Falschgezwirntes Garn sowie Verfahren und Vorrichtung zu seiner Herstellung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines falschgezwirnten Garns, bestehend aus einer Vielzahl von Textilfäden, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und das nach dem Verfahren hergestellte Garn.
Bei bestimmten Arten von Kleiderstoffen, Polsterstoffen und Vorhangstoffen ist es erforderlich, dass diese keine glatte Oberfläche aufweisen. Zur Schaffung von Struktur-Effekten im Stoff durch Verwendung von verwickelten Web- oder Strickmustern, wird zusätzlich ein neues Garn verwendet, welches aus mehreren unregelmässig verzwirnten Fäden besteht, wobei die einzelnen Fäden in Farbe, Dicke, Helligkeit und andern Eigenschaften oft wechseln. Eine Art dieser Garne weist Schleifen, Kräuselungen oder Noppen auf, wodurch ein unregelmässiger Zwirneffekt über die ganze Länge erzielt wird. Der dabei im einzelnen erzielte Effekt ist von dem Denier-Wert und von der relativen Steifheit der verarbeiteten Garne abhängig.
Solche strukturiert gezwirnte Garne werden im allgemeinen auf den als Garnzwirner bekannten Vorrichtungen hergestellt. Hierbei wird ein Effektgarn gleichzeitig mit einem Grundgarn verarbeitet, wobei das Effektgarn mit einer grössern Geschwindigkeit als das Grundgarn abläuft und das Effektgarn unregelmässig um das Hauptgarn gezwirnt wird. In einem zweiten Zwirnvorgang wird ein Bindegarn um das Effektgarn und das Hauptgarn gezwirnt, wodurch die gewünschten Unregelmässigkeiten in ihrer Lage gehalten werden. Die verwendeten mechanischen Zwirnvorrichtungen haben einen relativ niedrigen Ausstoss und weisen die bekannten Mängel auf, mit welchen rotierende mechanische Vorrichtungen behaftet sind, und bei welchen die Probleme der Reibung, Instandhaltung und Aufsicht ständig auftreten.
Im USA-Patent Nr. 3 082 591 ist ein Verfahren u. eine Vorrichtung beschrieben, bei welchen ein oder mehrere Fäden in Form einer unechten Netzzwirnung um einen oder mehrere Fäden mittels eines in einer zylindrischen Kammer wirksamen Wirbelmediums angeordnet werden.
Auf den Erfindungsgegenstand dieser Patentschrift ist hierbei Bezug genommen.
Das Verfahren der eingangs bezeichneten Art ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass ein Grundfaden und mindestens zwei um den Grundfaden zu windende Windungsfäden kontinuierlich durch separate öffnungen einer Wirbelkammer zugeführt werden, in welcher sich ein Wirbelkörper befindet, dass je eine gleiche Anzahl Windungen der Windungsfäden im Linksund Rechtswicklungssinn um den Grundfaden gewunden werden, wobei der Grundfaden mit der niedrigsten Lineargeschwindigkeit zugeführt wird, während jeder der Windungsfäden mit einer Lineargeschwindigkeit zugeführt wird, welche mindestens doppelt so gross ist wie diejenige des vorangehenden Fadens.
Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass eine zylindrische Kammer mit einem darin konzentrisch angeordneten Kegelkörper vorgesehen ist, und dass im Kegelkörper zwei durchgehende axiale Faden-Einlassöffnungen angeordnet sind, dass in der Kammer eine tangential angeordnete Öffnung vorgesehen ist, durch welche ein Druckmedium zur Erzeugung eines Wirbelmediums in der Kammer einführbar ist, dass mittels Einspeisorgane ein Windungsfaden durch eine in der Kammerwand tangential angeordnete Öffnung in die Kammer einspeisbar ist, und dass mittels Abziehorgane das falschgezwirnte Garn aus der Kammer abziehbar ist.
Das nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte Garn ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein gerader Grundfaden vorgesehen ist, dass der erste der Windungsfäden eine gestreckte Länge hat, welche mindestens gleich der doppelten Länge des Grundfadens ist, dass jeder aufeinanderfolgende Windungsfaden eine gestreckte Länge hat, welche mindestens gleich der doppelten gestreckten Länge des vorhergehenden Fadens ist, dass alle Windungsfäden in einem Links- und einem Rechtsdrall um den Grundfaden herumgewunden sind, und dass die mathematische Summe der Linksdrallwindungen in jedem Windungsfaden gleich der mathematischen Summe der Rechtsdrallwindungen ist.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein Schleifen-Garn der herkömmlichen Art,
Fig. 2 ein Schleifen-Garn gemäss dieser Erfindung, in Teilansicht,
Fig. 3 eine Wirbelkammer für die Herstellung des erfindungsgemässen Garns, in Perspektive,
Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in Fig. 3,
Fig. 5 einen Verfahrensschritt bei der Herstellung des erfindungsgemässen Garns,
Fig. 6 die Vorrichtung in schematischer Ansicht während der Bildung eines Garns.
Im bereits erwähnten USA-Patent Nr. 3 082 591 und im USA-Patent Nr. 3 041 812 sind Verfahren und Vorrichtungen für das Falsch-Zwirnen eines Windungsfadens um einen Grundfaden herum mittels eines Luftwirbel Körpers in einem zylindrischen Wirbelrohr beschrieben.
Es ist nun festgestellt worden, dass, wenn drei separate Fäden mit einer bestimmten Geschwindigkeit in ein Wirbelrohr eingespeist werden, eine neue Art von falschgezwirnten Garnen hergestellt werden kann, welche den mit Maschen oder Noppen versehenen Garnen ähnlich ist, deren Herstellungsgeschwindigkeit und Wirtschaftlichkeit jedoch von den herkömmlichen Zwirnverfahren nicht erreicht werden kann.
In Fig. 1 ist ein herkömmliches Schleifengarn gezeigt, welches aus einem Grundfaden 10, einem in unregelmässiger Schlaufenform um den Grundfaden gezwirnten Effektfaden 12 sowie einem Binder-Faden 14 besteht, welch letzterer den Effektfaden in seiner Lage hält.
Fig. 2 zeigt ein Schleifen-Garn gemäss der vorliegenden Erfindung, welches aus einem Grundfaden 20, einem ersten um den Grundfaden gewickelten Windungsfaden 22 sowie einem zweiten Windungsfaden 24 besteht, welcher sowohl um den Grundfaden als auch um den ersten Windungsfaden gewunden ist.
Der Deutlichkeit halber ist der rechte Teil des Garns in Fig. 2 ohne den überlagerten zweiten Windungsfaden 24 dargestellt. Wie weiter unten beschrieben ist, ist der Faden 24 mindestens doppelt so lang wie der Faden 22.
Die in Fig. 3 dargestellte Vorrichtung zur Herstellung des erfindungsgemässen Garns besteht aus einer Kammer 30 mit zylindrischen Seitenwänden 32 und Endwänden 54 und 56, welche mit einer obern Öffnung 48 und zwei untern Öffnungen versehen ist. Im unteren Ende der Kammer ist ein Kegel 40 angeordnet, welcher vorzugsweise aus Messing oder einem andern harten Material besteht. Der Kegel 40 ist in eine Büchse oder Dichtung 42 eingesetzt, welche das untere Ende der Kammer abdeckt und vorzugsweise aus Gummi besteht. Der nach oben in die Wirbelkammer hineinragende Teil des Kegels 40 ist oberhalb der Büchse 42 konisch ausgebildet. Der untere von der Büchse 42 eingeschlossene Teil des Kegels 40 ist vorzugsweise mit geraden Wandungen ausgeführt. Im Kegel 40 sind zwei Garn-Einlassöffnungen 44 und 46 vorgesehen, welche sich über die ganze Länge des Kegels erstrecken und in die Kammer 30 münden.
In der Kammerwand 32 sind zwei öffnungen 34 und 36 vorgesehen, welche tangential zur Innenwand der zylindrischen Kammer angeordnet sind. Die Art und Lage der Garn Einlassöffnungen 44 und 46 im Kegel 40 werden weiter unten anhand der Fig. 3 und 6 näher beschrieben.
Zur Bildung eines Wirbelmediums in der Kammer 30 ist die öffnung 36 in der Kammerwand 32 an eine nicht gezeigte Druckmedium-Quelle angeschlossen, so dass ein konvergierender Luftstrom tangential zur inneren Kammerwand in die Kammer eingedrückt wird.
Hierbei ist es von Wichtigkeit, dass die Richtung des Mediumstrahles zur Innenwand der zylindrischen Kammer wesentlich tangential ist, und dass der Strahl in die Kammer durch eine konvergierende Öffnung eintritt, welche ein Längen-Durchmesserverhältnis von mindestens 6:1 hat. Bei diesem Verhältnis erfolgt der Medium-Strahl immer etwa mit Schallgeschwindigkeit, wodurch eine gleichförmige Strahirichtung entlang der Kammerwand gewährleistet ist und dadurch eine turbulente Strömung vermindert wird. Dieses hinwiederum gewährleistet eine grössere Gleichförmigkeit des Falsch Zwirnens. Eine bevorzugte Art zur Erzeugung eines solchen Strahls kann durch Einbau einer Injektionskanüle Nr. 18 in die Öffnung 36 erreicht werden, wobei die Mündungsöffnung der Injektionskanüle entsprechend der Krümmung der Kammerinnenwand ausgebildet ist (vgl.
Fig. 4).
Bei dem in Fig. 6 dargestellten Verfahren werden mindestens 3 separate Fäden unabhängig voneinander und mit verschiedenen Lineargeschwindigkeiten in die Kammer eingespeist. Beispielsweise wird der Grundfaden 20 von einer herkömmlichen Einrichtung mittels Sternräder 21 in die Kammer eingespeist. Gleichzeitig damit wird ein erster Windungsfaden 22 über eine Abrollvorrichtung 23 in die Kammer mit einer Geschwindigkeit eingespeist, welche mindestens doppelt so gross ist wie die Lineargeschwindigkeit des Grundfadens 20. Weiter wird gleichzeitig ein zweiter Windungsfaden 24 in die Kammer mittels einer Abrollvorrichtung 25 mit einer Geschwindigkeit eingespeist, welche mindestens doppelt so gross ist wie die Lineargeschwindigkeit des Fadens 22 und mindestens viermal so gross ist wie die Geschwindigkeit des Grundfadens 20.
Bei dem erfindungsgemässen Garn ist es charakteristisch, dass bei diesem der mit der kleinsten Geschwindigkeit eingespeiste Faden das dehnungsaufnehmende Element ist, welches im wesentlichen gerade und ungewunden verläuft. Der erste Windungsfaden wird auf den Grundfaden durch einen Falsch-Wickel-Vorgang aufgebracht. Das bedeutet, dass keine echte Zwirnung des Endes des zweiten Fadens um den Grundfaden vorhanden ist. Obgleich Teile des ersten Windungsfadens um den Grundfaden scheinbar echt gezwimt sind, ist die Anzahl der Rechtswindungen gleich der Anzahl der Linkswindungen, so dass keine echte Zwirnung des einen Fadens um den andern erzeugt wird. Aus dem gleichen Grund ergibt sich auch keine echte Zwirnung des zweiten Wickelfadens um einen der andern Fäden. Die Bildung und Art dieses zweiten Wickelfadens ist in Fig. 5 dargestellt.
In dieser Figur ist der zwischenliegende Wickelfaden 52 um den im allgemeinen geraden Grundfaden 20 in Form von Schleifen 60 umgelegt. Der zweite Wickelfaden 24 wird auf den Grundfaden und den Zwischenfaden aufgebracht und wird jetzt umgewickelt. Da keine echte Zwirnung des einen Fadens um den andern stattfindet, bildet sich der zweite Wickelfaden zu einer Schlinge 62 aus. Infolge der Drehung des Mediums in der Kammer wird diese Schlinge 62 im ganzen echt aufgezwirnt. Da jedoch eine Schleife zweifädig und der Grundfaden in Bewegung ist, wird deren Umlage um die andern Fäden von der Bildung der rechtsgerichteten Windungen bei 64 begleitet und die Wicklung des zweiten oder äussern Windungsfadens erscheint einsinnig.
Der Grundfaden wird unter Spannung eingespeist und in die Kammer durch das Druckmedium eingezogen. Da das Wirbelmedium dazu neigt, den Grundfaden um seine eigene Achse zu winden, wird der Grundfaden im Verlaufe der Bildung des zusammengesetzten Garns zeitweise gekürzt.
Diese Kürzung des Grundfadens während seiner Anwesenheit in der Kammer kann etwa 10 bis 20% betragen. Dies ist jedoch ein vorübergehender Zustand und es ist festgestellt worden, dass 1 m eines eingespeisten Grundgarns 1 m des Endproduktes liefert.
Wie oben erwähnt wurde, wird der erste Windungsfaden 22 mit einer Geschwindigkeit in die Kammer eingespeist, welche mindestens doppelt so eross ist wie die Geschwindigkeit, mit welcher der Grundfaden eingespeist wird. Daher besitzt dieser eine ausreichende Schlaffheit, um Schleifen oder Schlingen zu bilden und neigt dazu, um den Scheitel des Kegels gewickelt zu werden, von welchem dieser durch den schnellen Vorlauf des Gesamtgarns kontinuierlich entfernt wird. Möglicherweise geschieht dies auch durch die Zwirnwirkung des zweiten Windungsfadens 24, welcher in die Kammer mit einer geregelten Geschwindigkeit eingespeist wird, welche mindestens doppelt so gross ist wie die des ersten Windungsfadens.
Die Erfindung wird durch folgendes Beispiel veranschaulicht:
Beispiel I
Als Grundfaden ist eine 300-Denier-44-Kunstseidenfa- ser in die Kammer nach Fig. 3 mit einer Geschwindigkeit von 70 m/min eingespeist worden, wobei Druckluft von 5,6 kg/cm2 in die Öffnung 36 eingedrückt wurde. Der erste Windungsfaden war ebenfalls ein kontinuierliches Kunstseidenfaser-Garn, welches in die Kammer mit einer geregelten Geschwindigkeit von 164 m/min, bzw. 2,36mal so schnell wie der Grundfaden eingespeist wurde.
Der zweite Wickelfaden, eine 75-Denier- 19 -Acetat- Faser, wurde in die Kammer mit einer geregelten Geschwindigkeit von 770 m/min, bzw. 11mal so schnell wie der Grundfaden eingespeist. Das zusammengesetzte Garn, ähnlich dem in Fig. 2, wurde mit einer Geschwindigkeit von 64 m/min hergestellt und hatte einen Denierwert von
1980. Zur Kombination dieses Garns kann eine Vielzahl von Fadenstrukturen in verschiedenen Farben verwendet werden, einschliesslich kontinuierlicher Fasern und gesponnener Garne. Bei Verwendung von gesponnenen Garnen müssen diese eine genügende Festigkeit aufweisen, um einem Zerreissen unter der Kraft des Wirbelmediums zu widerstehen.
Ein besonders attraktiver Garntyp mit im allgemeinen kreisförmigen Schlingen des Windungsfadens, welche von der Hauptachse des Garns nach aussen ragen, kann erzielt werden, wenn einer der Windungsfäden zu steif ist, um sich um den Grundfaden zu legen. In diesem Fall bildet der Windungsfaden sogenannte Knotenschleifen, wobei der Windungsfaden in sich zurückfällt und dadurch eine im allgemeinen kreisförmige Schlinge bildet und dann in der gleichen Richtung weiterläuft. Solche Knotenschleifen sind mit 19 in Fig. 2 bezeichnet und sind charakteristisch für das gemäss dem ersten Beispiel hergestellte Garn.
Die Funktionsweise der in den Fig. 3 und 6 gezeigten Kammer ermöglicht es, zwei Grundfäden zu zwirnen, in einer Art, welche sich von dem Fall unterscheidet, in welchem zwei Fäden durch eine einzige Einlassöffnung durchgeführt werden. In letzterem Falle werden die beiden Grundfäden durch das auf diese von dem Wirbelmedium ausgeübte Drehmoment miteinander verzwirnt.
Dieses Verzwirnen breitet sich nach oben im Rohr aus, wodurch die Fäden als ein verzwirntes Garn in das Rohr eintreten. Wenn zwei Fadeneinlassöffnungen vorgesehen werden, kann jeder Faden unabhängig voneinander behandelt werden.
Die beschriebene Wirbelkammer ist kompakt ausgeführt und beispielsweise von einem 14,3-mm-Hartglasrohr gebildet, welches eine Höhe von 19,05 mm hat. Die obere öffnung bzw. der Garnaustritt 48 ist vorzugsweise von einem dünnwandigen Kupferrohr mit 6,35 mm Innendurchmesser gebildet. Bei dieser Ausführung weist der Kegel 40 eine Länge von 12,7 mm und einen Durchmesser von 7,93 mm auf, wobei dessen oberes 6,35 mm langes Ende konisch ausgeführt ist. Die Einlassöffnung 34 für den Windungsfaden braucht dabei nicht grösser als 0,76 mm zu sein. Die Einlassöffnung 36 für das Medium hat ein geeignetes Mass, um eine Injektionskanüle Nr. 18 aufzunehmen, mittels welcher die Kammer in geeigneter Weise an eine Druckmedium-Quelle angeschlossen werden kann.
Eine vorteilhafte Anordnung der Einlassöffnung 36 für die Luft und der Einlassöffnung 34 für das Win dungsgarn in die Kammer ist in Fig. 4 gezeigt, bei welcher das Garn unter 1400 eingeführt wird.
PATENTANSPRUCH 1
Verfahren zur Herstellung eines falschgezwirnten Garns, bestehend aus einer Vielzahl von Textilfäden, dadurch gekennzeichnet, dass ein Grundfaden und mindestens zwei um den Grundfaden zu windende Windungsfäden kontinuierlich durch separate Öffnungen einer Wirbelkammer zugeführt werden, in welcher sich ein Wirbelkörper befindet, dass je eine gleiche Anzahl Windungen der Windungsfäden im Links- und Rechtswicklungssinn um den Grundfaden gewunden werden, wobei der Grundfaden mit der niedrigsten Lineargeschwindigkeit zugeführt wird, während jeder der Windungsfäden mit einer Lineargeschwindigkeit zugeführt wird, welche mindestens doppelt so gross ist wie diejenige des vorangehenden Fadens.