CH656899A5 - Verfahren zum vermengen von garnen und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren mit den im Oberbegriff von Anspruch 1 angegebenen Merkmalen und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Vorrichtungen zur Herstellung drallfreier, zusammenhaltender Garne oder zur Vereinigung mehrerer Garne zu einem kohärenten Einzelgarn, bei dem die Filamente der verschiedenen Garne miteinander vermengt werden, sind bekannt und z.B. in der US-PS 3 364 537 beschrieben. Die Filamente in solchen Garnen können in Abhängigkeit von der Natur der Komponentengarne, dem apparativen Aufbau und der Intensität der Vermengungsbedingungen in unterschiedlichem Masse von «leicht» bis «umfassend» vermengt werden, weshalb diese Methoden sich für ganz unterschiedliche Anwendungen eignen, z.B. vom Vereinigen feinerer Garne für die Herstellung von gröberem Garn, d.h. Doublieren, bis zum 1 Vereinigen unterschiedlich gefärbter oder unterschiedlich färbbarer Garne zur Herstellung verschiedener Arten misch-farbener Modegarne, wie Mélange- und Sprenkelgarne, unter Verwendung gebauschter oder nichtgebauschter Garne.

In der US-PS 4 069 565 ist ein Verfahren zum Herstellen eines texturierten (gebauschten) multifilen Garns beschrieben, das alternierend über seine Länge verteilt kompaktere Teile und offenere Teile aufweist; dazu bringt man ein laufendes Filamentbündel mit zwei gekrümmten, im Längsabstand voneinander befindlichen Elementen einer Vorrichtung in Kontakt, wobei der Fadenlauf an jedem Berührungspunkt eine Biegung erfährt. Im gesamten Raum zwischen den beiden Elementen kommt es zu einem unter Zugspannung erfolgenden Filamentdurchgang. Von der einen Seite des Fila-mentbündels wird mindestens ein Fluidstrom so gegen das Bündel im Durchgang gerichtet, dass die einzelnen Filamente des Bündels einer Vibration sowie einer regellosen und intermittierenden Kreuzung in Richtung der Strömung des Fluids .unterliegen. Für einen wirksamen Betrieb muss der Fadenlauf an jedem Berührungspunkt aufstrom- und abstromseitig der Vermengungszone abgebogen sein. Laut US-PS 4 069 565 ist auch die Lage der Fluidströmung zwischen den Berührungspunkten kritisch und befindet sich vorzugsweise mitten zwischen den Berührungspunkten.

Die US-PS 4 059 873 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen eines Bauschgarns, bei dem mehrere gekräuselte Fila-mentgarne unterschiedlicher Farbe und/oder Anfärbbarkeit zunächst praktisch bis zur Aufhebung des Garnzusammenhalts entwirrt und dann in eine Vermengungszone eingeführt werden, aus der das vereinigte Garn langsamer abgezogen als zugeführt wird. Die Fluidströmung vermengt nicht nur die Filamente, sondern trägt auch das Garn aus der Vermengungszone. Wie in der US-PS 4 059 873 gezeigt, wird das Garn sowohl beim Eintritt in die Vermengungszone als auch beim Verlassen derselben jeweils praktisch rechtwinklig zum Garndurchlass abgebogen.

Das Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung ist gekennzeichnet durch die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale; bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemässen Verfahrens haben die in den Ansprüchen 2-14 genannten Merkmale.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung hat die in Anspruch 15 angegebenen kennzeichnenden Merkmale; bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemässen Vorrichtung haben die in den Ansprüchen 16-27 angegebenen Merkmale.

Das Verfahren gemäss der Erfindung ermöglicht allgemein die Herstellung von einen Zusammenhalt aufweisenden Garnen, insbesondere Bauschgarnen, mit einer Fluidstrahl-einrichtung, die kein Abbiegen des Filament- bzw. Garnweges beim Eintreten in die Vermengungszone oder beim Verlassen derselben erfordert; das neue Verfahren und die Vorrichtung zu dessen Durchführung bieten eine bessere Energienutzung beim Vereinigen von Garnen, insbesondere zur Herstellung von gesprenkelt anfärbbaren Teppichbauschgarnen, und eine wirtschaftliche, weil bei höheren Garngeschwindigkeiten durchführbare Verfahrensführung.

Das erfindungsgemässe Verfahren bietet besondere Vorteile bezüglich Wirkung und Wirtschaftlichkeit, wenn man auf das Garn oder die Garne in dem Durchlass einen einzelnen Strahl komprimierbaren Fluids, dessen Querschnittsfiä-che kleiner als diejenige des Garndurchlasses ist, senkrecht aufprallen lässt, insbesondere bei Garngeschwindigkeiten von über 1370 m/min (1500 Yards).

Besondere Vorteile bietet das Verfahren, wenn man eine Anzahl von keinen oder wenig Zusammenhalt aufweisenden Garnen zu einem Einzelgarn mit stärkerem Zusammenhalt und gröberem Titer vereinigt, d.h. doubliert. Eine bevorzugte Anwendung einer solchen Ausführung ist das Vereinigen von Bauschgarnen, die relativ unterschiedlich anfärbbar sind, zur Herstellung von mischfarbigen Garnen, wie Mélange- oder Sprenkelgarnen, mit praktisch beliebigen Vermengungsgra-den zwischen sehr kräftig und sehr fein. Zur Herstellung von Sprenkelbauschgarnen hohen Vermengungsgrads haben die in die Vermengungszone eintretenden Garne vorzugsweise einen Zusammenhalt- oder Kohärenzfaktor von unter 6,0. Speisegarne stärkeren Zusammenhalts führen zu geringerer Vermengung und kräftigeren Mischfarbeffekten.

Beim erfindungsgemässen Verfahren reicht die rohrförmige Einschliessung aufstromseitig über eine Strecke von 75 mm (3 Zoll) oder mehr; besonders gute Ergebnisse und gleichmässigere Garne lassen sich im allgemeinen mit einer Einschliessungsstrecke von mindestens 125 mm (5 Zoll), insbesondere von mindestens 250 mm (10 Zoll), erreichen.

Zur Erleichterung der Filamentvermengung wird das Garn von der Vermengungszone vorzugsweise mit einer Geschwindigkeit abgezogen, die 2 bis 15% und vorzugsweise 5 bis 15% kleiner als die Geschwindigkeit der Vorwärtsförderung des Garns zu dieser Zone ist; dies gilt insbesondere für gebauschte Garne, die unter Zugspannung zur Entmengung bzw. Entwirrung neigen.

Unter Umständen kann man Verfahrensführung und Aussehen des Garns dadurch verbessern, dass man laterale Vibra5

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tionen im behandelten Garn auch abstromseitig der Vermengungszone duch rohrförmige Einschliessung peripher begrenzt bzw. unterdrückt. Diese zusätzliche Einschliessung ist z.B. bei Speisegarnen anwendbar, die gefärbt sind und dementsprechend meist weniger als etwa 0,3 Gew.-% Garnveredlungsmittel enthalten. Allgemein bevorzugt wird eine im wesentlichen zylindrische Form des Garndurchlasses.

Die Längsöffnung oder Bohrung der erfindungsgemässen Vorrichtung hat vorzugsweise eine Länge von mindestens 125 mm (5 Zoll), insbesondere von mindestens 250 mm (10 Zoll). Normalerweise soll das Verhältnis des Durchmessers des Durchlasses zu der Längsöffnung des Rohrs mindestens 1,3:1,0 betragen und vorzugsweise nicht grösser als 4,0:1,0 sein. Die Vorrichtung ist besonders wirksam, wenn das Ausgangsende des aufstromseitigen Rohrs sich in einem Abstand vom Eingangsende des Durchlasses im Bereich von 3 bis 13 mm (0,125 bis 0,50 Zoll) befindet.

Für Bauschgarne herkömmlicher Teppich-Titer, d.h. im Bereich von 1100 bis 17 000 dtex (1000 bis 15 000 den), liegen wirkungsvolle Durchmesser der Rohröffnung im Bereich von 1,5 bis 6,4 mm (0,06 bis 0,25 Zoll).

Die Vorrichtung kann mit einem Führungsrohr von vergleichbaren Abmessungen und relativen Abstandsbemessungen zwischen dem Ausgangsende des Garndurchlasses und dem Abziehmittel koaxial längs des Garnweges ausgestattet sein.

Durch Applikation von Wasser auf das Garn von der Vermengung können die Verfahrensführung und die Vermen-gungswirkung des Verfahrens verbessert werden; Applikatoren, d.h. Wasseraufbringeeinrichtungen, für solche Zwecke sind als solche bekannt. Die Wasserapplikation soll im allgemeinen mit einer solchen Geschwindigkeit erfolgen, dass man 5 bis 25 Gew.-% auf dem Garn erhält, aber die Wassermenge ist nicht entscheidend.

Die Erfindung wird in bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den schematischen Aufriss einer bevorzugten Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens mit einer rohrförmigen Garnführung, die koaxial auf-strom- und auch abstromseitig einer Fluidstrahl-Filamentver-mengungseinrichtung angeordnet ist, und

Fig. 2 den schematischen Aufriss einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung mit einer nur aufstromseitig der Strahleinrichtung vorgesehenen, rohrförmigen Garnführung, der eine Zugspannungszone und Bremsstäbe zum Entfernen von Filamentwirrung aus den Speisegarnen vorgeschaltet sind.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung ist in einer beispielsweisen Anwendung auf die Vereinigung von drei gebauschten, multifilen Speisegarnen zu einem einzigen, Zusammenhalt aufweisenden, gesprenkelt anfärbbaren Bauschgarn gezeigt und besitzt eine Trägerplatte 10, auf der eine Garnführung 12 befestigt ist. In der Folge sind auf der Platte 10 eine Wasseraufbringeeinrichtung 14, eine Richtungsänderungs-walze 16 und ein Mittel zum Vorwärtsführen des Garns in Form eines Paars angetriebener Walzen - der Walze 18 und der ihr zugeordneten, verschränkten Walze 20 - angeordnet. Die aufstromseitige Rohrführung 30 und die fakultative abstromseitige Rohrführung 36 (Öffnungen nicht eingezeichnet) sind koaxial fluchtend von Trägern 32 bzw. 38 gehalten. Der zylindrische Garndurchlass 33 befindet sich im Düsenkörper 34. Im Querschnitt zeigt der Düsenkörper 34 den von der kleineren Fluidleitung 35 senkrecht geschnittenen Durchlass 33. Der Fluidleitung 35 wird ein komprimierbares Fluid unter Druck aus einer nicht eingezeichneten Quelle zugeführt. Die Länge der durch die Wirkung der Fluidstrahleinrichtung erzeugten Vermengungszone wird durch den Zwischenraum zwischen den Rohrführungen 30 und 36 bestimmt. Das Mittel zum Abziehen des vermengten Garns aus der Vermengungszone wird von der leerlaufenden Abnahmewalze 40 gebildet. Auf die Walze 40 folgt eine - nicht eingezeichnete - Walze zur Aufmachung auf konischen Kreuzspulen oder andere zweckentsprechende Walzen- und Aufwickelanordnung. Die Walze 40 wird ihrer Lage nach vom Träger 42 so gehalten, dass ein gerader Garnweg von der Walze 18 zur Walze 40 definiert wird, der koaxial zu den Rohren 30 und 36 und dem Durchlass 33 verläuft.

Wie in Fig. 1 gezeigt, werden unterschiedlich anfärbbare, multifile Speisebauschgarne 50, 52, 54 von getrennten Pak-kungen auf einem Gatter (nicht eingezeichnet) unter der Wirkung der Walzen 18,20 durch die Führung 12 und Wasseraufbringeeinrichtung 14 und um die Walze 16 gezogen und dann im zusammengelaufenen, aneinanderanstossenden Zustand in das aufstromseitige Ende des Rohrs 30 und durch den Körper 34 und die Rohrführung 36 vorwärtsgeführt. Die Abnahmewalze 40 zieht die Garne als vermengtes, gesprenkelt anfärbbares, zusammenhaltendes Bauschgarn 58 ab.

Die in Fig. 2 gezeigte Vorrichtung entspricht derjenigen von Fig. 1 mit Abänderungen: Die fakultative abstromseitige Rohrführung 36 wurde weggelassen; zusätzlich vorgesehen wurde eine angetriebene Zugspannwalze 24 mit der dieser zugeordneten, verschränkten Walze 22 zusammen mit in einem Sockel 26 befestigten, parallelen Bremsstäben 28 zum Entwirren von Filamenten der Speisegarne vor dem Vermengtwerden.

Die rohrförmigen Führungen stabilisieren das Garn und erlauben anscheinend auf diese Weise eine wirksamere Vermengung durch den Strahl in der Vermengungszone. Man erhält auch eine Minimierung der Bildung von Einzelfila-mentschlingen, zu der es kommt, wenn «unlagige» Filamente durch den Wirrungsvorgang lagefixiert werden. Wenn gewünscht, kann man den Eingang zum Garndurchlass leicht verengen, z.B. durch ein exzentrisches Garn-Gate der in Fig. 2 von US-PS 4 059 873 gezeigten Art oder durch eine konzentrische Verengung, wie ein Loch kleineren Durchmessers in einer an den Eingang zum Garndurchlass angesetzten Metallplatte, aber eine solche Verengung ergibt eine Tendenz zur Herabsetzung der Wirksamkeit der Vermengungszone, woraus eine geringere Wirrung in den Knotenbereichen resultiert. Wenn die Wirrung ohnehin mehr als zureichend ist, kann man eine solche Verengung dazu verwenden, auf das Garn während seines Austretens aus der Vermengungszone eine leichte Düsenförderwirkung auszuüben oder ein gleichmässi-geres, weniger knotiges Gefüge längs des Garns auszubilden.

Die Speisegarne für die Zwecke der Erfindung können kompakt oder gebauscht sein. Als gebauschte Speisegarne setzt man vorzugsweise die Game ein, die durch einen Heiss-fluid-Strahlbauschprozess, z.B. der in US-PS 3 781 949 beschriebenen Art, gebauscht worden sind. Solche Garne haben eine überlegene Bauschigkeit und normalerweise auf Grund von Vermengung der Filamente etwas Zusammenhalt, aber diese Vermengung liegt gewöhnlich an jeglicher Stelle längs des Garns nur bei einem Teil der Filamente und selten bei allen Filamenten an einer gegebenen Stelle vor. Aus diesem Grunde tritt beim Vereinigen von zwei oder mehr dieser Garne gemäss der Erfindung ohne vorheriges Entfernen dieser Vermengung ein Sichöffnen der Filamentbündel in einem begrenzten Ausmass ein, so das sich die Filamente verschiedener Garne in einem gewissen Grade vermengen können, aber wenn man das anfallende Garn dann mischfärbt, zeigt das Garn in seinem Aussehen hauptsächlich eine kräftige Mischung der Einzelgarnfarben bei nur geringer Mischung der Farben.

Wenn man diesen Zusammenhalt durch Unterzugspannungsetzen und Abbremsen der Speisegarne vor dem Mitein-andervermengen entfernt, erlangen die Filamente der Garne

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das Vermögen, sich freier und häufiger zu öffnen und zu vermengen, wobei mehr Zonen vermischter Farben ausgebildet werden.

Der Begriff «gebauscht» bzw. «Bausch ...» bezieht sich in der hier gebrauchten Bedeutung auf Garne mit bleibend gekräuselten Filamenten, d.h. Filamenten, die beim Entnehmen aus dem Garn ihre Kräuselung beibehalten.

Der Begriff «unterschiedlich färbbar» bezieht sich auf Garne, die sich in einer gemeinsamen Färbeflotte unter Bildung verschiedener Farben oder Farbtöne mischfärben lassen. Der Begriff umfasst auch unterschiedlich gefärbte Garne, da solche Garne beim Färben - selbst beim Färben mit einem gemeinsamen Farbstoff - ihrer Natur nach unterschiedlich «angefärbt» bleiben, d.h. weiter unterschiedliche Färbungen zeigen.

Die Prüfung von für die Zwecke der Erfindung eingesetzten Garnen auf Filamentvermengung an Hand des Zusammenhalt- oder Kohärenzfaktors erfolgt in der bekannten Weise, indem man eine Garnprobe in vertikaler Lage unter Einwirkung der Zugspannung einklemmt, die von einem Gewicht ausgeübt wird, dessen Grösse in Gramm dem 0,20fachen des Garndenier entspricht, aber nicht über 100 g beträgt. Durch das Garnbündel hindurch wird ein gewichtsbelasteter Haken eingeführt, dessen Gesamtgewicht in Gramm numerisch gleich dem durchschnittlichen Einzelfila-mentdenier des Garns ist, aber nicht mehr als 10 g beträgt, und sich mit einer Geschwindigkeit von 1 bis 2 cm/s nach unten bewegen lassen, bis das Hakengewicht vom Garn getragen wird. Der Kennwert für das Ausmass der Filamentvermengung in dem Garn ist die Strecke, über die sich der Haken längs des Garns bewegt hat, bis sein Gewicht vom Garn getragen wurde. Das Ergebnis wird als der Kohärenzfaktor ausgedrückt, der definitionsgemäss gleich 100, dividiert durch die obige, zurückgelegte Strecke in Zentimeter, ist. Da die Filamentvermengung statistisch ungeordnet ist, prüft man eine genügend grosse Zahl von Proben, um zu einem repräsentativen Durchschnittswert für das geprüfte Garn zu gelangen.

Bei stärker vermengten grobtitrigen Garnen, wie Teppichgarnen, die gemäss der Erfindung hergestellt werden, steht mit der Prüfung auf seitliche Auseinanderziehung ein unterscheidungsfähigeres Mass für den Garn-Zusammenhalt zur Verfügung. Zur Durchführung dieser bekannten Prüfung führt man an einem willkürlich gewählten Punkt in etwa der Mitte der Garnbündelprobe zwei Haken ein, um das Bündel in zwei Filamentgruppen zu unterteilen. Die Haken werden mit einer Geschwindigkeit von 12,7 cm/min (5 Zoll pro Minute) unter einem Winkel von 90° zur Garnachse auseinandergezogen, was mittels einer Zugfestigkeitsprüfmaschine, wie einer Maschine der Bauart Instron, erfolgt, die den Widerstand gegen die Hakentrennung misst. Man zieht das Garn vermittels der Haken auseinander, bis die ausgeübte Kraft 454 g (1 Pound) entspricht, und setzt an diesem Punkt die Maschine still und misst als aufzuzeichnenden Wert die Entfernung zwischen den beiden Haken. Man führt an jedem Garn 10 Bestimmungen durch und ermittelt den Durchschnitt als Auseinanderziehwert. Die Garnproben für die Prüfung sollen eine Länge von mindestens 10 bis 15 cm (4 bis 6 Zoll) haben und statistisch ungeordnet aus der gesamten zu prüfenden Garnpackung genommen werden.

Beispiel 1

Dieses Beispiel erläutert die Bedeutung von Garnführungen bei dem Verfahren bzw. der Vorrichtung gemäss der Erfindung in einem Versuch unter Einsatz gebauschter Speisegarne, die schon einen mässigen Betrag an Filamentvermengung (Garn-Zusammenhalt) aufweisen, wie er gewöhnlich in Nylon-Bauschfilamentgarnen vorgelegt wird, die zur kommerziellen Verwendung als Garne zum Direktbetuften von Teppichen vorgesehen sind. Solche Garne haben gewöhnlich einen Kohärenzfaktor im Bereich von etwa 25 bis 50.

Verfahren und Vorrichtung entsprachen der Fig. 1.

Der Körper der Strahleinrichtung wies einen Garndurchlass mit einer Länge von 2,540 + 0,00254 cm und mit einem konstanten Durchmesser von 0,58 ±0,00254 cm (1,000 bzw. 0,228 + 0,001 Zoll) auf, der senkrecht in seiner Mitte von einer zylindrischen Fluidleitung von 0,32 ± 0,00254 cm geschnitten wurde. Dabei schnitt die Mittellinie der Fluidleitung die Mittellinie des Durchlasses auf 0,00254 cm genau. Die Ränder der Garneingangs- und -ausgangsenden des Durchlasses waren durch Abrunden auf einen Radius von 0,76 mm geglättet.

Die Strahleinrichtung wurde aus einem Metallblock aus rostfreiem Stahl (Typ 416) von 3,81 cm Breite, 2,54 cm Höhe und 2,86 cm Tiefe gefertigt. Der Durchlass verlief durch den Block in senkrechter Richtung zwischen Kopf- und Bodenende und mittig zu beiden Enden. Die Durchlass-Mittellinie befand sich in einer Entfernung von 1,27 cm von der Blockvorderseite, und die Fluidleitung trat von der Blockrückseite her ein. Der Blockkörper war zur Verschraubung mit einem Verteiler zum Speisen der Fluidleitung mit Druckluft ausgebildet.

Der Fluidleitung wurde Luft mit einem Druck Pu von 10,34 bar (150 Pounds/Quadratzoll Überdruck) zugeführt, die den Durchlass mit einer Geschwindigkeit von 1,02 N-m3/min bei Umgebungstemperatur durchströmte.

Die Förderwalzen 18,20 arbeiteten entsprechend einer Lieferung der Garne mit 914 m/min, wobei die Garne die Walzen in mindestens 8 Umschlingungen umliefen, um eine reproduzierbare Zuführgeschwindigkeit zu sichern. Mit der Wasseraufbringeeinrichtung 14 wurde auf die Garne Wasser mit 3,79 1/h aufgebracht. Die Geschwindigkeit der Aufnahmewalze für eine konische Kreuzspulaufmachung wurde entsprechend einer Garnvoreilung von den Förderwalzen zur Aufnahmewalze von 3% eingestellt.

Zur peripheren Unterdrückung seitlicher Vibrationen in dem Garn aufstromseitig der Strahleinrichtung wurde ein Stück nahtloses Handelsrohr aus rostfreiem Stahl von 27,9 cm Länge und 2,13 mm Innendurchmesser so angeordnet, dass es koaxial mit dem Garndurchlass fluchtete und zwischen seinem Ausgangsende und dem Eingang zum Garndurchlass ein Zwischenraum von 0,64 cm vorlag. Das Eingangsende des Rohrs war etwa 13,97 cm von der Stelle entfernt, an der die Speisegarne die Oberfläche der Förderwalze auf ihrem Weg zur Strahleinrichtung verlassen.

Unter Einsatz dieser Vorrichtung erfolgten Versuche mit drei Speisegarnen nach jeder der folgenden Arbeitsweisen:

A) Ais Speisegarne - von jeweils 1361 dtex (1225 den) -dienten Nylon-Handels-Filamentbauschgarne (DuPont), die in einem Heissfluidstrahl-Sieb-Bauschprozess hergestellt worden waren. Die Garne waren unterschiedlich anfärbbar; das eine Garn war mit kationischem Farbstoff (Typ 854) anfärbbar, ein anderes mit saurem Farbstoff (Typ 855) hell anfärbbar und das dritte mit saurem Farbstoff (Typ 857) tief anfärbbar. Die Garne enthielten eine herkömmliche Erzeugerspinnschlichte im Rahmen der Standardmengen von im Mittel 0,7% Schlichte auf dem Garn und von Packungsgrenzen im Bereich von 0,4 bis 1,35% Schlichte auf dem Garn.

Aus den drei Garnen wurde bei den obigen Bedingungen ein Zusammenhalt aufweisendes Einzelgarn gebildet. Eine visuelle Untersuchung mischgefärbter Stränge zeigte ein Gefüge mit periodischen Verflechtungsknotenbereichen (Nodal Interlace Structure) unter Vorliegen eines beträchtlichen Betrages an Filamentvermengung (trotz der Vermengung, die schon in jedem der Speisegarne vorlag). Das Garn

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ergab einen Auseinanderzieh-Wert von etwa 3,18 cm.

Ein weiteres Garn wurde aus den gleichen drei Speisegarnen bei den gleichen Bedingungen, aber unter zusätzlichem Einsatz einer Rohrführung hergestellt, die die gleichen Abmessungen wie oben hatte und koaxial fluchtend abstromseitig des Düsenkörper-Garndurchlasses angeordnet wurde, wobei der Abstand zwischen dem Durchlass-Ausgang und dem Eingang zum abstromseitigen Führungsrohr 0,64 cm betrug. Eine visuelle Untersuchung mischgefärbter Stränge des anfallenden Garns wie auch bei der Auseinanderzieh-Prüfung erhaltene Kohärenzwerte zeigten, dass das Garn im wesentlichen dem ohne das abstromseitige Rohr erhaltenen Garn entsprach.

B) Bei den gleichen Verfahrensbedingungen wie in A) wurden drei Läufe streckengefärbtes Nylon-Filamentbausch-garn (1820T-497) zur Bildung eines Zusammenhalt aufweisenden Einzelgarns gewirrt. Die Garne waren im Random-Space-Dyeing-Verfahren gefärbt worden, was ein beige/ braun-geflecktes Aussehen auf den Speisepackungswickeln ergab. Auf Grund des Färbens war die Erzeugerspinnschlichte auf dem Garn auf etwa 0,25 Gew.-% vermindert. Unter Verwendung der aufstrom- wie auch der abstromseitigen Rohrführung wie oben hergestelltes Garn zeigte ein erwünschtes, längs des Garns regelmässiges, periodisches Verflechtungsgefüge (Interlace-Gefüge), aus dem ein Ausein-anderzieh-Wert von 4,06 cm resultierte. Ein Arbeiten bei den gleichen Bedingungen mit der Abänderung, dass auf das Garn kein Wasser aufgebracht wurde, erbrachte einen niedrigen Vermengungsgrad, für den die Auseinanderzieh-Prüfung nicht aussagefähig war. In einem dritten Versuch wurde unter Wasseraufbringung nur die aufstromseitige Rohrführung eingesetzt. Das anfallende Garn zeigte ein nicht so erwünschtes Gefüge mit in statistisch ungeordneten Abständen längs des Garns vorliegenden Verflechtungsknotenbereichen bei einem durchschnittlichen Auseinanderzieh-Wert von 5,84 cm. Hieraus ist zu schliessen, dass man beim Wirren von Speisegarnen mit niedrigen Garnschlichte-Werten, wie 0,3%, die besten Ergebnisse unter Wasseraufbringung und unter Einsatz von Rohrführungen sowohl aufstrom- als auch abstromseitig der Düseneinrichtung erhält.

Beispiel 2

Dieses Beispiel zeigt die Wirksamkeit von Rohrführungen an Hand der gleichen Speisegarne und Bedingungen wie in Beispiel 1A mit der Abänderung, dass zunächst aus jedem Garn der in den Speisegarnen vorliegende, mässige Zusammenhalt (Kohärenzfaktor 25 bis 50) unter Ausbildung eines Kohärenzfaktors von unter 6,0 entfernt wird. Man unterwirft hierzu die Filamente unter Einsatz einer Vorrichtung der in Fig. 2 gezeigten Art vermittels einer Reihe paralleler Bremsstäbe einer Entwirrung unter Zugspannung. Dabei wurden vier in Mittenabständen von etwa 1,27 cm angeordnete Bremsstäbe von 6,35 mm Durchmesser aus Stahl eingesetzt. Die Geschwindigkeit der Zugspannwalzen (24,22) wurde entsprechend der Ausbildung einer auf die Garne wirkenden Zugspannung zwischen den Walzen und den Förderwalzen von etwa 1,06 dN/tex (1,2 g/den) eingestellt. Der Einsatz dieser Speisegarne von geringem Zusammenhalt erlaubt eine Erhöhung der Voreilung zwischen den Förderwalzen und der Abnahmewalze auf 10%. Mischgefärbte Stränge auf diese Weise erhaltenen Garns haben ein erwünschtes, regelmässiges Gefüge mit periodischen Verflechtungsknotenbereichen ergeben, zwischen denen Abschnitte stark vermischter Fäden vorlagen. Die Auseinanderzieh-Prüfung erbrachte den Wert 2,29 cm.

Diese Arbeitsweise wurde bei den mit der Abänderung gleichen Bedingungen wiederholt, dass keine Aufbringung von Wasser auf das Garn mit der Wasseraufbringeeinrichtung erfolgte. Als Produkt fiel wiederum ein stark vermischtes, stark gewirrtes Garn mit einem Auseinanderzieh-Wert von 2,54 cm an, aber die periodischen, stark gewirrten Bereiche waren weniger dicht als oben. Man bedarf daher bei diesen Bedingungen keiner Wasseraufbringung, um ein gutes Produkt zu erzielen.

Das Verfahren wurde (unter Einsatz von Wasser) mit der Abänderung wiederholt, dass die Geschwindigkeit des Speisegarns auf 1828 m/min und die Voreilung auf 12% erhöht wurden. Mischgefärbte Stränge in dieser Weise hergestellten Garns zeigten im Wirrungsgefüge im Vergleich mit dem bei der geringeren Geschwindigkeit erhaltenen Garn einen ausgeprägten Unterschied. Das Gefüge des bei geringerer Geschwindigkeit hergestellten Garns mit seinen periodischen Verflechtungsknotenbereichen war durch den Charakter eines statistisch ungeordnet gemischten Filamentbündels mit längs des Garns gleichmässigerer Dichte ersetzt. Unter Berücksichtigung der hohen Garngeschwindigkeit und relativ langsamen Luftströmung in der Düse (1,02 N-m3/min) war der Grad der Filamentvermischung sehr gut.

Aus diesen Versuchen ist zu schliessen, dass Filament-bausch-Standardhandelsspeisegarne, die normale Mengen an Spinnschlichte (d.h. mindestens etwa 0,75%) enthalten, für ein wirkungsvolles Arbeiten nur ein aufstromseitiges Führungsrohr erfordern.

Ähnliche Ergebnisse sind in einer Versuchsreihe unter Verwendung von Führungsrohren mit Innendurchmessern von 1,52, 3,05 und 3,86 mm und Längen von 15,24 und 27,94 cm erhalten worden. Unterschiede in der Farbvermischung und im Wirrungsgrad waren bei der gesamten Versuchsreihe gering. Der Zwischenraum zwischen dem Füh-rungsrohrende und dem Garndurchlasseingang betrug bei allen Rohrgrössen stets 6,35 mm. Ansonsten wurden die Bedingungen im wesentlichen konstantgehalten.

Beispiel 3

In diesem Beispiel wurde der erste Versuch von Beispiel 2 bei folgenden Bedingungen im wesentlichen wiederholt: Die Speisegarne waren gleich, und die Vorrichtung entsprach wieder der in Fig. 2 gezeigten Art. Die Geschwindigkeit der Förderwalze betrug 1023 m/min. Die Speisegarne wurden bei einer Zugspannung von 1,01 dN/tex (1,14 g/den) auf einen Kohärenzfaktor von unter 6,0 entwirrt. Die Vorrichtung war mit einem einzigen Führungsrohr von 27,94 cm Länge und 3,86 mm Innendurchmesser aufstromseitig der Düse versehen, wobei sein abstromseitiges Ende sich im Abstand von 6,35 mm vom Garndurchlass-Eingang befand. Die Düse war mit der Abänderung wie in Beispiel 2 ausgebildet, dass der Durchmesser der Fluidleitung 3,96 mm betrug. Die Fluidleitung wurde mit Luft mit einem Druck Pü von 5,17 bar bei 25 °C gespeist, was eine Strömungsgeschwindigkeit von 0,64 N-mVmin ergab. Zur Wasseraufbringung wurde ein 3-Schlitz-Applikator bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 3,79 1/h eingesetzt. Die Produktgarn-Abnahmegeschwindig-keit wurde mit einer Kreuzspulaufmachungswalze auf 920 m/ min gesteuert, woraus sich eine Voreilung von 11% ergab. Das Zusammenhalt aufweisende Produktgarn wurde bei einer Aufwickelspannung von 225 g zur Packung aufgewickelt. Diese Bedingungen ergaben einen Produktdurchsatz von 25,4 kg/Position/h.

Trotz des hier im Vergleich mit Beispiel 2 angewandten niedrigeren Luftdrucks zeigte ein gefärbtes Gewirk aus dem Garn, dass das Garn stärker als ein Kontrollgarn vermischt war, das bei entsprechenden Bedingungen, aber bei viel höherem Luftdruck und viel höherer Strömungsgeschwindigkeit nach dem Verfahren und mit der Vorrichtung gemäss US-PS 4 059 873 erhalten wurde.

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Beispiel 4

Dieses Beispiel erläutert die Auswirkungen der Führungsrohrlänge auf das Arbeitsverhalten und das Aussehen des Garns bei den Arbeitsbedingungen von Beispiel 3.

Es erfolgten identische Versuche mit der Abänderung,

dass Rohre mit Längen von 2,54, 7,62, 12,7 und 27,94 cm wie auch eine Textilgarnführung von 0,64 cm Länge geprüft wurden und schliesslich überhaupt ohne Führung zwischen den Förderwalzen und dem Garndurchlass gearbeitet wurde.

Das Arbeitsverhalten war bei dem 27,94-cm-Rohr am besten. Die in die kürzeren Rohre eintretenden Garne zeigten einen instabilen Vibrationsvorgang, der bei den 7,62-cm- und 12,7-cm-Rohren besonders zu bemerken war.

Mischgefärbte Stränge aus den Garnen wurden auf ihr Aussehen bewertet: Dabei zeigte sich, dass zur Erzeugung eines gleichmässigen, gut vermengten Garns eine Rohrlänge von mindestens 7,62 cm notwendig war. Mit kürzeren Rohren wie auch ohne Rohr wurden Garne mit geringerer Vermengung und einer weniger gleichmässigen Knotenverteilung -erhalten.

Auf Basis sowohl des Arbeitsverhaltens als auch des Aussehens des Garns ergibt sich eine Rohrlänge von mindestens 12,7 cm als bevorzugt.

Beispiel 5

Dieses Beispiel erläutert die Anwendung der Erfindung zur Herstellung eines sehr hochtitrigen Gesprenkeltgarns für Teppiche.

Die Vorrichtung entsprach Fig. 2, wobei mittels der Bremsstäbe die Speisegarne auf einen Kohärenzfaktor von unter 6,0 entwirrt wurden. Es wurden heissfluidstrahlge-bauschte Nylon-66-Handelsfïlamentgarne dreier Typen zu einem Einzelgarn vereinigt, wobei zwei Garne jedes Garntyps (insgesamt sechs Garne) eingesetzt wurden. Die Garntypen waren ein kationisch anfärbbares, mittelstumpfes 1361-dtex-Garn (Typ 494), ein sauer hell anfärbbares, mittelstumpfes 1361-dtex-Garn (Typ 495) und ein sauer tief anfärbbares, mittelstumpfes 2744-dtex-Garn (Typ 497A). Der Düsenkörper-Aufbau entsprach den vorstehenden Beispielen mit der Abänderung, dass der Durchlass-Durchmesser 0,79 cm betrug und die Luftleitung einen Durchmesser von 0,54 cm hatte. Die Leitung wurde mit Luft mit einem Druck Pu von 6,90 bar bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 1,12 N-mVmin gespeist. Die Geschwindigkeit der Vorwärtsführung des Garns betrug 416 m/min; Wasser wurde mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 7,57 1/h aufgebracht. Das aufstromseitige Einzelführungsrohr hatte eine Länge von 27,94 cm und einen Innendurchmesser von 0,39 cm. Sein Ausgangsende war 0,64 cm von dem Eingang des Durchlasses entfernt. Die Garnabzugsgeschwindigkeit wurde mit einer Konischaufmachwalze auf 377 m/min gesteuert, woraus sich eine Voreilung von 10% 5 ergab. Das anfallende Garn hatte einen Gesamttiter von 11556 dtex und wies ein Gefüge mit periodischen Verflechtungsknotenbereichen bei Vorliegen eines beträchtlichen Betrages an Filamentvermengung zwischen den Komponentengarnen auf. Ein mischgefärbter Teppich aus dem Garn io zeigte ein richtungsunabhängiges Gesprenkelt-Aussehen, wobei das tief angefärbe Komponentengarn überwog.

Beispiel 6

Dieses Beispiel zeigt die Anwendung der Erfindung zum i5 Dublieren kompakter (nichtgebauschter) Garne zwecks Herstellung eines Zusammenhalt aufweisenden, kompakten Garns von gröberem Titer.

Als Speisegarne dienten drei Läufe eines verstreckten, ungedrallten, dachen Nylon-66-Garns von 1111 dtex mit 68 2o Filamenten, das keiner Verflechtung unterworfen worden und im wesentlichen von Filamentwirrung frei war. Das Garn enthielt 0,8% einer herkömmlichen Garnschlichte.

Die Vorrichtung entsprach dem Beispiel 3 mit der Abänderung, dass die Zugspannwalzen und Bremsstäbe nicht ein-25 gesetzt wurden, da die Speisegarne schon im wesentlichen von Filamentwirrung frei waren.

Als komprimierbares Fluid wurde Luft mit einem Druck Pü von 6,90 bar bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 0,84 N-m3/min eingesetzt. Die Aufwickelspannung betrug 200 g. 30 Die anfallenden Garne hatten einen Titer von etwa 3444 dtex.

Es erfolgten Versuche bei zwei verschiedenen Voreilun-gen, und zwar jeweils mit der der Vermengungszone vorgeschalteten Einzelrohrführung und ohne dieselbe. Ansonsten entsprachen die Arbeitsbedingungen dem Beispiel 3. Ergeb-35 nisse:

Mit Rohr

Ohne

Rohr

Voreilung, %

2,1

7,6

2,1

7,2

Auseinanderziehwert, cm

3,56

3,12

5,92

7,16

Wie aus diesen Ergebnissen ersichtlich, verbessert die 45 Rohrführung den Filamentwirrungs-Wirkungsgrad der Vermengungszone in signifikanter Weise.

G

1 Blatt Zeichnungen

Claims (27)

1. 656 899

   2

   PATENTANSPRÜCHE

   1. Verfahren zum Vermengen von Filamenten eines Multi-filamentgarns oder von Multifilamentgarnen unter Vorwärtsfördern des Garns oder der Garne durch eine Zone, die einen umschlossenen Garndurchlass mit Garneingang und Garnausgang aufweist, und Beaufschlagen des Garns oder der Garne im Garndurchgang mit mindestens einem, eine hohe Geschwindigkeit aufweisenden Strahl aus komprimierbarem Fluid, um Filamente des Garns oder der Garne zu vibrieren und zu vermengen, wobei laterale Filamentvibrationen im Garn oder in den Garnen aufstromseitig der Vermengungs-zone verhindert werden, gekennzeichnet durch Vorwärtsfördern und Abziehen des Garns oder der Garne zur bzw. von der Zone längs eines im wesentlichen koaxial zum Garndurchlass verlaufenden Wegs, und durch periphere Begrenzung von lateralen Vibrationen im Garn oder in den Garnen unmittelbar aufstromseitig der Vermengungszone durch eine rohrförmige Einschliessung, die sich vom Anfang der Zone an einem Punkt nahe dem Garneingang erstreckt und längs des genannten Wegs koaxial über eine Distanz von mindestens 75 mm stromaufwärts vom Garneingang führt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man das Garn oder die Garne im Garndurchlass mit einem Einzelstrahl aus komprimierbarem Fluid in Richtung senkrecht zur Längsachse des Garndurchlasses beaufschlagt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man dem Garndurchlass mehrere Garne zuführt.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass man mindestens zwei Garne zuführt, die vergleichsweise unterschiedlich anfärbbar sind.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Garne ein gefärbtes und gebauschtes Garn ist.
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die rohrförmige Einschliessung über eine Distanz von mindestens 125 mm stromaufwärts vom Garneingang führt.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die rohrförmige Einschliessung über eine Distanz von mindestens 250 mm stromaufwärts vom Garneingang führt.
8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass man die Garne, insbesondere die unterschiedlich anfärbbaren Garne, mit einem Kohärenzfaktor von unter 6,0 in den Garndurchlass einführt.
9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass man die Garne mit einer Geschwindigkeit von mindestens 1370 m/min in den Garndurchlass einführt.
10. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass man von der Zone kohärentes Garn mit einer Geschwindigkeit abzieht, die 2 bis 15% kleiner als die Geschwindigkeit ist, mit der das Garn der Zone zugeführt wird.
11. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass laterale Filamentvibrationen im vermengten Garn stromabwärts vom Garnausgang des Garndurchlasses durch eine rohrförmige Einschliessung von einem Punkt nahe dem Garnausgang und sich über eine erhebliche Distanz stromabwärts vom Garnausgang fortsetzend peripher begrenzt werden.
12. 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass man das vermengte Garn von der Zone mit einer Geschwindigkeit abzieht, die 2 bis 15% kleiner als die Geschwindigkeit ist, mit der das Garn der Zone zugeführt wird.
13. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12,

    dadurch gekennzeichnet, dass man als Garn oder als mindestens eines der Garne ein gebauschtes Garn einsetzt.
14. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13,

    dadurch gekennzeichnet, dass der Garndurchlass zwischen Garneingang und Garnausgang eine im wesentlichen zylindrische Form hat.
15. 15. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Fluidstrahl-Filamentvermengungskör-per, durch den sich ein Garndurchlass mit einem Garneingang und einem Garnausgang erstreckt, wobei durch den Körper und in den Garndurchlass mindestens eine Fluidlei-tung führt, deren Achse die Längsachse des Durchlasses schneidet, einer Einrichtung zum Zuführen von komprimierbarem Fluid unter hohem Druck zur Fluidleitung, einer Einrichtung zum Vorwärtsfördern von Garn oder Garnen mit gelenkter Geschwindigkeit zum Eingang des Garndurchlasses, einer Einrichtung zum Abziehen von vermengtem Garn vom Garnausgang und einer zwischen der Einrichtung zum Vorwärtsfördern von Garn und dem Garneingang angeordneten Garnführung, die zwischen sich und dem Garneingang einen geraden Garnweg definiert, der koaxial zum Garndurchlass verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass die Garnführung (30) im wesentlichen von einem Rohr gebildet wird, dessen Längsöffnung praktisch koaxial zum Garndurchlass (33) liegt und das längs eines geradlinigen Wegs zwischen der Einrichtung (18, 20) zum Vorwärtsfördern von Garn und dem Eingang des Garndurchlasses (33) angeordnet ist, wobei der Durchmesser der Längsöffnung kleiner als derjenige des Garndurchlasses (33), aber genügend gross für einen freien Garndurchlauf ist und laterne Filamentvibrationen sowie seitliche Garnbewegung in der Längsöffnung peripher begrenzt werden, und wobei der Ausgang der Längsöffnung nahe am Eingang des Durchlasses (33) liegt und die Längsöffnung eine ausreichende Länge aufweist, um vom Fluidstrahl verursachte laterale Filamentvibrationen im Garn oder in den Garnen aufstromseitig des Ausgangs der Längsöffnung im wesentlichen zu verhindern.
16. 16. Vorrichtung nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch eine Fluideinzelieitung (35), die den Durchlass (33) senkrecht schneidet und eine kleinere Querschnittsfläche als der Durchlass (33) hat.
17. 17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrlängsöffnung eine Länge von mindestens 125 mm hat.
18. 18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrlängsöffnung eine Länge von mindestens 250 mm hat.
19. 19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des Durchmessers des Garndurchlasses (33) zum Durchmesser der Rohrlängsöffnung mindestens 1,3:1,0 beträgt.
20. 20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand des Ausgangs der Rohrlängsöffnung vom Eingang des Garndurchlasses (33) 3 bis 13 mm beträgt.
21. 21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Rohrlängsöffnung 1,5 bis 6,4 mm beträgt.
22. 22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Vorwärtsfördern von Garn oder Garnen (18,20) zur Erzeugung einer Garngeschwindigkeit von mindestens 1370 m/min befähigt ist.
23. 23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Abziehen des Garns zum Betrieb mit einer Garnabzugsgeschwindigkeit bestimmt ist, die 2 bis 15% kleiner ist als diejenige Geschwindigkeit, für welche die Einrichtung (18, 20) zum Vorwärtsfördern des Garns bestimmt ist.

    5

    10

    15

    20

    25

    30

    35

    40

    45

    50

    55

    60

    65

    3

    656 899
24. 24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Garnfördereinrichtung (18, 20), die Rohrlängsöffnung, der Garndurchlass (33) und die Garnabzugseinrichtung gemeinsam einen kontinuierlichen geraden Garnweg definieren.
25. 25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Rohr (36) zur Garnführung zwischen dem Durchlassausgang und der Garnabzugseinrichtung angeordnet ist, wobei das zweite Rohr (36) ebenfalls eine zum Garndurchlass (33) und zum Garnweg koaxiale Längsöffnung aufweist, deren Durchmesser kleiner als derjenige des Garndurchlasses (33) ist, aber genügt, um einen freien Durchgang des gebauschten, vermengten Garns zu erlauben und laterale Garn- und Filamentbewegung peripher zu begrenzen, wobei der Garneingang des zweiten Rohrs (36) nahe dem Ausgang des Durchlasses (33) angeordnet ist.
26. 26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Abziehen des Garns zum Betrieb mit einer Garnabzugsgeschwindigkeit bestimmt ist, die 2 bis 15% kleiner ist als diejenige Geschwindigkeit, für welche die Einrichtung (18, 20) zum Vorwärtsfördern des Garns bestimmt ist.
27. 27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Garndurchlass (33) eine im wesentlichen zylindrische Form hat.