<Desc/Clms Page number 1>
WERKWIJZB VOOR HET VERVAARDIGEN VAN BEN GAREN EN BEN
VOLGENS DEZE WERKWIJZE VERVAARDIGD GAREN
De onderhavige uitvinding heeft betrekking tot een werkwijze voor het vervaardigen van een uit minstens twee om elkaar gewonden draden bestaand garen, bevattende vezels die : - ofwel behoren tot de groep van de polyolefinen ; - ofwel behoren tot de groep van de aramiden ; - ofwel behoren tot de groep van polyamideimiden ; - ofwel behoren tot de groep van copolyimiden ;
- ofwel behoren tot de groep van de viscose, ver- vaardigd volgens het Lyocell-procede ; - ofwel een fysische en/of chemische menging zijn, die minstens een component van een of beide van de genoemde groepen bevat, waarbij elke draad vervaardigd wordt door een vezelbundel door een doorvoer-of uitrekinrichting te voeren, te twisten en op te wikkelen.
Met een fysische en/of chemische menging, die minstens een component van een of beide van de genoemde groepen bevat, wordt onder andere bedoeld : bicomponentvezels, copolymeer-vezels, terpolymeervezels, enz....
Er is een dergelijke werkwijze gekend. In het volgende deel van deze beschrijving worden eerst de verschillende opeenvolgende stappen van deze bestaande werkwijze, en de eigenschappen van het volgens deze werkwijze vervaardigd garen beschreven.
Een reeks voorbereidende bewerkingen heeft tot doel om uit een hoeveelheid onsamenhangende vezels een continu samenhangende vezelstroom, voorgarens genoemd, te vervaardigen waaruit met een spinmachine draden kunnen
<Desc/Clms Page number 2>
gesponnen worden. Deze bewerkingen zijn : het openen en ontwarren van de vezels, het vormen van een vezelbundel, het verstrekken van een continu en gelijkmatig lont met evenwijdige vezels in twee of meer opeenvolgende bewerkingen, en tenslotte het vervaardigen van voorgaren uit het lont.
De voorgarens worden vervolgens overgebracht naar een spinmachine. Elk voorgaren wordt op de spinmachine eerst door een afzonderlijke uitrekinrichting gevoerd, en wordt vervolgens naarmate hij de uitrekinrichting verlaat, op een zodanige manier door een opwikkelinrichting op een huls gewikkeld dat hij getwist wordt.
De uitrekinrichting bestaat hoofdzakelijk uit drie na elkaar opgestelde trekinrichtingen voor het voorttrekken van een voorgaren. De eerste trekinrichting bestaat uit twee boven elkaar opgestelde en om hun lengte-as roteerbare invoercylinders. De onderste invoercylinder kan aangedreven worden om met een constant toerental om zijn as te roteren. Het tussen beide invoercylinders gebrachte voorgaren wordt tussen beide invoercylinders geklemd en door het aandrijven van de onderste invoercylinder wordt het voorgaren met een constante voorttreksnelheid voortgetrokken, waarbij ook de bovenste invoercylinder meedraait.
De tweede trekinrichting omvat twee boven elkaar opgestelde gesloten relatief brede riemen die respectievelijk verdraaibaar zijn over twee van elkaar verwijderd opgestelde cylinders. De bovenste en de onderste riem zijn zo opgesteld dat het voorgaren, afkomstig van de eerste trekinrichting tussen de respectievelijke riemen kan geklemd worden. Een van de cylinders van de
<Desc/Clms Page number 3>
onderste riem kan met een constant toerental aangedreven worden om deze riem te laten verdraaien, zodat een tussen de riemen geklemd voorgaren in dezelfde richting als de invoercylinders voortgetrokken wordt met een constante voorttreksnelheid waarbij ook de bovenste riem meedraait. De voorttreksnelheid van de tweede trekinrichting is groter dan deze van de eerste trekinrichting zodat het voorgaren in de lengterichting uitgerokken wordt.
De derde trekinrichting is vrijwel identiek aan de eerste trekinrichting. Het voorgaren, afkomstig van de tweede trekinrichting, kan tussen de afleveringscylinders van de derde trekinrichting geklemd worden en voortgetrokken worden (door aandrijving van de onderste afleveringscylinder) met een constante voorttreksnelheid die groter is dan deze van de tweede trekinrichting, zodat het voorgaren opnieuw uitgerokken wordt in de lengterichting.
Voorbij de derde trekinrichting loopt de vezelbundel naar een opwikkelinrichting, die terzelfder tijd twist inbrengt in de draad en deze opwikkelt.
Een bundel zieh nagenoeg parallel uitstrekkende vezels heeft zeer weinig samenhang, en bijgevolg een zeer lage treksterkte. Door het spinnen van een dergelijke bundel vezels wordt een twist ingebracht op deze bundel, waardoor de vezels spiraalvormig ineengedraaid worden. Dit heeft als gevolg dat de vezels meer tegen elkaar aangedrukt worden, en door de verhoogde wrijvingskrachten moeilijker uit elkaar schuiven, zodat de treksterkte van de vezelbundel aanzienlijk verhoogd wordt.
Het spinnen gebeurt volgens het ringspinpro- cede. De opwikkelinrichting omvat een met een constant
<Desc/Clms Page number 4>
toerental aandrijfbare spil waarop een huls gemonteerd is. Door het aandrijven van de spil wordt de huls met een constant toerental om zijn lengte as verdraaid. De huls staat centraal opgesteld ten opzichte van een vaste ring, waarover een ringloper kan verschuiven. Deze ring is voorzien van een bovenste rand met een T-vormig profiel, terwijl de ringloper, bijvoorbeeld, een C-vormig stukje uit metaal of kunststof, over de horizontale benen van de T-vormige rand grijpt. Het garen in wording strekt zich uit door een zich boven de huls bevindende draadgeleider, en loopt door de tussen de ringloper en de bovenste rand van de ring gevormde opening naar de huls.
Door het roteren van de huls komt de vezelbundel onder spanning te staan. Hierdoor wordt de ringloper die los over de ring zit in beweging gebracht. De vezelbundel wordt op de huls gewikkeld terwijl hij om zijn lengte-as verdraait. Hierdoor wordt de gewenste twist bekomen in de vezelbundel.
Na het spinnen worden de draden overgespoeld op grotere spoelen. Vervolgens worden de draden per twee samengebracht en in een laatste afzonderlijke bewerking met een bepaalde twist om elkaar gewonden (getwijnd). De richting van de twist van de twee draden ten opzichte van elkaar is tegengesteld aan de richting van de twist in de afzonderlijke draden. Hierdoor komen de vezels (die in de afzonderlijke draden een schuine stand hebben ten opzichte van de lengte-as van de draad) ongeveer evenwijdig te liggen met de lengte-as van het getwijnde garen.
De sterkte van een dergelijk garen is bijgevolg groter dan de som van de sterkte van de afzonderlijke draden, en ook groter dan de sterkte van een enkelgaren (een uit een draad bestaand garen) van dezelfde fijnheid.
<Desc/Clms Page number 5>
Zowel de werkwijze zelf, als het volgens deze werkwijze vervaardigde garen vertonen echter een aantal grote nadelen.
Vezels die behoren tot een van de hoger genoemde groepen, of een fysische en/of chemische menging zijn, die minstens een component van een van de genoemde groepen bevat, zijn zeer gevoelig voor een mechanische beschadiging. Zo is uit onderzoek gebleken dat zelfs na het kaarden al een aanzienlijke schade aan de vezels kan waargenomen worden. Elke afzonderlijke bewerking resulteert in een bijkomende beschadiging van vezels. Een nadeel van de hierboven omschreven gekende werkwijze bestaat uit het feit dat de vezels een groot aantal bewerkingen ondergaan zodat het garen sterk beschadigde vezels bevat. Er werd vastgesteld dat deze garens een verstoorde structuur vertonen, die slechter is dan bij garens die (volgens een dergelijke werkwijze) vervaardigd zijn uit vezels van andere materialen.
Onder meer door deze verstoorde structuur en door de beschadiging van de vezels hebben de volgens deze werkwijze vervaardigde garens beduidend slechtere eigenschappen (o. a. de treksterkte), dan men uitgaande van de oorspronkelijke vezeleigenschappen zou verwachten. Bovendien is de produktiekost van een dergelijk garen relatief hoog als gevolg van het groot aantal bewerkingen.
Een groot nadeel van het volgens de bestaande werkwijze vervaardigde garen is dat de vezels gedurende het spinnen, twijnen, weven of breien, ten gevolge van de intensieve en frequente mechanische acties gefibrilleerd worden, wat resulteert in een hoge en onaanvaardbare stofvorming. Bij het weven of breien van een weefsel of breisei uit verschillend gekleurde garens,
<Desc/Clms Page number 6>
kan hierdoor niet vermeden worden dat de in het weefsel of breisel gevormde kleurvelden besmet worden met stof van een andere kleur dan de respectievelijke kleurvelden. Dit levert een weefsel of breisel op van een minderwaardige kwaliteit.
De hoge en onaanvaardbare stofvorming is bovendien ook bijzonder vervelend en ongezond voor de zich in de omgeving van de spinmachine, twijnmachine, weefmachine of breimachine bevindende personen.
Naast de stofvorming ondervindt men nog een ander groot probleem bij het verweven van de bestaande garens, bevattende vezels die behoren tot een van de volgende groepen : de polyolefinen, de aramiden, de polyamideimiden, de copolyimiden, de viscose vervaardigd volgens het Lyocell-procédé of vezels die een fysische en/of chemische menging zijn die minstens een component van een van de genoemde groepen bevat. In de door de weefmachine gevormde gaap klitten naburige garens samen, met als gevolg dat de inbreng van de inslagdraden in de gaap gehinderd wordt. Dit kan leiden tot beschadiging of breuk van de garens, of weeffouten. Het is bijgevolg onmogelijk om deze garens op een efficiënte manier te verweven tot een weefsel van hoge kwaliteit.
Om de moeilijkheden bij het verweven van deze garens op een weefmachine in zekere mate te verminderen is het gebruikelijk om de garens te behandelen met chemische produkten.
De verhouding van enerzijds het gewicht van de toegevoegde chemische produkten en anderzijds het gewicht van het garen moet relatief hoog zijn om de gewenste resultaten te bekomen en bedraagt gewoonlijk ongeveer 6%.
<Desc/Clms Page number 7>
Na het weven moeten deze chemische produkten uit het weefsel gewassen worden, waarbij men milieubelastend afvalwater bekomt.
De bijkomende bewerkingen voor het toevoegen en verwijderen van deze chemische stoffen hebben bovendien als gevolg dat de produktiekosten stijgen.
Het doel van deze uitvinding is te voorzien in een werkwijze voor het vervaardigen van een garen, zoals in de eerste paragraaf van deze beschrijving werd omschreven, waardoor de hierboven genoemde nadelen opgelost worden.
Dit doel wordt bereikt door bij de in de eerste paragraaf van deze beschrijving omschreven werkwijze de respectievelijke vezelbundels : gelijktijdig en van elkaar gescheiden door de doorvoer- of uitrekinrichting te voeren, en samen in eenzelfde bewerking te twisten en op te wikkelen, zodat ze om elkaar gewonden worden.
Bij deze werkwijze wordt door het opwikkelen van de vezelbundels enerzijds een twist bekomen in elke bundel afzonderlijk (waardoor de respectievelijk draden gesponnen worden) en anderzijds een twist bekomen van de verschillende draden ten opzichte van elkaar, waardoor de draden om elkaar gewonden worden. Beide twisten worden bijgevolg in dezelfde richting uitgevoerd. Bij deze werkwijze wordt het spinnen en twijnen in eenzelfde bewerking uitgevoerd. Deze werkwijze wordt in hetgeen volgt het SPT-procede genoemd.
Het is gekend om volgens een SPT-procédé ga-
<Desc/Clms Page number 8>
rens te vervaardigen uit lange vezels die niet behoren tot de hoger genoemde groepen of vezels die een fysische en/of chemische menging zijn die minstens een component van een van de genoemde groepen bevat.
Een algemeen bekend nadeel van het SPT-procédé, toegepast op de hierboven aangeduide lange vezels, ligt in het feit dat de treksterkte van het volgens dit procédé vervaardigde garen onmogelijk de sterkte van een afzonderlijk getwijnd garen van dezelfde fijnheid kan bereiken. De verklaring hiervoor is dat het feit dat de twist van elke draad afzonderlijk en de twist van beide draden ten opzichte van elkaar onvermijdelijk in dezelfde richting moeten worden uitgevoerd, als gevolg heeft dat de vezels in het uiteindelijke garen een schuine stand hebben ten opzichte van de lengte-as van het garen, in tegenstelling tot getwijnde garens, waar de vezels nagenoeg evenwijdig liggen met die lengte-as.
Het wordt reeds lange tijd door elke vakman in het vakgebied van deze uitvinding als een vaststaand feit beschouwd dat de toepassing van het hierboven omschreven procédé op om het even welk type vezels een lagere treksterkte van het garen oplevert.
Om die reden werd het voor het bereiken van de hoger aangeduide doelstellingen tot op heden zelfs niet overwogen om het SPT-procédé toe te passen op vezels die behoren tot de hoger genoemde groepen, of een fysische en/of chemische menging zijn, die minstens een component van een van de genoemde groepen bevat. Men was er immers van overtuigd dat dit garen zou opleveren met een onaanvaardbaar lage treksterkte en dat men als enig voordeel een besparing op de produktiekosten zou bekomen. Dit laatste was tot op heden trouwens ook het enige bekende voordeel van het SPT-procédé.
<Desc/Clms Page number 9>
Nu blijkt echter dat het toepassen van het SPT-procede in de werkwijze, volgens deze uitvinding, totaal in tegenstelling met de verwachtingen, een garen oplevert met superieure eigenschappen ten opzichte van het volgens de bestaande werkwijze vervaardigde (afzonderlijk getwijnde) garen. In het bijzonder werd door het uitvoeren van proeven op aanzienlijke hoeveelheden vezels vastgesteld dat de treksterkte van het SPT-garen gemiddeld 15 % hoger ligt dan de treksterkte van het volgens de bestaande werkwijze vervaardigde garen.
Verder werd ook vastgesteld dat de elasticiteit (de rek bij breuk) van het SPT-garen gemiddeld 6 % hoger ligt dan bij een afzonderlijk getwijnd garen van dezelfde fijnheid, dat de absolute sterkte gemiddeld 14 % hoger ligt, dat de arbeid gemiddeld 20 % hoger ligt, dat de regelmatigheid van het garen, in tegenstelling tot wat kon verwacht worden, aanzienlijk verbeterd is (nagenoeg geen dunne plaatsen, 24 % minder dikke plaatsen, 65 % minder onregelmatigheden) dat de harigheid ongeveer 50 % lager ligt, en dat de wrijvingscoëfficiënt van garen op metaal ongeveer 30 % lager ligt.
De hierboven genoemde eigenschappen zijn dus allemaal veel beter dan bij het afzonderlijk getwijnd garen. Dit was zeker niet te verwachten.
De in deze beschrijving aangeduide eigenschappen van het garen volgens deze uitvinding, en de opgegeven verklaringen van de bereikte voordelen zijn gebaseerd op de resultaten van vergelijkende proeven en een grondig onderzoek, uitgevoerd door Dr. Ir. L. Van Langenhove van de vakgroep textielkunde van de Universiteit te Gent (België).
<Desc/Clms Page number 10>
Een erg belangrijke eigenschap van het garen volgens deze uitvinding is zijn zeer lage harigheid.
Hierdoor zullen de garens bij het weven veel minder samenklitten met naburige garens.
Verder werd ook vastgesteld dat de SPT-garens een veel regelmatiger, gladder en compactere structuur hebben dan de afzonderlijk getwijnde garens. Meer bepaald werd vastgesteld (door het uitvoeren van vergelijkende proeven) dat de diameter van het SPT-garen gemiddeld ongeveer 15 % kleiner is.
De hoge pakkingsgraad van het SPT-garen heeft als gevolg dat het garen, in tegenstelling tot wat theoretisch te verwachten is, sterker is dan de afzonderlijk getwijnde garens, en dat de vezels minder snel beschadigd worden en dat de structuur van het garen minder verstoord wordt door wrijving, zoals bijvoorbeeld tijdens het spin-, twijn-, weef-of breiproces. Hierdoor wordt de kans op samenklitten van garens sterk verminderd.
Doordat het garen, enerzijds, een lage harigheid heeft en, anderzijds, door zijn structuur niet zeer gevoelig is voor beschadiging van de vezels door wrijving, wordt de stofvorming gedurende het spinnen, twijnen, weven of breien sterk gereduceerd.
Doordat het toepassen van het SPT-procede als gevolg heeft dat het garen in wording minstens een bewerking (het twijnen) minder moet ondergaan, worden de produktiekosten gereduceerd. Bovendien is het minder nodig om het garen te behandelen met chemische produkten.
<Desc/Clms Page number 11>
De hoger aangeduide doelstellingen van de uitvinding werden bijgevolg allemaal bereikt, door de werkwijze volgens deze uitvinding.
In een voorkeurdragende werkwijze volgens deze uitvinding wordt het garen vervaardigd uit vezels met een lengte die kleiner is of gelijk is aan 60 mm.
Het garen kan ook vervaardigd worden uit een mengsel van verschillende soorten vezels waarbij het vezelmengsel een van de volgende samenstellingen heeft : - 50 t vezels behorende tot een van de genoemde groepen en 50 % andere vezels ; - 67 t vezels behorende tot een van de genoemde groepen en 33 % andere vezels ; - 33 t vezels behorende tot een van de genoemde groepen en 67 % andere vezels.
Volgens een meest voorkeurdragende werkwijze volgens deze uitvinding wordt het garen hoofdzakelijk uit polypropeenvezels vervaardigd.
Andere bijzondere kenmerken van de werkwijze volgens deze uitvinding worden vermeld in de conclusies 5 tot en met 9.
Deze uitvinding heeft verder ook betrekking tot een garen dat volgens een werkwijze volgens deze uitvinding vervaardigd werd en tot een weefsel of een breisel dat een dergelijk garen omvat.
De uitvinding wordt verder verduidelijkt in de hierna volgende gedetailleerde beschrijving van een mogelijke werkwijze volgens deze uitvinding. De uitvinding wordt hierdoor echter niet beperkt tot deze werk-
<Desc/Clms Page number 12>
wijze alleen.
In deze beschrijving wordt verwezen naar de hierbij gevoegde tekeningen : figuur 1 stelt in perspectief onderdelen voor van een drie-cylinderuitrekinrichting voor het ge- lijktijdig uitrekken van twee voorgarens, volgens een werkwijze volgens deze uitvin- ding ; figuur 2 is een schematisch bovenaanzicht van het on- derste gedeelte van de drie-cylinderuitrek- inrichting van figuur 1 ; figuur 3 is een perspectieftekening van een inrichting voor het spinnen volgens het ringspinprocédé.
Bij een werkwijze volgens deze uitvinding worden twee voorgarens (1), (2), die volgens een gekende methode vervaardigd zijn uit korte (bijvoorbeeld met een lengte van 40 mm) polypropeen-vezels, gelijktijdig door een drie-cylinderuittrekinrichting (figuur 1) gevoerd.
De doorvoerrichting is op de figuur met een pijl aangeduid.
De voorgarens (1), (2) worden eerst door respectievelijke voorgarengeleiders (3), (4) geleid, en worden vervolgens door drie na elkaar opgestelde trekinrichtingen (5), (6), (7) gevoerd. De eerste trekinrichting (5) omvat een onderste (8) en een bovenste invoercylinder (9). De voorgarens (1), (2) strekken zich uit tussen beide invoercylinders (8), (9), dewelke dicht genoeg bij elkaar opgesteld zijn om bij het roteren van deze cylinders (8), (9) de voorgarens (1), (2) voort te trekken. De onderste invoercylinder (8) is op een aan-
<Desc/Clms Page number 13>
drijfas (10) bevestigd, dewelke met een constant toerental kan aangedreven worden. Door het aandrijven van deze as (10) wordt de onderste invoercylinder (8) aan het draaien gebracht.
De cylinder (8) neemt de bovenste invoercylinder (9) mee, en de voorgarens (1), (2) worden met een constante voorttreksnelheid voortgetrokken.
De voorgarens (1), (2) strekken zich vervolgens uit naar de tweede trekinrichting (6). Deze trekinrichting (7) omvat een bovenste (11) en een onderste gesloten riem (12), dewelke respectievelijk verdraaibaar zijn over twee van elkaar verwijderd opgestelde cylinders (13), (14) ; (15), (16).
Een cylinder (15) van de onderste riem (12) is bevestigd op een met een constant toerental aandrijfas (17).
De bovenste riem (11) heeft onderaan een vlak verloop. De onderste riem (12) heeft bovenaan een vlak verloop. Deze vlakke gedeelten liggen op een kleine afstand boven elkaar, zodat de voorgarens (1), (2), die zich tussen deze vlakke gedeelten uitstrekken, door het verdraaien van de riemen (11), (12) voortgetrokken kunnen worden.
Daarvoor wordt de cylinder (15) van de onderste riem (12) aangedreven. De draaiende onderste riem (12) neemt de bovenste riem (11) mee. De draaizin van de cylinder (15) is dezelfde als de draaizin van de cylinder (8) zodat de voorgarens (1), (2) door de eerste (5) en de tweede trekinrichting (6) in dezelfde richting voortgetrokken worden. De voorgarens (1), (2) strekken zich vervolgens uit naar de derde trekinrichting (7), bestaande uit een bovenste (18) en een onderste afleveringscylinder (19) die uitgevoerd zijn en ten opzichte
<Desc/Clms Page number 14>
van elkaar zijn opgesteld zoals de invoercylinders (8), (9).
Door het aandrijven van de aandrijfas (20) van de onderste afleveringscylinder (19) worden de zich tussen beide cylinders (19), (20) bevindende voorgarens (1), (2) verder voortgetroKken in dezelfde richting.
De aandrijfas (17) wordt aangedreven met een hoger toerental dan de aandrijfas (10) en de aandrijfas (20) wordt aangedreven met een hoger toerental dan de aandrijfas (17).
De toerentallen van de verschillende aandrijfcylinders (10), (17), (20) zijn instelbaar en kunnen gedurende eenzelfde bewerking gewijzigd worden, bijvoorbeeld om een garen met een bijzonder effect te vervaardigen.
Tussen de eerste (5) en de tweede trekinrichting (6) is een geleidingsmiddel (21), voorzien met twee afzonderlijke doorgangen, om beide voorgarens (1), (2) van elkaar gescheiden te houden.
Tussen de tweede (6) en de derde trekinrichting (7) zijn twee openingen (22) voorzien in een opstaande plaat, eveneens met het doel om de twee voorgarens (1), (2) van elkaar gescheiden te houden bij hun doorgang door de intrekinrichting.
De voorgarengeleiders (3), (4), het geleidingsmiddel (21) en de openingen (22) zijn zodanig voorzien om de voorgarens (1), (2) op een constante tussenafstand van minstens 8 mm te houden.
Voorbij de derde trekinrichting (7) worden de uitgerokken voorgarens (1), (2), hierna draden (1), (2) genoemd, samengebracht door ze te twisten en samen door
<Desc/Clms Page number 15>
een gemeenschappelijk geleidingsmiddel (24) te laten lopen.
Vervolgens worden de draden (1), (2) samen naar een ringspininrichting (figuur 3) geleid om volgens het ringspinprocédé gesponnen te worden en in dezelfde bewerking om elkaar gewonden te worden, en op een huls (27) gewikkeld te worden.
De samengebrachte draden (1), (2) komen van tussen de afleveringscylinders (18), (19) en lopen door een draadgeleider (24) via een ringloper (25) op een ring (26) naar de huls (27). De huls (27) is bevestigd op een spil die door een aandrijfmechanisme (28) met een constant toerental wordt aangedreven.
De huls (27) is centraal opgesteld ten opzichte van de vaste ring (26).
De ring (26) heeft een T-vormig profiel. Over de horizontale benen van dit profiel grijpt een C-vormig metalen stukje (25) - de ringloper genoemd-dat over de ring (26) kan verschuiven. De draden (1), (2) lopen door de tussen de ringloper (25) en de ring (26) gevormde opening.
Doordat de huls (27) ronddraait en de draden (1), (2) meeneemt, komen deze onder spanning te staan. Hierdoor verschuift de ringloper (25) over de ring (26) waardoor een twist in de draden (1), (2) gebracht wordt. De draden (1), (2) worden op de huls (27) opgewikkeld. Doordat ze tijdens de opwikkelbeweging om hun lengte-as draaien, wordt een twist ingebracht in de afzonderlijke draden (1), (2).
Bovendien worden de draden (1), (2) hierdoor met een twist om elkaar gewonden.
Het eindresultaat is een garen met de supe-
<Desc/Clms Page number 16>
rieure kwaliteiten, die hoger in deze beschrijving werden aangeduid. Verder is deze werkwijze ook erg voordelig wat de produktiekosten betreft.
Bovendien zijn de problemen, die men bij het verweven van de bekende garens ondervond, - stofvorming en samenklitten van de garens-bij het verweven van het garen volgens deze uitvinding zo goed als onbestaande.
<Desc / Clms Page number 1>
METHOD FOR MANUFACTURING BEN YARN AND BEN
YARN MANUFACTURED BY THIS METHOD
The present invention relates to a process for the manufacture of a yarn consisting of at least two twisted threads, containing fibers which: - either belong to the group of polyolefins; - or belong to the group of aramids; - or belong to the group of polyamideimides; - or belong to the group of copolyimides;
- or belong to the group of viscose manufactured according to the Lyocell process; - or be a physical and / or chemical blend containing at least one component of one or both of said groups, each wire being made by passing, twisting and winding a fiber bundle through a feed-through or stretcher.
By a physical and / or chemical mixing, which contains at least a component of one or both of the mentioned groups, is meant inter alia: bicomponent fibers, copolymer fibers, terpolymer fibers, etc ...
Such a method is known. In the following part of this description, first the different successive steps of this existing method, and the properties of the yarn produced by this method are described.
A series of preparatory operations aims to produce a continuous cohesive fiber stream, called pre-yarns, from which an amount of incoherent fibers can be spun from which threads can be spun
<Desc / Clms Page number 2>
be spun. These operations are: opening and untangling the fibers, forming a fiber bundle, providing a continuous and uniform wick with parallel fibers in two or more consecutive operations, and finally making pre-yarn from the wick.
The pre-yarns are then transferred to a spinning machine. Each pre-yarn is first passed through a separate stretcher on the spinning machine, and then as it exits the stretcher, it is wound onto a sleeve by a winding device such that it is twisted.
The stretching device mainly consists of three drawing devices arranged one after the other for pulling a pre-yarn. The first pulling device consists of two input cylinders arranged one above the other and rotatable about their longitudinal axis. The lower feed cylinder can be driven to rotate about its axis at a constant speed. The pre-yarn placed between the two input cylinders is clamped between the two input cylinders and by driving the bottom input cylinder, the pre-cooking is drawn at a constant pulling speed, the top input cylinder also rotating.
The second pulling device comprises two closed, relatively wide belts arranged one above the other and which are respectively rotatable over two cylinders arranged away from each other. The top and bottom straps are arranged so that the pre-yarn from the first pulling device can be clamped between the respective straps. One of the cylinders of the
<Desc / Clms Page number 3>
bottom belt can be driven at a constant speed to rotate this belt, so that a pre-thread clamped between the belts is pulled in the same direction as the feed cylinders at a constant pull speed with the top belt also rotating. The pulling speed of the second pulling device is greater than that of the first pulling device, so that the pre-cooking is stretched in the longitudinal direction.
The third pulling device is almost identical to the first pulling device. The pre-yarn, from the second puller, can be clamped between the delivery cylinders of the third puller and pulled (by driving the lower delivery cylinder) at a constant pull speed greater than that of the second puller, so that the pre-yarn is stretched again lengthways.
Past the third drawing device, the fiber bundle runs to a winding device, which at the same time introduces twist into the wire and winds it up.
A bundle of fibers extending almost parallel has very little cohesion, and consequently a very low tensile strength. By spinning such a bundle of fibers, a twist is introduced on this bundle, whereby the fibers are twisted together in a spiral. As a result, the fibers are pressed against each other more and, due to the increased frictional forces, are more difficult to spread apart, so that the tensile strength of the fiber bundle is considerably increased.
Spinning is done according to the ring spinning process. The winding device includes one with a constant
<Desc / Clms Page number 4>
rotatable spindle on which a sleeve is mounted. By driving the spindle, the sleeve is rotated about its longitudinal axis at a constant speed. The sleeve is arranged centrally with respect to a fixed ring, over which a ring runner can slide. This ring is provided with a top edge with a T-shaped profile, while the ring runner, for example, a C-shaped piece of metal or plastic, grips over the horizontal legs of the T-shaped edge. The emerging yarn extends through a thread guide located above the sleeve, and passes through the opening formed between the ring runner and the top edge of the ring to the sleeve.
The fiber bundle is under tension by rotating the sleeve. This causes the ring runner that is loose over the ring to move. The fiber bundle is wound on the sleeve as it rotates about its longitudinal axis. This creates the desired twist in the fiber bundle.
After spinning, the threads are spooled onto larger spools. The threads are then brought together in pairs and twisted (twisted) in a final separate operation with a certain twist. The direction of the twist of the two wires relative to each other is opposite to the direction of the twist in the individual wires. This causes the fibers (which in the individual threads are inclined relative to the longitudinal axis of the thread) to lie approximately parallel to the longitudinal axis of the twisted yarn.
The strength of such a yarn is therefore greater than the sum of the strength of the individual threads, and also greater than the strength of a single yarn (a yarn consisting of a thread) of the same fineness.
<Desc / Clms Page number 5>
However, both the process itself and the yarn produced by this process have some major drawbacks.
Fibers belonging to one of the above-mentioned groups, or being a physical and / or chemical mixture, which contains at least one component of one of the above-mentioned groups, are very sensitive to mechanical damage. For example, research has shown that significant damage to the fibers can be observed even after carding. Each individual operation results in additional fiber damage. A drawback of the known method described above consists in the fact that the fibers undergo a large number of operations so that the yarn contains heavily damaged fibers. These yarns have been found to have a distorted structure, which is inferior to that of yarns (according to such a method) made from fibers of other materials.
Partly due to this disturbed structure and the damage to the fibers, the yarns manufactured according to this method have significantly poorer properties (including the tensile strength) than would be expected on the basis of the original fiber properties. Moreover, the production cost of such a yarn is relatively high due to the large number of operations.
A major drawback of the yarn produced by the existing method is that the fibers are fibrillated during spinning, twisting, weaving or knitting due to the intensive and frequent mechanical actions, resulting in a high and unacceptable formation of dust. When weaving or knitting a fabric or knitting egg from different colored yarns,
<Desc / Clms Page number 6>
this cannot prevent the color fields formed in the fabric or knitting from being contaminated with fabric of a different color than the respective color fields. This produces a fabric or knit of an inferior quality.
Moreover, the high and unacceptable formation of dust is also particularly annoying and unhealthy for persons in the vicinity of the spinning machine, twisting machine, weaving machine or knitting machine.
In addition to dust formation, another major problem is encountered in the interweaving of the existing yarns, containing fibers belonging to one of the following groups: the polyolefins, the aramides, the polyamideimides, the copolyimides, the viscose produced by the Lyocell process or fibers which are a physical and / or chemical mixture containing at least a component of one of the mentioned groups. In the shed formed by the weaving machine, neighboring yarns are tangled together, as a result of which the insertion of the weft threads into the shed is hindered. This can lead to damage or breakage of the yarns or weaving errors. It is therefore impossible to efficiently weave these yarns into a high quality fabric.
To some extent reduce the difficulties in interweaving these yarns on a weaving machine, it is common to treat the yarns with chemical products.
The ratio of the weight of the added chemical products on the one hand and the weight of the yarn on the other hand must be relatively high to obtain the desired results and is usually about 6%.
<Desc / Clms Page number 7>
After weaving, these chemical products must be washed from the fabric, thereby obtaining environmentally harmful waste water.
The additional operations for adding and removing these chemicals also result in an increase in production costs.
The object of this invention is to provide a method of manufacturing a yarn, as described in the first paragraph of this description, which overcomes the above-mentioned drawbacks.
This object is achieved by, in the method described in the first paragraph of this description, passing the respective fiber bundles: simultaneously and separately from each other through the feed-through or stretching device, and twisting and winding them together in the same operation, so that they wrap around each other be injured.
In this method, by winding up the fiber bundles, on the one hand a twist is obtained in each bundle separately (whereby the respective wires are spun) and on the other hand, a twist of the different wires with respect to each other, whereby the wires are wound around each other. Both disputes are therefore carried out in the same direction. In this method, spinning and twisting is performed in the same operation. This method is referred to in the following as the SPT process.
It is known to proceed according to an SPT process.
<Desc / Clms Page number 8>
to be made from long fibers not belonging to the aforementioned groups or fibers which are a physical and / or chemical mixture containing at least one component of one of the said groups.
A well-known disadvantage of the SPT process, applied to the above-mentioned long fibers, lies in the fact that the tensile strength of the yarn produced by this process cannot possibly reach the strength of a single twisted yarn of the same fineness. The explanation for this is that the fact that the twist of each thread separately and the twist of both threads relative to each other must inevitably be made in the same direction, as a result of which the fibers in the final yarn have an inclination with respect to the longitudinal axis of the yarn, as opposed to twisted yarns, where the fibers are substantially parallel to that longitudinal axis.
It has long been recognized by any person skilled in the art of this invention that the application of the above-described process to any type of fiber provides a lower yarn tensile strength.
For this reason, it has not even been considered until now to apply the SPT process to fibers belonging to the aforementioned groups, or to be a physical and / or chemical mixture, which are at least a component of one of the named groups. Indeed, it was believed that this yarn would yield unacceptably low tensile strength and that the only advantage would be to save on production costs. The latter was also the only known advantage of the SPT process to date.
<Desc / Clms Page number 9>
However, it now appears that the application of the SPT process in the method according to this invention, contrary to expectations, yields a yarn with superior properties compared to the (separately twisted) yarn produced according to the existing method. In particular, by running tests on significant amounts of fibers, it was determined that the tensile strength of the SPT yarn is on average 15% higher than the tensile strength of the yarn produced by the existing method.
Furthermore, it was also found that the elasticity (elongation at break) of the SPT yarn is on average 6% higher than with a separately twisted yarn of the same fineness, that the absolute strength is on average 14% higher, that the labor is on average 20% higher. is that the regularity of the yarn, contrary to what could be expected, has improved considerably (almost no thin places, 24% less thick places, 65% less irregularities), the hairiness is about 50% lower, and the coefficient of friction of yarn on metal is about 30% lower.
The abovementioned properties are therefore all much better than with the individually twisted yarn. This was certainly not to be expected.
The properties of the yarn of this invention indicated in this specification, and the stated explanations of the benefits achieved, are based on the results of comparative tests and a thorough investigation conducted by Dr. Ir. L. Van Langenhove of the Textile Department of the University of Ghent (Belgium).
<Desc / Clms Page number 10>
A very important property of the yarn of this invention is its very low hairiness.
As a result, the yarns will stick much less with neighboring yarns when weaving.
Furthermore, it was also found that the SPT yarns have a much more regular, smoother and more compact structure than the individually twisted yarns. More specifically, it was determined (by conducting comparative tests) that the diameter of the SPT yarn is on average about 15% smaller.
The high degree of packing of the SPT yarn means that, contrary to what can theoretically be expected, the yarn is stronger than the individually twisted yarns, and the fibers are less damaged and the structure of the yarn is less disturbed. by friction, such as during the spinning, twisting, weaving or knitting process. This greatly reduces the chance of yarns sticking together.
Because the yarn, on the one hand, has a low hairiness and, on the other hand, because of its structure is not very sensitive to damage of the fibers by friction, dust formation during spinning, twisting, weaving or knitting is greatly reduced.
Because the application of the SPT process has the consequence that the yarn in the making has to undergo at least one processing (twisting) less, the production costs are reduced. In addition, it is less necessary to treat the yarn with chemical products.
<Desc / Clms Page number 11>
Accordingly, the above-identified objects of the invention have all been accomplished by the method of this invention.
In a preferred method of this invention, the yarn is made from fibers with a length less than or equal to 60 mm.
The yarn can also be made from a mixture of different kinds of fibers, the fiber mixture having one of the following compositions: - 50 t of fibers belonging to one of the mentioned groups and 50% of other fibers; - 67 t of fibers belonging to one of the mentioned groups and 33% of other fibers; - 33 t of fibers belonging to one of the above groups and 67% of other fibers.
According to a most preferred method of this invention, the yarn is mainly made of polypropylene fibers.
Other particular features of the method of this invention are set out in claims 5 to 9.
This invention further also relates to a yarn produced by a method of this invention and to a fabric or knit comprising such a yarn.
The invention is further elucidated in the following detailed description of a possible method according to this invention. However, this does not limit the invention to this work.
<Desc / Clms Page number 12>
wise alone.
In this description reference is made to the accompanying drawings: Figure 1 is a perspective view of parts of a three-cylinder stretching device for simultaneously stretching two pre-yarns, according to a method of the present invention; Figure 2 is a schematic top plan view of the bottom portion of the three-cylinder stretching device of Figure 1; Figure 3 is a perspective view of a ring spinning spinning apparatus.
In a method according to this invention, two pre-yarns (1), (2), which are manufactured according to a known method from short (for example with a length of 40 mm) polypropylene fibers, are simultaneously passed through a three-cylinder pull-out device (figure 1). .
The flow direction is indicated by an arrow on the figure.
The pre-yarns (1), (2) are first passed through respective pre-yarn guides (3), (4), and are then passed through three drawing devices (5), (6), (7) arranged one after the other. The first puller (5) includes a lower (8) and an upper feed cylinder (9). The front yarns (1), (2) extend between the two feed cylinders (8), (9), which are arranged close enough to each other to rotate the front yarns (1) when these cylinders (8), (9) rotate. (2) to pull. The lower feed cylinder (8) is on a
<Desc / Clms Page number 13>
drive shaft (10), which can be driven at a constant speed. The lower feed cylinder (8) is turned by driving this shaft (10).
The cylinder (8) carries the top feed cylinder (9), and the pre-yarns (1), (2) are pulled at a constant pulling speed.
The front yarns (1), (2) then extend to the second pulling device (6). This pulling device (7) comprises an upper (11) and a lower closed belt (12), which are respectively rotatable over two cylinders (13), (14) arranged apart from each other; (15), (16).
A cylinder (15) of the lower belt (12) is mounted on a constant speed drive shaft (17).
The top strap (11) has a flat profile at the bottom. The bottom strap (12) has a flat gradient at the top. These flat sections are spaced slightly apart so that the front yarns (1), (2) extending between these flat sections can be pulled by rotating the belts (11), (12).
For this, the cylinder (15) of the lower belt (12) is driven. The rotating lower belt (12) takes the upper belt (11) with it. The sense of rotation of the cylinder (15) is the same as the sense of rotation of the cylinder (8) so that the front yarns (1), (2) are pulled in the same direction by the first (5) and the second pulling device (6). The front yarns (1), (2) then extend to the third drawing device (7), consisting of an upper (18) and a lower delivery cylinder (19) which are formed and with respect to
<Desc / Clms Page number 14>
are arranged like the feed cylinders (8), (9).
By driving the drive shaft (20) of the lower delivery cylinder (19), the front yarns (1), (2) located between the two cylinders (19), (2) are further pulled in the same direction.
The drive shaft (17) is driven at a higher speed than the drive shaft (10) and the drive shaft (20) is driven at a higher speed than the drive shaft (17).
The speeds of the different drive cylinders (10), (17), (20) are adjustable and can be changed during the same operation, for example to produce a yarn with a special effect.
Between the first (5) and the second pulling device (6) is a guide means (21), provided with two separate passages, to keep the two front yarns (1), (2) separate from each other.
Between the second (6) and the third pulling device (7), two openings (22) are provided in an upright plate, also for the purpose of keeping the two front yarns (1), (2) separated from each other as they pass through the withdrawal device.
The pre-thread guides (3), (4), the guide means (21) and the openings (22) are designed to keep the pre-threads (1), (2) at a constant distance of at least 8 mm.
Beyond the third pulling device (7), the stretched pre-yarns (1), (2), hereinafter referred to as threads (1), (2), are brought together by twisting them and together by
<Desc / Clms Page number 15>
run a common guide means (24).
Then, the wires (1), (2) are led together to a ring spinning device (Figure 3) to be spun according to the ring spinning process and to be wound together in the same operation, and to be wound on a sleeve (27).
The gathered wires (1), (2) come from between the delivery cylinders (18), (19) and pass through a wire guide (24) through a ring runner (25) on a ring (26) to the sleeve (27). The sleeve (27) is mounted on a spindle driven by a constant speed drive mechanism (28).
The sleeve (27) is arranged centrally with respect to the fixed ring (26).
The ring (26) has a T-shaped profile. A C-shaped metal piece (25) - called the ring runner - that can slide over the ring (26) grips over the horizontal legs of this profile. The wires (1), (2) pass through the opening formed between the ring runner (25) and the ring (26).
Because the sleeve (27) rotates and the wires (1), (2) are taken along, these are put under tension. This causes the ring runner (25) to slide over the ring (26), causing a twist in the wires (1), (2). The wires (1), (2) are wound on the sleeve (27). By rotating around their longitudinal axis during the winding movement, a twist is introduced in the individual wires (1), (2).
In addition, the wires (1), (2) are wound around each other with a twist.
The end result is a yarn with the super
<Desc / Clms Page number 16>
superior qualities, which have been indicated higher in this description. Furthermore, this method is also very advantageous in terms of production costs.
In addition, the problems encountered in the weaving of the known yarns are dust formation and tangling of the yarns in the weaving of the yarn of this invention virtually nonexistent.