DE1214825B - Verfahren zur Herstellung eines Garns mit regellos ineinander verflochtenen Einzelfaeden - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

DOId

Deutsche Kl.: 29 a - 6/20

Nummer: 1214 825

Aktenzeichen: P 23297 VII a/29 a

Anmeldetag: 1. August 1959

Auslegetag: 21. April 1966

Garne müssen für die Handhabung und Verarbeitung einen festen Zusammenhalt haben. Dieser wurde bisher durch Drehen und/oder Schlichten erzielt. Das Drehen ist jedoch kostspielig und zeitraubend, ferner führen die mechanischen Vorrichtungen, die beim echten Drehen und der notwendigen zusätzlichen Handhabung benötigt werden, oft zu einem Garn geringerer Qualität. Das Falschdrehen erlaubt zwar den zeitweiligen Aufbau eines Dralls in einem kontinuierlich laufenden Garn, aber ein solcher Drall ist nicht nur vorübergehender Natur, sondern das hierbei erhaltene Produkt ist nur ein ungedrehtes Garn, dessen Handhabbarkeit und Lauffähigkeit nur wenig verbessert sind.

Die Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung eines Garns aus drehungsfrei oder höchstens schwach gedrehten Einzelfäden zur Verfügung, das aber trotzdem einen solch starken Zusammenhalt hat, daß seine Handhabbarkeit und Laufeigenschaften denjenigen des herkömmlichen echtgedrehten Garns mindestens gleich sind.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Garns mit regellos ineinander verflochtenen Einzelfäden durch Führen eines drehungsfreien bis schwachgedrehten Fadenbündels durch eine Turbulenzgaszone, das sich dadurch kennzeichnet, daß man zur Erzeugung eines kompakten, nicht voluminösen Garns das Fadenbündel mit einer solchen Spannung aus der Turbulenzzone abzieht, daß es in der Turbulenzzone nicht schlaff wird, wobei die Turbulenzzone mindestens zwei Wirbel enthält, deren Achsen parallel zur Garnachse liegen.

Die Fäden des so hergestellten nicht voluminösen, kompakten Garns sind ganz regellos einzeln für sich oder mehrere miteinander verdrallt, miteinander verflochten und ineinander gewunden. Der Begriff »verflochten« wird nachfolgend als Sammelbegriff für diese komplexe Strukturierung der Fäden gebraucht, während der Ausdruck »Bündeldrehung« für die herkömmliche Echtdrehung oder Wechseldrehung benutzt wird. Das Garnbündel kann einen runden oder bandartigen oder zwischen beiden Formen liegenden Querschnitt annehmen. Die Verflechtung bleibt auf Grund der auf Reibung beruhenden Kräfte zwischen den benachbarten Fäden erhalten, so daß der feste Zusammenhalt des kompakten Garns unverändert bleibt und dieses ein stabiles Gebilde darstellt, das in der gleichen Weise wie ein echtgedralltes Garn als einheitlicher Strang gehandhabt werden kann. Die Voluminosität des verflochtenen Garns unterscheidet sich nicht wesentlich von derjenigen eines gewöhnlichen, echtgedrallten Garns, das die gleiche Zahl

Verfahren zur Herstellung eines Garns mit
regellos ineinander verflochtenen Einzelfäden

Anmelder:

E. I. du Pont de Nemours and Company,

Wilmington, Del. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. W. Abitz, Patentanwalt,

München 27, Pienzenauer Str. 28

Als Erfinder benannt:

William Wallar Bunting jun., Wilmington, Del.;

Thomas Larson Nelson, Newark, Del.;

Richard Lee Dahlstrom,

Robert John Wert, Chattanooga, Tenn. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 1. August 1958 (752 451), vom 2. April 1959 (803 731) --

identischer Fäden enthält, und überschreitet diese gewöhnlich um weniger als 5^fl/o.

Das Fadenbündel wird in der Turbulenzgaszone unter einer genügenden Spannung gehalten, damit das Garn nicht schlaff wird.

Die Turbulenz wird in an sich bekannter Weise in einer Wirbeldüse erzeugt. Eine solche Wirbeldüse weist einen Garndurchlaß sowie eine oder mehrere Zuleitungen für ein fließfähiges Medium oder Arbeitsmittel auf, die so angeordnet sind, daß sie die Arbeitsmittel mit hoher Geschwindigkeit zur Garnachse hin richten. Der Arbeitsmittelstrahl ist an der Stelle der Berührung vorzugsweise senkrecht zur Garnachse gerichtet, aber er kann auch gegen die Garnachse nach vorn oder hinten geneigt sein. Der Garndurchlaß hat vorzugsweise einen rechtwinkligen oder kreisförmigen Querschnitt und kann von einer offenen trogartigen Mulde gebildet werden, deren eine Achse sich parallel zum Fadenlauf erstreckt, oder irgendeinen zwischen diesen Formen liegenden, geeigneten Querschnitt haben. Der Querschnitt des Garndurchlasses braucht nicht auf der gesamten Länge die gleiche Form zu haben. Die Arbeitsmittelzuleitungen können — bei Verwendung mehrerer Zuleitungen — in Abständen längs des Garndurch-

609 559/337

3 4

lasses, in Abständen abwechselnd auf gegenüberlie- keit in den Garndurchlaß 12 gerichtet wird. Die Luft genden Seiten des Garndurchlasses oder in gegen- bildet beim Eintritt in den Garndurchlaß zwei oder überliegenden Paaren längs des Garndurchlasses an- mehr Luftwirbel von hoher Geschwindigkeit, deren geordnet werden. Vorzugsweise haben, wenn die Rotationsachsen im wesentlichen parallel zur Achse Arbeitsmittelzuleitungen einander gegenüberliegen, 5 des laufenden Garns liegen. Die Turbulenz des die einzelnen Paare jeweils eine gemeinsame Längs- Arbeitsmittels bewirkt eine Öffnung des Fadenachse. Die Zuleitungen können so angeordnet wer- bündeis und Trennung der Fäden, deren Ausmaß den, daß sie sich mit dem Fadenlauf bewegen oder von der Garnspannung und der Geschwindigkeit um den Fadenlauf rotieren. Vorzugsweise haben die oder dem Druck des Arbeitsmittels abhängt. Gleich-Zuleitungen einen kreisförmigen Querschnitt, aber io zeitig werden die Einzelfäden in ganz regelloser auch andere Formen, z. B. rechteckige Schlitze, sind Weise ineinandergeflochten und verwunden,
geeignet. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren In F i g. 5 bis 7 ist die Bildung der Mehrfachwirbel kann jegliches fließfähige Medium Verwendung fin- in den verschiedenen Garndurchlässen durch die von den, das gegen das Garn im wesentlichen inert ist; 10 ausgehenden Pfeile dargestellt. F i g. 5 zeigt die Luft wird bevorzugt. Bei hohen Geschwindigkeiten 15 beiden Wirbel, die in dem rechteckigen Garndurchkönnen fließfähige Medien geringer Dichte als Ver- laß 12 gebildet werden, und Fig. 6 die beiden flechtungsmittel verwendet werden. Das fließfähige Wirbel, die in einem zylindrischen Garndurchlaß Medium muß so zugeführt werden, daß sich Mehr- vorliegen. Nach Fig. 7 liegen vier Wirbel in einem fachwirbel bilden, d. h., die notwendige Turbulenz zylndrischen Garndurchlaß vor, der von gegenüberdes Mediums erzielt wird. 20 liegenden Arbeitsmittelzuleitungen durchsetzt wird;

Es ist bekannt, Wirbeldüsen zur Herstellung von ein ähnlicher Effekt tritt auch in einem rechteckigen

voluminösen Garnen zu verwenden. Man führt hier- Garndurchlaß oder einem rechteckigen Garndurchlaß

bei das Garn mit einem erheblichen Zuführungs- mit gerundetem Boden auf. In dem letztgenannten

Überschuß zu. Außerdem muß bei dieser Herstellung Falle sind die vier Wirbel in der dargestellten Weise

voluminöser Garne das Garn abrupt aus der Turbu- 25 symmetrisch, wenn das aus den beiden Zuleitungen

lenzgaszone entfernt werden, wobei die Spannung so austretende Arbeitsmittel auf etwa dem gleichen

niedrig sein muß, daß das Fadenbündel schlaff ist. Druck gehalten wird.

Im Gegensatz dazu ist das erfindungsgemäß herge- Wenn in einem Sonderfall die Fläche jeder Arbeitsstellte Garn kompakt; zu diesem Zweck hält man die mittelzuleitung oder eines gegenüberliegenden ZuSpannung genügend hoch, damit die Ausbildung jeg- 30 leitungspaars gleich der Fläche des Garndurchlasses licher Voluminosität verhindert wird. Man hat auch ist oder wenn die Fläche jeder Zuleitung diejenige Wirbeldüsen dazu verwendet, um ein strömendes des Garndurchlasses überschreitet, bildet sich eine Medium tangential auf das Fadenbündel zu richten Anzahl von Mikrowirbeln, deren Rotationsachsen und diesem dadurch eine Bündeldrehung zu erteilen, sich jeweils im wesentlichen parallel zur Garnachse die jedoch bei der Erfindung gerade vermieden wer- 35 erstrecken. Solche Mikrowirbel existieren an der den soll. Arbeitsmittelgrenzfläche, an der die entgegengesetz-

In den Zeichungen zeigen ten Ströme des Arbeitsmittels aufeinandertreffen.

F i g. 1 und 2 sowie 8 bis 10 verschiedene Ausfüh- Ähnliche Mikrowirbel bilden sich an der gegenüber-

rungsformen geeigneter Wirbeldüsen, liegenden Wand des Garndurchlasses, wenn eine

Fig. 3 und 4 verflochtene Garne, 40 einzelne Zuleitung verwendet wird, deren Fläche

F i g. 5 bis 7 schematisch die Wirbelbildung des gleich der oder größer als diejenige des Garndurch-

fließfähigen Mediums innerhalb verschiedener Wir- lasses ist. Schließlich ist es möglich, Mehrfachwirbel

beldüsen und unter Ausnutzung des Von-Karman-Effektes zu

Fig. 1 und 12 Anlagen, in welchen die Verftech- bilden.

tung während des Spinnens bzw. Reckens bewirkt 45 Fig. 5 zeigt getrennte Fäden9, 9 a, 9b usw. des

werden kann. geöffneten Fadenbündels in der Lage, in der sie sich

Die Fig. 1, 8 und 9 zeigen im Längsschnitt und in der Turbulenzzone einer Wirbeldüse befinden,

die Fi g. 2 und 10 im Querschnitt für die Herstellung Der Faden 9 a unterliegt der im Uhrzeigersinn erfol-

des kompakten Endlosgarns geeignete Wirbeldüsen. genden Drehung des oberen Wirbels; der Faden 9 b

Gleichartige Teile sind in den verschiedenen Figuren 5° wird im unteren Wirbel entgegengesetzt dem Uhr-

mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei jedoch zeigersinn gedreht. In ähnlicher Weise unterliegen

die Form eines solchen Teils sich von Figur zu Figur alle Fäden des Bündels einer Drehung in der einen

ändern kann. So ist in den Fig. 1 und 2 der Garn- oder der anderen Richtung. Zusätzlich zu der

durchlaß unabhängig davon mit 12 bezeichnet, ob er Drehung werden die Fäden auch gegeneinander-

Zylinderform hat, einen Schlitz oder einen Schlitz 55 geschleudert. Zum Beispiel steht Faden 9 c im Be-

mit gerundetem Boden usw. darstellt. / griff, in den im Uhrzeigersinn gerichteten Wirbel

Im Betrieb wird die Wirbeldüse zwischen geeig- gezwungen zu werden. Dadurch ergibt sich eine neten Garnfördervorrichtungen angeordnet, welche verflochtene Garnstruktur, die in Fig. 3 bei rninidas Garn unter Spannung durch die Wirbeldüse maler Spannung gezeigt ist, um die Art der Fadenfördern. Vorzugsweise wird die Verflechtung ge- 60 vermengung zu zeigen. Die gleiche Struktur unter legentlich einer oder mehrerer üblicher textiler beträchtlicher Spannung ist in F i g. 4 gezeigt.
Arbeiten durchgeführt, wie dem Spinnen und/oder Die Fig. 8 bis 10 zeigen eine bevorzugt verwen-Recken, Aufmachen, Aufbäumen, Aufwickeln von dete Wirbeldüse, und zwar Fig. 8 in Draufsicht, Schußspulen, Weben, Schlichten, Aufstecken, Wir- F i g. 9 im Längsschnitt nach Linie 31-31'von F i g. 8 ken, Überziehen oder Aufspulen, wobei man schon 65 und Fig. 10 im Querschnitt nach Linie32-32' von vorliegende geeignete Garnförderorgane ausnutzt. Fig. 8. Diese Wirbeldüse enthält eine Anzahl von Die Wirbeldüse wird kontinuierlich mit Luft gespeist, Arbeitsmittelzuleitungen 13, 13 α usw., die abwechdie durch die Zuleitungen 13 mit hoher Geschwindig- selnd auf gegenüberliegenden Seiten des Garndurch-

5 6

lasses 12 angeordnet sind. Das Garn wird von den tisch gleich Null sein, so daß die Bildung von Schlin-

Stiften 15 und 15 a in dem Garndurchlaß im Einfluß- gen verhindert und ein Schlupf des Garns auf dem bereich der Arbeitsmittelzuleitungen gehalten. Diese Förderorgan vermieden wird.

Stifte werden vom Kopf 16 des Einsatzes 17 gehalten, Der Wirkungsgrad einer gegebenen Wirbeldüse, der in die Verlängerung 14 c der Arbeitsmittelzu- s ausgedrückt als die Dichte oder der Grad der Verleitung 13 c eingefügt ist (F i g. 10). flechtung des Garnproduktes, hängt außer von der

Fig. 12 zeigt eine Anlage, bei welcher das Garn Spannung, dem Arbeitsmitteldruck und den Garnkontinuierlich während des Spinnvorgangs verfloch- variablen, wie Ausrüstung, Garnquerschnitt, Fadenten werden kann, Fig. 11 eine Vorrichtung, die sich titer und -nummer und Garnbiegemodul, in einem zur Durchführung der Verflechtung als Teil der io beträchtlichen Grade von baulichen Merkmalen ab. Reckbehandlung eignet. Nach beiden Figuren erfolgt Allgemein sollen die Abmessungen der Wirbeldüse die Verflechtung vor dem Aufwickeln des Garns; der so klein gehalten werden, wie es der Praxis gerecht herzustellende Garnwickel kann daher verwendet wird, um Arbeitsmittel zu sparen und eine Konzenwerden, ohne das Garn einer gesonderten Drehung trierung der Turbulenzzone zu erhalten. Dementunterwerfen zu müssen. Nach Fig. 12 laufen die 15 sprechend soll der Garndurchlaß der Wirbeldüse aus der Spinndüse 29 austretenden Fäden 28 an der einen Innendurchmesser (bei zylindrischen Garn-Führung 30 zum Bündel 27 zusammen, dem vor dem durchlassen) oder eine Breite (bei rechteckigen Garn-Passieren der Quetschwalzen, die zur Förderung des durchlassen) gleich dem etwa 2- bis 20fachen des Fadenbündels zur Wirbeldüse 11 dienen (mit nicht Garndurchmessers (vor der Behandlung) haben, was eingezeichneten Mitteln), eine Schlichte zugeführt 20 bei der Verflechtung eines 34fädigen 70-den-Garns wird. Die Verflechtung kann, wenn gewünscht, auch aus Polyhexamethylenadipamid gewöhnlich einem vor der Schlichteaufbringung erfolgen oder das Wert von zwischen etwa 0,05 und 5,08 mm und vor-Schlichten vollständig weggelassen werden. Nach der zugsweise etwa 0,38 und 1,91 mm entspricht. Die Verflechtung unter Verwendung einer oder mehrerer Garndurchlässe, deren Form zwischen der Zylinderder oben beschriebenen Vorrichtungen gelangt das 25 und Rechteckform liegt, haben vorzugsweise an der Garn 27 zur Förderwalze 32 und dann zu dem Stelle, an welcher der erste Kontakt zwischen Garn Wickel 33, der von der Triebwalze 34 angetrieben und Arbeitsmittelstrom erfolgt, eine Querschnittswird. Fig. 11 erläutert eine Anordnung, bei der das fläche, welche den Flächen von Kreisen dieser Garn unmittelbar nach dem Recken und vor dem Durchmesser entspricht. Bei rechtwinkligen oder Aufwickeln verflochten wird. Gemäß dieser Aus- 30 gerundeten rechtwinkligen Garndurchlässen soll führungsform wird ungerecktes Garn 27 von dem deren Tiefe unter der Öffnung der Arbeitsmittel-Wickel 35 abgezogen, durch das Sauschwänzchen 30 zuleitung, vorzugsweise mindestens etwa gleich der und dann in mehreren Umschlingungen um die ange- Breite des Garndurchlasses an etwa der gleichen triebene Förderwalze 36 und die ihr zugeordnete Stelle sein.

Abstandswalze 37 geführt. Von der Förderwalze 36 35 Die Länge des Garndurchlasses kann in weiten

läuft das ungereckte Garn in einer oder mehreren Grenzen verändert werden; sie soll vorzugsweise

Umschlingungen um einen Bremsstab 38, an dem es nicht geringer als der Durchmesser oder die Breite

im Friktionskontakt unter dem Zug der Reckwalze des Durchlasses sein. Vorzugsweise beträgt die Länge

39 gereckt wird, und Reckwalze 39 und die ihr des Garndurchlasses gewöhnlich etwa das 2- bis

zugeordnete Abstandswalze 40. Die Reckwalze 39 40 lOfache und zweckmäßig nicht mehr als das 20fache

läuft mit höherer Umfangsgeschwindigkeit als die seines Durchmessers oder seiner Breite. Längere

Förderwalze 36 um, so daß das Garn auf das Mehr- Garndurchlässe können Verwendung finden, was

fache seiner ursprünglichen Länge gedehnt wird. Von gewöhnlich in Verbindung mit einer Anzahl von

der Reckwalze 39, die als Zufuhrpunkt dient, läuft Arbeitsmittelzuleitungen und vorteilhafterweise einer

das Garn durch eine Wirbeldüse 11, in der es in der 45 oder mehreren Austrittsöffnungen erfolgt, um den

oben beschriebenen Weise verflochten wird, und Austritt des verbrauchten Arbeitsmittels zu erleich-

dann über die leer laufende Walze 32 zu dem Wickel tern und die Entstehung von Gegendrücken auf den

33, der von der Triebwalze 34 angetrieben wird. Die geringstmöglichen Wert zu bringen. Bei einigen

Verflechtungsbehandlung kann auch während Um- Anwendungszwecken kann man anstatt mit einzelnen

spulungen des Garns, wie dem Aufbäumen, erfolgen. 50 Wirbeldüsen mit langem Durchlaß mit einer Reihe

Praktisch kann die Verflechtung in jedem zweck- von Wirbeldüsen arbeiten, da der Austritt des

mäßig erscheinenden Stadium der textlien Bearbei- Arbeitsmittels bei dieser Anordnung kein Problem

tung erfolgen. bietet und Gegendrücke auf den geringstmöglichen

Es ist bei jeder kontinuierlichen Behandlung von Wert gebracht werden. Bei kurzen Garndurchlässen

beträchtlichem Vorteil, mit einer selbsttätig an- 55 tritt das Arbeitsmittel direkt durch die offenen

spinnenden Wirbeldüse zu arbeiten. Enden des Garndurchlasses aus. Bei einer Wirbel-

Die Steuerung von Garngeschwindigkeit und Garn- düse mit einer einzigen Arbeitsmittelzuleitung oder

spannung erfolgt durch die der Wirbeldüse zugeord- einem einzigen Paar gegenüberliegender Zuleitungen

neten Garnförderorgane. Gewöhnlich wird eine ange- beträgt die Länge des Garndurchlasses vorzugsweise

messene Kontrolle durch zusammenwirkende, auf- 60 etwa 2,5 bis 19,1 mm; sie wird für jede weitere

und abstromseitig der Wirbeldüse angeordnete Wal- Zuleitung oder jedes weitere Paar gegenüberliegender

zen erreicht, wie die Reckwalze 39 und die Auf- Zuleitungen proportional erhöht,

nahmewalze 34 nach Fig. 11 oder die Quetsch- An der Stelle, an der sich Arbeitsmittelzuleitung

walzen31 und die Aufnahmewalze34 nach Fig. 12. und Garndurchlaß durchsetzen, ist die Fläche des

Durch Einstellung der relativen Umfangsgeschwin- 65 erstgenannten gewöhnlich kleiner als die Fläche des

digkeiten dieser Walzen kann man eine gleichmäßige letztgenannten. Die gleiche Beziehung gilt für jede

Garngeschwindigkeit und -spannung erzielen. Dabei Zuleitung eines gegenüberliegenden Zuleitungspaars,

muß der Zuführungsüberschuß zur Wirbeldüse prak- wo weiter vorzugsweise die Fläche jeder Zuleitung

etwa gleich derjenigen der anderen Zuleitung an den entsprechenden Austrittsöffnungen, d. h. den Punkten ist, an denen die Zuleitungen den Garndurchlaß durchsetzen. Vorzugsweise soll das Verhältnis der Fläche des Garndurchlasses zur Fläche der Arbeitsmittelzuleitung etwa 1:1 bis 6:1 betragen; es braucht für die meisten Anwendungszwecke etwa 10:1 nicht zu überschreiten. Wenn der Garndurchlaß von einem verhältnismäßig tiefen Schlitz, beispielsweise einem Schlitz gebildet wird, dessen Tiefe das mehr als etwa 3fache seiner Breite beträgt, ermöglicht es oft eine größere Genauigkeit, das Verhältnis der Flächen auf Grundlage eines Kreises zu errechnen, dessen Durchmesser gleich der Breite des Garndurchlasses ist. Vorzugsweise sind sowohl der Garndurchlaß als auch die Arbeitsmittelzuleitung zylindrisch geformt, aber einer oder beide können auch einen nichtkreisförmigen Querschnitt haben, und bei keinem von beiden müssen Fläche und Querschnittsform auf der gesamten Länge gleichbleiben. Bevorzugt wird weiter ein Garndurchlaß, der von einem rechtwinkligen Schlitz oder rechtwinkligen Schlitz mit gerundetem Boden gebildet und von einer oder mehreren kreisförmigen Arbeitsmittelzuleitungen durchsetzt wird.

Nach der bevorzugten Arbeitsweise wird das Garn so durch den Garndurchlaß geführt, daß seine Achse im allgemeinen bei einem zylindrischen Garndurchlaß mit dessen Achse zusammenfällt oder bei einem schlitzartigen Garndurchlaß parallel und in gleichen Abständen von dessen Seiten verläuft. Diese Maßnahme stellt eine optimale Verflechtung sicher. Jede Arbeitsmittelzuleitung ist vorzugsweise so angeordnet, daß der Arbeitsmittelstrom, d. h. die Längsachse der Zuleitung, die Garnachse senkrecht durchsetzt. Einzelne Arbeitsmittelzuleitungen können gegen die Senkrechte um vorzugsweise bis etwa 30° oder, wenn gewünscht, bis zu 60° oder mehr geneigt sein. Vorzugsweise haben gegenüberliegende Paare von Arbeitsmittelzuleitungen eine gemeinsame Längsachse, wenngleich auch bei einigen Anwendungszwecken Abweichungen von bis zu etwa 60° von dem optimalen Wert von 180° geduldet werden können. Solche Abweichungen beeinträchtigen die bevorzugte Symmetrie der Wirbel. Wenn verschiedene Arbeitsmittelzuleitungen für einen gemeinsamen Garndurchlaß Verwendung finden, soll vorzugsweise der seitliche Abstand zwischen jeder Arbeitsmittelzuleitung mindestens etwa gleich dem mittleren Durchmesser benachbarter Arbeitsmittelzuleitungen oder, bei nicht kreisförmigem Querschnitt, diesem im wesentlichen äquivalent sein. Zwischen benachbarten Paaren gegenüberliegender Arbeitsmittelzuleitungen ist ebenfalls ein zumindest vergleichbarer Abstand erwünscht. Alle vorstehenden Erörterungen zielen hauptsächlich darauf ab, das Verflechtungsverfahren optimal zu gestalten, was allgemein bei einer senkrechten Durchsetzung der Garnachse durch den Arbeitsmittelstrom erhalten wird. Schließlich sei bemerkt, daß der Arbeitsmittelstrom zusätzlich zum Verflechtungseffekt entweder eine vorwärtsführende oder bremsende Wirkung auf das Garn hat, wenn die Längsachse der Arbeitsmittelzuleitung mit der Garnachse in der von beiden definierten Ebene unter einem nichtrechten Winkel verläuft.

Bei Verwendung einer Wirbeldüse beliebiger Bauart scheinen die Verfahrensvariablen, welche den Wirkungsgrad der Wirbeldüse bestimmen, neben den verschiedenen schon erörterten Garnvariablen die Garnspannung und -geschwindigkeit, der Druck oder die Geschwindigkeit des Arbeitsmittels zu sein. Zur Erzielung des besten und stabilsten verflochtenen Produktes soll die Zuführung des Garns zur Wirbeldüse ohne Überschuß erfolgen, d. h. das Garn soll mit etwa der gleichen Geschwindigkeit von der Wirbeldüse abgezogen werden, wie es zugeführt wurde. Diese Variablen sind unabhängige Größen, d. h., die

ίο Auswirkung einer Veränderung einer Variablen kann durch entsprechende Einstellung einer oder mehrerer anderer Variabler teilweise oder vollständig aufgehoben werden. Zum Beispiel kann man eine Erhöhung der Spannung durch eine genügende Ver-Stärkung des Arbeitsmitteldruckes aufheben und umgekehrt. In ähnlicher Weise kann man einer Erhöhung der Garngeschwindigkeit durch eine Verringerung der Spannung und/oder eine Verstärkung des Arbeitsmitteldruckes entgegenwirken.

Als Arbeitsmittel kann jedes beliebige fließfähige Medium dienen, das gegen das Garn inert ist; Luft von Raumtemperatur wird bevorzugt. Es können auch inerte gasförmige Stoffe, wie Dampf, Stickstoff, Kohlendioxyd usw., angewendet werden. Das fließfähige Medium kann, wenn gewünscht, auch erhitzt oder gekühlt sein. Dämpfe, welche Lösungsmittel für das Garnmaterial darstellen, können Verwendung finden, wenn das Ausmaß einer von ihnen gegebenenfalls ausgeübten plastifizierenden Wirkung nicht schadet.

Zur Erzielung bester Ergebnisse muß das Arbeitsmittel eine solche Reynoldsche Zahl erreichen, daß eine wesentliche Turbulenz des Mediums erreicht wird. Bei höheren Geschwindigkeiten können weniger dichte fließfähige Medien Verwendung finden.

Für diesen Zweck ist Luft von einem Druck zwischen etwa 1,1 und 7,0 atü erwünscht. Niedrige Drücke wie etwa 0,7 atü können bei geringen Garnspannungen Verwendung finden, aber Drücke von etwa 1,1 atü sind zweckmäßig. Drücke zwischen etwa 0,7 und 1,8 atü werden zur Erzielung der gleichmäßigsten Produkte bevorzugt. Es scheint, daß die Erfordernisse in bezug auf den Arbeitsmitteldruck mit dem Durchmesser oder der Breite des Garndurchlasses in Zusammenhang stehen und daß der Arbeitsmittelverbrauch in Zusammenhang mit dem Durchmesser oder der Breite und/oder der Höhe der Arbeitsmittelzuleitung steht. Die Erfordernisse in bezug auf den Arbeitsmitteldruck stehen auch mit den oben erörterten Verfahrensveränderlichen und Garnvariablen in Zusammenhang. Es sind auch Gemische fließfähiger Medien verwendbar.

Die Geschwindigkeit des Garns beim Verflechten bestimmt die Zeitspanne, in welcher das Garn der Wirkung der Wirbeldüse unterliegt und kann bei sonst gleichen Faktoren den Grad der Verflechtung bestimmen. Die Garngeschwindigkeit ergibt jedoch keine Beschränkung des Verfahrens, da eine Verstärkung des Arbeitsmitteldruckes und/oder eine Verringerung der Garnspannung hohe Geschwindigkeiten ausgleichen. Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich bei derart hohen Geschwindigkeiten wie 4572 m/ Min. mit ausgezeichneten Ergebnissen durchführen. Wie oben erwähnt, wird die Garngeschwindigkeit im Interesse einer Gleichmäßigkeit der Produktes vorzugsweise gelenkt. Andererseits kann man ein Garn herstellen, dessen Verflechtungsdichte in Längsrichtung variiert, indem man systematisch die Garngeschwindigkeit oder den Arbeitsmitteldruck variiert,

ίο

während die anderen Veränderlichen konstant gehalten werden. Ein solches Garn eignet sich zur Herstellung von Effektgeweben usw.

Die Regelung der Garnspannung ist wichtig. Bei einer zu hohen Spannung kann das Fadenbündel nicht mehr ausreichend geöffnet werden, wodurch eine nur mäßige Verflechtung des Produktes erfolgen kann. Wenn andererseits die Garnspannung zu niedrig ist, d. h., wenn man das Garn der Wirbeldüse mit einem Zuführungsüberschuß zuführt, so daß dieses in der Turbulenzzone schlaff wird, kann der Struktur des Produktes die Dauerhaftigkeit fehlen und das Produkt so viele Schlingen, Kräusel und andere derartige Formen erhalten, daß das Garn voluminös wird. Deshalb muß man das Garn unter Spannung halten, und es darf während der Verflechtung kein Zuführungsüberschuß auftreten. Es ist erwünscht, daß die Spannung im Garnbündel während der Verflechtung weniger als etwa 1 g/den und vorzugsweise weniger als etwa 0,25 g/den, aber nicht weniger als etwa 0,05 g/den beträgt, damit die Möglichkeit des Auftretens eines schlaffen Zustandes vermieden wird. Im Bereich von etwa 0,1 bis 0,3 g/den Spannung und bei minimalem Zuführungsüberschuß wird bei den meisten textlien Titern eine optimale Verflechtung des Garns erzielt. Höhere Spannungen können für Garne mit höherem Titer erwünscht sein. Bei verringerten Spannungen unter Verwendung von Luft als Arbeitsmittel kann ein Produkt gebildet werden, das eine verhältnismäßig lockere Struktur hat und nicht das charakteristische Vermögen zur Beibehaltung seiner Eigenschaften besitzt, bis anschließend wieder eine Spannung zur Einwirkung gebracht wird.

Wenn ein Produkt gewünscht wird, dessen Verflechtungsdichte variiert oder das Abschnitte mit geringer oder keiner'Verflechtung enthält, können verringert bzw. variierende Garnspannungen zur Anwendung kommen.

Wenn die Garnspannung zu hoch und/oder der Arbeitsmitteldruck zu gering ist, um den gewünschten Verflechtungsgrad zu erzielen, können die dadurch auftretenden Schwierigkeiten oft verringert werden, indem man das Garn vor der Verflechtungsbehandlung plastifiziert. Eine solche Plastifizierung kann in einigen Fällen erfolgen, indem man einfach das Garn befeuchtet und/oder erhitzt oder indem man mit Lösungen chemischer Weichmacher arbeitet. Oft reicht die Anwesenheit von restlichem Lösungsmittel im Garn für diesen Zweck aus.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zur Verflechtung aller Fadenbündel, die mindestens drei Fäden im Bündel enthalten, wobei der Wirkungsgrad des Verfahrens mit der Fadennummer zunimmt.

Das Garn kann teilweise oder vollständig von synthetischen polymeren Stoffen gebildet werden.

Das Garn kann auch vollständig oder teilweise von Seide, Glasfaden, regeneriertem Protein oder Cellulose, Celluloseestern, z. B. Celluloseacetat, usw. gebildet werden. Es eignet sich auch für elastomere Gebilde, da die Verflechtung ein kompaktes einheitliches Gebilde liefert, ohne die Elastizität des Garns merklich zu verringern, und bei niedrigen Arbeitsspannungen durchgeführt werden kann.

Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist billig, erfordert durch das Fehlen sich bewegender oder rotierender Teile und den minimalen Kontakt mit dem Garn v/enig Wartung, arbeitet praktisch verzögerungsfrei und läßt sich auch wirtschaftlich betreiben. Darüber hinaus lassen sich die Wirbeldüsen leicht so ausbilden, daß sie bei extrem geringen Abständen ihrer Mitten arbeiten können, wie es beim Verflechten von Kettfäden in der Kette erforderlich ist. Solche Wirbeldüsen sind einfach herstellbar und erfordern in vielen Fällen nur ein Bohren.

Die folgenden Beispiele erläutern die Herstellung der kompakten Endlosgarne gemäß der Erfindung und zeigen die Auswirkungen von Veränderungen der Garnspannung, des Luftdruckes, der Garngeschwindigkeit usw. auf die Dichte der Verflechtung. In allen Beispielen wird das Garn im wesentlichen ohne Zuführungsüberschuß durch die Wirbeldüse geführt. Die Bedingungen und Ergebnisse dieser Versuche sind in der Tabelle angeführt; die dort genannten Wirbeldüsen haben folgende Kennzahlen:

Wirbeldüse A entspricht F i g. 9 und weist einen rechtwinkligen oder schlitzartigen Garndurchlaß auf, der 8,9 cm lang und 6,4 mm tief ist und von sechs Arbeitsmittelzuleitungen durchsetzt wird, die abwechselnd in Mittenabständen von 12,7 mm längs des Garndurchlasses angeordnet sind und deren Längsachsen jeweils vom Boden des Garndurchlasses 2,38 mm entfernt sind.

Wirbeldüse C entspricht den F i g. 1 und 2 und hat eine Länge von 12,7 mm. Sie wird 3,2 mm von jedem Ende entfernt durch zwei Paar gegenüberliegender Arbeitsmittelzuleitungen (180°) durchsetzt; die gemeinsamen Längsachsen jedes Paares bilden miteinander einen Winkel von 90°.

Wirbeldüse F ähnelt der Konstruktion A, ist jedach 21,6 cm lang, wobei der Garndurchlaß von sechs Arbeitsmittelzuleitungen, durchsetzt wird, die längs einer Seite des Garndurchlasses in Mittenabständen von 2,5 cm angeordnet sind.

Wirbeldüse G ähnelt der Konstruktion F, mit der Ausnahme, daß die beiden End-Arbeitsmittelzuleitungen abgesperrt sind.

	Wirbel düse	Durchmesser	Durchmesser	(b) Nylon 66.	Garn Material	Luftdruck	Spannung	Garn geschwindigkeit	Verflechtungs dichte
Beispiel		bzw. Breite des Garndurchlasses	der Arbeitsmittel zuleitung		Fäden-den	atü - _	g	m/Min.
	A	mm	mm	(a) 150-40	0,7	4	- 472	schwach
1	A	1,016	0,762	150-40	1,4	4	472	leicht
2	A	1,016	0,762	150-40	2,1	4	472	mäßig
3	A	1,016	0,762	150-40	2,8	4	472	mittel
4	A	1,016	0,762	150-40	3,5	4	472	stark
5	A	1,016	0,762	150-40	4,2	4	472	sehr stark
6	A	1,016	0,762	150-40	4,9	4	472	sehr stark
7	C	1,016	0,762	(b) 55-17	7,0	19	4572	mittelstark
8	C	1,321	0,635	70-34	6,3	16	2743	mittel
9	(a) Celluloseacetat.	1,321	0,635					609 559/337

Die Breite bzw. der Durchmesser des Garnduxchlasses und der Arbeitsmittelzuleitung(en) jeder dieser Wirbeldüsen ist in der Tabelle angegeben. Im Hinblick auf ihren relativen Wirkungsgrad ergibt die Wirbeldüse C optimale Ergebnisse bei hohen Garngeschwindigkeiten, während die anderen Wirbeldüsen bei etwas geringeren Geschwindigkeiten am besten arbeiten.

In Beispiel 1 bis 7 werden die Garne unmittelbar nach dem Erspinnen und vor dem Aufmachen unter Verwendung der allgemein in F i g. 12 dargestellten Vorrichtung verflochten. In den Beispielen 8 und 9 erfolgt die Verflechtung während des Umspulens.

Die gemäß Beispiel 1 bis 9 erhaltenen verflochtenen Garne werden subjektiv auf ihre Verflechtungsdichte bewertet. Die Bewertung erfolgt mit »leicht«, »mittel«und »stark«. Wenn notwendig, sind geeignete Zwischenbewertungen genannt. Es ist bemerkenswert, daß verflochtene Garne, deren Verflechtungsdichte mit »mäßig« bewertet ist, d. h. die Garne, deren Dichte zwischen derjenigen der mit »leicht« und »mittel« bewerteten Produkte liegt, sich bei Versuchen, bei denen das mechanische Verhalten beim Wirken und Weben, die Lauffähigkeit, Warenqualität und die Handhabbarkeit im allgemeinen verglichen werden, genauso gut und in einigen Fällen besser als Kontrollgarne mit 78,7 Drehungen je Meter verhalten. Bei Garnen, die eine dichtere Verflechtung aufweisen, werden bei solchen Vergleichsprüfungen die bestehenden Vergleichsmöglichkeiten weit überschritten.

Diese Beispiele zeigen die Durchführung der Erfindung bei sehr verschiedenen Verfahrensbedingungen hinsichtlich Spannung, Geschwindigkeit und Druck und ferner die Wirkung der verschiedenen Wirbeldüsen. Die Beziehungen zwischen all diesen Faktoren spiegeln sich in der Verflechtungsdichte des Produktgarns wider; diese Ergebnisse sind somit außerordentlich wertvoll und zeigen dem nacharbeitenden Fachmann bevorzugte Arbeitsweisen.

Beispiel 10

Durch Verflechtung werden gefachte Garnbündel aus roten und weißen Garnen hergestellt, um eine visuelle Bestimmung der Gründlichkeit der Fachung und Verflechtung zu ermöglichen. Die Wirbeldüse F (1,016 mm breiter und 0,762 mm langer Garndurchlaß; sechs 0,762-mm-Arbeitsmittelzuleitungen) wird dazu verwendet, um je einen Strang roten und weißen 24fädigen 75-den-Celluloseacetatgarns bei 457 m/ Min., 10 g Spannung und 6,3 atü Luftdruck zu verflechten. Das Produkt zeigt eine »starke« Verflechtungsdiehte und erscheint dem Betrachter gleichmäßig rosa gefärbt. Mit der Wirbeldüse G, die ähnlich der Wirbeldüse F ausgebildet ist, aber nur vier solche Arbeitsmittelzuleitungen enthält, wird unter den gleichen Bedingungen ein Produkt »mittlerer« Dichte erhalten, in welchem die roten und weißen Fäden unterscheidbar sind, d. h., das hier enstandene Garn weist keine gleichmäßige Rosafärbung auf. Wenn man die Wirbeldüse C (Garndurchlaß 1,321 mm Durchmesser, Arbeitsmittelzuleitungen 0,635 mm Durchmesser) dazu verwendet, um je einen Strang eines roten 24fädigen 75-den-Celluloseacetatgarns und weißen 34fädigen 70-den-Polyamidgarns bei 1829 m/Min., einer Spannung von 8 bis 10 g und einem Luftdruck von 6,3 atü zu fachen, wird ein »mäßig« verflochtenes Produkt erhalten, wobei die Fachung etwas unregelmäßig ist. Vorzugsweise wird die Fachuhg bei verringerten Geschwindigkeiten durchgeführt.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Garns mit regellos ineinander verflochtenen Einzelfäden durch Führen eines drehungsfreien bis schwachgedrehten Fadenbündels durch eine Turbulenzgaszone, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Erzeugung eines kompakten, nicht voluminösen Garns das Fadenbündel mit einer solchen Spannung aus der Turbulenzzone abzieht, daß es in der Turbulenzzone nicht schlaff wird, wobei die Turbulenzzone mindestens zwei Wirbel enthält, deren Achsen parallel zur Garnachse liegen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Fadenbündeln gleichzeitig durch die Turbulenzgaszone geführt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Schweizerische Patentschriften Nr. 325 048,
321465;

französische Patentschriften Nr. 1154 315,
739 071;

belgische Patentschrift Nr. 547 297;

USA.-Patentschriften Nr. 2 815 559, 2 783 609,
2 463 620, 2 399 258.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

609 559/337 4.66 © Bundesdruckerei Berlin