Voluminöses Garn sowie Verfahren zu seiner Herstellung und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens Mit Ausnahme von Seide kommen alle natürliehen, tierischen, pflanzlichen und mine ralischen Fasern in nur verhältnismässig kur zen Längen vor. Die Herstellung eines Fadens aus solchen Stapelfasern ist zeitraubend und erfordert in der Regel eine Reihe von mein andergreifenden Verfahrensstufen zur Ans- der Fasern, zur Vereinigung zu einem endlosen Bündel und zur Streekung desBündels unter gleielizeitiger Drehung, um zu vermeiden, dass allzuviele Fasern aneinander vorbeigleiten und sich aus dem Verband lösen. Weitere Ver fahrensstufen in dem Spinnvorgang ergeben dann schliesslich Glas für Textilzweeke geeig nete Garn.
Alle oder doch nahezu alle Kunstfasern werden als endlose Fäden erzeugt. Die Bil dung eines Garnes aus endlosen Fäden ist viel einfacher als die Verarbeitung von Stapel fasern. Aus endlosen Fäden bestehende Garne können sehr stark gemacht werden, da sie keine losen Enden besitzen, welehe angrei- fendle Kräfte nieht übertragen können. Wegen ihrer äusserst grossen Gleiehmässigkeit, also wegen des Fehlens von Unregelmässigkeiten sind jedoch übliche, aus endlosen Fäden be stehende Garne viel diehter als die entspre- ehenden Garne aus Stapelfasern. Die Fäden in dem Garn liegen dieht nebeneinander und benachbarte Garnlängen besitzen in daraus hergestellten Geweben kaum einen Zwischen- raum.
Diese Kompaktheit beschränk t den Raum, welcher zur Aufnahme der wärmeiso lierenden Luft zur Verfügung steht. Das Feh len von Lufteinschliessungsräumen setzt, jedoch die Brauchbarkeit solcher Gewebe aus endlosen Fäden sehr herab. Leichtigkeit, Anpassungs fähigkeit und Wärmehaltevermögen sind für viele Verwendungszwecke wesentlich. Daher wurde bis jetzt. eine grosse Menge der Ge samtproduktion an fortlaufenden Fäden aus solchem Fasermaterial, wie z. B. Viskose kunstseide, Zelludoseacetat, Nylon und Poly- aerylsäurenitril zn kurzen Längen geschnit ten, welche dann zu Stapelgarn verarbeitet wurden.
Die bisherigen Bemühungen zur von Garn aus endlosen Fäden, welches die günstigen Eigenschaften von Stapelgarn besitzt, waren erfolglos. Diese Bemühungen richteten sich in :erster Linie auf eine Ände rung der innerntr@@lctur der Fäden, z. B. durch physikalischen oder chemischen Abbau.
Eine mechanische Kräuselung oder Verdrillen von Fäden ergab gewellte oder spiralige Fa sern, deren Eigenschaften jedoch enttäuschend waren. Ähnliehe unbefried'igend'e Ergebnisse erzielte man, wenn man der Spinndüse eine Bewegung erteilte und die gesponnenen Fäden einer ehemischen Behandlung unterzog. Alle bekannten Verfahren waren aus dem einen oder andern Grunde ungenügend, z.
B. weil sie Fäden mit zu geringem Volumen, eine ungünstige Festigkeit oder sonstwie eine un erwünschte Veränderung der Fasereigensehaf- ten wie mangelnde Formbeständigkeit ergaben oder weil die, Verfahren umständlich und teuer waren: Vorliegende Erfindung verfolgt das Ziel, diese Nachteile zu beseitigen und ein Garn aus endlosen Fäden zu erzeugen, das minde stens so voluminös ist wie ein aus vergleich baren Fasern gesponnenes Stapelgarn, das also etwa die gleiche durchschnittliche Anzahl von Fasern pro Querschnitt besitzt.
Die Erfindung betrifft ein voluminöses Garn, bestehend aus einer Viehzahl von Fäden, das dadurch gekennzeichnet ist, dass minde stens ein Teil seiner Einzelfäden Schleifen bilden, wobei jede dieser Schleifen für sieh allein betrachtet am aus dem Garn losgelösten Einzelfaden bei Zugbeanspruchung ohne Knotenbindung verschwindet, und bei welchen Schleifen mindestens ein Kreuzungspunkt vor handen ist in der Projektion senkrecht auf eine Ebene, die bestimmt ist.
durch eine zur Garnachse parallele und durch die Mitte der Verbindungslinie der Sehleifenendpunkte ge hende Gerade und durch den von der genann ten Geraden am weitesten entfernt liegenden Punkt der Schleife, wobei wenigstens ein Teil dieser Schleifen die einzelnen Fäden des Garnes auseinanderhalten, und, dass diese Schleifen durch Reibungskräfte im Garn er halten sind.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Garnes, bei dem man ein Bündel endloser Fä den durch ein strömendes Medium führt, wel ches Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass man in der Strömung einen solchen Wirbelbereich ausbildet, der die einzelnen Fä den des Bündels voneinander trennt und auf den Einzelfäden die genannten Schleifen er zeugt, und dass man die so erhaltenen Fäden wieder zu einem Fadenbündel zusammen führt.
Unter dem Ausdruck Garn wird hier ein Fadenbündel verstanden, das unverdrallt oder verdrallt sein kann, und dessen Einzelfäden so dicht beieinander liegen, dass durch die bestehenden Reibungshräfte zwischen den Einzelfäden die genannten Schleifen im Garn selbst bei Zugbeanspruehung bis zum Abreiss punkt des Garnes erhalten bleiben, also ihre Form und Lage im Einzelfaden beibehalten. Da es möglich ist, die aus der Oberfläche des Garnes herausragenden Sehleifen nach der Herstellung des Garnes aufzuschneiden, um fasst das erfindungsgemässe Garn nicht mir ein solches aus endlosen Fäden, sondern auch ein solches, bei den mindestens ein Teil der Fäden nicht endlos, also Stapelfasern sind.
Die Definition der Schleifenart, wie sie in obiger Kennzeichnung des erfindungsgemässen Garnes gegeben wurde, entspricht dem engli- sehen Ausdruck cruodal loop .
Da im deutschen Spraehgebraueh bisher keine diesem englischen Ausdruck entspre chende Bezeichnung existiert, werden zur Vereinfachung in der nachfolgenden Beschrei bung Schleifen der genannten Art als cruno- dale Schleifen oder erunodale Windungen bezeichnet.
Crunodale Schleifen sind also Schleifen aus einem Einzelfaden, die bei Zug beanspruchung ohne Knotenbildung ver- sehwinden, und bei welchen mindestens ein Kreuzungspunkt vorhanden ist, wenn man die Schleife in der Projektion senkrecht auf eine Ebene betrachtet, die bestimmt ist durch eine zur Garnachse parallele und durch die Mitte der Verbindungslinie der Sehleifenendpunkte gehende Gerade und dun eh den von der ge nannten Geraden am weitesten entfernten Punkt der Schleife.
Der die Schleife bildende Faden muss sich also nicht berühren, obwohl dies die bevorzugte Form einer solchen erinio- dalen Schleife ist. Die Einzelschleife kann auch mehrere lichte Öffnungen, also mehrere Kreuzungospiurkte in der Projektion besitzen. Die lichten Öffnungen können zum Teil so klein .sehr, dass die Schleife an dieser Stelle als um sieh v erd.ra.llter Einzelfaden erscheint.
Für das erfindungsgemässe Garn ist es nur %vesentlieh, d@ass es solche crti:nod'ale Schleifen auf einen. Teil oder auf allen Einzelfäden aufweist. Es können neben den cr2modalen Schleifen noch andere Verwindungen auf den Fäden vorhanden sein. die der Definition von crunodal nicht entsprechen, und die je nach Sprachgebrauch mit den Ausdrücken. Schlin gen, Schlaufen, Kringel, Knoten, Maschen Vervicklungen, Kräuselungen (wellenfödrmig oder schraubenförmig) usw. bezeichnet wer den.
Die crunodalen und eventuell noch vor- handenen andern Windungen halten die Ein- zelfäiden des Garnes auseinander, so dass Luft- einschfiisse im Garn entstehen, die dasselbe voluminös, leicht anpassungsfähig undwärme haltefähig wie ein Garn aus versponnenen Stapelfasern machen. Die erunodalen Schlei fen eines Einzelfadens oder verschiedener be nachbarter Fäden können unter sieh ver schlungen und ineinandergesteckt sein. Es ist auch möglich, dass crunodale Schleifen mit andern, nicht crumodalen Verwindungen der Fäden verschlungen und verwickelt sind.
Ein Ausführungsbeispiel eines Garnes nach der Erfindung hat auch ein feineres Denier als man es auf praktische Weise aus Stapelfasern spinnen kann. Ein anderes Beispiel eines sol chen Gatzies nach der Erfindung besitzt einen gleichen oder grösseren Umfang als ein ver gleichbares Stapelgarn, ohne dass die das Garn bildenden Fäden aufgerauht oder geschnitten sind und ohne dass ihre Struktur zerstört oder sonstwie verändert ist.
Durch ein Beispiel des Verfahrens wird eine schnelle und wirtcschaft- liche Behandlung eines gewöhnlichen Bündels aus endlosen Fäden erreicht, wobei der Um fand des Bündels im fertigen Garn ohne Ver wendung bewegter mechanischer Teile ausser der Aufwiekelspule weitgehend vergrössert ist.
Nieht alle der vorhandenen crunodalen Schleifen müssen mitwirken, die einzelnen Fäden des Garnes auseinanderzuhalten. Es gibt Schleifen, die aus dem Garn herausragen können und deshalb nichts beitragen zum Aus einanderhalten der Einzelfäden und zur Er höhung der innerm V oluininosität des Garnes. Insbesondere werden bei verhältnismässig dün nen Garnen viele crunodale Schleifen an der Oberfläche des Garnes liegen oder aus dieser herausragen. Auch können dann die Schleifen eine lichte Öffnung besitzen, die grösser ist als der Garndurchmesser, so dass nur ein Teil einer solchen Schleife im Innern des Garnes liegt und an der Auseinanderhaltung der Ein- zelfäd'en teilhat.
Auf jeden Fall liegt immer ein Teil der Gesamtzahl der Schleifen oder ein Teil der Einzelschleifen im Innern des Garnes und bewirkt die geforderte Auseinanderhal- tung der Einzelfäden im Garn. Hingegen tra gen auch die aus dem Garn herausragenden Schleifen und die ausschliesslich an der Ober fläche liegenden Schleifen zur Erhöhung der Voluminosität des Garnes bei.
Da sich das Ausgangsbündel aus endlosen Fäden bei der Durchführung des erfindungs gemässen Verfahrens infolge der Ausbildung von Schlingen beträchtlich verkürzt, ist es selbstverständlich, dass die Aufwiekelge- schwindigkeit des fertigen Garnes kleiner als die Zuführungsgeschwindigkeit des unbehan delten Fadenbündels zum strömenden Medium sein muss, um alte Spannungen zu vermeiden,
welche die Zerstörung der auf den Einzel fäden erzeugten Schleifen und sonstigen Ver windungen mit sich bringen. würden.
Die vorliegende Erfindung betrifft schliess lich auch eine Einrichtung zur Durchführung des Garnherstellungsverfahrens, welche ge kennzeichnet ist durch eine Düse zur Erzie lung eines Wirbelbereiches in der Strömung eines unter Druck zugeführten Mediums,
Mit tel zur kontinuierlichen Durchführung eines Bündels endloser Fäden durch den Wirbel- bereicli und durch Mittel zum Abziehen der Fäden aus dem Wirbelbereich unter Bildung eines Garnes.
Die einzelnen Fadenwindungen können bei Beispielen solcher Garne in verschiedenen Ab ständen auf den Fäden Knoten, Schleifen, Schrauben, Spiralen oder Verwicklungen bil den. Die auffallendsten Eigenschaften solcher Garne aus fortlaufenden Fäden sind ihm Um fang sowie die Anwesenheit vieler, unregel mässig entlang ihrer Oberfläche verteilter erunodäler Fadenschleifen. Diese sichtbaren Fad'ensehleifen tragen zur Auflockerung des Cxarnes bei,
jedoch ergeben die weniger auf fallenden Winclu ngen der Einzelfäden inner halb des Garnes einen seitlichen Abstand zwi- sehen den einzelnen Fäden, welcher für die Auflockerung des Garnes und das sich daraus ergebende Wärmehaltevermögen von Klei dungsstücken, welche ans Geweben dieses Garnes hergestellt sind, wichtig isst.
Die Windungen der Einzelfäden können trotz dem dem Garn erteilten Drall bewahrt werden. Es kann die Abwesenheit innerer struktureller Veränderungen der Fäden so gezeigt werden, dass man das Garn aufdreht und auseinandernimmt, worauf die einzelnen Fäden im wesentlichen wieder in ihre ur sprüngliche Form zurückkehren. Wenn ge- wöhrnliehe gerade Fäden zur Herstellung des voluminösen Garnes verwendet werden, erhält man beim Auseinandertrennen des Garnes im wesentlichen gerade Fäden.
Natürlich könn ten auch gekräuselte, gewellte oder krause endlose Fäden verarbeitet werden und diese Fäden würden nach Abtrennung von dem Garn ihre entsprechende Ausgangsgestalt wie der annehmen. Es ist mit einer gewissen Ab nahme der Zugfestigkeit unterhalb diejenige eines gewöhnlichen Garnes, das heisst ohne Windungen aus fortlaufenden Fäden, zu rech nen, da an jedem gegebenen Punkt in dem voluminösen Garn einige Fäden bei Zugbe- anspriiehung nicht unter Spannung gehalten werden. Das kann jedoch durch eine stärkere Drehung oder durch die nachstehend beschrie bene Bildung von Schlingen innerhalb einer Schlinge auf ein Mindestmass beschränkt oder kompensiert werden.
Ein ähnliches Garn könnte aus einem Bündel endloser Fäden durch umständliche Bearbeitung von Hand hergestellt werden. Dazu müsste man einen einzelnen Faden ab trennen und darin schlaffe Stellen bilden, welche dann zur Erzeugung einer Schlinge in dem Faden dienen, wobei der Faden durch Drehung des Fadenbündels oder durch Umge bung dieser Schlinge mit einer in einem be nachbarten Faden gebildeten ähnlichen Schlinge in Stellung gehalten wird. Eine Wiederholung dieses Vorganges in Abstän den entlang jedes einzelnen Fadens könnte unter Umständen die gewünschte Garistruk- tur ergeben.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindunngsgemässen Verfahrens wird ein Luftstrom oder ein anderes komprimierbarefi fliessfähiges Medium rasch aus einem be grenzten Raum zur Bildung eines Wirbel bereiches ausgeblasen. Das zu behandelnde Fadenbündel wird in das ausströmende Me dium geführt, so dass das Bündel von diesem getragen wird und die einzelnen Fäden von einandergetrennt und in dem dürchwirbelten Bereich heftig durcheinander gebracht wer den.
Eine blosse Herausführung dieser ge trennten Fäden aus dem durchwirbelten Be reich unter Wiedervereinigung tu einem Bün del vervollständigt die gewünschte Bildung von crunodalen Schleifen und andern Ver- wieklungen in beliebigen Abständen entlang jedes Fadens, wodurch zwischen den einzel nen Fäden unregelmässige Zwischenräunme ent stehen. Die Fäden werden in dem durehwir- belten Bereich so durcheinander gebracht, dass sich Verwicklungen bilden, welche während des Abziehens, des Aufwiekelns und der wei teren Verarbeitung zu einem Garn erhalten bleiben.
Die genannten Beispiele der Erfin dung werden bei den folgenden Erklärungen unter Bezugnahme auf die Zeichnung besser verständlich. Inder Zeichnung, welche bevor zugte Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellt, zeigen: Fig. 1 eine schematisehe perspektivische Ansieht einer Einrichtung zur Herstellung eines voluminösen Garnes ans fortlaufenden Fäden, Fig. 2 eine Seitenansicht eines unbehan delten Fadenbündels, das in den Luftstrahl geführt wird (in beträchtlicher Vergrösse- n2tng ),
Fig. 3 eine Seitenansicht des ans d@eni Luft strahl austretenden Fadenbündels bzw. unfer tigen. Garnes, das nach unten aus drein Wirbel bereich abgezogen wird (vergrössert), Fug. 4 eine Seitenansicht des behandelten G arnes vor Verd@rallun:
g desselben (vergrössert), Fig. 5 eine Seitenansicht des v oluminöseit Garnes na.eli Erteilung eines Dralls (ver- gröss ert) , Fig. 6 eine graphische Darstellung, welche das Ansteigen des Nachlasspunktes (die Span nung, bei welcher die Schleifen anfangen zu verschwinden, gemessen wie nachstehend be- sehrieben) in Funktion von dem dein volumi nösen Garn erteilten Drall zeigt, Fig. 7 eine Seitenansicht eines nach einer andern Ausfülrungsform des Auflockerungs verfahrens behandelten Garnes (vergrössert), Fig.
8 eine Ausführungsform einer zur Durchführung der Durehwirbelung verwende ten Luftdüse, Fig. 9 eine andere Düsenart und Fig. 10 die Anordnung der Fäden bei einem Querschnitt durch ein aus voluminö sem, aus endlosen Fäden bestehendem Garn hergestelltes, Gewebe (in starker Vergrösse rung. ).
In Fig. 1 kann das zu behandelnde, aus endlosen Fäden bestehende Garn von einer beliebigen Quelle zugeführt werden, wie z. B. von einem auf einem Spulenrahmen 21 ange ordneten Garnwickel 20. In der Regel ver wendet man nichtverdrallte Fadenbündel, man kann jedoch auch mit befriedigen dem Ergeb nis verdrahte Fadenbündel verwenden, wenn man die die Fäden trennende Wirkung z. B. durch Anwendung höherer Drücke verstärkt. Das von einer beliebigen Quelle kommende Garn 22' läuft durch Fadenführer 23 und 24, zwischen Förderrollen 25 und 26 zu der Luft düse 27. Diese Düse besteht aus einer an das Fadenführungsrohr 29 angeschraubten oder angeschmiedeten Druckluftleitung 28. Das Fadenführungsrohr 29 ist zum Teil im Schnitt gezeigt.
Die Druckluftleitung und das Faden führungsrohr bilden einen Winkel mitein ander, so dass der dureh das Rohr fliessende Luftstrom stark genug ist, das Garn mitzu führen. Das Rohr 29 braucht nur etwa<B>2,5</B> cm lang zu sein und einen Innendurchmesser von 1,25 mm, zu haben.
Fig. 2 zeigt, wie das in die Luftdüse 27 eintretende Fadenbündel aussieht. Die Fäden verlaufen dabei verhältnismässig gerade ind dicht nebeneinander, was dem Bündel ein rutenähnliches Aussehen gibt. Wie Fig. 3 zeigt, wird das die Luftdüse verlassende Garn durch die Wirbel des Luftstromes auseinander geblasen. Aus Filmaufnahmen ist zu ersehen, dass die einzelnen Fäden von der durehwir- belnden Luft heftig umeinander herumge- sehlagen werden.
Beim Abziehen des Garnes aus dem Wirbelbereich bilden sich in dieser Form gut erkennbare crunodale Schleifen, welche von benachbarten Fäden in dem sich wieder bildenden Fadenbündel durch Rei hungskräfte gehalten werden. Nach Verlassen des Wirbelbereiches und Rückbildung des Garnes kann das Fadenbündel wie in Fig. 4 aussehen. Diese Fäden haben nur einen losen Zusammenhalt, und ein starker Zug würde die Schleifen und Verschlingungen wieder lösen, wenn sie nicht durch eine weitere Behandlung, und zwar zweckmässig durch Zusammendrehen (Verdrallung) der Fäden, stabilisiert werden, damit die Reibungskräfte zwischen den Fä den wirksam werden.
Das lose Fadenbündel wird über die Fa denführer 30 und 31 zu Aufnahmerollen 32 und 33 geführt, von wo es zu einer Auf wickelvorrichtung, wie z. B. der gezeigten Zwirnvorrichtung, läuft. Wie üblich wird dabei dem Garn während des Aufwickelns ein Drall erteilt, indem man das Garn durch einen wandernden Fadenführer 34 laufen lässt, welcher um den auf dem Ringgestell 36 mon tierten Ring 35 gleitet. Das Garn wird auf der von dem Spindelgestell 38 getragenen und durch den Riemen 39 rotierten Spindel 37 ge- sammelt und bildet dort einen Winkel 40 aus dem fertigen.
Garn. Fig. 5 zeigt das Aussehen von auf diese Weise v erdralltem Garn. In dem fertigen Garn können die Schleifen einen grössten Durchmesser von weniger als 1 mm haben.
Diese Schleifen: und die andern Ver wicklungen der einzehien Fäden werden durch die Reibung zwischen den Fäden in Stellung gehalten. Eine Zunahme des Dralles verstärkt diese Reibung zwischen den Fäden und. hält dadurch die Schleifen noch fester in Stellung.
Fig. 6 zeigt die Wirkung eines stärkeren Dralles auf den Naeblasspunkt bei Garnen. Der Nachlasspunkt kann grob ausgedrückt als die Spannung definiert werden, welche vor handen sein muss, damit die Fadenschleifen anfangen zu verschwinden. Es wird so be stimmt, dass man das Garn einer Zugbe- anspruchung aussetzt und auf der erhaltenen, nicht dargestellten Verstreckungs/Zugkraft- kurv e Punkte einträgt.
Zunächst ergibt sieh eine steile, nahezu gerade Linie, welche das Elastizitätsmodul darstellt. Sobald das Garn anfängt zu fliessen , streuen die Punkte in der Regel um eine weniger steile Kurve, welche mit der ersten steilen geraden Linie einen Knickpunkt bildet. In Fig. 6 sind die diesem Knickpunkt entsprechenden Zugspan nungen als Ordinaten aufgetragen.
Für die die Kurve A ergebenden Proben verschiedener Dralle (Abszisse = Drehungen pro Zoll) be ginnt der Nachlasspunkt bei einem niedrigen Wert von 20 g für null Drehungen, steigt dann bei 6 Drehungen pro Zoll rasch auf einen Wert von etwa 64 g an und läuft für mehr als 10 Drehungen pro Zoll Garn in einen Wert von etwa 69 g asymptotisch aus. Die die Kurve A ergebenden Garnproben wurden ge wonnen durch Behandlung eines nichtgedreh ten Garnes mit der geschützten Markenbe zeichnung Acele -Garn von 150 Denier mit 40 Einzelfäden bei einer Zuführungsgeschwin digkeit von 26,4 m/Minute zu einem Luftstrom von 14 Liter/Minute und einem Druck von 1,26 kg/cm2, gemessen bei 760 mm Hg und 21 C. Die Proben besassen nach dieser Be handlung eine Denierzahl von 190.
( Acele ist ein von E. I. Du Pont de Nemours and Company hergestelltes Zelluloseacetatgarn). Man erzielt bei einem Nachlasspunkt von min destens 0,15 g/Denier für übliche Textil- deniers eine ausreichende Zugfestigkeit, ob wohl höhere Nachlasspunkte zweckmässig sind.
Ein Garn, wie es Fig. 7 zeigt, braucht nur wenig oder gar keinen Drall zur Erzielung verhältnismässig hoher Nachlasspunkte. Der Grund für die höhere Festigkeit dieses Garnes liegt in dem häufigen Auftreten von Faden schleifen, welche durch ineinander verwirrte crunodale Fadenschleifen entstanden sind, indem zum Beispiel die Basis von Fadenschlei fen wieder von andern Schleifen oder Schlin- gen umgeben ist. Das ist am deutlichsten an den Punkten a, b und c in Fig. 7 zu erkennen. Beim Versuch, dieses Garn zu strecken, wer den viele andere Schlingen umgebende Schlei fen zugezogen, wodurch eingeschlossene Teile an einer Entwirrung gehindert werden und das Fadenbündel zusammengehalten wird.
Wie Kurve B von Fig. 6 zeigt, die aus Proben von Garnen nach Fig. 7 erhalten wurde, ist bei keinem oder geringem Drall des Garnes der Nachlasspunkt viel höher als bei dem einfachen gemäss Fig. 5. Die zur Erzielung der Kurve B verwendeten Proben wurden aus demselben 40fädigen, 150 Denier Acele Acetatgarn mit null Drehungen wie das für die Kurve A verwendete hergestellt, und zwar unter glei- ehen Bedingungen, nur mit der Ausnahme, dass der Luftdruck vor der Düse auf 1,75kg/cm2 erhöht wurde, was einen Luftstrom von 15,5 Liter/Minute ergab.
Die Denierzahl des erhal tenen Fadens wurde infolge der in Fig. 7 ge zeigten verwickelteren Garnstruktur auf 205 erhöht.
Ein Garn mit der vorstehend beschriebenen Struktur mit ineinander verwickelten Schlei fen wird durch eine Verstärkung der üblichen schleifenbildenden Wirkungen erhalten. Das kann auf verschiedene Weise geschehen, indem man zum Beispiel das Garn längere Zeit innerhalb des Wirbelbereiches hält oder die Durchwirbelung verstärkt, oder indem man den 1)urelrtvir-belttn,s;racl, variiert.
Die Be dingungen, welche einzuhalten sind, um Garn von der in Fig. 5 gezeigten Form in die v er wiekeltere Struktur des Garnes von Fig. 7 oder m eine beliebige zwischen diesen Struk turen liegende Form überzuführen, müssen in jedem einzelnen Fall experimentell be stimmt werden.
Das Garn muss immer durch einen genü gend turbulenten Wirbelbereich geführt wer den, und zwar über eine Strecke, diie lang, genug ist, damit sich die Fäden voneinander trennen und auf die gewünschte Weise verschlincen. Als Dtrreh@virbelun;,smedittm braucht nicht Luft verwendet zu werden, son dern es sind auch andere Gase oder Flüssig keiten. dazu geeignet. Die llethod@e mit einem Luftstrahl ist jedoch so billig und einfach, dass sie bevorzugt werden wird.
Die äusserst einfache, in Fig. 1 gezeigte Luftdüse 27 ist zur Erzielung einer wirk samen Garnbehandlung ausreichend. Ein ein facherer Betrieb und eine wirksamere Aus- nut7ung der Luft ergibt sich indessen bei Verwendung der in Fig. 8 gezeigten abge änderten Düse. Fig. 8 zeigt eine sich erwei ternde Luftdüsenmündung 41 an Stelle des einfachen Fadenführungsrohres 29 von Fig. 1. Eine automatische Durchleitung oder Einfäde lung des Fadens ist durch den als Faden führer dienenden Teil 42 gewährleistet, wel cher ein konisches inneres Ende 43 besitzt, durch welches das Fadenende in einer sol chen Stellung in den Luftstrom eingeführt werden kann, dass es dann von der Luft dureh die Düse 41 mitgerissen wird.
Dieser Teil 42 ist bei 44 in einen Trägerkörper 45 einge schraubt, wodurch eine Regelung des Ab standes zwischen dem konischen Ende 43 und der Eintrittsöffnung in die Luftdüse 41 er- möglirht wird. Die Luft wird durch die Lei tung 28 in die Düse eingeführt.
Bei der in Fig. 9 gezeigten Düse wird die Luft in eine zentrale Kammer 49 innerhalb der Düse eingeleitet, strömt aus der Kammer durch einen schraubenförmigen, von dem Schraubteil 50 gebildeten Durchgang, welcher die Luft in wirbelnde Bewegung versetzt und tritt durch ein Mundsück 51 aus der Düse aus. Dieses Mundstück befindet sich in einen in den Düsenkörper eingeschraubten Stopfen 52. Obwohl es nicht notwendig ist, ist es in der Regel doch günstig, den ausgestossenen Luftstrom aufzufangen und abzulenken. Dies geschieht zum Beispiel mittels einer Prall platte 53, welche lediglich aus einer recht winklig gebogenen und mittels der Schraube 54 an der Düse befestigten Platte besteht.
Das Garn wird durch den Schraubenteil 50 und durch ein Rohr 55 an das Mundstück Herangeführt, wo es von dem Luftstrom auf genommen und durch das Mundstück heraus- gefürt wird. Die für das Rohr und das Mundstück günstigen Durchmesser hängen von dem zu behandelnden Garn ab. Für ein Garn mit etwa 100 bis 400 Denier sind geeig nete Durchmesser 0,58 mm lichte Weite des Rohres und etwa 1,0 mm lichte Weite des Mundstückes. Der Schraubenteil 50, welcher das Rohr 55 trägt, ist in den Düsenkörper eingeschraubt.
Der Abstand zwischen dein innern Ende des Rohres und dem Mundstück wird durch Drehung des Schraubenteils ge regelt, wobei zu diesem Zweck ein Sechskant- kopf 56 mit Mutter 57 am äussern Ende des 8ehraubenteils 50 angebracht sind. Nach ge eigneter Einstellung wird der Schraubenteil von der Sechskantmutter 57 fest in Stellung ge halten. Das eine Ende der Bohrung ist erweitert zur Erleichterung des Einführens des Garnes.
Eine richtige Einstellung bewirkt eine selbsttätige Einfädelung, das heisst wenn ein Garnende in das trichterförmige Einlassende der Bohrung gebracht wird, wird das durch den Luftstrom erzeugte Vakuum das Garn durch die Bohrung ziehen und es durch das Mundstück ausblasen, wodurch die Inbetrieb nahme wesentlich vereinfacht wird.
Eine schnelle Herausführung dies Garnes aus dem Wirbelbereich begünstigt die Güte des Garnes. Diese schnelle Herausführung kann dadurch erfolgen, dass man das Garn aus dem Wirbelstrom herausführt, oder -zieht, oder aber der -Wirbelstrom, kann in anderer Richtung wie das Garn gelenkt werden, und zwar durch bekannte Mittel, wie z.
B. eine mit einem Durchlass für das Garn versehene Prallplatte. Die in Fig. 9 gezeigte Prallplatte 53 kann ein Loch besitzen, durch welches das Garn durchläuft, während der Luftstrom an der Platte nach den Seiten abgelenkt wird. Das Verhältnis der Aufwickelgeschwind'igkeit zu der Geschwindigkeit, mit welcher das Garn zu der Düse geführt wird,
bestimmt den Grad der möglichen Auflockerungswirkung mit, da durch die Aufwickelgeschwindi;gkeit die durch die Schleifenbildung auftretende, Ver kürzung des Garnes beschränkt werden kann. Es folgen einige Zahlenbeispiele: <I>Beispiel 1</I> Die in Fig. 1 gezeigte Einrichtung mit der dort gezeigten Düse wurde zur Behandlung eines matten 40fädigen nicht gedrehten Acele -Zelluloseacetatgarnes von 150 Denier verwendet.
Das Garn wurde für die Behand lung von einer Spule durch die Spannung ab gewickelt, welche durch den Strahl von Stiel stoff erzeugt wurde, wobei zwischen der Spule und der Düse eine Reibung bewirkende Spann vorrichtung angeordnet war, um die Garn geschwindigkeit auf etwa 12 Meter/Minute zu beschränken (berechnet aus der Aufwickel- gesehwindigkeit und dem Verhältnis von End- denier zu Anfangsdenier). In die Düse wurde Stickstoff unter einem Druck von 10,5 kg/cm2 eingeblasen, was einen Gasverbrauch von etwa 11,3 Liter/Minute bei 760 mm und 21 C ergab. Das Garn wurde mit einer Geschwin digkeit von 9,14 m/Minute aufgewickelt, und es wurden ihm auf einer Zwirnvorrichtung 2,35 Drehungen/cm Garnlänge erteilt.
Das fertige voluminöse Garn hatte 195 Denier und der mittlere Durchmesser der Fadenschlingen betrug etwa 0,5 mm, blieb also unter 1 mm.
Die Garnbehandlung werde bei verschie denen Gasdrucken und verschiedenen Garn geschwindigkeiten wiederholt, um den Einfluss dieser Änderungen auf die Grösse der Faden schleifen zu zeigen. Die geänderten Bedin gungen und die dabei erzielten Schleifengrössen sind in Tabelle I angegeben. Die Schleifen grössen sind nur qualitativ angegeben, da sie schwer zahlenmässig zu erfassen sind. Im all gemeinen bedeutet jedoch s. k. (sehr klein), dass die meisten Schlingen bzw. deren Durch messer kleiner als 0,5 mm waren, klein be deutet, dass die überwiegende Schleifengrösse etwa 0,40 bis 0,75 mm betrug, mittel be deutet eine überwiegende Schleifengrösse von etwa 0,5 bis 1,5 mm und gross besagt, dass die meisten Schleifen grösser als 1,5 mm waren.
EMI0008.0006
Tabelle <SEP> I
<tb> Einfluss <SEP> einer <SEP> Änderung <SEP> der <SEP> Verfahrensbedingungen <SEP> auf <SEP> die <SEP> Schleifengrösse
<tb> A <SEP> B <SEP> C <SEP> D
<tb> Gasdruck <SEP> (in <SEP> kg/cm2) <SEP> 10,5 <SEP> 10,5 <SEP> 21 <SEP> 27,3
<tb> Garnzuführungsgeschwindigkeit
<tb> (Meter/Minute) <SEP> 49 <SEP> 28 <SEP> 49 <SEP> 49
<tb> Garnaufwickelgeschwindigkeit
<tb> (Meter/Minute) <SEP> 36,5 <SEP> 16,5 <SEP> 34 <SEP> 32
<tb> Schleifengrösse <SEP> gross <SEP> mittel <SEP> klein <SEP> sehr <SEP> klein Beispiel 2 Die in Fig. 1 gezeigte Einrichtung, jedoch mit der in Fig. 9 gezeigten Düse, wurde zur Behandlung eines nicht gedrehten, 100fädigen, matten Acele -Garnes von 150 Denier ver wendet.
Das Garn wurde mit einer Geschwin digkeit von 19 Meter/Minute in den Luftstrahl eingeführt und nach der Behandlung mit 16,5 Metern/Minute bei einer Spindelgeschwin digkeit von 5800 Umdrehungen/Minute wieder aufgewickelt, wobei dem Garn eine Z-Zwir- nung von 7 Drehungen pro 2 cm Garnlänge erteilt wurde. Der Luftdruck betrug 0,35 kg/cm2 und der Luftverbrauch 5,9 Liter pro Minute. Das fertige Garn besass eine Denierzahl von 175, eine Zugfestigkeit (Nachlasspunkt) von 0,71 g/Denier und eine Dehnung von 20,9%. Unbehandeltes Garn mit Z-Zwirnung bei 3 Drehungen/cm besass eine Denierzahl von 150, eine Zugfestigkeit von 1,2 g/Denier und eine Dehnung von 26 %.
Beispiel 3 In der in Fig. 1 gezeigten Einrichtung, jedoch unter Verwendung der Düse von Fig. 9, wurde ein 80fädiges glänzendes Garn aua Acr51!sä.iirefasern der geschützten llaarke Orlon mit 200 Denier und einem Drall von 0,1.26 Drehungen pro cm behandelt.
Das Garn wurde mit einer Geschwindigkeit von 25 Me- tern/Minute in den Luftstrahl eingeführt. und nach der Behandlung mit einer Gesehwind'i-- keit von 20,8 Metern/Minute bei einer Spindel geschwindigkeit von 4700 Umdrehungen Mi nute wieder aufgewickelt, wobei ihm eine Z-Zwirnung von 7 Drehungen pro 3 cm erteilt wurde. Der Luftdruck betrug 1,05 kg/cm2 und der Luftverbrauch 7,3 Liter/Minute. Das fer tile Garn besass ein Denier von 258, eine Zug festigkeit von 1,98 g/Denier und eine Deh nung von 17,6%. Ein unbehandeltes Z-ge zwirntes Garn mit 7 Drehungen pro 3 cm besass ein Denier von 200, eine Zugfestigkeit von 4,0 und eine Dehnung von 19 %.
<I>Beispiel</I> Die in Fig. 1. gezeigte Einrichtung wurde mit der Düse von Fig. 9 zur gleichzeitigen Mischung und Behandlung von einem 60fädi- gen glänzenden, mit 0,8 Drehungen/cm S-ge- zwirnten, 150 Denier Textil ans Viskosekunst seidegarn der geschützten Marke Cordura und einem 40fädigen, nicht gedrehten matten Acele -Zelluloseacetatgarn von 150 Denier verwendet. Die beiden Garne wurden von ge trennten Spulen abgewickelt und mit einer Geschwindigkeit von 19 Metern/Minute zusam men in den Luftstrahl geführt.
Die behandel ten gemischten Garne wurden mit einer Ge schwindigkeit von 16,5 m/Minute und einer Spindelgeschwindigkeit von 5820 Umdrehun- gen/Minute wieder aufgewiekelt, wobei dem Garn eine Z-Zwirnung von 7 Drehungen pro 2 cm erteilt wurde. Der Luftdruck betrug 0,7 kg/cm2 und der Luftverbrauch 7,08 Liter/ Minute. Das fertige gemischte Garn besass ein Denier von 342, eine Zugfestigkeit von 0,74 g/Denier und eine Dehnung von 12,7 %. Ein ähnliches gemischtes Garn, welches nicht aufgelockert wurde, besass ein Denier von 300, eine Zugfestigkeit von 1,27 und eine Dehnung von 16 %. In den Beispielen 1 bis 4 würde durch die Behandlung die Denierzahl um 30,0% bzw. 16,7 bzw. 29,0 bzw. 14,0% erhöht. Das ist ein gewisser Hinweis auf das Ausmass der Schleifenbildung in den Fäden.
Es wird da durch jedoch nicht die erstaunliche Vergrösse- rung des Umfanges angezeigt, welche das Garn durch diese Verwindungen erfährt, indem die Fäden dadurch voneinander in einem Abstand gehalten werden. Im allgemei nen beträgt diese Vergrösserung des Umfanges für gewickeltes Garn mindestens 80 %. Wie die folgenden beiden Beispiele zeigen, wird mich das spez. Volumen um mindestens 80 % vergrössert. Beispiel 5 In der Einrichtung von Fig. 1, jedoch unter Verwendung der in Fig. 8 gezeigten Düse wurde ein 30fädiges glänzendes Garn aus Acrylsäurefasern der geschützten Marke Orlon von 75 Denier und einer Z-Zwirnung von 0,12 Drehungen pro cm behandelt.
Das Garn wurde mit einer Geschwindigkeit von 50,0 Metern/Minute in den Luftstrahl geführt, mit Luft behandelt, welche unter einem Druck vorn 5,6 kg/cm2 zugeführt wurde und wurde nach der Behandlung mit einer Geschwindig keit von 41,0 m/Minute unter S-Zwirnung mit 1,2 Drehungen/cm wieder aufgewickelt. Das Garn wurde unter einer Spannung von 20 g auf eine für eine genaue Messung des Volu mens geeignete Spule aufgewickelt. Das spei. Garnvolumen betrug 3,3 cm3/g verglichen mit 1,2 cm3/g für das unbehandelte Garn, was einer spez. Volumenzunahme von 175% ent spricht. Das Volumen war wesentlich grösser als das von sonst vergleichbarem gesponnenem Stapelgarn.
Beispiel 6 In der in Fig. 1 gezeigten Einrichtung, jedoch unter Verwendung der Düse von Fig. 8, wurde ein nicht gedrehtes mattes Acele - Zelluloseaeetatgarn von 150 Denier behandielt. Zwei dieses Garn bildende Fadenstränge wur den gleichzeitig mit einer Geschwindigkeit von 19,7 in/Minute in den Luftstrahl geführt, mit Luft behand & t, welche unter einem Druck von 0,
703 kg/cm-9 zugeführt wurde und das vereinigte behandelte Garn wurde mit 1.6,5 m/Minute unter einer Spannung von 68 g -Lind Z-Zwirnung mit 3,15 Drehungen/cm wie- Das spei. Garnvolumen be- trug 2,0 cm3/g verglichen mit 1,1 cm3/g für das unbehandelte Garn, was einer Volumen zunahme von 82% entspricht, obwohl das Garn sogar unter beträchtlicher Spannung aufgewickelt wurde.
Da die Garnbehandlung zur Verbesserung der Eigensehaften von Geweben erfolgt, in welchen dieses Garn verwendet wird, wird die erzielte Volumenzunahme am besten durch Beobachtungen an solchen Geweben gezeigt. <I>Beispiel</I> Unbehandelte, aus fortlaufenden Fäden be stehende Viskosekunstseidegarne, zur Auflocke rung behandelte Garne und Garne aus auf kurze Stapel geschnittenen Fäden wurden je zu 2 ¿ 2 Köpergewebe verarbeitet. Ein Ver gleich der Ergebnisse ist in Tabelle II gezeigt. Dass spei. Volumen wurde naeh einem stan dardisierten Messverfahren gemäss Blatt D-76-49 der American Standards of Measures (ASTM) bei 0,21 kg/cm2 Druck gemessen.
EMI0010.0001
Tabelle <SEP> II
<tb> Vergleich <SEP> von <SEP> Geweben, <SEP> welche <SEP> aus <SEP> drei <SEP> Viskosekunstseidegarnen <SEP> gesponnen <SEP> wurden
<tb> Spez.
<tb> Garnart <SEP> Garndenier <SEP> Gewbe <SEP> Dicke <SEP> Gewicht <SEP> Volumen
<tb> Nr. <SEP> in <SEP> mm <SEP> g/m2 <SEP> cm3/g
<tb> unbehandelt <SEP> 300 <SEP> 63 <SEP> X <SEP> 60 <SEP> 0,33 <SEP> 170 <SEP> 1,9
<tb> behandelt <SEP> 340 <SEP> 64 <SEP> X <SEP> 68 <SEP> 0,534 <SEP> 202 <SEP> 2,6
<tb> gesponnene
<tb> Stapelfasern <SEP> 313 <SEP> 68 <SEP> X <SEP> 62 <SEP> 0,495 <SEP> 191 <SEP> 2,
6 <I>Beispiel 8</I> Flachgewebe von vergleichbarer Nummer wurden je aus unbehandeltem und behandel tem Garn aus Orlon -Acrylsäurefasermate- rial und aus Stapelgarn aus demselben Mate rial hergestellt. Das spez. Volumen des Ge- weben wurde nach dem im Beispiel 7 erwähn ten ASTM-Standardverfahren D-76-49 unter einem Druck von 0,21 kg/cm2 bestimmt. Ein Vergleich der Ergebnisse ist in Tabelle III gezeigt.
EMI0010.0007
Tabelle <SEP> III
<tb> Vergleich <SEP> von <SEP> aus <SEP> drei <SEP> verschiedenen <SEP> Orlon -Acrylsäuregarnen <SEP> erzeugten <SEP> Geweben
<tb> Spez.
<tb> Garnart <SEP> Garndenier <SEP> Gewebe <SEP> Dicke <SEP> Gewicht <SEP> Volumen
<tb> Nr. <SEP> in <SEP> mm <SEP> g/m2 <SEP> cm3/g
<tb> unbehandelt <SEP> 100 <SEP> 81, <SEP> X <SEP> 72 <SEP> 0,152 <SEP> 72 <SEP> 2,1
<tb> behandelt <SEP> 125 <SEP> 80 <SEP> X <SEP> 61 <SEP> 0,38 <SEP> 80 <SEP> 4,8
<tb> gesponnene
<tb> Stapelfasern <SEP> 133 <SEP> 93 <SEP> X <SEP> 60 <SEP> 0g18 <SEP> 115 <SEP> 2,8 Die in Beispiel 7 und 8 erhaltenen Er gebnisse zeigen, da.ss die aus den zur Auf lockerung behandelten Garnen hergestellten Gewebe gegenüber dien aus dem üblichen,
aus fortlaufenden Fäden bestehenden unbehandel- ten Garnen hergestellten Geweben ein wesent- lieh höheres spez. Volumen besitzen. In der Regel beträgt diese Volumenzunahme, gemes sen unter den beschriebenen strengen Bedin gungen, mindestens 30 0/0. Die Ergebnisse zei- gen auch, dass dass voluminöse Garn in dieser Beziehung gesponnenem Stapelgarn gleich wertig oder sogar überlegen ist. Die Art und Weise, in welcher die Fäden des Garnes von einander in Abstand gehalten werden, ist in Fig. 70 veranschaulicht.
Ein ans einem valu- minösen Garn hergestelltes Gewebe wurde in Methacrylsäuremethylester eingetaucht, worauf das Monomere polymerisiert wurde, um die Fäden in einer festen Stellung zu halten. Dann, wurde ein 50 Mikron dicker Quer schnitt von dein Gewebe genommen. Der Schnitt war zu dünn, um die Fadenverschlin gungen als solche zu zeigen, jedoch ist aus der Reproduktion einer Photomikrographie des Schnittes in Fig. 10 deutlich zu sehen, wie diese Schleifen und Verschlingungen die ein zelnen Fäden voneinander in einem Abstand halten. Schnitte durch in der Schnittebene liegende Schleifen erscheinen als unregel mässig geformte Flecken oder Punkte.
Die Mindestanzahl von Fäden eines Bündels, wel- ehes in befriedigender Weise zu dem volumi nösen Garn verarbeitet werden kann, ändert sieb mit der Faser und hängt von Faktoren, wie z. B. der Oberflächenglätte, dem Faden denier und dem Biegungsmodul ab. Jedes end lose, vielfädige, in der Textilindustrie als Garn bezeichnete Material kann jedoch in die ser aufgelockerten, voluminösen Form herge stellt werden. Das beschriebene Verfahren wurde mit Erfolg auf die Erzeugung von voluminösem Garn aus einer grossen Zahl handelsüblicher Fasern angewendet, wie aus Tabelle IV zu ersehen ist. In dieser Tabelle ist. das Ausgangsmaterial mit Zahlen gekenn zeichnet, welche die Denierzahl des Garnes, die Fadenanzahl und die Drehungen/Zoll bzw.
die Zwirnungsart - wenn das Garn über haupt gedreht wurde - angeben. Die Han delsnamen sind ebenfalls angegeben. Ge schützte Marken sind folgende Bezeichnungen: Acele , Dacron , Orion , Vinyon , For- tisan , Fiberglas . Die Bezeichnung Nylon bezieht sich auf Polyhexamethylenadipinsäure- amid und Polythen auf polymerisierte Äthylenfasern. Orion , Acele und Da- cron sind geschützte Marken von E. I. Du Pont de Nemours and Company für Fasern aus Acrylsäure bzw. Celluloseacetat bzw. Polyester. Vinyon ist ein von der Union Carbide Corp. erzeugtes Misehpolymerisat aus Vinylchlorid und Acrylsäurenitril.
Fortisan ist eine hochfeste, durch Verseifung von Celluloseacetat regenerierte Kunstseide, die von der Celanese Corporation von Amerika hergestellt wird. Fiberglas ist von der Ownes Corning Fiberglas Corp. gesponnenes Glas. In den Beispielen von Tabelle IV wurde die in Fig. 8 gezeigte Düse mit dem in, kg/em'' angegebenen Luftdruck verwendet.
Der Luft verbrauch ist in Litern/Minute bei 760 mm lIg und 21 C und die Garngeschwindigkeit ist in Meter/Minute angegeben.
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Tabelle <SEP> IV
<tb> Herstellung <SEP> von <SEP> gelockertem, <SEP> voluminösem <SEP> Garn <SEP> aus <SEP> verschiedenen <SEP> Materialien
<tb> Garngeschwindigkeit <SEP> Luft- <SEP> Luft- <SEP> Fnd Nr. <SEP> Ausgangsmaterial <SEP> Zuführung <SEP> Aufwickeln <SEP> druck <SEP> verbrauch <SEP> denier
<tb> 9 <SEP> (70-34-¸ <SEP> Z <SEP> Nylon)
<tb> (150-40-0 <SEP> Acele ) <SEP> 46 <SEP> 32 <SEP> 3,65 <SEP> l9,2 <SEP> 286
<tb> 10 <SEP> (70-34-¸ <SEP> Z <SEP> Nylon)
<tb> (75-30-0 <SEP> Visc. <SEP> Kunsts.) <SEP> 46 <SEP> 37,5 <SEP> 3,65 <SEP> 19,2 <SEP> 169
<tb> 11 <SEP> (70-34-¸ <SEP> Z <SEP> Nylon)
<tb> (75-30-0 <SEP> Visc.
<SEP> Kunsts.) <SEP> 75 <SEP> 60 <SEP> 3,65 <SEP> 18,7 <SEP> 161
<tb> 12 <SEP> 70-34-¸ <SEP> Z <SEP> Dacron <SEP> 46 <SEP> 35 <SEP> 3,37 <SEP> 34,0 <SEP> 80
<tb> 13 <SEP> 40-34-¸S <SEP> Dacron <SEP> 28 <SEP> 24 <SEP> 3,65 <SEP> 24,9 <SEP> 50
<tb> 14 <SEP> 40-34-¸S <SEP> Dacron <SEP> 23 <SEP> 17,5 <SEP> 3,44 <SEP> 35,1 <SEP> 54
<tb> 15 <SEP> (40-34-¸S <SEP> Dacron )
<tb> (150-40-0 <SEP> Acele ) <SEP> 22 <SEP> 16,5 <SEP> 3,51 <SEP> 35,4 <SEP> 247
<tb> 16 <SEP> (40-13-¸ <SEP> Z <SEP> Nylon)
<tb> (150-40-0 <SEP> Acele ) <SEP> 22 <SEP> 16,5 <SEP> 3,51.
<SEP> 35,4 <SEP> 240
<tb> 17 <SEP> (40-13-¸Z <SEP> Nylon)
<tb> (150-40-0 <SEP> Acele ) <SEP> 137 <SEP> 102 <SEP> 3,51 <SEP> 20,1 <SEP> 212
<tb> 18 <SEP> 40-13-¸ <SEP> Z <SEP> Nylon <SEP> 46 <SEP> 33 <SEP> 2,81 <SEP> 30,0 <SEP> 46
<tb> 19 <SEP> 300-80-0 <SEP> Acele <SEP> 44 <SEP> 37,5 <SEP> 3,51 <SEP> 33,4 <SEP> 359
<tb> 20 <SEP> 300-50-0 <SEP> Visc. <SEP> Kunsts. <SEP> 44 <SEP> 37,5 <SEP> 3,51 <SEP> 33,4 <SEP> 345
<tb> 21 <SEP> 300-120-0,3 <SEP> Z <SEP> Orion <SEP> 44 <SEP> 37,5 <SEP> 3,51 <SEP> 33,4 <SEP> 354
<tb> 22 <SEP> 280-136-¸Z <SEP> Nylon <SEP> 44 <SEP> 37,.5 <SEP> 3,65 <SEP> 33,7 <SEP> 340
<tb> 23 <SEP> 289-136-¸Z <SEP> Dacron <SEP> 44 <SEP> 38,5 <SEP> 4,22 <SEP> 35,4 <SEP> 301
<tb> 24 <SEP> (100-60-0 <SEP> Visc.
<SEP> Kunsts.)
<tb> (150-40-0 <SEP> Acele ) <SEP> 35 <SEP> 24 <SEP> 4,78 <SEP> 36,2 <SEP> 319
<tb> 25 <SEP> (70-34-¸Z <SEP> Nylon)
<tb> (100-60-0 <SEP> Visc. <SEP> Kunsts.) <SEP> 35 <SEP> 24 <SEP> 4,78 <SEP> 39,1 <SEP> 203
<tb> 26 <SEP> (100-40-0,3Z <SEP> Orion )
<tb> (100-60-0 <SEP> Visc. <SEP> Kunsts.) <SEP> 35 <SEP> 24 <SEP> 4,78 <SEP> 36,2 <SEP> 243
<tb> 27 <SEP> (100-60-0 <SEP> Visc.
<SEP> Kunsts.)
<tb> (70-34-¸Z <SEP> Dacron ) <SEP> 35 <SEP> 24 <SEP> 4,78 <SEP> 36,2 <SEP> 201
<tb> 28 <SEP> Chinarohseide <SEP> 19 <SEP> 17,5 <SEP> 5,34 <SEP> 38,0 <SEP> 149
<tb> 29 <SEP> 130-160-3Z <SEP> Vinyon <SEP> N <SEP> 22 <SEP> 16,5 <SEP> 3,51 <SEP> 34,2 <SEP> 164
<tb> 30 <SEP> 90-120-3Z <SEP> Fortisan <SEP> 19 <SEP> 15,5 <SEP> 3,02 <SEP> 31,4 <SEP> 106
<tb> 31 <SEP> 108-60 <SEP> Casein <SEP> 19 <SEP> 16,5 <SEP> 3,51 <SEP> 26,3 <SEP> 130
<tb> 32 <SEP> 110-115 <SEP> Fiberglas <SEP> 19 <SEP> 18,5 <SEP> 4,92 <SEP> 36,8 <SEP> 112
<tb> 33 <SEP> 66-20-7Z <SEP> Poly <SEP> then <SEP> 19 <SEP> 16,5 <SEP> 2,88 <SEP> <B>30,3</B> <SEP> 76 Das voluminöse Garn hat die günstigen Eigenschaften von gesponnenem Stapelgarn, wobei jedoch nicht endlose Fäden zu Stapel fasern geschnitten und diese dann zu Garn verarbeitet zu werden brauchen.
Das volumi nöse Garn, wird einfach und auf wirtschaft liche Weise unmittelbar aus dem zunächst bei der Herstellung synthetischer Fasern erzeug ten endlosen Fadenbündel hergestellt, und zwar mit einer wenig umfangreichen Einrieh- tung. Das erhaltene voluminöse Garn ist Stapelgarn für viele Zwecke überlegen, da es keine losen Fadenenden aufweist. Es kann jedoch auch in dieser Beziehung gegebenen falls Stapelgarn ähnlich gemacht werden, indem man die herausstehenden Fadenschlei fen zur Bildung loser Enden absehüeidet.
Aus dem völuminösen Garn hergestellte, nicht weiter behandelte Gewebe fühlen sich für ge wöhnlich steifer an als aus dem entspre chenden Stapelgarn hergestellte, was sie zur Verwendung als Draperien, für Anzüge, Mäntel usw. geeianeter macht.
Dis Garn ist gleichmässig genug, um leicht in Textilmaschinen verarbeitet zu werden und äusserst gleichmässige Gewebe zu ergeben, ohne dass dabei das Volumen oder der Faserzusam menhalt verringert wird, was für einige mechanisch gekräuselte Garne, welche ein zu regelmässiges Strukturgefüge haben, charakte ristisch ist. Das Garn wurde ohne Sehwie- riakeit sowohl auf automatischen Web stühlen als auch in automatischen Strick maschinen verwendet. Das erhöhte Deck vermögen von aus dem voluminösen Garn her gestellten Geweben ermöglicht es, aus der glei chen Gewichtsmenge Garn ein grösseres Ge webe herzustellen. Ausserdem wird der An wendungsbereich der künstlichen Fasern sehr erweitert, was den Ersatz von teuren oder knappen Fasern für viele Verwendungs zwecke ermöglicht.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass Fäden mit äusserst feinem Denier zu einem leichten voluminösen Garn vereingt werden können, das äusserst gleichmässig aussieht und für das es kein entsprechendes Stapelgarn gibt. Es können gleichzeitig Fäden versehie- dener Art zu Garnen verarbeitet werden, so dass eine günstige Mischung von Fasereigen schaften zustande kommt. Man kann das zu behandelnde vielfädige Material auch nur stellenweise im Wirbelbereich auflockern, wodurch man ein Effektgarn mit abwechselnd glatten Längsabschnitten und aufgelockerten Bereichen erhält.
Die Einfachheit der beschriebenen Behand lungsweise ermöglicht ihre Anwendung in verschiedenen Stufen der Garnherstellung oder während des Aufwickelns, ohne dass dabei der Arbeitsgang unterbrochen zu wer den braucht und ohne grössere Einrichtungs- kosten. Die Einrichtung erfordert nur wenig Überwachung und nur sehr geringe Unter haltskosten, dpa, keine beweglichen Teile und keine T'empera'tur- oder Feuchtigkeitsrege lungen erforderlich sind.
Bulky yarn as well as the process for its manufacture and the device for carrying out the process With the exception of silk, all natural, animal, vegetable and mineral fibers are only found in relatively short lengths. The production of a thread from such staple fibers is time-consuming and usually requires a number of my interdependent process steps to unite the fibers, to unite them into an endless bundle and to straighten the bundle with simultaneous rotation in order to avoid that too many fibers slide past each other and break away from the bandage. Further process stages in the spinning process then finally result in glass yarn suitable for textile purposes.
All or almost all synthetic fibers are produced as endless threads. Forming a yarn from endless threads is much easier than processing staple fibers. Yarns consisting of endless threads can be made very strong because they have no loose ends that cannot transmit any attacking forces. Because of their extremely high uniformity, that is to say because of the lack of irregularities, however, conventional yarns made from endless threads are much thinner than the corresponding yarns made from staple fibers. The threads in the yarn lie next to each other and adjacent yarn lengths hardly have any space in between in woven fabrics made from them.
This compactness limits the space that is available for receiving the heat-insulating air. The lack of air confinement spaces, however, greatly reduces the usefulness of such endless filament fabrics. Lightness, adaptability, and heat retention are essential for many uses. Hence it has been up until now. a large amount of the total production of continuous threads from such fiber material, such as. B. Viscose rayon, cellulose acetate, nylon and polyacrylic acid nitrile cut into short lengths, which were then processed into staple yarn.
Efforts to date to produce yarn from endless threads, which have the favorable properties of staple yarn, have been unsuccessful. These efforts were directed in: First and foremost, a change in the internal structure of the threads, e.g. B. by physical or chemical degradation.
Mechanical crimping or twisting of filaments resulted in wavy or spiral fibers, but their properties were disappointing. Similar unsatisfactory results were obtained when the spinneret was given a movement and the spun threads were subjected to a previous treatment. All known methods were inadequate for one reason or another, e.g.
B. because they resulted in filaments with insufficient volume, an unfavorable strength or otherwise an undesirable change in the fiber properties such as lack of dimensional stability or because the processes were cumbersome and expensive: The present invention aims to eliminate these disadvantages and a yarn to produce from endless threads that is at least as voluminous as a staple yarn spun from comparable fibers, which means that it has about the same average number of fibers per cross-section.
The invention relates to a voluminous yarn, consisting of a large number of threads, which is characterized in that at least some of its individual threads form loops, each of these loops disappearing on its own on the individual thread detached from the thread under tensile stress without a knot, and in which loops at least one crossing point is present in the projection perpendicular to a plane that is determined.
through a straight line parallel to the yarn axis and through the middle of the connecting line of the loop end points and through the point of the loop furthest away from the straight line, at least some of these loops separating the individual threads of the yarn, and that these loops are kept by frictional forces in the yarn.
The invention also relates to a method for producing such a yarn, in which a bundle of endless threads is passed through a flowing medium, which method is characterized in that such a swirl region is formed in the flow that the individual threads of the bundle separates from each other and on the individual threads it generates the loops mentioned, and that the threads thus obtained are brought together again to form a thread bundle.
The term yarn is understood here to mean a thread bundle that can be untwisted or twisted, and the individual threads of which are so close together that, due to the existing friction forces between the individual threads, the loops mentioned in the thread are maintained even under tensile stress up to the thread's tear-off point, thus maintain their shape and position in the single thread. Since it is possible to cut open the loops protruding from the surface of the yarn after the yarn has been produced, the yarn according to the invention does not include one made of endless threads, but also one in which at least some of the threads are not endless, i.e. staple fibers are.
The definition of the type of loop as given in the above characterization of the yarn according to the invention corresponds to the English expression cruodal loop.
Since there is currently no term corresponding to this English expression in German language use, loops of the type mentioned are referred to as crunodal loops or erunodal windings for the sake of simplicity in the following description.
Crunodal loops are loops made of a single thread, which disappear under tensile stress without knotting, and at which there is at least one intersection point when the loop is viewed in the projection perpendicular to a plane that is defined by a plane parallel to the axis of the yarn and straight line going through the center of the connecting line of the loop endpoints and the point of the loop furthest away from the straight line mentioned.
The thread forming the loop does not have to touch one another, although this is the preferred form of such an erinal loop. The single loop can also have several clear openings, that is to say several intersection tracks in the projection. Some of the clear openings can be so small that the loop at this point appears as a single thread that has been twisted around.
For the yarn according to the invention it is only essential that there are such crti: nodal loops in one. Has part or all of the individual threads. In addition to the cr2modal loops, there may be other twists on the threads. which do not correspond to the definition of crunodal, and which, depending on the language used, with the expressions. Loops, loops, squiggles, knots, meshes entanglements, crimps (wavy or helical), etc. denote who the.
The crunodal and any other windings that may still be present hold the individual threads of the yarn apart, so that air pockets arise in the yarn that make it voluminous, easily adaptable and heat-retaining like a yarn made from spun staple fibers. The erunodal loops of a single thread or various adjacent threads can be twisted and interlocked. It is also possible that crunodal loops are intertwined and entangled with other, non-crumodal twists of the threads.
An embodiment of a yarn according to the invention is also of finer denier than can be conveniently spun from staple fibers. Another example of such a Gatzies according to the invention has the same or greater size than a comparable staple yarn without the threads forming the yarn being roughened or cut and without their structure being destroyed or otherwise changed.
An example of the method enables fast and economical treatment of an ordinary bundle of endless threads, the order of the bundle in the finished yarn being largely increased without the use of moving mechanical parts other than the winding bobbin.
All of the existing crunodal loops must help to keep the individual threads of the yarn apart. There are loops that can protrude from the yarn and therefore do nothing to keep the individual threads apart and to increase the intrinsic voluinity of the yarn. In particular, with relatively thin yarns, many crunodal loops will lie on the surface of the yarn or protrude from it. The loops can then also have a clear opening which is larger than the thread diameter, so that only a part of such a loop lies inside the thread and participates in keeping the individual threads apart.
In any case, a part of the total number of loops or a part of the individual loops always lies in the interior of the yarn and causes the required separation of the individual threads in the yarn. On the other hand, the loops protruding from the yarn and the loops located exclusively on the surface also contribute to increasing the volume of the yarn.
Since the starting bundle of endless threads is considerably shortened when carrying out the fiction, according to the method as a result of the formation of loops, it goes without saying that the winding speed of the finished yarn must be less than the feed speed of the untreated thread bundle to the flowing medium in order to avoid old ones Avoid tension,
which cause the destruction of the loops generated on the individual threads and other twists. would.
The present invention finally also relates to a device for carrying out the yarn manufacturing process, which is characterized by a nozzle for creating a vortex area in the flow of a medium supplied under pressure,
Means for the continuous implementation of a bundle of endless threads through the vortex area and means for pulling the threads out of the vortex area to form a yarn.
The individual thread turns can in examples of such yarns in different Ab stands on the threads knots, loops, screws, spirals or tangles bil the. The most striking properties of such yarns made of continuous threads are its scope and the presence of many erunodal thread loops distributed irregularly along their surface. These visible thread loops contribute to the loosening of the cxarnes,
however, the less noticeable windings of the individual threads within the yarn result in a lateral distance between the individual threads, which is important for loosening the yarn and the resulting heat retention capacity of items of clothing made from the weave of this yarn .
The turns of the individual threads can be preserved despite the twist imparted to the yarn. The absence of internal structural changes in the threads can be shown by untwisting the thread and taking it apart, whereupon the individual threads essentially return to their original shape. If usually straight threads are used to produce the voluminous yarn, essentially straight threads are obtained when the yarn is separated.
Of course, crimped, wavy or curled endless threads could also be processed and these threads would again assume their corresponding initial shape after being separated from the thread. A certain decrease in tensile strength below that of an ordinary yarn, i.e. without turns of continuous threads, is to be expected, since at any given point in the voluminous yarn some threads are not kept under tension under tensile stress. However, this can be limited to a minimum or compensated for by a stronger rotation or by the formation of loops described below within a loop.
A similar yarn could be made from a bundle of endless threads by laborious processing by hand. To do this, you would have to separate a single thread and form slack spots in it, which then serve to create a loop in the thread, the thread being in position by rotating the thread bundle or by surrounding this loop with a similar loop formed in an adjacent thread is held. Repeating this process at intervals along each individual thread could, under certain circumstances, result in the desired garistructure.
In a preferred embodiment of the process according to the invention, an air stream or another compressible, flowable medium is blown rapidly out of a limited space to form a vortex area. The thread bundle to be treated is guided into the outflowing medium so that the bundle is carried by it and the individual threads are separated from each other and violently mixed up in the swirled area.
A mere removal of these separated threads from the swirled area and reunification in a bundle completes the desired formation of crunodal loops and other flaps at any distance along each thread, which creates irregular gaps between the individual threads. The threads are mixed up in the swirled area in such a way that tangles are formed, which are retained during the pulling off, the unwinding and further processing into a yarn.
The examples mentioned of the invention can be better understood in the following explanations with reference to the drawing. In the drawing, which shows preferred exemplary embodiments of the invention: Fig. 1 is a schematic perspective view of a device for producing a voluminous yarn on the continuous thread, Fig. 2 is a side view of an untreated thread bundle that is guided into the air jet (in considerable Enlargement n2tng),
3 shows a side view of the thread bundle exiting the air jet or unfer. Yarn that is pulled down from the three swirl area (enlarged), Fug. 4 a side view of the treated yarn before Verd @ rallun:
g of the same (enlarged), FIG. 5 a side view of the voluminous yarn na.eli issuing a twist (enlarged), FIG. 6 a graphical representation showing the increase in the point of release (the tension at which the loops begin to disappear, measured as described below) as a function of the twist imparted to the voluminous yarn, FIG. 7 shows a side view of a yarn treated according to another embodiment of the loosening process (enlarged), FIG.
8 shows an embodiment of an air nozzle used to carry out the turbulence, FIG. 9 shows a different type of nozzle, and FIG. 10 shows the arrangement of the threads in a cross-section through a woven fabric made from voluminous yarn consisting of endless threads (in high magnification.) .
In Fig. 1, the continuous filament yarn to be treated may be supplied from any source such as e.g. B. of a on a bobbin frame 21 is arranged yarn package 20. As a rule, ver you use non-twisted bundles of threads, but you can also use wired thread bundles with satisfactory result if you have the thread separating effect z. B. reinforced by applying higher pressures. The yarn 22 'coming from any source runs through thread guides 23 and 24, between conveyor rollers 25 and 26 to the air nozzle 27. This nozzle consists of a compressed air line 28 screwed or forged onto the thread guide tube 29. The thread guide tube 29 is partially in section shown.
The compressed air line and the thread guide tube form an angle with one another so that the air flow flowing through the tube is strong enough to carry the thread with you. The tube 29 only needs to be about 2.5 cm long and have an inside diameter of 1.25 mm.
Fig. 2 shows what the thread bundle entering the air nozzle 27 looks like. The threads run relatively straight and close to one another, which gives the bundle a rod-like appearance. As FIG. 3 shows, the yarn leaving the air nozzle is blown apart by the vortices of the air flow. From film recordings it can be seen that the individual threads are violently beaten around one another by the whirling air.
When the yarn is withdrawn from the vortex area, clearly recognizable crunodal loops are formed in this form, which are held by neighboring threads in the re-forming thread bundle by Rei approximate forces. After leaving the vortex area and regression of the yarn, the thread bundle can look like in FIG. These threads only have a loose cohesion, and a strong pull would loosen the loops and entanglements again, if they are not stabilized by further treatment, expediently by twisting (twisting) the threads, so that the frictional forces between the threads are effective will.
The loose thread bundle is denführer on the Fa 30 and 31 to take-up rollers 32 and 33, from where it is to a winding device such. B. the twisting device shown runs. As usual, the yarn is given a twist during the winding process by letting the yarn run through a traveling thread guide 34 which slides around the ring 35 mounted on the ring frame 36 mounted on it. The yarn is collected on the spindle 37 carried by the spindle frame 38 and rotated by the belt 39 and there forms an angle 40 from the finished product.
Yarn. Fig. 5 shows the appearance of yarn twisted in this way. In the finished yarn, the loops can have a largest diameter of less than 1 mm.
These loops and the other turns of the individual threads are held in place by the friction between the threads. An increase in the twist increases this friction between the threads and. thereby holds the loops even more firmly in place.
Fig. 6 shows the effect of a stronger twist on the blow point in yarns. The point of release can roughly be defined as the tension that must be present for the thread loops to start to disappear. It is determined that the yarn is exposed to tensile stress and points are entered on the drawing / tensile force curve (not shown) obtained.
First of all, you see a steep, almost straight line, which represents the modulus of elasticity. As soon as the yarn begins to flow, the points usually scatter around a less steep curve, which forms an inflection point with the first steep straight line. In Fig. 6, the tensile stresses corresponding to this break point are plotted as ordinates.
For the samples of different twists (abscissa = twists per inch) yielding curve A, the slack point starts at a low value of 20 g for zero twists, then increases rapidly at 6 twists per inch to a value of about 64 g and runs for more than 10 twists per inch of yarn results in a value of approximately 69 g asymptotically. The yarn samples resulting in curve A were obtained by treating a non-twisted yarn with the protected brand name Acele yarn of 150 denier with 40 monofilaments at a feed rate of 26.4 m / minute to an air flow of 14 liters / minute and one Pressure of 1.26 kg / cm2, measured at 760 mm Hg and 21 C. The samples had a denier number of 190 after this treatment.
(Acele is a cellulose acetate yarn manufactured by E. I. Du Pont de Nemours and Company). With a slack point of at least 0.15 g / denier, sufficient tensile strength is achieved for normal textile deniers, although higher slack points are more appropriate.
A yarn, as shown in FIG. 7, needs little or no twist to achieve relatively high points of release. The reason for the higher strength of this yarn lies in the frequent occurrence of thread loops, which have arisen from tangled crunodal thread loops in that, for example, the base of thread loops is again surrounded by other loops or loops. This can be seen most clearly at points a, b and c in FIG. When trying to stretch this yarn, who the many other loops surrounding loops are drawn, whereby trapped parts are prevented from untangling and the thread bundle is held together.
As curve B of FIG. 6 shows, which was obtained from samples of yarns according to FIG. 7, with little or no twist of the yarn the slack point is much higher than with the simple one according to FIG. 5. The samples used to achieve curve B were made from the same 40 ply, 150 denier Acele acetate yarn with zero twists as that used for curve A, under the same conditions, except that the air pressure in front of the nozzle was increased to 1.75 kg / cm2, which is gave an air flow of 15.5 liters / minute.
The denier of the yarn obtained was increased to 205 as a result of the more tangled yarn structure shown in FIG.
A yarn having the above-described structure with interlaced loops is obtained by enhancing the usual loop-forming effects. This can be done in different ways, for example by keeping the yarn within the vortex area for a longer time or by increasing the vortex, or by varying the 1) urelrtvir-belttn, s; racl.
The conditions which must be observed in order to convert yarn from the form shown in FIG. 5 into the more twisted structure of the yarn from FIG. 7 or any form lying between these structures must be experimentally determined in each individual case will.
The yarn must always be passed through a sufficiently turbulent vortex area, over a distance that is long enough for the threads to separate from one another and interlock in the desired manner. Air does not need to be used as a Dtrreh @ virbelun;, smedittm, but other gases or liquids are also used. suitable for this. However, the llethod @ e with an air jet is so cheap and simple that it will be preferred.
The extremely simple air nozzle 27 shown in Fig. 1 is sufficient to achieve an effective yarn treatment. Simpler operation and more effective utilization of the air results, however, when the modified nozzle shown in FIG. 8 is used. Fig. 8 shows a widening air nozzle mouth 41 instead of the simple thread guide tube 29 of Fig. 1. An automatic passage or Einfäde development of the thread is ensured by serving as a thread guide part 42, wel cher has a conical inner end 43, through which the thread end can be introduced into the air flow in such a position that it is then entrained by the air through the nozzle 41.
This part 42 is screwed into a support body 45 at 44, whereby a regulation of the stand between the conical end 43 and the inlet opening in the air nozzle 41 is made possible. The air is introduced through the line 28 into the nozzle.
In the nozzle shown in FIG. 9, the air is introduced into a central chamber 49 within the nozzle, flows out of the chamber through a helical passage formed by the screw part 50, which sets the air in a whirling motion, and exits through a mouthpiece 51 the nozzle. This mouthpiece is located in a plug 52 screwed into the nozzle body. Although it is not necessary, it is usually beneficial to capture and deflect the expelled air flow. This is done, for example, by means of a baffle plate 53, which consists only of a plate that is bent at right angles and fastened to the nozzle by means of the screw 54.
The yarn is fed through the screw part 50 and through a tube 55 to the mouthpiece, where it is taken up by the air flow and guided out through the mouthpiece. The most suitable diameters for the tube and the mouthpiece depend on the yarn to be treated. For a yarn with about 100 to 400 denier suitable diameter are 0.58 mm inside diameter of the tube and about 1.0 mm inside diameter of the mouthpiece. The screw part 50 which carries the pipe 55 is screwed into the nozzle body.
The distance between your inner end of the tube and the mouthpiece is regulated by turning the screw part, a hexagonal head 56 with nut 57 being attached to the outer end of the screw part 50 for this purpose. After ge appropriate setting, the screw part of the hexagon nut 57 will keep ge firmly in position. One end of the hole is widened to facilitate the introduction of the yarn.
A correct setting causes automatic threading, i.e. when a yarn end is brought into the funnel-shaped inlet end of the bore, the vacuum generated by the air flow will pull the yarn through the bore and blow it out through the mouthpiece, which makes commissioning much easier.
A quick removal of this yarn from the whirling area benefits the quality of the yarn. This rapid removal can be done in that the yarn is taken out of the eddy current, or pulls, or else the vortex can be directed in a different direction than the yarn, by known means, such as.
B. a baffle plate provided with a passage for the yarn. The baffle plate 53 shown in Fig. 9 may have a hole through which the yarn passes while the air flow on the plate is deflected to the sides. The ratio of the winding speed to the speed at which the yarn is fed to the nozzle,
Determines the degree of possible loosening effect, since the winding speed can limit the shortening of the yarn caused by the formation of loops. Some numerical examples follow: <I> Example 1 </I> The device shown in FIG. 1 with the nozzle shown there was used to treat a matte 40-thread, non-twisted Acele® cellulose acetate yarn of 150 denier.
For the treatment, the yarn was unwound from a bobbin by the tension generated by the jet of fabric, with a friction-effecting tensioning device being arranged between the bobbin and the nozzle to increase the yarn speed to about 12 meters / Minute (calculated from the winding speed and the ratio of end denier to beginning denier). Nitrogen was blown into the nozzle under a pressure of 10.5 kg / cm2, which resulted in a gas consumption of about 11.3 liters / minute at 760 mm and 21 ° C. The yarn was wound at a speed of 9.14 m / minute and given 2.35 turns / cm of yarn length on a twisting device.
The finished bulky yarn was 195 denier and the mean diameter of the thread loops was about 0.5 mm, i.e. it remained below 1 mm.
The yarn treatment is repeated at different gas pressures and different yarn speeds in order to show the influence of these changes on the size of the yarn loops. The changed conditions and the resulting loop sizes are given in Table I. The loop sizes are only given qualitatively because they are difficult to quantify. In general, however, s means. k. (very small) that most loops or their diameter were smaller than 0.5 mm, small means that the predominant loop size was around 0.40 to 0.75 mm, medium means that the predominant loop size was around 0 , 5 to 1.5 mm and large means that most loops were larger than 1.5 mm.
EMI0008.0006
Table <SEP> I
<tb> Influence <SEP> of a <SEP> change <SEP> of the <SEP> process conditions <SEP> on <SEP> the <SEP> loop size
<tb> A <SEP> B <SEP> C <SEP> D
<tb> Gas pressure <SEP> (in <SEP> kg / cm2) <SEP> 10.5 <SEP> 10.5 <SEP> 21 <SEP> 27.3
<tb> yarn feed speed
<tb> (meters / minute) <SEP> 49 <SEP> 28 <SEP> 49 <SEP> 49
<tb> yarn winding speed
<tb> (meters / minute) <SEP> 36.5 <SEP> 16.5 <SEP> 34 <SEP> 32
<tb> Loop size <SEP> large <SEP> medium <SEP> small <SEP> very <SEP> small Example 2 The device shown in FIG. 1, but with the nozzle shown in FIG. 9, was used to treat a non-rotated 100-ply, matt Acele yarn of 150 denier was used.
The yarn was introduced into the air jet at a speed of 19 meters / minute and, after the treatment, was wound up again at 16.5 meters / minute at a spindle speed of 5800 revolutions / minute, the yarn having a Z twist of 7 Twists per 2 cm of yarn length was granted. The air pressure was 0.35 kg / cm2 and the air consumption 5.9 liters per minute. The finished yarn had a denier of 175, a tensile strength (point of release) of 0.71 g / denier, and an elongation of 20.9%. Untreated Z-twist yarn at 3 turns / cm had a denier of 150, a tensile strength of 1.2 g / denier and an elongation of 26%.
Example 3 In the device shown in FIG. 1, but using the nozzle of FIG. 9, an 80-ply glossy yarn made of acrylic fibers of the protected Laarke Orlon with 200 denier and a twist of 0.1.26 turns per cm was treated .
The yarn was introduced into the air jet at a speed of 25 meters / minute. and after the treatment with a visual wind speed of 20.8 meters / minute at a spindle speed of 4700 revolutions minutes, it was wound up again, with a Z twist of 7 revolutions per 3 cm. The air pressure was 1.05 kg / cm2 and the air consumption 7.3 liters / minute. The ferile yarn had a denier of 258, a tensile strength of 1.98 g / denier and an elongation of 17.6%. An untreated Z-twisted yarn of 7 turns per 3 cm had a denier of 200, a tensile strength of 4.0, and an elongation of 19%.
<I> Example </I> The device shown in FIG. 1 was used with the nozzle of FIG. 9 for the simultaneous mixing and treatment of a 60-thread glossy, S-twisted 150 thread with 0.8 turns / cm Denier textile on synthetic viscose silk yarn of the protected brand Cordura and a 40-ply, non-twisted matt Acele cellulose acetate yarn of 150 denier. The two yarns were unwound from separate bobbins and fed together into the air jet at a speed of 19 meters / minute.
The treated mixed yarns were rewound at a speed of 16.5 m / minute and a spindle speed of 5820 revolutions / minute, the yarn being given a Z-twist of 7 turns per 2 cm. The air pressure was 0.7 kg / cm2 and the air consumption 7.08 liters / minute. The final blended yarn had a denier of 342, a tensile strength of 0.74 g / denier, and an elongation of 12.7%. A similar blended yarn that was not loosened had a denier of 300, a tensile strength of 1.27 and an elongation of 16%. In Examples 1 to 4, the treatment would increase the denier by 30.0%, 16.7%, 29.0% and 14.0%, respectively. This is some indication of the extent to which the threads are looping.
However, this does not indicate the astonishing increase in circumference which the yarn experiences as a result of these twists, in that the threads are thereby kept at a distance from one another. In general, this increase in circumference for wound yarn is at least 80%. As the following two examples show, the spec. Volume increased by at least 80%. Example 5 In the device of Fig. 1, but using the nozzle shown in Fig. 8, a 30-ply glossy yarn of acrylic acid fibers of the protected trademark Orlon of 75 denier and a Z-twist of 0.12 turns per cm was treated.
The yarn was fed into the air jet at a speed of 50.0 meters / minute, treated with air, which was supplied under a pressure of 5.6 kg / cm2 and, after the treatment, was fed at a speed of 41.0 m / Minute with S-twist with 1.2 turns / cm. The yarn was wound under a tension of 20 g on a suitable spool for an accurate measurement of the volume. That spei. Yarn volume was 3.3 cm3 / g compared to 1.2 cm3 / g for the untreated yarn, which is a spec. Volume increase of 175% corresponds. The volume was significantly larger than that of otherwise comparable spun staple yarn.
Example 6 In the apparatus shown in Fig. 1, but using the nozzle of Fig. 8, a non-twisted matte acele cellulose acetate yarn of 150 denier was treated. Two strands of thread forming this yarn were simultaneously fed into the air jet at a speed of 19.7 in / minute, treated with air which was released under a pressure of 0,
703 kg / cm-9 was fed and the combined treated yarn was fed at 1.6.5 m / minute under a tension of 68 g -Lind Z-twist with 3.15 turns / cm as- The spei. Yarn volume was 2.0 cm3 / g compared to 1.1 cm3 / g for the untreated yarn, which corresponds to a volume increase of 82%, although the yarn was even wound under considerable tension.
Since the yarn treatment is done to improve the properties of fabrics in which this yarn is used, the volume increase achieved is best shown by observations on such fabrics. <I> Example </I> Untreated rayon artificial silk yarns consisting of continuous threads, yarns treated for loosening and yarns made from threads cut into short stacks were each processed into 2 ¿2 twill fabric. A comparison of the results is shown in Table II. That spei. Volume was measured according to a standardized measuring method according to sheet D-76-49 of the American Standards of Measures (ASTM) at 0.21 kg / cm2 pressure.
EMI0010.0001
Table <SEP> II
<tb> Comparison <SEP> of <SEP> fabrics, <SEP> which <SEP> were spun <SEP> from <SEP> three <SEP> rayon artificial silk yarns <SEP>
<tb> Spec.
<tb> Type of thread <SEP> Garndenier <SEP> Fabric <SEP> Thickness <SEP> Weight <SEP> Volume
<tb> No. <SEP> in <SEP> mm <SEP> g / m2 <SEP> cm3 / g
<tb> untreated <SEP> 300 <SEP> 63 <SEP> X <SEP> 60 <SEP> 0.33 <SEP> 170 <SEP> 1.9
<tb> handles <SEP> 340 <SEP> 64 <SEP> X <SEP> 68 <SEP> 0.534 <SEP> 202 <SEP> 2.6
<tb> spun
<tb> staple fibers <SEP> 313 <SEP> 68 <SEP> X <SEP> 62 <SEP> 0.495 <SEP> 191 <SEP> 2,
6 <I> Example 8 </I> Flat woven fabrics of comparable numbers were produced from untreated and treated yarn made from Orlon® acrylic acid fiber material and from staple yarn made from the same material. The spec. Volume of the fabric was determined according to ASTM standard method D-76-49 mentioned in Example 7 under a pressure of 0.21 kg / cm 2. A comparison of the results is shown in Table III.
EMI0010.0007
Table <SEP> III
<tb> Comparison <SEP> of <SEP> from <SEP> three <SEP> different <SEP> Orlon acrylic acid yarns <SEP> produced <SEP> fabrics
<tb> Spec.
<tb> Type of thread <SEP> Garndenier <SEP> Fabric <SEP> Thickness <SEP> Weight <SEP> Volume
<tb> No. <SEP> in <SEP> mm <SEP> g / m2 <SEP> cm3 / g
<tb> untreated <SEP> 100 <SEP> 81, <SEP> X <SEP> 72 <SEP> 0.152 <SEP> 72 <SEP> 2.1
<tb> handles <SEP> 125 <SEP> 80 <SEP> X <SEP> 61 <SEP> 0.38 <SEP> 80 <SEP> 4.8
<tb> spun
<tb> Staple fibers <SEP> 133 <SEP> 93 <SEP> X <SEP> 60 <SEP> 0g18 <SEP> 115 <SEP> 2.8 The results obtained in Examples 7 and 8 show that the results from the yarns treated for loosening up compared to those made from the usual,
fabrics made from continuous threads, untreated yarns, have a significantly higher spec. Own volume. As a rule, this increase in volume, measured under the strict conditions described, is at least 30%. The results also show that bulky yarn is equivalent to or even superior to spun staple yarn in this respect. The manner in which the threads of the yarn are spaced from one another is illustrated in FIG.
A fabric made from a valumine yarn was immersed in methyl methacrylate, whereupon the monomer was polymerized to hold the yarns in a fixed position. Then, a 50 micron thick cross-section was taken from your tissue. The section was too thin to show the thread entanglements as such, but the reproduction of a photomicrograph of the section in Fig. 10 clearly shows how these loops and entanglements keep the individual threads at a distance from one another. Sections through loops lying in the cutting plane appear as irregularly shaped spots or points.
The minimum number of threads in a bundle, which can be processed in a satisfactory manner before the volumi nosen yarn, sieve changes with the fiber and depends on factors such. B. the surface smoothness, the thread denier and the flexural modulus. Any endless, multi-filament material called yarn in the textile industry can, however, be produced in this loosened, voluminous form. The process described has been successfully applied to the production of bulky yarn from a large number of commercially available fibers as shown in Table IV. In this table is. the starting material is marked with numbers that indicate the denier of the yarn, the number of threads and the twists / inch or
Specify the type of twist - if the yarn was twisted at all. The trade names are also given. Protected brands are the following names: Acele, Dacron, Orion, Vinyon, Fortisan, Fiberglas. The term nylon refers to polyhexamethylene adipamide and polythene to polymerized ethylene fibers. Orion, Acele and Dacron are registered trademarks of E. I. Du Pont de Nemours and Company for fibers made from acrylic acid or cellulose acetate or polyester. Vinyon is a product made by Union Carbide Corp. Mixed polymer produced from vinyl chloride and acrylonitrile.
Fortisan is a high tenacity, saponification of cellulose acetate regenerated rayon made by Celanese Corporation of America. Fiberglass is available from Ownes Corning Fiberglas Corp. woven glass. In the examples of Table IV, the nozzle shown in Fig. 8 was used with the air pressure indicated in "kg / em".
The air consumption is in liters / minute at 760 mm lIg and 21 C and the yarn speed is given in meters / minute.
EMI0012.0001
Table <SEP> IV
<tb> Production of <SEP> from <SEP> loosened, <SEP> voluminous <SEP> yarn <SEP> from <SEP> different <SEP> materials
<tb> Yarn speed <SEP> air- <SEP> air- <SEP> Fnd no. <SEP> starting material <SEP> feed <SEP> winding <SEP> pressure <SEP> consumption <SEP> denier
<tb> 9 <SEP> (70-34-¸ <SEP> Z <SEP> nylon)
<tb> (150-40-0 <SEP> Acele) <SEP> 46 <SEP> 32 <SEP> 3.65 <SEP> l9.2 <SEP> 286
<tb> 10 <SEP> (70-34-¸ <SEP> Z <SEP> nylon)
<tb> (75-30-0 <SEP> Visc. <SEP> Kunsts.) <SEP> 46 <SEP> 37.5 <SEP> 3.65 <SEP> 19.2 <SEP> 169
<tb> 11 <SEP> (70-34-¸ <SEP> Z <SEP> nylon)
<tb> (75-30-0 <SEP> Visc.
<SEP> Art.) <SEP> 75 <SEP> 60 <SEP> 3.65 <SEP> 18.7 <SEP> 161
<tb> 12 <SEP> 70-34-¸ <SEP> Z <SEP> Dacron <SEP> 46 <SEP> 35 <SEP> 3.37 <SEP> 34.0 <SEP> 80
<tb> 13 <SEP> 40-34-¸S <SEP> Dacron <SEP> 28 <SEP> 24 <SEP> 3.65 <SEP> 24.9 <SEP> 50
<tb> 14 <SEP> 40-34-¸S <SEP> Dacron <SEP> 23 <SEP> 17.5 <SEP> 3.44 <SEP> 35.1 <SEP> 54
<tb> 15 <SEP> (40-34-¸S <SEP> Dacron)
<tb> (150-40-0 <SEP> Acele) <SEP> 22 <SEP> 16.5 <SEP> 3.51 <SEP> 35.4 <SEP> 247
<tb> 16 <SEP> (40-13-¸ <SEP> Z <SEP> nylon)
<tb> (150-40-0 <SEP> Acele) <SEP> 22 <SEP> 16.5 <SEP> 3.51.
<SEP> 35.4 <SEP> 240
<tb> 17 <SEP> (40-13-¸Z <SEP> nylon)
<tb> (150-40-0 <SEP> Acele) <SEP> 137 <SEP> 102 <SEP> 3.51 <SEP> 20.1 <SEP> 212
<tb> 18 <SEP> 40-13-¸ <SEP> Z <SEP> nylon <SEP> 46 <SEP> 33 <SEP> 2.81 <SEP> 30.0 <SEP> 46
<tb> 19 <SEP> 300-80-0 <SEP> Acele <SEP> 44 <SEP> 37.5 <SEP> 3.51 <SEP> 33.4 <SEP> 359
<tb> 20 <SEP> 300-50-0 <SEP> Visc. <SEP> Art. <SEP> 44 <SEP> 37.5 <SEP> 3.51 <SEP> 33.4 <SEP> 345
<tb> 21 <SEP> 300-120-0.3 <SEP> Z <SEP> Orion <SEP> 44 <SEP> 37.5 <SEP> 3.51 <SEP> 33.4 <SEP> 354
<tb> 22 <SEP> 280-136-¸Z <SEP> nylon <SEP> 44 <SEP> 37, .5 <SEP> 3.65 <SEP> 33.7 <SEP> 340
<tb> 23 <SEP> 289-136-¸Z <SEP> Dacron <SEP> 44 <SEP> 38.5 <SEP> 4.22 <SEP> 35.4 <SEP> 301
<tb> 24 <SEP> (100-60-0 <SEP> Visc.
<SEP> art.)
<tb> (150-40-0 <SEP> Acele) <SEP> 35 <SEP> 24 <SEP> 4.78 <SEP> 36.2 <SEP> 319
<tb> 25 <SEP> (70-34-¸Z <SEP> nylon)
<tb> (100-60-0 <SEP> Visc. <SEP> Kunsts.) <SEP> 35 <SEP> 24 <SEP> 4.78 <SEP> 39.1 <SEP> 203
<tb> 26 <SEP> (100-40-0.3Z <SEP> Orion)
<tb> (100-60-0 <SEP> Visc. <SEP> Kunsts.) <SEP> 35 <SEP> 24 <SEP> 4.78 <SEP> 36.2 <SEP> 243
<tb> 27 <SEP> (100-60-0 <SEP> Visc.
<SEP> art.)
<tb> (70-34-¸Z <SEP> Dacron) <SEP> 35 <SEP> 24 <SEP> 4.78 <SEP> 36.2 <SEP> 201
<tb> 28 <SEP> Raw China silk <SEP> 19 <SEP> 17.5 <SEP> 5.34 <SEP> 38.0 <SEP> 149
<tb> 29 <SEP> 130-160-3Z <SEP> Vinyon <SEP> N <SEP> 22 <SEP> 16.5 <SEP> 3.51 <SEP> 34.2 <SEP> 164
<tb> 30 <SEP> 90-120-3Z <SEP> Fortisan <SEP> 19 <SEP> 15.5 <SEP> 3.02 <SEP> 31.4 <SEP> 106
<tb> 31 <SEP> 108-60 <SEP> Casein <SEP> 19 <SEP> 16.5 <SEP> 3.51 <SEP> 26.3 <SEP> 130
<tb> 32 <SEP> 110-115 <SEP> fiberglass <SEP> 19 <SEP> 18.5 <SEP> 4.92 <SEP> 36.8 <SEP> 112
<tb> 33 <SEP> 66-20-7Z <SEP> Poly <SEP> then <SEP> 19 <SEP> 16.5 <SEP> 2.88 <SEP> <B> 30.3 </B> < SEP> 76 The voluminous yarn has the favorable properties of spun staple yarn, although endless threads do not have to be cut into staple fibers and then processed into yarn.
The voluminous yarn is produced simply and economically directly from the endless thread bundle initially produced in the production of synthetic fibers, with a small amount of embedding. The bulky yarn obtained is superior to staple yarn for many purposes because it has no loose thread ends. However, staple yarn can also be made similar in this respect by removing the protruding thread loops to form loose ends.
Fabrics made from the voluminous yarn, not treated further, usually feel stiffer than made from the corresponding staple yarn, which makes them suitable for use as draperies, suits, coats, etc.
The yarn is uniform enough to be easily processed in textile machines and to produce extremely uniform fabrics without reducing the volume or the fiber cohesion, which is characteristic of some mechanically crimped yarns, which have a structure that is too regular. The yarn was used without sight on both automatic looms and automatic knitting machines. The increased cover capacity of fabrics made from the bulky yarn makes it possible to produce a larger Ge fabric from the same amount of weight of yarn. In addition, the area of application of artificial fibers is greatly expanded, which enables the replacement of expensive or scarce fibers for many purposes.
Another advantage is that threads with an extremely fine denier can be combined to form a light, voluminous yarn that looks extremely even and for which there is no corresponding staple yarn. At the same time, threads of different types can be processed into yarns, so that a favorable mixture of fiber properties is achieved. The multi-filament material to be treated can also only be loosened up in places in the vertebral area, as a result of which an effect yarn is obtained with alternating smooth longitudinal sections and loosened areas.
The simplicity of the treatment described enables it to be used in different stages of yarn production or during winding without having to interrupt the operation and without major set-up costs. The facility requires little monitoring and very low maintenance costs, dpa, no moving parts and no temperature or moisture regulations are required.