unter Verwendung von Fasern erhalten, welche durchschnittlich 102 - 254 mm lang sind und im Direktspinnverfahren durch Bruchverstreckung kontinuierlicher Fäden gebildet werden.
Wird ein Faserband durch eine Drehdüse geführt, so kann die Wirkung des Düsenwirbels auf das Faserband stromaufwärts der Düse beobachtet werden, da die eingeführte Verzwirnung das Band zurückdreht. Die Länge des stromaufwärts der Düse liegenden Bandes, die durch die Verzwirnungsrückdrehung beeinflusst wird, hängt von der nicht abgestützten Länge des Bandes, der Kraft des Wirbels, dem Zusammenhalt des Bandes, dem Querschnitt sowie von andern Faktoren ab. Diese Stromaufwärtsverzwirnung ist gleichgerichtet-entweder S oder Z. Wenn eine gegebene Längeneinheit des Garnes in die Drehdüse eintritt, ist sie daher bereits gezwirnt.
Wenn sie durch den Wirbel hindurchtritt, so wird durch die Verdrehung eine Änderung der Richtung bewirkt, so dass die Wirkung des Wirbels darin besteht, die Verzwirnung rückgängig zu machen, die stromaufwärts der Düse bewirkt worden ist. Dabei handelt es sich um die Gesamtwirkung auf das gesamte Band.
Das nach der Erfindung behandelte Band enthält ein Kernbündel und Oberflächenfasem. Wenngleich einige Fasern sowohl im Kern liegen können, als auch an der Oberfläche des Bandes befindliche Enden aufweisen können, ist die Unterscheidung zwischen dem Kernbündel und den Oberflächenfasern im allgemeinen augenscheinlich. Ferner ist das Gesamtbündel stromaufwärts der Düse und in der Düse bandför- mig; somit hat das Bündel weder völlig symmetrischen Querschnitt, noch ist es wegen der losen Oberflächenfasern in seiner Zusammensetzung in Querrichtung gleichförmig. Die Verzwirnungsrückdrehung ergibt eine dichtere Verzwirnung im Kernbündel (Zentrum des Gesamtbündels) als an den Randbereichen des Bündels (Oberflächenfasern).
Wenn das Gesamtbündel vom Wirbel abströmt, ist das Bündel aufgedreht (entzwirnt). Dadurch werden die Oberflächenfasern aufgedreht und in gegenläufiger Richtung gezwirnt. Dies erfolgt, da das Kernbündel ursprünglich eine höhere Verzwirnung hatte als die Oberflächenfasern. Eine völlige Entzwirnung des Kernes führt daher zu einer Nettoverzwirnung der Oberflächenfasern in der Richtung, die der ursprünglichen Zwirnrichtung entgegengesetzt ist. Dieses Phänomen ist als "Verzwirnungsübertragung" bekannt.
Teile der Oberflächenfasern können auf dem Garn beim Hindurchgehen des Garnes durch die Ver- zwimungsdüse zurückgebogen werden, wodurch einige schraubenförmige Wickel gebildet werden, deren Richtung der der Zwirnung der Oberflächenfasern, die durch die Verzwirnungsübertragung entstanden ist, entgegengesetzt ist.
Für das erfindungsgemässe Verfahren wird ein Band diskontinuierlicher Fasern hergestellt und beim Verlassen der Endverstreckungswalzen zu einem Faserband paralleler Fasern ausgebreitet. Die Fasern können als Stapelfasern, Wirrfasern, Werg, in Form zweier Bündel oder eines Bündels kontinuierlicher Fasern eingesetzt werden, welche durch Bruchverstreckung zu diskontinuierlichen Fasern gebrochen werden.
Vorzugsweise soll das flache Faserband von wenigstens 30 Denier Stärke wenigstens 1 cm breit sein.
Das die Streckwalzen verlassende Faserband wird durch eine Saugdüse einer Verzwirndüse zugeführt.
Die Saugdüse soll so angeordnet sein, dass die Oberflächenfasern in das verzwirnte Kernbündel hineingezogen werden. Vorzugsweise soll bei kurzen Fasern der Durchgangsweg der Düsen grösser sein als die Faserlänge, so dass eine wirksame Verdichtung der Fasern zu einem Garn erfolgt. Das Faserband ist be-
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reits verzwirnt, wenn es in die Verzwirnungsdüse eintritt. In dem Masse, wie das Band aus dem Wirbel in der Düse zu den Aufnahmewalzen gelangt, wird den Oberflächenfasern eine echte Verzwirnung erteilt. Im allgemeinen entstehen Verzwimungssehraubenwinkel von 10 bis 800.
In den Zeichnungen, welche verschiedene Ausführungsformen der Erfindung darstellen, veranschaulichen Fig. 1 eine Seitenansicht einer Ausführungsform der Vorrichtung zur Verwendung beim erfindungsgemässen Verfahren ; Fig. 2 eine entsprechende Draufsicht der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung ; Fig. 3
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- 3führungsform eines Bundgarnproduktes ; Fig. 7 eine weitere Ausführungsform einer Saugdüse, welche verwendet wird, wenn Faserbündel von verschiedenen Stellen der Vorderstreckwalzen zu einem Einfach- hundgarn vereinigt werden und Fig. 8 zeigt ein solches Garnprodukt in vergrössertem Massstab.
Für die erfindungsgemässen Garne sind als Rohmaterialien alle synthetischen und natürlichen Textilfasern und deren Mischungen geeignet. Natürliche, zur Verwendung geeignete Fasern umfassen Baumwolle, Wolle, Seide, Ramicfasern, Flachs, Jute, Hanf u. dgl. Geeignete synthetische Fasern sind unter anderem Polyamide, wie Poly (e-caproamid) undPoly (hexamethylenadipamid), Poly (undecanoamid) und Poly (heptanoamid) ; Celluloseester, z. B. Celluloseacetat ; Polyester, insbesondere Polyester aus Terephthalsäure oder Isophthalsäure und einem niederen Glykol, z. B. Poly- (äthylenterephthalat) ; Poly (hexahydro- - p-xylylenterephthalat) ; Polyalkylene, z. B. Polyäthylen, lineares Polypropylen usw. ; Polyvinyle und Polyacrylate, z. B.
Polyacrylnitril sowie Copolymere aus Acrylnitril und andern copolymerisierbaren Monomeren, Glas- und Metallfasern, Copolymere von Äthylenterephthalat, die weniger als 15% verbundenes Monomer, das von Äthylenterephthalat verschieden ist, enthalten, das mit Äthylenterephthalat copolymerisierbar ist, sind für die Ausführung der Erfindung ebenfalls geeignet.
Diese Fasern können zur Verarbeitung zu Bundgarnen gemäss der Erfindung in verschiedener Form eingesetzt werden. Geeignete Strähne enthalten ein oder mehrere Stücke von Vorgarnen, Streckbändern, Werg oder schwach gezwirnten Stapelgarnen. Die Bezeichnung"Werg"umfasst Stärken von 50 oder weniger Denier bis 500000 oder mehr Denier. Das einzige Kriterium, das erfüllt sein muss, besteht darin, dass das Werg zur Behandlung in der Streckzone oder im Bruchverstreckungsabschnitt des Verfahrens geeignet sein muss, damit es in richtigem Ausmass gestreckt werden kann, um die gewünschte Stärke des Bundgarnproduktes zu erhalten. Das Verfahren ist somit zur Herstellung einer grossen Mannigfaltigkeit von Endprodukten für verschiedene Zwecke aus den üblichen gesponnenen Stapelgarnen geeignet.
Es ist möglich, Strähne aus diskontinuierlichen Fasern ohne Strecken zu verarbeiten, jedoch ist üblicherweise die mit einer solchen Ausführungsform erreichte Produktivität für die wirtschaftliche Ausnutzung nicht hoch genug.
Eine Direktspinn-, Bruchverstreckungs-und Streckanlage wird vorzugsweise verwendet, um diskontinuierliche Fasern für die Vereinigung zu einem Bundgarn herzustellen. Kontinuierliches Werg und das daraus entstehende, teilweise kontinuierliche Streckband können bei aussergewöhnlich hohen Produktiongeschwindigkeiten geregelt und gestreckt werden. Bei Verwendung eines Direktspinnsystems zur Bruchverstreckung kontinuierlicher Fasern gibt es keine Zone völliger Faserdiskontinuität vor der Vereinigung ; daher sind die Schwierigkeiten bei der Faserregelung, die sich durchLuftreibung und statische Aufladung ergeben, merklich herabgesetzt, wodurch Produktionsgeschwindigkeiten im Bereich von 91, 44 bis 1371, 6 m/min ermöglicht werden.
Durch Bruchverstreckung während der Verstreckung entstehen meist Fasern von durchschnittlich 101, 6 mm Länge und diese Massnahme ist wesentlich für Fasern mit 254 mm Länge und mehr. Lange Fasern liefern Erzeugnisse von hoher Festigkeit. Ein besonders geeignetes Rohmaterial für dieses Verfahren ist Werg, welches speziell für Bruchverstreckung erzeugt wurde. Dieses Werg kann eine programmierte oder willkürliche Reihe von schwachen Stellen sowohl in bezug auf die Fäden als auch auf das Garnbündel erhalten, so dass eine im wesentlichen gleichmässige Bruchverstrekkung erfolgt. Dies gibt ein im Hinblick auf Gleichmässigkeit, Festigkeit und verbesserte optische Eigenschaften und Griff überlegenes Erzeugnis.
Bei der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung werden Wergsträhnen 10,11 und 12 von den Wickelwalzen 13,14 und 15 abgenommen. Die Wergsträhnen werden durch das Führungsglied 16 der Hinterwalzen 17 und 18 des Streckabschnittes einer der üblichen Spinnmaschinen zugeführt, wandern dann auf einer Gleitbahn 19 durch den Walzenspalt und werden zu den Vorderstreckwalzen 20 und 21 weitergeleitet. Es ist eine einzelne untere Gleitbahn dargestellt, welche die Vorderwalze 21 umgibt und von dieser angetrieben wird. Eine Zwischenwalze 22 stützt die Gleitbahn vor den Hinterwalzen 17 und 18 ab. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, richtet das Führungsglied 16 das Werg so aus,
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dass die Wergsträhnen auf der Gleitbahn nebeneinanderliegen und während des Durchganges durch den Spalt der Vorderstreckwalzen 20,21 plattgedrückt werden.
Zur Führung der Fasern von den Hinterwalzen zu den Vorderwalzen kann an Stelle der dargestellten einzigen unteren Gleitbahn jede der üblichen Vorrichtungen verwendet werden, vorausgesetzt, dass die Fasern zwischen den Vorderwalzen als ein Band mit mindestens ! i mm Dreite geführt werden. Der Abstand und die Relativgeschwindigkeiten von Vorder- und Hinterwalzen stimmen ebenfalls mit den beim Bruchverstrecken und Strecken von kontinuierlichen Fäden oder beim Strecken von Stapelfasern üblichen Werten überein. Der übliche Abstand von etwa 30. 5 mm und Geschwindigkeiten, die ein Streckverhältnis von mehr als 10 bewirken, sind geeignet, können jedoch in weiten Grenzen variiert werden.
Die Fasern werden nach dem Durchtritt durch den Spalt der Vorderwalzen 20, 21 von einer Saugdüse 24 aufgenommen und zu einer Verzwirndüse 25 weitergeleitet, um die Vereinigung zum Bundgarnprodukt durchzufuhren. Das Garn wandert dann über eine Führungswalze 26, die auch als Verzwirnungsunterbrecher dient und wird auf der Aufwickelwalze 27, welche durch die Walze 28 angetrieben wird, aufgerollt. Die Hauptfunktion der Saugdüse 24 besteht darin, die Fasernvonden vorderen Streckwalzen abzuziehen, um ein Aufwickeln auf der Walze zu verhindern und die Fasern in ein Bündel, welches durch Verzwirnung zu einem Garn vereinigt wird, zu überführen. Wie in Fig. 3 im Detail gezeigt ist, besteht die Düse aus einem Rumpfteil 30, einem Eintrittsrohr 31 für das Medium, einem Führungsring :; ' und einem Ausströmungsteil 33.
Der Rumpfteil 30 hat einen Ein-
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linien der Walzen 20 und 21 angepasst sind, so dass sie dicht zwischen die Walzen hineinpassen und nahezu bis zum Walzenspalt reichen. Der Einlassdurchgang erstreckt sich in eine Kammer 37 hinein.
Das Rohr 31 ist in eine in eine Seitenwand des Rumpfteiles eingelassene und in obige Kammer hineinragende Öffnung eingeschraubt. Der Ring 32 ist mit einer Anzahl von Öffnungen 39 ausgestattet, welche tangential zum Durchgang und spitzwinkelig zur Strömungsrichtung direkt in die zentrale Öffnung einmünden. Der Ausströmungsteil 33 hat einen Venturidurchgang 40 durch einen mit einem Gewinde versehenen Vorsprung 41, welcher in die Kammer 37 des Rumpfteiles eingeschraubt ist, um den Ring in Lage zu halten. Der Einlassdurchgang 34, der Ring und der Venturidurchgang bilden einen kontinuierlichen Durchgang, durch welchen die Fäden in Richtung auf die Verzwirndüse vorwärtsbewegt werden.
Die Verzwirnduse ist in Fig. 4 dargestellt. Der Rumpfkörper 42 hat einen vorspringenden Stutzen 43, der in die Leitung für das Medium eingeschraubt wird. Durch den Rumpfkörper ist im rechten Winkel zur Stutzenachse eine zylindrische Öffnung 44 gebohrt. Ein schmaler Durchgang für das Medium 45 leitet das Medium tangential in die Öffnung 44 des Stutzens ein. Ein zylindrischer Teil 4t. ! passt direkt in die Öffnung 44 ; er ist so angeordnet, dass er in der Öffnung mittels eines Stieles 47, der durch einen im Rumpfkörper befindlichen Spalt 48 herausragt, gedreht werden kann.
Durch den Teil 4G ist parallel zur zylindrischen Oberfläche ein kreisförmiger Garndurchgang 49 gebohrt, so dass entlang der einen Seite des Durchganges eine Öffnung frei bleibt. Der Teil 46 wird mittels des Stieles 47 so bewegt, dass diese Öffnung an einen durch den Rumpfkörper 42 führenden Schlitz 50 anschliesst, um dort zu Beginn des Vorganges das Garn einzuführen. Dann wird der Teil in die dargestellte Stellung zurückgedreht. Das durch den Durchgang 45 tangential in den Garndurchgang 49 eintretende Medium verursacht einen Wirbel, welcher auf das Garn ein Verzwirnungs-Drehmoment ausübt.
Das folgende Beispiel veranschaulicht eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, wobei das Verfahren mit der oben beschriebenen Vorrichtung ausgeführt wird.
Beispiel l : Drei Stränge Werg mit einem Denier von 1300 sowie einer Nettoverzwirnung von Null und 900 kontinuierlichen Polyäthylenterephthalatfäden werden mit einer Geschwindigkeit von 12, 8 m/min der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung zugeführt. Fäden mit stark unterschiedlicher Bruchdehnung zwischen 70 und 130% werden bevorzugt, um die Bruchverstreckung zu erleichtern.
Das Werg wird durch den Spalt der Hinterwalzen in etwas auseinandergezogener Form durchgeleitet, so dass der Strang zwischen den beiden äusseren seitlichen Fäden eine Breite von mindestens 6,3 mm aufweist. Die Fäden werden gebrochen und in der Bruchverstreckungszone zu einem Band aus parallelen diskontinuierlichen Fäden ausgebreitet, welches mindestens 8 mm breit ist ; dieses Band wird durch den Spalt der Vorderwalzengeführt. Diese Walzen werden mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 487,4 m/min angetrieben, wodurch ein Streckverhältnis von 38 erhalten wird, d. h. diese Geschwindigkeit beträgt das 38 fache der Umfangsgeschwindigkeit der Hinterwalzen. Der Abstand zwischen den Vorder- und Hinterwalzen beträgt 304, 8 mm.
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Die Fasern des bandförmigen Bündels werden von den Vorderwalzen durch eine in Fig. 3 veranschaulichte Saugdüse aufgenommen, die mit Luft von Zimmertemperatur bei einem Druck von 3,51 atü gespeist wird. Die in Fig. 4 dargestellte Verzwirndüse ist in einem Abstand von 50,8 mm von der Saugdüse angeordnet und wird ebenfalls mit Luft von Zimmertemperatur bei einem Druck von 3,51 atü gespeist.
Die Düse leitet ein Verzwirnen unter Vereinigung der Fasern zu einem Garn ein und beeinflusst die äusseren Fasern des Bandes in der Weise, dass eine Aussenflächenumhüllung eines stärker verzwirnten Kernbündels entsteht. Die zweite Düse (Verzwirnungsdüse) erzeugt ein grösseres Drehmoment, wobei das Kernbündel bis zu einem maximalen Verzwirnungswinkel verzwirnt wird, und hebt dann die Verzwirnung des Kernes auf solche Weise auf, dass sich bei Weiterwanderung des Garnes jenseits der Düse an der Oberflächenwicklung eine Umkehrung der Verdrehung ausbildet. Das Garn wird mit einer Geschwindigkeit von 457,2 m/min aufgewickelt, so dass sich eine um 5, 5% gegenüber der Aufwicklung erhöhte Zufuhr ergibt.
Das Garnprodukt ist in Fig. 5 veranschaulicht. Die Bündelstruktur von in einer Richtung verlaufenden schraubenförmigen Wicklungen um ein von echter Verzwirnung im wesentlichen freies Kernbündel ist deutlich zu erkennen. Die Aussenfasern sind um die Kernfasern in Form unregelmässiger Schraubenlinien mit verschiedenen Schraubenwinkeln willkürlich und eng gezwirnt, wobei eine im wesentlichen kontinuierliche Bindung von schraubenförmig verzwirnten Fäden entlang dem Kernbündel entsteht. Das Garn hat eine Baumwollkennzahl von 50, einen Mindestgesamtfestigkeitswert (Lea-produkt) von 2 500 und einen Ungleichmässigkeitsindex von höchstens l, 3. Die relative Feuchtigkeit wird auf etwa 50% ein- gestellt.
Das Lea-produkt ist gleich der Baumwollkennzahl mal der Festigkeit in kg/0, 45 einer 109,7 m langen Strähne eines Garnes mit einer Verdrehung je 1, 37 m. Der Ungleichmässigkeitsindex wird gemäss den Angaben in "Manual for the Uster Evennuess Tester" (Uster Corp., Charlotte, North Carolina) gemessen ; ein Wert von 1, 3 zeigt im Vergleich mit handelsüblichen Spinngarnen einen hohen Grad an Gleichförmigkeit an.
Beispiel 2: Beispiel 1 wird wiederholt, jedoch werden ungedrehte Stränge aus Werg mit 3500 Denier und 1170 Fäden pro Strang aus Polyäthylenterephthalat und ein bis auf 73 ansteigendes Streckverhältnis angewendet, wobei beim Aufwickeln eine Produktionsgeschwindigkeit von 1006 m/min erhalten wird. Der Luftdruck bei der Verzwirndüse 25 wird auf 7, 034 atü gesteigert. Das Bundgarnprodukt ist ähnlich dem bei Beispiel 1 erhaltenen, hat jedoch eine Baumwollkennzahl von 39, einen Lea-produktwert von 2400 und einen Ungleichmässigkeitsindex von 1, 8.
Beispiel 3 : Beispiel 1 wird wiederholt, doch werden zwei Stränge Werg mit einer Stärke von 1 : 300 Denier, 900 Fäden bei einem Streckverhältnis von 40 und einer Aufwickelgeschwindigkeit von 229 m/min verwendet. Das bewickelte Garnprodukt ist ähnlich dem im Beispiel 1 erhaltenen, hat jedoch eine Baumwollkennzahl von 80, einen Garnfestigkeitswert von 3700 und einen Ungleichmässigkeitsindex von 1, 4.
Beispiel 4 : Beispiel 1 wird wiederholt, jedoch werden zehn Stränge Werg mit einem Denier von 1300,900 Fäden je Strang, in ein bandförmiges Bündel von mindestens 19, 1 mm Breite bei einem Streckverhältnis von 27 gedehnt, wobei dieAufwickelgeschwindigkeit 228,6 m/min beträgt. Der Düsenluftdruck beträgt 2,81 atü. Das umwickelte Garnprodukt ist ähnlich dem in Beispiel 1, hat jedoch eine Baumwollkennzahl von 10, ein Lea-produkt von 3400 und einen Ungleichmässigkeitsindex von 1, 6.
Beispiel 5 : Mit der in Beispiel 1 angegebenen Vorrichtung wird aus einem einstückigen Werg (80 000 Denier, 40 000 Polyacrylnitrilfäden) ein neuartiges Bundgarn hergestellt. Das Werg wird zu einem bandförmigen Bündel von mindestens 50,8 mm Breite bei einem Streckverhältnis von 21 und einer Geschwindigkeit der Vorderstreckwalzen von 93,27 m/min gestreckt. Der Luftdruck an den Düsen beträgt 3,51 atü, das Garn wird mit einer Geschwindigkeit von 91,44 m/min aufgewickelt. Das erhaltene Bundgarnprodukt ist in Fig. 6 gezeigt. Zusätzlich zu den in Fig. 5 dargestellten, in einer Richtung verlaufenden Umwicklungen gibt es auch Engstelle, an denen das Garnbündel durch gleichzeitige schraubenförmige S- und Z-Verzwirnungen derOberflächenfasern zusammengehalten wird. Das Garn hat eine Baumwollkennzahl von 1, 4 und ein Lea-produkt von 1322.
Beispiel 6 : Zwei Stück nu1l-verzwirntesWerg (700 Denier, 460 Fäden) aus Polyacrylnitril werden über einer heissen Platte bei 105 - 1100C zu einem bandförmigen Bündel von 7, 9 mm Breite bei einem Streckverhältnis von 11 und einer Vorderwalzengeschwindigkeit von 96,01 m/min gestreckt. Die Vorrichtung ist wie in Beispiel 1 angeordnet, die Verzwirndüse 25 wird jedoch mit heisser Luft von 1000C bei einem Druck von 7, 031atü versorgt. DasGarn wird mit einerGeschwindigkeit von 91, 44 m/min aufgewickelt. Es wird ein aussergewöhnlich gleichförmiges Bundgarn erhalten, welches in besonderer
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Weise von den Flaumcharakteristika üblicher Spinngarne auf Basis von Acrylsäurederivaten frei ist.
Es hat eine Baumwollkennzahl von 44, ein Lea-produkt von 3 600 und einen Ungleichmässigkeitsindex von 1, 8.
Beispiel 7 : Beispiel 6 wird mit vier Wergsträhnen wiederholt, wobei die Verzwirndüse mit Dampf bei 1660C und einem Druck von 7, 03 atü gespeist wird. Es wird ein ähnliches Produkt erhalten, welches eine Baumwollkennzahl von 22, ein Lea-produkt von 4000 und einen Unregelmässigkeitsindex von 1, 8 aufweist.
Beispiel 8 : Acht Stränge null-verzwirntes Werg von 1200 Denier aus 200 Fäden Polytetrafluor- äthylen werden einer Vorrichtung gemäss Beispiel l zugeführt und unter Anwendung eines Streckverhältnisses von 8 und einer Vorderwalzengeschwindigkeit von 114, 3 m/min zu einem bandförmigen Bündel von 19, 1 mm (3/4 Zoll) Breite verstreckt. Die Düsen werden mit Luft von Zimmertemperatur bei einem Druck von 3, 15 atû versorgt ; das Garnprodukt mit einer Baumwollkennzahl von 4 wird mit einer Geschwindigkeit von 109, 73 m/min aufgewickelt. Das Bundgarn hat einen ungewöhnlich grossen Anteil an Oberflächenumwicklung, Schlingen und andern Windungen.
Beispiel 9 : Zwei Wergstränge mit einer Stärke von 1300 Denier aus 900 Fäden Polyäthylenterephthalat und ein Wergstrang mit einer Stärke von 2200 Denier aus 1500 Fäden Viskosekunstseide werden der Vorrichtung gemäss Beispiel 1 zugeführt und unter Anwendung eines Streckverhältnisses von 39 und einer Vorderwalzengeschwindigkeit von 244, 2 m/min zu einem bandförmigen Bündel von 11, 1 mm Breite verstreckt. Den Diisen wird Luft von Zimmertemperatur unter einem Druck von 3, 51 atü zugeführt ; das erhaltene Bundgarnprodukt mit einer Baumwollkennzahl von 42 wird mit einer Geschwindigkeit von 228, 6 m/min aufgewickelt. Das Aussehen, die Festigkeit und Gleichmässigkeit sind ähnlich denen des gemäss Beispiel 1 erhaltenen Produktes.
Beispiel 10 : Zwei Stränge eines zweisträhnigen Vorgarnes aus gekrempelter Baumwolle werden gesondert in die Spinnvorrichtung eingeführt, welche sich von der in den Fig. 1 und 2 dargestellten da- durch unterscheidet, dass sie eine zusätzliche Saugdüse zur Abnahme der Fasern von der Vorderstreckwalze enthält. Die beiden Düsen fördern die Fasern in ein Durchgangsrohr 51 (Fig. 7) zur Vereinigung zu einem einzigen Garn. Die zusätzliche Düse 52, welche eine nichtverzwirnende Saugdüse oder ein Saugrohr ist, wird verwendet, um die getrennten Fasern durch den röhrenförmigen Durchgang 53 in die Mitte des Rohres 51 zu blasen. Das Rohr ist so angeordnet, dass sich der Garndurchgang 40 der Saugdüse 24 nahezu bis in die Verzwirndüse 25 erstreckt.
Die Fasern, die aus dem Durchgang 53 in das Rohr eintreten, werden mit dem teilweise verdichteten Faserbündel aus der Düse 24 in Berührung gebracht, bis die losen Fasern genügend anhaften, um während der Verzwirnungsübertragung, welche nach dem Durchgang des Garnes durch die Verzwirndüse 25 stattfindet, die Oberfläche zu umwickeln.
Diese Anordnung ist insbesondere dann geeignet, wenn relativ kurze natürliche Fasern versponnen werden, oderwenndieoberflächenumwicklung um das Hauptgarnbündel mit völlig verschiedenem Fasermaterial erfolgt.
Die beiden Baumwollvorgarnstränge werden bei einem Streckverhältnis von 13 und einer Vorderwal- zengeschwindigkeit von 41, 15 m/min getrennt gestreckt und getrennt von den Saugdüsen aufgenommen. Diese Düsen und die Verzwirndüse 25 werden mit Luft von Zimmertemperatur und einem Druck von 3, 515 atü versorgt. Die Fasern werden mit den Fasern aus dem einen Vorgarnstrang, die im Kernbündel überwiegen, und mit Fasern aus dem andern Vorgamstrang, die in der Oberflächenumwicklung überwiegen, zu einem Garn verdichtet. Das Bundgarnprodukt hat eine Baumwollkennzahl von 13 und wird mit einer Geschwindigkeit von 36, 6 m/min aufgewickelt. Es ist in Fig. 8 dargestellt.
Etwa 500/0 der Garnfäden sind in einer Richtung um die Oberfläche gewunden, wodurch das Kernbündel vollständig bedeckt und verdichtet ist.
Beispiel 11 : Beispiel 10 wird mit zwei einsträhnigen Vorgarnsträngen aus einer Wollmischung (1/4 Wolle, 3/4 Baumwolle) bei einem Streckverhältnis von 11, 5 wiederholt, wobei die andern Bedingungen die gleichensind. Es wird ein Bundgarn der in Fig. 8 dargestellten Type mit einer Baumwollkennzahl von 5 erhalten.
Beispiel 12 : Beispiel 10 wird unter Verwendung von zwei 3/4 Vorgarnsträhnen aus Seide bei einem Streckverhältnis von 24 wiederholt, während die andern Bedingungen gleich bleiben. Es wird ein Bundgarn der in Fig. 8 dargestellten Type mit einer Baumwollkennzahl von 9 erhalten.
B e is p i el 13 : Die in denfig. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung ist auch zur Vereinigung von Strähnen aus unterschiedlichen Fasertypen zu einem Garn geeignet, wobei die eine Fasertype im Kern und die andere Fasertype in der Oberflächenumhüllung vorherrscht. Drei Wergsträhne mit einem Denier von 1300 aus 870 Polyäthylenterephthalatfäden werden zu einem bandförmigen Bündel aus parallelen
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Fasern wie in Beispiel 1 gestreckt, wobei jedoch ein Streckverhältnis von 29 und eine Vorderstreckwalzengeschwindigkeit von 102, 4 m/min angewandt wird.
Ein Strang Z-verzwirntes Superpolyamidgarn (G (i-" Nylon"-Garn) mit 70 Denier aus 34 Fäden wird in die Vorderwalzen eingeführt und die Vereinigung durch die gemäss Beispiel 1 durchgeführte Verzwirnungsübertragung bewirkt, wobei die Garnmischung mit einer Geschwindigkeit von 86,9 m/min aufgewickelt wird. Es wird ein Bundgarn erhalten, bei welchem die schraubenförmigen Oberflächenumwicklungen aus Polyäthylenterephthalatfasern bestehen, die vor allem in einer Richtung um den Kern gewickelt sind, der aus einer Kombination von "Nylon-" und Polyäthylenterephthalatfasern besteht. Das Garn hat eine Baumwollkennzahl von 22, ein Lea-produkt von 2376 und einen Ungleichmässigkeitsindex von 1,3.
Anstatt dem einen Strang Nylongarn mit 70 Denier kann ein Strähn aus Glas-oder Metallfäden eingeführt werden, wodurch ein Produkt erhalten wird, welches im Kern Glasfäden oder Draht enthält. Diese Modifikation ist zur Gewinnung von Produkten mit grösserer Festigkeit, Dimensionsstabilität oder Ultraviolettbeständigkeit bzw. zur Isolierung von metallischen Leitern geeignet.
Beispiel 14 : Beispiel 13 wird wiederholt, jedoch wird das Superpolyamid durch ein Strang- Spandexgarn mit einem Denier von 420 (hergestellt gemäss Beispiel 1 der USA-Patentschrift Nr. 2,999, 839) ersetzt und auf das 5, 4fache verstreckt. Die Düsen werden mit Luft von Zimmertemperatur und einem Druck von 4,219 atü beschickt. Es wird ein elastisches Bundgarn mit einem Kern aus Spandexfasern und einer Oberflächenbewicklung ähnlich der gemäss Beispiel 13 erhalten.
Beispiel 15 : Beispiel 13 wird wiederholt, das Superpolyamid (Nylon) jedochdurch einen Strang von 150 Denier aus 2,5 Z-verzwirntem Celluloseacetatgarn mit 40 Fäden ersetzt, welches in die Hinterwalzen eingeführt und mit den Polyäthylenterephthalatfasern bei einem Streckverhältnis von 39 und einer Vorderstreckwalzengeschwindigkeit von 243, 2 m/min verstreckt wird. Der Acetatstrang wird abwechselnd zerrissen und gestreckt und gibt so intermittierende Noppen. Das Produkt, das durch Verzwirnungsübertragung vereinigt wird, wird mit einer Geschwindigkeit von 228,6 m/min aufgewickelt.
Es wird ein Bundgarn mit Noppen, die durch die Oberflächenwickel an Ort und Stelle gehalten werden, erhalten. Wird das Garn in ein Gewebe eingewebt, so hat dieses das gleiche Aussehen wie Duppioniseide. Ausser der Schaffung neuerGarnarten aus diskontinuierlichen Fäden ermöglicht die Erfindung, solche Garnarten mit drei wesentlichen Vorteilen zu erhalten :
1. Hohe Erzeugungsgeschwindigkeit,
2. Gleichmässigkeit des Produktes und
3. Herstellung von feinen Garnen mit niedriger Kennzahl.
Die hohe Geschwindigkeit, mit der das Verfahren ausgeführt werden kann, ist von grosser Wichtigkeit.
Die früherenSpinnverfahren mussten wegen der vor allem durch die Spindel auferlegten Geschwindigkeitsbegrenzung zur Einführung echter Verzwirnung in ein diskontinuierliches Bündel bei niedriger Geschwindigkeit durchgeführt werden. Bei den üblichen derzeit erzeugten echtverzwirnten Garnen wird die Verfestigung durch Zwirnwerte von 10 oder 20 Drehungen pro 25, 4 mm und mehr erzielt. Da die Verfestigung nach dem erfindungsgemässen Verfahren mittels der Scheinverzwirnungstechnik erfolgt, welche im Falle der Drehdüsen leicht 1000000 Verwindungen pro Minute übersteigen kann, wird es offensichtlich, dass gegenüber den bisher bekannten Verfahren mit dem neuen Verfahren leicht eine 10-bis 100-oder mehrfache Produktivität erreicht werden kann.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung eines Kerngarnes mit im wesentlichen drehungslosem Kern, wobei vorzugsweise wenigstens zwei Faserbündel von je 500 Denier Streckwalzen zugeführt, diese Bündel unter Bildung eines wenigstens einige diskontinuierliche Fasern enthaltenden, flachen Faserbandes von wenigstens 30 Denier verstreckt werden und anschliessend das Band behandelt wird, dadurch gekenn-
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spricht, falschzwirnt, so dass im fertigen Garn ein Anteil der Fasern des Bandes in Form von Schraubenlinien um die übrigen Fasern, diese zusammenhaltend, gewickelt wird.
2. VerfahrennachAnspruchl, dadurch gekennzeichnet, dassdasgarnwährend des Falsch- zwirnen mit einer Geschwindigkeit von 91 bis 137 m/min gefördert und mit mindestens 200 000 Drehungen pro Minute falschgezwirnt wird.