Verfahren zur Herstellung eines Feingarnes
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines mindestens annähernd drehungslosen Feingarns durch Nassverstrecken eines Stapelfaservorgarns. Hier und im folgenden soll das Wort Vorgarn zugleich zwirnfreie oder nahezu zwirnfreie Faserlunten umfassen, die sich zur4 Verarbeiten zu einem Endgarn eignen.
Solche Verfahren sind in vielen Varianten bekannt und bestehen aus dem Strecken des Vorgarns zu einer dünnen Faserlunte mittels eines Streckwerks und dem Zwirnen der vom Streckwerk gelieferten Lunte.
Bei der Herstellung von Garnen wird eine Herabsetzung der Produktionskosten des Garnes durch Steigerung der Produktionsgeschwindigkeit angestrebt. Hierbei ist es notwendig, auch die Drehzahl der Spindel einer Ringspinnmaschine zu steigern. Diese Drehzahl wird nämlich durch das Produkt aus der Liefergeschwindigkeit des Streckwerks (in Metern pro Minute) und der Zahl der Drehungen pro Meter, die dazu erforderlich ist, dem Garn die erwünschten Eigenschaften zu geben, bestimmt.
In der Praxis stellt es sich heraus, dass die Pro duktionsgeschwindigkeit des Garns durch die zulässige Drehzahl der Spindel und anderer rotierender Teile begrenzt wird.
Drehzahlen bis 20 000 Umdrehungen pro Minute finden zwar schon Anwendung, und hierbei kann eine Garnproduktion von 40 m pro Minute erzielt werden, aber obwohl bei fortschreitender Entwicklung der Technik eine weitere Steigerung der zulässigen Drehzahl nicht ausgeschlossen ist, so bildet die Drehzahlbeschränkung doch nach wie vor eine entscheidende Hemmung für eine bedeutende Steigerung der Produktionsgeschwin digkeit.
Beim Verstrecken des Vorgarns zu einer dünnen Faserlunte ergibt sich gleichfalls eine Begrenzung der Produktionsgeschwindigkeit. Bei einer zu grossen Geschwindigkeit der Lieferwalze eines Streckwerks werden die Fasern dem von der Einzugswalze zugeführten Vorgarn mit solcher Schnelligkeit entrissen, dass der Zusammenhang zwischen den Fasern verlorengeht und in der Faserlunte Unterbrechungen entstehen, die Garnbruch herbeiführen.
Durch Anwendung vieler verschiedener, auf die Verbesserung des gegenseitigen Zusammenhangs der Fasern beim Verstrecken gerichteter Massnahmen, wie zusätzlicher Walzen, Riemen und dergleichen, hat man die Schwierigkeiten in einem gewissen Masse vermindern können, aber Geschwindigkeiten, die grösser sind als etwa 40 m pro Minute, sind auch so nicht realisierbar.
Gemäss der britischen Patentschrift Nr. 415 845 wird das Nassverstrecken dazu verwendet, um hohe Streckverhältnisse zu erzielen. Demgegenüber dient das Nassverstrecken als Teilmerkmal des erfindungsgemässen Verfahrens zur Vermeidung der bei hohen Verstreckdrehzahlen auftretenden Schwierigkeiten, wobei die Drehzahl dank der Nassbehandlung ohne spezielle Vorkehrungen und bei Verbesserung der Garnqualität auf Werte erhöht werden kann, die sich sonst nur unter Schwierigkeiten und auf Kosten der Garnqualität bzw.
überhaupt nicht erzielen lassen.
Aus der deutschen Patentschrift Nr. 520 692 ist es zwar ebenfalls bekannt, ein Vorgespinst vor seinem Eintritt in das Streckwerk anzufeuchten. Aber auch hier dient das Anfeuchten einem gänzlich anderen Zweck, wobei es darum geht, die Bindesubstanzen der Grundfasern aufzuweichen und die Fasern somit geschmeidig zu machen und das Beibehalten der auf diesen Fasern befindlichen natürlichen gummiartigen Stoffe zu ermöglichen.
Gemäss der deutschen Auslegeschrift Nr. 1137 361 und der britischen Patentschrift Nr. 850145 ist das Falschdrehen als ein Mittel zur Verbesserung der Fe stigkeit eines Faserbandes oder Garnes bekannt. Die an sich unerwartete Tatsache, dass ein nassverstrecktes Faserband beim Feinspinnen mittels des Falschdrehens so stark wird, dass es sich wie ein Faden aufwickeln lässt, ist jedoch in keiner dieser Patentschriften erwähnt.
Das Schlichten von Faserbändern und Garnen zur Erhöhung der Festigkeit ist grundsätzlich, beispielsweise aus der US-Patentschrift Nr. 2 689 813, bekannt. Den bekannten Verfahren haftet jedoch das Vorurteil an, dass man es nicht für möglich hielt, bis zum Aufwickeln des Faserbandes kein Schlichtemittel zuzuführen bzw.
das Schlichtemittel in einem frühen Verfahrens stadium in inaktiver Form zuzugeben und dieses erst nach dem Aufwickeln des Bandes zu aktivieren.
Es wurden auch schon verschiedentlich Versuche zur Herstellung eines drehungslosen Garnes unternommen. Gemäss der bereits erwähnten USA-Patentschrift Nr. 2 689 813 wird ein Vorgarn zu einem dünnen Band verstreckt, wobei die Fasern mit einem Schlichtemittel oder Kleber vor oder nach dem Verstrecken imprägniert werden. Das verstreckte Band wird dann durch Reiben und Wälzen zwischen zwei bewegten Flächen gefestigt, um den Zusammenhalt der Fasern zu verbessern. Anschliessend wird das Faserband bei sorgfältiger Abstützung auf Transportbändern und Rollen zu einer Wickelvorrichtung geleitet und dort aufgespult.
Die Erfindung bezweckt die Schaffung eines verbesserten Verfahrens zur Herstellung von Garn, bei dem die erwähnten Nachteile, insbesondere die Rückwirkung auf die Produktionsgeschwindigkeit, nicht auftreten und mit dem folglich eine erhebliche Steigerung der Geschwindigkeit erzielt werden kann.
Das Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das nasse Vorgarn zu einer dünneren Faserlunte verstreckt wird, wobei die Ablieferungsgeschwindigkeit der Faserlunte ab Streckwerk mindestens 50 m/min beträgt, dass die Faserlunte falschgedreht und unter Verfestigung ihres Gefüges auf eine Kreuzspule aufgespult wird, indem entweder ein in inaktiver Form vorliegendes Schlichtemittel, das vor dem Aufspulen auf die falschgedrehte Faserlunte appliziert wurde, nach deren Aufspulung reaktiviert wird, oder aber indem die Zufuhr eines gebrauchsfertigen Schlichtemittels zur aufgespulten Faserlunte vom Spulenkern her erfolgt.
Es wird hierzu bemerkt, dass unter einem nassen Zustand des Fasermaterials das Vorhandensein von so viel Wasser verstanden wird, dass dieses sich auch als freies Wasser auf der Oberfläche der Fasern befindet, im Gegensatz zu einem feuchten Zustand , bei dem das Wasser ganz von den Fasern absorbiert ist. Als Kreuzspule wird eine Spule bezeichnet, deren Windungen einander nur beim Kreuzen berühren.
Bei diesem Verfahren wird keine Spindel verwendet, so dass die Produktionsgeschwindigkeit in dieser Hinsicht keine Behinderung erfährt und nur vom Ober- kreuzwinden, das vielmals grössere Aufwicklelgeschwindigkeiten zulässt, begrenzt wird. Wie es sich überraschenderweise herausgestellt hat, haben die Fasern dadurch, dass das Vorgarn in nassem Zustand verstreckt wird, einen derartigen Zusammenhang, dass selbst bei hohen Liefergeschwindigkeiten des Streckwerks eine ununterbrochene und regelmässige dünne Lunte gebildet werden kann, und die Gleichmässigkeit des Garnes wird besser, je grösser die Geschwindigkeit ist. Dies kann vielleicht den Massenkräften, Zähigkeitskräften und Oberflächenspannungen zugeschrieben werden, die beim Verstrekken gleichmässigere Geschwindigkeitsunterschiede zwischen den Fasern verursachen.
Im Hinblick auf diese Tatsache wird das Verstrecken mit einer Liefergeschwindigkeit von mindestens 50 m pro Minute durchgeführt.
Es ist zum Strecken des Vorgangs nicht notwendig, dass das Wasser zum Benetzen des Fasermaterials aufgelöste oder dispergierte Zusatzstoffe enthält. Es ist aber möglich, im Hinblick auf spätere Bearbeitungen des Garns oder zum Erzielen besonderer Eigenschaften solche Zusatzstoffe zu verwenden.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird zum Verstrecken des Vorgarns ein Streckwerk verwendet, das sich aus zwei oder mehreren Walzenpaaren zusammensetzt, wobei das Vorgarn zwischen zwei aufeinanderfolgenden Walzenpaaren ein freies Verstreckfeld durchläuft. Es hat sich nämlich aus Experimenten ergeben, dass die im Verstreckfeld üblichen Vorkehrungen, wie Nadeln, Stifte, Rollen und Riemen, welche die Verstärkung des Zusammenhangs zwischen den Fasern bezwecken, beim erfindungsgemässen Verfahren einen nachteiligen Einfluss auf das Streckverfahren und auf die Beschaffenheit des Garns ausüben.
Durch das Falschdrehen wird der Zusammenhang der Fasern nach dem Strecken zeitweilig derart verstärkt, dass die Lunte stark genug ist, um den Abstand zwischen dem Streckwerk und der Aufwickelvorrichtung zu überbrücken und hierbei eventuell auftretenden Zugspannungen Widerstand zu leisten.
Für das Falschdrehen wird vorzugsweise eine pneumatische Falschdrehvorrichtung verwendet. Hierzu wird die Faserlunte durch eine hauptsächlich zylindrische Bohrung geführt, in die eine Anzahl Gebläsedüsen tangential ausmünden. Auf diese Weise bildet sich in der Bohrung eine rotierende Luftsäule, deren Rotation auf die sie durchlaufende Lunte übertragen wird und deren Drehzahl sich leicht so weit steigern lässt, dass hierdurch überhaupt keine Begrenzung der Garngeschwindigkeit verursacht wird.
Aus dem Fehlen der den bekannten Verfahren anhaftenden Drehzahlbeschränkungen ergibt sich, dass das erfindungsgemässe Verfahren sehr hohe Relativgeschwin diegkeiten zulässt. Es wurde gefunden, dass eine Geschwindigkeit von z. B. 400 m pro Minute ohne Schwierigkeiten angewandt weiden kann, und erheblich höhere Geschwindigkeiten werden ohne weiteres zu den Möglichkeiten des erfindungsgemässen Verfahrens gerechnet.
Bei der Aufwicklung des gebildeten dünnen Garnes zu einer Garnspule ist es wichtig, dass nirgends ein Teil des Garnes einen andern Teil des Garns parallel berührt, weil diese beiden Teile des Garns nach dem Schlichten so fest miteinander verbunden sein würden, dass beim Abwickeln des Garns hier nahezu sicher Fadenbruch entstehen würde. Im Hinblick auf diese Tatsache ist die Kreuzspule die notwendige Aufwicklelform des Garns, da es sich herausgestellt hat, dass nach dem Schlichten zwei sich kreuzende Garne keine Verbindung bilden, die stärker wäre als das Garn selber.
Das Schlichten kann dadurch ausgeführt werden, dass man beim Aufspulen des Garnes einen perforierten Kern verwendet und durch diesen Kern die Schlichte in die Spule bringt. Hierbei ist es jedoch schwierig, eine gleichmässige Konzentration des Schlichtmittels in der Spule herbeizuführen und beizubehalten. Besonders bei der Verwendung von Schlichtmitteln auf Basis von Stärke treten beim Trocknen, wobei durch den Kern warme Luft durch die Spule geblasen wird, Migrationserscheinungen auf, wodurch der Schlichtmittelgehalt des Garns nicht überall den gewünschten Wert haben kann.
Um hier Abhilfe zu schaffen, ist das erfindungs gemässe Verfahren in einer bevorzugten Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, dass die zum Schlichten des Garnes benötigte Schlichte dem Vorgarn in einer nicht aktiven Form vor dem Aufwickeln zugeführt und erst danach die Garnspule dadurch geschlichtet wird, dass diese einer das Schlichtmittel aktivierenden Behandlung unterworfen wird.
Dies kann dadurch realisiert werden, dass die Schlichte auf eine oder mehrere Lieferwalzen des Streckwerks aufgebracht wird, so dass das Fasermaterial beim Passieren der Lieferwalzen die Schlichte aufnimmt.
Eine andere Möglichkeit ist die, dass z. B. bei der Verwendung von Stärke als Schlichtmittel das Vorgarn in einem ungesättigten nassen Zustand mit einer im Überschuss zugeführten Suspension von Stärkekörnern bespült wird, wonach die Garnspule einer Wärmebehandlung unterworfen wird, deren Temperatur, Umgebungsfeuchtigkeit und Dauer zum Verschlichten der vorhandenen Stärkekörner geeignet ist, und darauf getrocknet wird. Auch eine Kombination dieser beiden Methoden ist möglich. Es wurde gefunden, dass hierbei keine Migrationserscheinungen der Stärke in der Spule auftreten.
Das erfindungsgemässe Verfahren bietet den zusätzlichen Vorteil, dass das eventuelle Bleichen, Färben, Merzerisieren, Bügelfrei-, Feuerfest- oder Fäulnisbeständigmachen und andere ähnliche Behandlungen des Fasermaterials ausgeführt werden können, während es sich im Vorgarnzustand befindet, so dass diese Behandlungen besser durchdringen und bisweilen ökonomischer ausgeführt werden können, weil das Vorgarn im Hinblick auf die weitere Verarbeitung zu Garn doch schon nass ist.
Das mit dem erfindungsgemässen Verfahren erhaltene Garn ist drehungslos oder, im Hinblick auf die Drehung des Vorgarns und die Drehung, die dem Garn eventuell durch die in axialer Richtung erfolgende Abwicklung der Spule gegeben wird, nahezu drehungslos.
Der Zusammenhang zwischen den Fasern wird ganz durch das Verschlichten erhalten und ist derartig, dass das Garn ohne weiteres wie die üblichen gedrehten Garne als Webgarn verwendet werden kann. Dies bedeutet, dass ein erfindungsgemäss hergestelltes Baumwollgarn sofort als Kettengarn verwendet werden kann, während ein Wollgarn erst auf übliche Weise doubliert werden muss, um den für ein Kettengarn notwendigen Verschleiss- und Schlagwiderstand zu erhalten.
Ausser für Baumwollgarne und Wollgarne kann das erfindungsgemässe Verfahren auch für Garne aus anderen textilien Fasern und für aus Gemischen verschiedener textiler Fasern zusammengesetzte Garne verwendet werden.
Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf Garne, die unter Anwendung des oben beschriebenen Verfahrens hergestellt worden sind. Diese Garne unterscheiden sich von gezwirnten Garnen ausser durch die vollständige oder nahezu vollständige Abwesentheit von Drehung durch ihren etwas flachen Querschnitt. Dies hat bei Verwendung als nichtdoubliertes Kettengarn den Vorteil, dass dieses die Litzen und das Webeblatt des Webstuhls leicht passiert, und hat, da das Garn flach im Gewebe zu liegen kommt, den Effekt, dass das Gewebe eine dichtere Struktur hat, als ein im übrigen gleiches Gewebe aus gedrehtem Garn.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung, die eine schematische Darstellung der Spinnmaschine zeigt, und an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Das Vorgarn 1, das von der nassen Vorgarnspule 2 abgezogen wird, wird entlang einiger Führungsorgane 3 einem Streckwerk zugeführt, dessen geriffelte Walze 4 und Gummiwalze 5 die Einzugswalze und dessen geriffelte Walze 6 und Gummiwalze 7 das Lieferwalzenpaar bilden. Das Vorgarn 1 wird hier zu einer dünnen Faserlunte 8 verstreckt, die darauf das pneumatische Drehorgan 9 und den Schlitten 10 passiert und zu einer Garnspule 11 aufgewickelt wird, die von der Wickelwalze 12 getrieben wird. Beim Passieren der Führungsorgane 3 wird das Vorgarn mit einer Dispersion aus Kartoffelstärke und Wasser bespült, die durch die Leitung 13 mit dem Regulierhahn 14 aus dem Sammelbecken 15 zugeführt wird. In diesem Sammelbecken ist ein Rührwerk 16 vorgesehen, um zu verhüten, dass die Dispersion ausfällt.
Durch die Leitung 17 mit dem Regulierhahn 18 wird die Dispersion aus dem Sammelbecken 15 auch der Lieferwalze des Streckwerks zugeführt. Hierzu ist um die Walzen 19, deren eine von der Einführungswalze mit einer niedrigeren Geschwindigkeit in die angegebene Richtung getrieben wird, ein umlaufendes Band 20 geführt. Das Band 20, das gegen die Rolle 7 gepresst ist, bringt eine dünne Schicht der Suspension, die von der Leitung 17 zugeführt wird, auf die Rolle 7 auf, welche ihrerseits einen Teil hiervon auf die Faserlunte 8 überträgt.
Der Überschuss an Dispersion, der von den Leitungen 13 und 17 zugeführt wird, wird in einem Bekken 21 aufgefangen und aus diesem von einer Pumpe 23 über die Leitung 22 nach dem Sammelbecken 15 zurückgeführt.
In der Leitung 17 ist ein Konzentrationsmessgerät 24 vorgesehen, mit dem änderungen der Suspension festgestellt und erforderlichenfalls korrigiert werden können.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wurde ein baumwollenes Vorgarn von 300 Tex auf Vorgarnspulen gewickelt, mittels Abkochen in einen nassen Zustand gebracht und entfettet und danach gebleicht und gefärbt. Durch Absaugen wurde der Feuchtigkeitsgehalt auf ungefähr 150 % zurückgebracht.
In diesem Zustand wurde das Vorgarn von den Spulen abgewickelt und, nachdem es von dem aus der Leitung 13 kommenden Dispersionsstrom aus 10 % Kartoffelmeht in Wasser überspült worden war, durch das Streckwerkt geführt. Die Druckkraft der Einführungswalze betrug ungefähr 1 kg, wodurch das Vorgarn nach dem Passieren dieser Walze einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 180 % hatte.
Der Antrieb des Streckwerks war so eingerichtet, dass die Umfangsgeschwindigkeit der Lieferwalze 15 mal so gross war wie diejenige der Einführungswalze und ungefähr 200 m/Min betrug.
Die aus dem Streckwerk herauskommende Faserlunte, deren Dicke 20 Tex betrug, wurde mit dieser Geschwindigkeit durch das pneumatische Falschdrehorgan 9 geführt. Dieses bestand aus einem zylindrischen Kanal mit einer Länge von 6 mm, einem Durchmesser von 1,5 mm und abgeschrägten Enden und 6 tangentia len Blasdüsen mit einem Durchmesser von 0,4 mm und mit einer Abweichung von 50 im axialen Sinne in der Laufrichtung des Garns. Das Organ wurde mit Luft von 0,4 Atmosphären gespeist, wobei der Luftverbrauch ungefähr 7 1/Min betrug.
Nachdem sie das Falschdrehorgan passiert hatte, wurde die Lunte auf einem perforierten Kern zu einer Kreuzspule aufgewickelt. Die Umfangsgeschwindigkeit der Antriebsrolle war hierbei ungefähr 3 % niedriger als die Liefergeschwindigkeit des Streckwerks, wodurch unzulässige Spannungen in der Faserlunte vermieden wurden.
Nachdem in dieser Weise das Garn aufgespult worden war, wurde die Garnspule vom Kern abgenommen und während einer halben Stunde in einer luftfreien Umgebung einer Behandlung mit Niederdruckdampf unterworfen. Darauf wurde die Garn spule getrocknet, wonach das geschlichtete Garn von der Spule abgewickelt werden konnte.
Es ergab sich, dass das Garn ungefähr 16 % Schlichte enthielt.
Gebrauclasversuche haben gezeigt, dass das Garn ohne jede Schwierigkeit normal verwoben werden konnte. Es ergab sich, dass ein aus diesem Garn hergestelltes Gewege Eigenschaften hatte, die in keinerlei Hinsicht ungünstig waren im Vergleich mit einem entsprechenden Gewebe aus einem in üblicher Weise hergestellten Garn, auch nicht, nachdem die Schlichte aus dem Gewebe weggewaschen war, was darauf hinweist, dass der Zusammenhang zwischen den Fasern von der Struktur des Gewebes herrührte und nicht von der Garnstruktur (Drehung) abhängig war. Gleichfalls hat es sich ergeben, dass das Gewebe nach einer entsprechenden Nachbehandlung erheblich weniger luftdurchlässig war und eine bedeutend bessere Wasserdichtigkeit hatte als vergleichbare Gewebe aus in der üblichen Weise hergestellten Garnen.
PATENTANSPRUCH I
Verfahren zur Herstellung eines mindestens annähernd drehungslosen Feingarns durch Nassverstreckung eines Stapelfaservorgarns, dadurch gekennzeichnet, dass das nasse Vorgarn zu einer dünneren Faserlunte verstreckt wird, wobei die Ablieferungsgeschwindigkeit der Faserlunte ab Streckwerk mindestens 50m/min beträgt, dass die Faserlunte falschgedreht und unter Verfestigung ihres Gefüges auf eine Kreuzspule aufgespult wird, indem entweder ein in inaktiver Form vorliegendes Schlichtemittel, das vor dem Aufspulen auf die falschgedrehte Faserlunte appliziert wurde, nach deren Aufspulung reaktiviert wird, oder aber indem die Zufuhr eines gebrauchsfertigen Schlichtemittels zur aufgespulten Faserlunte vom Spulenkern her erfolgt.
UNTERANSPRÜCHE
1. Verfahren nach Patentanspruch I, bei dem zum Verstrecken des Vorgarns ein Streckwerk verwendet wird, das sich aus zwei oder mehreren Walzenpaaren zusammensetzt, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorgarn zwischen zwei aufeinanderfolgenden Walzenpaaren ein freies Verstreckfeld durchläuft.
2. Verfahren nach Patentanspruch I, bei welchem das Schlichtemittel vor dem Aufspulen auf die falschgedrehte Faserlunte appliziert und nach deren Aufspulung reaktiviert wird, dadurch gekennzeichnet, dass das inaktive Schlichtemittel dem Vorgarn mittels mindestens einer der Lieferwalzen des Streckwerks zugeführt wird.
3. Verfahren nach Patentanspruch I oder einem der Unteransprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorgarn in einem ungesättigten nassen Zustand mit einer im Überschuss zugeführten Dispersion von Stärkekörnern bespült wird, und dass danach die Garnspule einer Wärmebehandlung unterworfen wird, deren Temperatur, Umgebungsfeuchtigkeit und Dauer zum Verschlichten der in der Garnspule vorhandenen Stärkekörner geeignet ist, und dass die Garnspule schliesslich getrocknet wird.
PATENTANSPRUCH II
Gemäss dem Verfahren nach Patentanspruch I hergestelltes Garn.
Process for the production of a fine yarn
The present invention relates to a method for producing an at least approximately rotation-free fine yarn by wet drawing a staple fiber sliver. Here and in the following, the word roving is intended to include twist-free or almost twist-free fiber slivers that are suitable for processing into a final yarn.
Such methods are known in many variants and consist of drawing the roving into a thin fiber sliver by means of a drafting device and twisting the sliver supplied by the drafting device.
In the manufacture of yarns, the aim is to lower the production costs of the yarn by increasing the production speed. Here it is necessary to increase the speed of the spindle of a ring spinning machine. This speed is determined by the product of the delivery speed of the drafting system (in meters per minute) and the number of turns per meter that is required to give the yarn the desired properties.
In practice it turns out that the production speed of the yarn is limited by the permissible speed of the spindle and other rotating parts.
Speeds of up to 20,000 revolutions per minute are already in use, and a yarn production of 40 m per minute can be achieved here, but although a further increase in the permissible speed cannot be ruled out as technology advances, the speed limit is still there a decisive inhibition for a significant increase in production speed.
When the roving is drawn into a thin fiber sliver, the production speed is likewise limited. If the speed of the delivery roller of a drafting system is too high, the fibers are torn from the roving fed by the draw-in roller with such rapidity that the connection between the fibers is lost and interruptions occur in the fiber sliver which cause yarn breakage.
By using many different measures aimed at improving the mutual cohesion of the fibers during drawing, such as additional rollers, belts and the like, the difficulties have been reduced to a certain extent, but speeds that are greater than about 40 m per minute, are also not feasible in this way.
According to British Patent No. 415 845, wet drawing is used to achieve high draw ratios. In contrast, the wet drawing serves as a partial feature of the process according to the invention to avoid the difficulties that occur at high drawing speeds, whereby the speed can be increased, thanks to the wet treatment, without special precautions and with an improvement in the yarn quality to values that would otherwise only be achieved with difficulty and at the expense of the yarn quality .
can not be achieved at all.
From the German patent specification No. 520 692 it is also known to moisten a roving before it enters the drafting system. But here too the moistening serves a completely different purpose, the aim being to soften the binding substances of the basic fibers and thus to make the fibers pliable and to enable the natural rubber-like substances on these fibers to be retained.
According to German Auslegeschrift No. 1137 361 and British Patent No. 850145, false twisting is known as a means of improving the strength of a sliver or yarn. The actually unexpected fact that a wet-drawn sliver becomes so strong during fine spinning by means of false twisting that it can be wound up like a thread is not mentioned in any of these patents.
The sizing of fiber ribbons and yarns to increase the strength is known in principle, for example from US Pat. No. 2,689,813. The known processes, however, have the prejudice that it was not considered possible not to add or remove sizing agent until the sliver was wound up.
add the sizing agent in an inactive form at an early stage of the process and only activate it after the tape has been wound up.
Various attempts have also been made to produce a twistless yarn. According to the already mentioned US Pat. No. 2,689,813, a roving is drawn into a thin tape, the fibers being impregnated with a sizing agent or adhesive before or after the drawing. The stretched tape is then strengthened by rubbing and rolling between two moving surfaces in order to improve the cohesion of the fibers. The sliver is then guided to a winding device with careful support on conveyor belts and rollers and is wound up there.
The aim of the invention is to create an improved process for the production of yarn in which the disadvantages mentioned, in particular the repercussions on the production speed, do not occur and with which consequently a considerable increase in speed can be achieved.
The method according to the present invention is characterized in that the wet roving is drawn into a thinner fiber sliver, the delivery speed of the fiber sliver from the drafting system being at least 50 m / min, that the fiber sliver is twisted incorrectly and wound onto a cheese spool with solidification of its structure, either by reactivating a sizing agent in inactive form that was applied to the wrongly twisted fiber sliver before winding it up, or by supplying a ready-to-use sizing agent to the wound fiber sliver from the bobbin core.
It is noted in this regard that the wet state of the fiber material means the presence of so much water that it is also found as free water on the surface of the fibers, in contrast to a moist state in which the water is completely removed from the fibers is absorbed. A cross-wound coil is a coil whose turns only touch each other when they cross.
In this process, no spindle is used, so that the production speed is not hindered in this respect and is only limited by the top cross winding, which allows much higher winding speeds. As it has surprisingly turned out, because the roving is drawn in the wet state, the fibers have such a connection that an uninterrupted and regular thin sliver can be formed even at high delivery speeds of the drawing system, and the uniformity of the yarn is better, the greater the speed. This can perhaps be attributed to the inertial forces, toughness forces and surface tensions, which cause more even differences in speed between the fibers during drawing.
In view of this fact, the drawing is carried out at a delivery speed of at least 50 meters per minute.
In order to stretch the process, it is not necessary that the water for wetting the fiber material contain dissolved or dispersed additives. However, it is possible to use such additives with a view to later processing the yarn or to achieve special properties.
According to a preferred embodiment of the method according to the invention, a drafting device is used for drawing the roving, which is composed of two or more pairs of rollers, the roving passing through a free drawing field between two successive pairs of rollers. It has been shown from experiments that the usual precautions in the drawing field, such as needles, pins, rollers and belts, which aim to reinforce the connection between the fibers, have a disadvantageous influence on the drawing process and the quality of the yarn in the method according to the invention .
By incorrectly twisting, the connection between the fibers is temporarily strengthened after stretching in such a way that the sliver is strong enough to bridge the distance between the stretching system and the winder and to resist any tensile stresses that may arise.
A pneumatic false turning device is preferably used for false turning. For this purpose, the fiber sliver is guided through a mainly cylindrical bore into which a number of blower nozzles open tangentially. In this way, a rotating column of air is formed in the bore, the rotation of which is transferred to the sliver passing through it and the speed of which can easily be increased to such an extent that this does not cause any limitation of the yarn speed at all.
The lack of the speed restrictions inherent in the known methods means that the method according to the invention allows very high relative speeds. It has been found that a speed of e.g. B. 400 m per minute can be applied without difficulty, and significantly higher speeds are readily included in the possibilities of the inventive method.
When winding the formed thin yarn into a yarn spool, it is important that no part of the yarn anywhere touches another part of the yarn in parallel, because after sizing these two parts of the yarn would be so firmly connected that when the yarn is unwound here almost certain thread breakage would occur. In view of this fact, the cheese is the necessary form of winding of the yarn, since it has been found that after sizing, two crossing yarns do not form a connection that would be stronger than the yarn itself.
Sizing can be carried out by using a perforated core when winding the yarn and bringing the sizing into the bobbin through this core. In this case, however, it is difficult to bring about and maintain a uniform concentration of the sizing agent in the bobbin. Particularly when using starch-based sizing agents, migration phenomena occur during drying, with warm air being blown through the core through the bobbin, which means that the sizing agent content of the yarn cannot always have the desired value.
In order to remedy this, the fiction, according to the method in a preferred embodiment, is characterized in that the size required for sizing the yarn is fed to the roving in an inactive form before winding and only then is the yarn bobbin sized in that it is one the Sizing agent is subjected to activating treatment.
This can be achieved by applying the size to one or more delivery rollers of the drafting system, so that the fiber material picks up the size as it passes the delivery rollers.
Another possibility is that z. B. when using starch as sizing agent, the roving is washed in an unsaturated wet state with a suspension of starch granules supplied in excess, after which the yarn package is subjected to a heat treatment, the temperature, ambient humidity and duration of which is suitable for sizing the starch granules present, and is then dried. A combination of these two methods is also possible. It has been found that there are no signs of migration of the starch in the coil.
The method according to the invention offers the additional advantage that any bleaching, dyeing, mercerising, non-ironing, refractory or rot-proofing and other similar treatments of the fiber material can be carried out while it is in the roving state, so that these treatments penetrate better and sometimes more economically can be executed because the roving is already wet with regard to further processing into yarn.
The yarn obtained with the method according to the invention is rotationless or, with regard to the rotation of the roving and the rotation which is possibly given to the yarn by the unwinding of the bobbin in the axial direction, almost rotationless.
The connection between the fibers is entirely preserved by the sizing and is such that the yarn can easily be used as a weaving yarn like the usual twisted yarns. This means that a cotton yarn produced according to the invention can be used immediately as a chain yarn, while a wool yarn first has to be doubled in the usual way in order to obtain the wear and impact resistance necessary for a chain yarn.
In addition to cotton yarns and wool yarns, the method according to the invention can also be used for yarns made from other textile fibers and for yarns composed of mixtures of different textile fibers.
The invention also relates to yarns made using the method described above. These yarns differ from twisted yarns except in the complete or almost complete absence of twist due to their somewhat flat cross-section. When used as a non-doubled warp yarn, this has the advantage that it easily passes the healds and the reed of the loom and, since the yarn lies flat in the fabric, the effect is that the fabric has a denser structure than the rest same weave made of twisted yarn.
The invention is explained in more detail below with reference to the drawing, which shows a schematic representation of the spinning machine, and using an exemplary embodiment.
The roving 1, which is drawn off from the wet roving bobbin 2, is fed along some guide elements 3 to a drafting device, whose corrugated roller 4 and rubber roller 5 form the feed roller and whose corrugated roller 6 and rubber roller 7 form the delivery roller pair. The roving 1 is drawn here to form a thin fiber sliver 8, which then passes the pneumatic rotating element 9 and the carriage 10 and is wound up to form a yarn reel 11 which is driven by the winding roller 12. When passing the guide elements 3, the roving is rinsed with a dispersion of potato starch and water, which is fed through the line 13 with the regulating valve 14 from the collecting basin 15. An agitator 16 is provided in this collecting basin in order to prevent the dispersion from precipitating.
Through the line 17 with the regulating valve 18, the dispersion from the collecting basin 15 is also fed to the delivery roller of the drafting system. For this purpose, a rotating belt 20 is guided around the rollers 19, one of which is driven by the feed roller at a lower speed in the indicated direction. The band 20, which is pressed against the roller 7, applies a thin layer of the suspension, which is supplied from the line 17, to the roller 7, which in turn transfers part of it to the fiber sliver 8.
The excess of dispersion, which is fed in from the lines 13 and 17, is collected in a basin 21 and returned from there by a pump 23 via the line 22 to the collecting basin 15.
A concentration measuring device 24 is provided in the line 17, with which changes in the suspension can be determined and, if necessary, corrected.
In one embodiment of the method according to the invention, a cotton roving of 300 tex was wound on roving bobbins, brought into a wet state by means of boiling and degreased and then bleached and dyed. The moisture content was brought back to approximately 150% by suction.
In this state, the roving was unwound from the bobbins and, after it had been washed over by the dispersion stream of 10% potato flour in water coming from the line 13, passed through the drafting system. The pressing force of the feed roller was approximately 1 kg, as a result of which the roving had a moisture content of approximately 180% after passing through this roller.
The drive of the drafting system was set up so that the peripheral speed of the delivery roller was 15 times that of the feed roller and was approximately 200 m / min.
The fiber sliver coming out of the drafting system, the thickness of which was 20 Tex, was guided through the pneumatic false rotating element 9 at this speed. This consisted of a cylindrical channel with a length of 6 mm, a diameter of 1.5 mm and beveled ends and 6 tangentia len blow nozzles with a diameter of 0.4 mm and with a deviation of 50 in the axial sense in the running direction of the yarn . The organ was fed with air at 0.4 atmospheres, the air consumption being approximately 7 l / min.
After it had passed the false rotation organ, the fuse was wound up on a perforated core to form a cross-wound bobbin. The peripheral speed of the drive roller was about 3% lower than the delivery speed of the drafting system, thereby avoiding impermissible tensions in the fiber sliver.
After the yarn was wound in this way, the bobbin was removed from the core and subjected to low-pressure steam treatment for half an hour in an air-free environment. The bobbin was then dried, after which the sized yarn could be unwound from the bobbin.
The yarn was found to contain approximately 16% size.
Usage tests have shown that the yarn could be woven normally without any difficulty. It was found that a fabric made from this yarn had properties which were in no way unfavorable in comparison with a corresponding fabric made from a conventionally made yarn, even after the size was washed away from the fabric, which indicates that that the relationship between the fibers came from the structure of the fabric and was not dependent on the yarn structure (twist). It was also found that, after a corresponding post-treatment, the fabric was considerably less air-permeable and had a significantly better water-tightness than comparable fabrics made from yarns produced in the usual way.
PATENT CLAIM I
A method for producing an at least approximately twistless fine yarn by wet drawing a staple fiber roving, characterized in that the wet roving is drawn into a thinner fiber sliver, the delivery speed of the fiber sliver from the drafting system being at least 50m / min, that the fiber sliver is wrongly twisted and its structure is solidified A cheese is wound up either by reactivating a sizing agent in inactive form that was applied to the wrongly twisted fiber sliver before winding it up, or by supplying a ready-to-use sizing agent to the wound fiber sliver from the bobbin core.
SUBCLAIMS
1. The method according to claim I, in which a drafting system is used for drawing the roving, which is composed of two or more pairs of rollers, characterized in that the roving passes through a free drawing field between two successive pairs of rollers.
2. The method according to claim I, in which the sizing agent is applied to the wrongly rotated fiber sliver before winding and is reactivated after it is wound up, characterized in that the inactive sizing agent is fed to the roving by means of at least one of the delivery rollers of the drafting system.
3. The method according to claim I or one of the dependent claims 1 and 2, characterized in that the roving is rinsed in an unsaturated wet state with a dispersion of starch grains fed in excess, and that the yarn package is then subjected to a heat treatment, the temperature, ambient humidity and duration is suitable for sizing the starch granules present in the thread bobbin, and that the thread bobbin is finally dried.
PATENT CLAIM II
Yarn produced according to the method of claim I.