DE1710029A1 - Gesponnenes Garn und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Gesponnenes Garn und Verfahren zu seiner Herstellung

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DE1710029A1 DE19671710029 DE1710029A DE1710029A1 DE 1710029 A1 DE1710029 A1 DE 1710029A1 DE 19671710029 DE19671710029 DE 19671710029 DE 1710029 A DE1710029 A DE 1710029A DE 1710029 A1 DE1710029 A1 DE 1710029A1
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DE19671710029
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Hiroshi Edagawa
Kozo Susami
Masaaki Tabata
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Toray Industries Inc
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Description

Toyo Rayon Co., Ltd.
Gesponnenes Garn und Verfahren zu seiner Herstellung
rad.
Tokyo,
18.12.1967 X 2/4
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein verbessertes gesponnenes Garn mit einem neuartigen Zwirnbild sowie hervorragenden mechanischen Eigenschaft, wie z.B. vorzüglicher Elastizität und Weichheit beim Berühren, sowie auf ein Verfahren zu seiner Herstellung.
Es ist allgemein bekannt, dass das Zwirnen im Spinnverfahren ein unvermeidlicher Vorgang ist, um ein Garn zu bilden, das aus einem Faservlies geformt wurde, dessen einzelne Fasern kontinuierlich gesammelt und in ihrer Längsrichtung zueinander ausgerichtet werden, um auf diese Weise dem Garn die gewünschte Festigkeit zu verleihen. Zum Zwirnen von Garn sind die Ringspinnmaschine, die Vorspinnmaschine u, A. dem Fachmann bekannte Geräte. Bei diesen Maschinen, bzw. den damit in die Praxis umgesetzten Verfahren wird überall gleich vorgegangen, nämlich das eine Ende des Faserbündels wird festgemacht, während das andere Ende des Faserbündels durch
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WR/kh 15.12.67
17 966 a
Drehen des ganzen Packets des gezwirnten Garn kontinuierlich verdreht wird.
Normalerweise, wenn die Fasern eines Faserstranges vor dem Zwirnen während de& ZwirnvorgangSbeibehalten werden können und jede Faser ihre Relativlage im Faserstrang auch nach dem Zwirnvorgang nicht geändert hat, kommen die Fasern in die entsprechende Schicht im Gesamtbild des Garns zu liefen. Dementsprechend wird die auf die Achse des Garns projezierte Länge der Faser, kurz Projektiore-P länge der Faser genannt, je nach der Schicht in welcher
ψ die Faser liegt ändern. Mit anderen Worten, die Projektionslänge der in der Aussenschicht des Garns liegenden Faser ist kurzer als jene^der in der Innenschicht des Garns liegenden Faser. In der Tat kann nicht angenommen werden, dass die Fasern zur Bildung des obengenannten Aussehens des Garns während der Durchführung des Zwirnvorgangs gestreckt werden. Dementsprechend werden sich die Fasern des Garns gegenseitig kreuzen und damit entstehen im gezwirnten Garn keine einfachen zylindrischen Faserschichten, oder mit anderen Worten, jede Faser kommt vom inneren Teil des Garns und führt nach aussen in den äusseren Teil des Garns oder umgekehrt. Das vorgenannte Phenomen wird in der Textilindustrie mit "Migration" bezeichnet. Ein Garn mit dem Aussehen einer solchen Migration weist beispielsweise die Nachteile auf, dass die Steifigkeit
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des Garns zunimmt mit zunehmender Zahl Zwirnwindungen, während die Elastizität des Garnes mit abnehmender Zahl Zwirnwindungen ebenfalls abnimmt. Dementsprechend ist es mit den bisherigen Verfahren immer sehr schwierig ein weiches und geschmeidiges Garn herzustellen, das gleichzeitig genügend elastisch ist.
Zwecks der vorliegenden Erfindung ist es nun in erster Linie ein gesponnenes Garn zu finden, das sich zur Herstellung von Stoffen hoher Qualität eignet, welche J
Stoffe dann beispielsweise zu Kleidern weiterverarbeitet g
werden.
Kin weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, ein SOS. Mischgarn zu schaffen, dessen Fasern gleichförmig verteilt sind, und die relativ viel Raum für sich beanspruchen, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Garnes.
Ein weiterer Zweck der Erfindung liegt in der Schaffung eines gew&irnten Garns, das aus einer Mehrzahl Einzelgarnen mit neuartigem Aussehen bzw. Aufbau besteht, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Garnes.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der beiliegenden Zeichnung dargestellten Ausführungsbeisnielen noch näher erläutert. Es zeigt:
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Fig. 1 eine Prinzipskizze eines Spirmapparates zur Herstellung eines Garns nach der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 den Zwimmechänismus des Apparates nach Fig. 1, ir\ verbesserter schaubildlicher Darstellung;
Fig. 3 eine stark vergrösserte Seitenansicht eines mit einem Spinnapparat nach Fig. 1 hergesteilten Garns;
Fig. 4A, ä+B, und 4C erläuternde Skizzen von Faserformen in einem bekannten Garn, bzw. Garnen gemäss der W vorliegenden Erfindung;
ψ Fig. 5 ein das Biegemoment von Garn erläuterndes
Diagramm;
Fig. 6 ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen der Rest-Festigkeit von Garn und dem Rückzwirnungsgrad von nach übiicr.an Verfahren gesponnenem Garn, bzw. von Garn gemäss der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
Fig. 7 eine Prinzipskizze einer weiteren Ausführungsform eines Spinnapparates zur Herstellung eines Garns nach der vorliegenden Erfindung;
Fie« 8A« 9B und 8C mehrer Ausführungs formen, rein \
schematisch, von Spinnapparaten zur Herstellung von
Mischgarnen mit einem Faserbild gemäss den Fig. 3B und 3C;
Fig. 9 einen stark vergrösserten Querschnitt durch ein mittels des Apparates nach Fig. 8B hergestellten Mischgarns, und
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Fiq. 10 ein Aur, führun^sbeispiel eines Apparates zur Herstellung von migrations freiem gezwirnten Garn nach der vorliegenden Erfindung.
Um eine bei Berührung geschmeidiges, weiches Garn zu erhalten, das sehr gute elastische Eigenschaften aufweist, muss dem Garn ein neues, migrationsfreies Aussehen verliehen werden. Ein solches Garn kann z.B. mit dem in Fig. 1 dargestellten Apparat hergestellt werden. Der Zwirnmechanismus des in Fig. 1 dargestellten Spinnapparates , unterscheidet sich vollständig von den konventionellen Zwirnmechanismen, das heisst, das eine Ende des Faserbündels wird verdreht, während das andere Ende des Faserbündels, im Gegensatz zu den bekannten Verfahren, während dem Zwirnvorgang auf keinerlei Weise gehalten wird. Nachstehend sei näher auf den vorgenannten Zwirnmechanismus sowie seinen Betrieb eingegangen:
Das Faserbündel 1 wird nach und nach von einer Streckvorrichtung abgegeben, welche Vorrichtung aus dem trompetenförmigen Organ 2 kurz Trompete genannt, einem i
Paar hintere» Walzen 3,3f, einem Paar mitlerer Walzen t,4f, ι
und einem Paar vorderer Walzen 5,5' besteht, und das so abgegebene bzw. zugeführte Faserbündel wird in eine Einlassführung 7 einer Zuführeinrichtung 8 hineingesogen, in welcher die notwendige Saugkraft durch Druckluft erzeugt wird, welche von einer Druckluftquelle zugeführt
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wird. Die Fasern des in die Zufuhreinrichtung 8 eingesogenen Bündels werden einzeln vom Bündel getrennt, und zwar durch den Luftstrom kurz nach dem Verlassen des Spaltes zwischen den vorderen Walzen 5,5', und dann wieder mittels des Luftstromes durch das Ab gäbe rohr 9 der Zufuhreinrichtung 8 einem hohlen Rotor 10 zugeführt. . Der Auslassteil des Abgaberohres 9 ist gegen die Innenwand des Rotors 10 gerichtet, wie Fig. 1 und 2 zeigen. Der Rotor 10 hat eine schüsselähnliche Form und wird von einer senkrecht stehenden zylindrischen Welle 13 auf einem Maschinenrahmen 11 abgestützt. Die Welle 13 ist in einem Lager 12 geführt und wird vom Antriebsriemen 16 mit hoher Drehzahl in Drehung versetzt» Die voneinander getrennten Fasern werden gegen die Innenwand des Rotors 10 geschleudert, und auf dieser durch die Zentrifugalkraft und den Luftstrom nacheinander abgelagert. Dabei werden die auf den Innenwand .des Rotors 10 abgelagerten Fasern zusammen mit dem Rotor 10, an dessen
|/ Wand sie anhaften, mit hoher Geschwindigkeit gedreht.
\ ι Die auf die genannte Weise auf der Innenwand des Rotors
abgelagerten, voneinander getrennten Fasern, werden gej sammelt um ein Garnbündel zu bilden, dann in die Form eines fertigen Spinngarns 15 gezwirnt, und schliesslich mittels einem Paar Abzugwalzen 19 in eine Trommel (nicht j dargestellt) abgezogen.
Beim obenstehend beschriebenen Zwirnmechanismus werden die voneinander getrennten Fasern durch die Zentrifugalkraft zum Haften an der Innenwand des Rotors 10 gebracht und nach und nach dort angesammelts wobei das auf der Innenwand des Rotors 10 aufgenommene Qarnbündel einem Selbstzwirneffekt ausgesetzt wird» De« Ausdruck "Selbstzwiiasffekt" sei wie folgt erläutert, Bei bekannten Spinnverfahren wird die Ungleichmäßigkeit in der Dicke der Produkte» wie beispielsweise des Vorge- g
spinnstes oder der Lunte, durch sog» Doublieren oder g
Verzwirnen während dem Abzugvorgang einer Mehrzahl der Produkte vermindert, Dieser Effekt wird "Doublier- oder Zwirneffekt" genannt« Im vorliegenden Fall werden jedoch nur die voneinander getrennten, durch das Abgaberohr 9 nach und nach zugeführten Fasern miteinander verzwirnt» und zwar beim sich Ansammeln auf der Innenwand des Rotors 10, in ähnlicher Weise wie das Schneiden eines Kartenpacke ts. Mit anderen Worten, das zugeführte Faserbündel '6 wird in eine Vielzahl von einzelnen Fasern aufgeteilt, I
welche dann auf die vorgenannte Weise kontinuierlich mi*- ■ A einander verzwirnt werden, Auf diese Weise kann die Ungleichförmigkeit in der Dicke des zügeführten Faserbündels ! 6 wesentlich vermindert werden» Der vorgenannte Effekt sei nachstehend als "Selbstzwirneffekt1" bezeichnet« Das von der Innenwand des Rotors 10 genommen· Faserbündel '
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wird zwangsläufig verdreht und zwar an der Stelle,wo das Faserbündel von der Innenwand des Rotors weggenommen wird, während keine der Fasern des Faserbündels irgendwie gehalten wird, was den zueinander ausgerichteten Fasern erlaubt, ihre relative Stellung zu ändern, dies weil das Faserbündel durch die Zentrifugalkraft auf der Innenwand des Rotors 10 angesammelt wird.
Wie bereits erwähnt,werden die der Innenwand des
P Rotors 10 durch das Rohr 9 zugeführten, voneinander ge- ψ trennten Fasern gleichförmig zueinander ausgerichtet,
auf der Innenwand des Rotors 10 angesammelt, während sie gleichzeitig dem Selbstzwirneffekt ausgesetzt sind. Es sei nun angenommen, dass Innenradius des Rotors R in Metern sei, M die Drehzahl des Rotors in Umdrehungen pro Minute» die Oberflächengeschwindigkeit der Innenwand des Rotors 10 V Meter pro Minute, und die Abzugsgeschwindigkeit des Faserbündels von der Innenwand des . Rotors 10 W Meter pro Minute, Ferner sei P ein beliebiger Punkt auf der Innenwand des Rotors, das Faserbündel werde an ddesem tünfct F von der Innenwand des Rotors 10 abgezogen und zwar zur Zeit t=T« Der Abzugpunkt auf der Innenwand des Rotors 10 wandert entlang, der Innenwand des Rotors 10 mit einer Geschwindigkeit von W m/Min,, wählend das Faserbündel kontinuierlich von der Innenwand des Rotors 10 abgezogen wird, dann kehrt der Abzugpunkt
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nach der Zeit t=T+jfl"»R/W Min auf den ursprünglichen Punkt P zurück, d.h. nach einer Laufzeit von 2 R/W Min. Während der Abzugpunkt des Faserbündels in der vorbeschriebenen Weise wandert,macht der Rotor 10 ΜχίΓ* R/W=V/W Umdrehungen. Da die voneinander getrennten Fasern kontinuierlich auf die Innenwand des Rotors abgegeben werden,und zwar, während der Abzugpunkt der Innenwand des Rotors entlangwandert, kann angenommen Λ
werden,.dass die voneinander getrennten Fasern V/W mal *
auf die als Abzugpunkt Pbezeichnete Stelle geblasen werden, bis der Abzugpunkt wieder zum ursprünglichen Punkt P zurückkommt. Wenn nun angenommen wird, N sei die durchschnittliche Zahl der in einem Querschnitt ■
der zugeführten Lunte vorhandenen Fasern, das Streckverhältnis der Streckeinrichtung sei D, die Oberflächengeschwindigkeit der vorderen Walze sei U Meter pro Minute, wird die zugeführte Lunte während ihrem Durchgang durch die Streckzone zwischen dem Spalt zwischen den Walzen 5,5' und der Innenwand des Rotors 10 V/U mal gestreckt. Demnach wird ein Faserbündel, das von der in einem Querschnitt vorhandenen durchschnittlichen Anzahl Fasern, d.h. η = N.U/D.V gebildet ist, bei jeder Umdrehung des Rotors 10 an der Innenwand des Rotors anhaften. Demnach wird das Faserbündel, in dessen Querschnitt sich durchschnittlich η Fasern befinden, im Verhältnis V/W verzwirnt♦
Der vorgenannte Zwirnvorgang findet an jeder Stelle der Innenwand des Rotors statt. Die sich auf der Innenwand des Rotors ansammelnden Fasern behalten ihre Relativstellungen als Einheit des Faserbündels hauptsächlich dank der Zentrifugalkraft. Ferner sind .die Abzugpunkte des Faserbündels von der Innenwand des Rotors 10 nicht an einen Abzugspunkt P gebunden. Demzufolge entsteht während dem Zwirnvorgang gemäss obiger Ausführungsart nach der Erfindung keine Migration, und es kann dank dem Selbstzwirneffekt des Rotors 10 ein gesponnenes Garn mit gleichmässiger Dicke hergestellt werden.
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Beim kontinuierlichen-Abziehen des Faserbündels von der Innenwand des Rotors 10 ist es notwendig, die Kraft, welche das freie Drehen des Faserbündels am Abzugspunkt auf der Innenwand des Rotors 10 einschränkt, auf einem vorbestimmten Wert zu halten. Die das freie Drehen des Faserbündels einschränkende Kraft besteht"zur Hauptsache aus der Reibungskraft zwischen dem Faserbündel und der Innenwand des Rotors 3-0. Die vorgenannte Reibungskraft kann definiert werden als das Produkt von "Zentrifugalkraft, welche auf das Faserbündel einwirkt" χ "Reibungskoeffizient zwischen dem Faserbündel und der Innenwand des Rotors 10". Praktische Versuche haben gezeigt, dass, wenn der Durchmesser des weitesten Abschnittes des Rotors 10 50mm beträgt und die Drehzahl des Rotors 10 30000 Umdrehungen pro Minute, der zweckmässigste Reibungskoeffizient zwischen dem Faserbündel und der Innenwand des Rotors 10 im Bereich von 0,2 bis 0,7 liegt» Der vorgenannte Reibungskoeffizient wurde mittels der bekannten Rotormethode gemessen, und zwar bei einer linearen Geschwindigkeit von SO m/min* Wenn der metallischen Innenwand des Rotors eine aufgerauhte Oberfläche verliehen wird, eignet sich eine solche Oberfläche speziell zum Erzielen der vorgenannten Bedingung.
Die in Fig. 3) dargestellte Form bzw. das Aussehen des gesponnenen Garns ist das Resultat von mikroskopischen Untersuchungen. Es konnte dabei festgestellt werden, dass bei dem gesponnenen Garn gemässder Erfindung keine Migration auftrat.
Ii -
Ή-
Wie Fig. 3 deutlich zeigt, besteht jede Faser, anstelle eines Garnaufbaus bei dem die Anzahl der Schraubenlinienwindungen der in einer inneren Schicht des Garns liegenden Fasern kleiner ist als jene .der Fasern in einer äusseren Schicht des Garns, aus einer Mehrzahl von Schraubenlinien, die alle in Längsrichtung verlaufen bzw. in dieser Richtung zueinander ausgerichtet sind, wobei jede mit Fasern besetzte Schraubenlinie etwa die gleiche Form aufweist. In der nachfolgenden Beschreibung sei die innere Schicht des Garns definiert als jene ^ Stellung der Faser, welche näher an der Achse des Garns liegt, ^ und zwar bezüglich des Querschnittes des Garns, und umgekehrt. Somit besteht keine genau definierte Grenze zwischen der äusseren Schicht und der inneren Schicht des Garns, oder mit anderen Worten, wenn man die Stellung von zwei Fasern in Garn miteinander vergleicht, wird die am nächsten bei der Längsachse des Garns liegende Faser als die auf der inneren Schicht dee Garns liegende Faser betrachtet, während die in grösserem , Abstand von der Längsachse des Garns liegende Faser als die
auf der äusseren Schicht des Garns liegende Faser betrachtet f wird. Wenn im folgenden von Unterschied der Anzahl Windungen > : der Schraubenlinien gesprochen wird, wird damit gemeint, dass , die Fasern des Garns über eine beliebig wählbare Länge eine \ verschiedene Anzahl Windungen machen. Sämtliche Wechsel der Windungen der Fasern werden in Betracht gezogen, mit anderen Worten» der kontinuierliche Wechsel von schraubenlinienförmig verlaufenden Fasern oder auch der diskontinuierliche Wechsel von schraubenlinienförmig verlaufenden Fasern von der äusseren
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Schicht zu der inneren Schicht seien in Betracht gezogen.
Wie bereits weiter oben erwähnt, besteht gerade eines der Merkmale des 'Garns gemäss der vorliegenden Erfindung darin, dass die Anzahl der Windungen der auf Schraubenlinien verlaufenden Fasern, im folgenden kurz Faserspiralen genannt, in der äusseren Schicht des Garns grosser ist als die Windungszahl der Fasern in der inneren Schicht des Garns. Der Unterschied Im Aussehen zwischen einem bekannten Garn und dem Garn gemäss der vorliegenden Erfindung sei im folgenden näher erläutert.
Die Form von zwei Fasern, welche in einem üblichen Garn
sowie in Garnen gemäss der vorliegenden Erfindung vorkommen, werden in den Fig. 4A, 4B und 4C gezeigt, wobei diese Figuren ■ Projektionen von zwei Fasern auf eine Ebene parallel zur Garnachse dargestellt sind. In diesen Figuren stellen a,c und e jeweils die Faser in der äusseren Schicht des entsprechenden Garns dar, während b, d und f jeweils die Faser in der inneren Schicht des entsprechenden Garns darstellen.
Im folgenden sei angenommen, dass die Anzahl Fasern, ,
welche in den vorgenannten Garnen vorhanden sind, gleich sind, und es sei ferner angenommen, dass die Verbiege-Deformation der vorgenannten Garne unter denselben Belastungsbedingungen vorgenommen wurden. Wie bekannt ist, ist die Biege-Deformation in der äusseren Schicht grosser als jene in der inneren Schicht, mit beaug auf die Garnachse, und somit trägt
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selbstverständlich die Faser der äusseren Schicht mehr zur Festigkeit des Garns bei als jene in der inneren Schicht des Garns.
Andererseits weiss man, z.B. vom Modell einer Schraubenfeder her, dass je geringer die Steigung ist, in anderen Worten, je grosser die Anzahl Windungen ist, die der Biege-Deformation entgegenwirkende Elastizität geringer ist. Wie bereits weiter oben erwähnt wurde, besitzt das Garn gemäss der vorliegenden Erfindung ein besonderes Aussehen, wobei * die Anzahl der Windungen der Faserspiralen in der äusseren P Schicht des Garns grosser ist, während jene der Faser in der inneren Schicht des Garns kleiner ist, oder mit anderen Worten, die Faser in der äusseren Schicht des Garns besitzt einen geringeren Widerstand gegenüber Biege-Deformationen als die Faser in der inneren Schicht des Garns, welche einen stärkeren Widerstand aufweist. Somit dürfte klar sein, dass das Garn.mit einem Zwirnbild, welches sich aus Fasern wie beispielsweise a und b gemäss Fig. 4· A zusammensetzt, einen stärkeren Widerstand gegenüber Biege-Deformationen aufweist, als das Garn mit einem Zwirnbild in den Fasern wie z.B. c und d, e und f gemäss Fig. 4 B und 4· C aufweisen. Was nun Torsionsverformungen betrifft, lässt sich das Garn gemäss der vorliegenden Erfindung leichter verdrehen als konventionelles Garn, und zwar aus den gleichen bereits genannten Gründen. Somit ist das in Fig. 4- B und 4 C gezeigte Garn gemäss der vorliegenden Er-
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v5 ö <! ύ η ά i ι
ί y j ο U j / ι
flndung weicher als das in Fig. M- A gezeigte konventionelle Garn.
Beim Garn gemäss der vorliegenden Erfindung ist die Störung der Fasern in der äusseren Schicht durch Fasern in der inneren Schicht sehr gering, mit anderen Worten, die Fasern in der inneren Schicht und in der äusseren Schicht des .Garns können unabhängig voneinander deformiert werden. Somit kann der Reibungswiderstand zwischen den Fasern in der inneren Schicht und jenen in der äusseren Schicht als sehr gering betrachtet werden. .
Andererseits ist es ebenfalls bekannt, dass die Reibung zwischen den einzelnen Fasern die Elastizität des Garns in einem kleinen Deformationsbereich beherrschen. Dies wiederum gibt Gewähr dafür, dass das Garn gemäss der Erfindung sehr gute Elastizitätseigenschaften aufweist.
Die vorgenannten Eigenschaften des erfindungsgemasöen Garns werden anhand der nachfolgenden Beispiele besser ver- : ständlich.
Beispiel 1 j
Eine kleine Menge von Fasern, welche in scharzer Farbe : gefärbt wurden, Wurde beim Spinnen von Garn mit Polyester- j Stapelfasern vermischt, und das Garn dann nach der in Fig. 1 veranschaulichten Methode hergestellt. ■
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Die Drehzahl des Rotors 10 betrug 31000 U/min, und der weiter oben genannte, nach Roder gemessene Reibungskoeffizient betrug 0,4-6.
Der hergestellte Garn wurde in flüssiges Tricresylphosphat eingetaucht, dann wurde das Garn unter dem Mikroskop betrachtet, wobei ein polarisiertes Licht durchlassender Filter (530 m ja.) verwendet wurde. Diese Prüfung hatte gezeigt, dass keine Migration festzustellen fe war.
Beispiel 2
Ein gesponnenes Garn aus Polypropylen wurde unter den genau gleichen Spinnbedingungen hergestellt. Die mechanischen Eigenschaften des Garn sind in Tabelle 1 dargestellt, und werden dabei verglichen mit den mechanischen Eigenschaften eines konventionellen Garns, das nach dem Ringspinnverfahren hergestellt wurde.
Tafel 1 Garn gem. 860 konventionelles Garn
Erfindung 20,6
21 20,8
Garnzahl (engl.System) Zwirnzahl (Anzahl Drehungen/Zol) 16,3 16,0
Bruchfestigkeit (in gr) 0,16 996
Bruchdehnung (%) 7„1 21,5
Biegesteifigkeit
Garn
CD 0,18 0,21
F 11,4 10,5
F/CD 63,5 50
Gestricktes Kleid 73
CD Kompressibilitätskoeffizient 35,9 0,24
F 18,1
F/Gb 75,4
Raumbedarf (cm3/gr) 65
39,6
In Tabelle 1 wurde die Biegesteifigkeit des Garns und eines damit gestrickten Kleidungsstückes auf die folgende Weise gemessen.
Die Hysteresekurve der Biegesteifigkeit des Probestückes in Blattform bezüglich der Biegelinie des Probestückes wurde mit einem speziell dafür konstruierten Instrument aufgezeichnet, welches Instrument z.B. im japanischen Patent Nr. (japanische Patentanmeldung Nr.
24 586/1966)beschrieben ist. Fig. 5 der Zeichnung
zeigt ein Beispiel einer solcher Hysteresekurve, wobei ■„ " die mittlere -Neigung der Kurve zwischen den Punkten A und I B durch CD dargestellt ist. Es wurde festgestellt, dass das Probestück leichter zu verbiegen ist, wenn der Wert · von CD grosser ist.
Weiter wird der Abstand zwischen den Punkten A und B mit F dargestellt, welche eine Reibungskraft darstellt während der Zeit der Biegedeformation des Probestückes in Blattform. Dann wird der Wert F geteilt durch CD be-
■■ ■ ■ ■■■ " i
rechnet, und es kann beobachtet werden, dass die Elasti- ; ^
zität des Probestückes in Blattform grosser ist, wenn der ~! ' Wert von F geteilt durch CD kleiner ist*
Das vorbeschriebene Verfahren zur Bestimmung der genannten Werte wurde durch in der Praxis erhaltene Werte bestätigt, wobei die mit der genannten Methode erhaltenen j
■ -.-■'■. " - ■ j
Resultate zudem eine Ajigabe Über das sog."functional feeling1^
■ ■ - 17 - . ; ; ' ■■'
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oder die Qualität des Probestückes (Tuch) abgeben. Zur Vorbereitung des Garnteststückes wurden 30 Stücke Garn parallel zueinander angeordnet, wobei die Gesamtbreite 20 mm betrug. Die Probestücke der gestrickten Stoffe wurden auf eine Breite von ebenfalls 20 mm geschnitten. Der Abstand zwischen den Klammern betrug k mm. Wir die mechanischen Eigenschaften des Garns gemäss Tabelle 1 zeigen, ist klar, dass das Garn gemäss der vorliegenden Erfindung eine weit höhere Elastizität und eine bessere Geschmeidigkeit bei Berührung aufweisen.
" In Tabelle 1 wurde der vom Probestück eingenommene
Platz mit konventionellen Instrumenten zum Messen der Dicke eines Probestückes unter einer Wechsellast verwendet, wobei diese Messungen kontinuierlich zu erfolgen haben. Die ursprüngliche Dicke des Probestückes wurde unter einer Last von 2 gr. pro qcm gemessen, und das spezifische Volumen des Probestückes wurde berechnet. Wie Tabelle 1 zeigt, beansprucht das Garn gemäss der Erfindung mehr Raum als ein konventionelles Garn.
Wie bereits weiter oben erläutert, besitzt der Garn gemäss der vorliegenden Erfindung ein neuartiges Aussehen bzw. ein neuartiges Garnbild, wobei in diesem Bild keine Migration festzustellen ist, und jede im Garn enthaltene Faser mehrere Spiralwindungen umfasst, wobei jede Windung etwa den gleichen Durchmesser aufweist, dies natürlich bezüglich der Garnachse. Wenn somit das Garn
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gemäss der vorliegenden Erfindung rückgezwirnt bzw. entzwirnt wird, kann das Garn sein Aussehen als Garn beibehalten, während ein konventionelles Garn, sein gezwirntes Aussehen verliert, wenn es entzwirnt wird und dabei selbstverständlich auch die Festigkeit verliert. Um den Unterschied in der Wirkung des Entzwirnens zwischen einem Garn gemäss der Erfindung und einem konventionellen Garn klar zu machen, zeigt Fig. 6 die Beziehung zwischen der Rest-Festigkeit von Garn und dem Grad der Entzwirnung beider Garne, wobei die Kurve a für das konventionelle Garn steht, ä während die Kurve b für ein Garn gemäss der vorliegenden «
Erfindung steht.
Wie das Diagramm deutlich zeigt ist die Rest-Festigkeit des Garns gemäss der vorliegenden Erfindung bei einem Entzwirnungsgrad von 100% noch immer grosser als 0, und die Rest-Festigkeit des Garns bei einem Entζwirnungsgrad von 75% ist grosser als 30% der ursprünglichen Festigkeit. Wie der praktische Versuch gezeigt hat, ist es unmöglich, dem gesponnenen Garn nach der Erfindung als ganzes kein ge-
zwirntes Aussehen zu verleihen und demnach ist klar, dass der schraubenlinienförmige bzw. spiralförmige Verlauf der Fasern in der äusseren Schicht und der inneren Schicht des Garns nicht gleichmässig sein. Im weiter oben genannten Beispiel werden die Rest-Festigkeit und der Entzwirnungsgrad oder der Rückzwirngrad wie folgt definiert:
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Rest-Festigkeit =
Bruchfestigkeit von entzwirntem Garn ioo% ursprüngliche Festigkeit des Garns
Entzwirnungsgrad oder Zurückzwirnungsgrad=
Anzahl Drehungen beim Entzwirnen 100% ursprüngliche Anzahl Windungen
(Zwirnzahl)
Ein Garn gemäss der vorliegenden Erfindung kann auch auf andere Weise wie beispielsweise Fig. 7 zeigt, hergestellt werden. Beim Apparat nach Fig. 7 besteht ein Streck-
™ element aus einem Paar von hinteren Walzen 22, 22', einem Paar auf Rollen laufenden Bandwalzen 23, 23', einem Paar Streckwalzen 24-, 2M-' und einem weiteren Paar vorderen Walzen 25, 25'.· Im Anschluss an das vorgenannte Streckelement ist eine Zwirneinrichtung und eine Aufwindeinrichtung, z.B. eine Aufwindehaspel vorgesehen. Ein Gespinst oder Lunte 21 wird dem Streckelement durch die hinteren Walzen 22, 22' zugeführt, und dann wird die zugeführte Lunte gestreckt, und während des Aufwindens gezwirnt.
ι Während des vorgenannten Spinnens, d.h. dem Verzwirnen und dem Aufwinden, wird den Streckrollen 24, 24' über eine Führungswalze 26 eingesponnenes Garn 28 zugeführt. In diesem Fall ist der Abstand g zwischen dem Spalt zwischen den vorderen Walzen 25,25' und den Streckwalzen 24, 24' leicht grosser als die maximale Länge der im Gespinst oder der Lunte 21 enthaltenen Fasern. Im weiteren ist die Zwirn-
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zahl des zugeführten Garns 28 die gleiche wie jene des nach dem vorliegenden Verfahren gesponnenen Garnes, wobei jedoch die Richtung der Zwirnung des zugeführten Garnes entgegengesetzt zu jener des nach dem vorliegenden Verfahren gesponnenen Garnes ist. Beim vorgenannten Spinnverfahren werden die Fasern im zugeführten gesponnenen Garn 28 in der Streckzone zwischen den Walzen 25, 25f und den Walzen 24·, 24·' gestreckt, dann wird die Längenzunahme des gestreckten Garns in dem Moment, da das Garn 28 von den vorderen Walzen 25,25' abgegeben wird, elastisch her- i
gestellt und entzwirnt. Das Streckverhältnis zwischen der i
Streckzone liegt zweckmässig zwischen 1,10 und 1,15 entsprechend der Längenzunahme (etwa 2%) durch das Entzwirnen des zugeführten Garns 28. Andererseits, nach dem Strecken der zugeführten Lunte, wird das von den vorderen Walzen 25, 25' abgegebene gestreckte Faserbündel gezwirnt. Dementsprechend gibt der Apparat nach Fig. 7 ein Faserbündel ohne Spiralwindungen in Kernabschnitt des Produktes sowie schraubenlinienförmig bzw. spiralförmig verlaufende Fasern des Gespinstes, welche den Kernabschnitt des Produktes bedecken.
Vor kurzer Zeit wurde das Mischen von verschiedenen Sorten von Fasern zur Herstellung von sog. gesponnenen Mischgarnen entwickelt. Ein besonders beachtliches Beispiel ist ein Mischgarn aus Acrylfaser mit einer anderen Fasersorte, welche nehr Platz für sich in Anspruch nimmt. Ein solches dickes Aoryl gemischtes Garn nimmt heute bereits eine starke
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Position auf dem Markt von gestrickten Kleidungsstücken ein. Solche Eigenschaften, wie beispielsweise die Dicke, d.h. die Raumausfüllung des Mischgarnes, beispielsweise des vorgenannten Mischgarnes, können wesentlich verbessert werden, indem solchen Garnen die besondere Ausgestaltung des Garn gemäss der vorliegenden Erfindung verliehen wird.
Im allgemeinen ist eine der Bedingungen, welche von einem Mischgarn verlangt werden, die gleichförmige Anordnung der Mischfasern. Im Fall von Strickgarn, beispielsweise das vorgenannte Acrylgarn, werden einige mechanische ^ Eigenschaften wie beispielsweise Weichheit und Geschmeidigkeit beim Berühren sowie eine genügende Elastizität des Mischgarn usw. immer verlangt. Da das gesponnene Garn gemäss der Erfindung ein besonderes Aussehen, eine besondere Gestaltungsform ohne Migration aufweist, können die vorgenannten erwünschten mechanischen Eigenschaften durch gerade diese Formgebung des Garns gemäss der Erfindung erfüllt werden. Im übrigen kann ein bis her nicht gekannter Mischeffekt Jf erzielt werden, der durch die üblichen Spinnverfahren nicht fc erreicht werden kann, und zwar durch den Selbstzwxrneffekt des Rotors der in Fig.l dargestellten Spinnvorrichtung.
Einige Ausführungsbeispiele für die Herstellung von gesponnenen Mischgarnen nach der vorliegenden Erfindung sind in Fig. 8 A, 8 B und 8 C dargestellt. Die Herstellungsver-, fahren zeichnen sich im wesentlichen dadurch aus, d:*"s eine Mehrzahl verschiedener Faserbündel in einem Fluidumstrom
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voneinander getrennt werden, dass dann die'voneinander getrennten Fasern auf die Innenwand eines Rotors gebracht werden, und zwar durch ein Zufuhrrohr oder die entsprechenden zufuhrrohre, dass dann die voneinander getrennten Fasern einer Mehrzahl verschiedener Fasersorten auf die Innenwand des Rotors kontinuierlich aufgebracht'und dort gesammelt werden, und zwar durch die Zentrifugalkraft und den Luftstrom, dass dann das gesammelte Bündel von Mischfasern von der Innenwand des Rotors abgezogen wird und dabei gleichzeitig gezwirnt wird, und dass dann schliesslich das gezwirnte Bündel Mischfasern durch eine im zentralen Bodenabschnitt 4es Rotors angeordnete Oeffnung abgezogen und auf einer geeigneten Trommel aufgewickelt wird. In der vorstehenden Erläuterung wird durch den Ausdruck "Mehrzahl verschiedener Fasersorten" eine Mehrzahl voneinander verschiedener Fasern in Stapelform oder Fasern mit verschiedener Feinheit oder Schnittlänge, mit verschiedenen mechanischen Eigenschaften oder verschiedenen Farben verstanden.
Beim Ausführungsbexspxel nach Fig. 8 A besteht das Gespinst 31 aus einer Mischung aus zwei verschiedenen Fasern, welche dem Streckelement zugeführt werden, während in Fig. 8 B zwei Qespinste 31,31', in welchen die entsprechenden Fasern voneinander verschieden sind, dem Sbreckelement in gezwirnter oder doppelter Form zugeführt werden, wobei die voneinander getrennten verschiedenen Fasern im Doppelgespinst
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auf die Innenwand des Rotors 4-0 gebracht werden, und zwar durch ein einziges Abgaberohr 39. Andererseits zeigt Fig.8 C zwei Gespinste 31, 31', in welchen die entsprechenden Fasern ebenefalls voneinander verschieden sind, und dabei den entsprechenden Streckelementen separat zugeführt werden, während die entsprechenden voneinander getrennten Fasern der Innenwand eines gleichen Rotors 40 zugeführt werden, und zwar durch voneinander getrennte Abgaberohre 3 9,39'. ^ Bei den in Fig. 8 A, 8B und 8 C gezeigten Ausführungsformen kann der Rotor 40 jeweils den Selbstzwirneffekt in allen Fällen herbeiführen, und somit kann ein sehr gleichmässiger Mischeffekt erzielt werden. Das heisst, wie bereits in der Funktionserläuterung des in Fig. 2 dargestellten Rotors gesagt wurde und in der Annahme, die mittlere Zahl der Fasern, welche in den entsprechenden zwei Sorten Gespinsten enthalten sind N, N' seien, werden die Faserbündel, welche eine Mehrzahl von Fasern umfassen, wobei die Anzahl η η1 in ihrem Querschnitt berechnet wird als n=N χ U : D χ V oder w η = U : D X V, verzwirnt und haften auf der Innenwand des \ Rotors 40. Die Zahl bzw. der Wert der vorgenannten Zwirnung kann als V durch W berechnet werden. Dementsprechend enthält das Faserbündel, welches von der Innenwand des Roters entnommen wird, zwei Fasersorten, welche eine Mehrzahl von Fasern umfassen, die durch folgende Gleichung dargestellt sind (N + N') /Dx U/W, kann ein sehr guter Mischeffekt erwartet werden, ähnlich der Verzwirnung von V/W Faserbündeln.
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Ferner, da durch das Verzwirnen gemäss obigem System das Mischgarn ein neuartiges, migrationsfreies Aussehen erhält, weist das Mischgarn zudem verbesserte mechanische Eigenschaften auf, wie beispielsweise sehr gute Schmiegsamkeit, gute Raumausfüllung, hohe Elastizität usw. Der Mechanismus des in Fig. 8 A, 8 B und 8C gezeigten Spinngerätes ist'etwa der gleiche wie jener des Spinnapparates nach Fig. 1, wobei das Spnnmaterial den hinteren Walzen 35, 35' zugeführt, welches Material dann in der Streckzone zwischen den hinteren Walzen 35,35', den mittleren Walzen 36,36', der Bandwalze 36" und den vorderen Walzen 37, 37', wonach dann das gestreckte Faserbündel in das Abgaberohr 39 oder 39' eingesogen wird, um dann als voneinander getrennte Fasern durch den Luftstrom dem Rotor 40 zugeführt zu werden, wonach das angesammelte Faserbündel von der Innenwand des Rotors 40 abgezogen und nach aussen geführtä wird, und zwar durch eine im Boden des Rotors vorgesehene Oeffnung hindurch, welche direkt über einer zentral angeordneten hohlen Welle 40' des Rotors 40 liegt. Letzteres erfolgt während des Zwirnvergangs, wobei dann das auf diese Weise hergestellte Mischgarn 44 mittels einer konventionellen Aufwindevorrichtung auf eine Trommel (beides nicht dargestellt) aufgewunden wird.
Beispiel 3
Ein doubliertes oder gezwirntes Gespinst, das mit schwarzer Farbe gefärbt wurde und ein rieht gefärbtes Gespinst wurden
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dem Spinnapparat nach Fig. 8 B zugeführt, und ein Mischgarn mit sog. Pfeffer- und Salzfarbe wurde hergestellt. Die Spinnbedingungen für das Garn werden in der nachfolgenden Tabelle wiedergegeben.
Tafel 2
Verwendete Faser 1,5 den. χ 38mm, Polyester-Stapelfaser,
Gesamtstreckung
Garnzahl 26 S (engl.System)
Abgabegeschwindigkeit
der vorderen Walze (U) 50 m/min.
Drehzahl des Rotors 3 2000 U/min Oberflächenges chwindigke it
der Rqtorinnenwand (V) 3000 m/min.
Rotorradius 50mm
Abzugsgeschwindigkeit
des Garnes (W) 50 m/min.
Druck der verwendeten
Druckluft 0,25 kg/cm2
Fig. 9 der Zeichnung zeigt, dass die in Garn enthaltenen Fasern auf befriedigende Weise gemischt wurden, wie der in diesem Beispiel gezeigte stark vergrösserte Querschnitt deutlich zeigt.
Ein Mischgarn mit einer befriedigenden Mischung von Fasern kann mittels des erfindungsgemässen Verfahrens sehr leicht hergestellt werden, und zwar trotz des Kurzschnitt-
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Spinnsystems, mit Formmischeffekt, entsprechend dem Effekt durch Verzwirnen von V/W Spinnmaterial.
Das vorstehende Beispiel zeigt lediglich Ausführungsbeispiele zum Mischen von zwei FaserSorten,während jedoch das Mischen der vorliegenden Erfindung nicht auf das Mischen von zwei solchen Fasersorten beschränkt zu gelten hat.
Ferner ist es auch möglich, das Prinzip der Mischung gemäss der vorliegenden Erfindung auf das sog. Direkt-Spinnverfahren anzuwenden, d.h. zwei Sorten Garnschnüre M werden der Streck-Schneidvorrichtung der entsprechenden Direkt-Spinnvorrichtung separat zugeführt, dann werden zuerst die Faserbündel, welche vom Streck-Schneidgerät hergestellt wurden, einem Paar vorderen Rollen zugeführt, welche etwa den vorderen Rollen gemäss Fig. 8 A oder 8 B oder 8 C entsprechen, und zwar getrennt oder miteinander verzwirnt, wonach sie dann der Zwirneinrichtung zugeführt werden, und zwar in der gleichen Weise wie in Fig. 8 A oder 8 B oder 8 C gezeigt.
Das konventionelle gezwirnte Garn, wie beispielsweise
ein Zweifach-oder Dreifach-Garn umfasst eine Mehrzahl von Einzelgarnen mit starker Migrationsausbildung. Ferner sind diese gezwirnten Garne immer verzwirnt. Dies bewirkt jedoch, dass die Geschmeidigkeit bei der Berührung mit der Hand bzw.
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die Weichheit eher als hart empfunden wird, wenn man dies mit einem Einzelgarn vergleicht. Ein solches Mehrfachgarn, weiter oben auch gezwirntes Garn genannt, mit guter Geschmeidigkeit und Gleichheit, hoher Elastizität und guter Raumausfüllung kann durch Verwendung des Garns nach der vorliegender Erfindung erzielt werden. Ferner kann das Herstellungsverfahren für solche Mehrfachgarne wesentlich vereinfacht werden, oder mit anderen Worten, das Wiederaufwinden und das Verzwirnen der üblichen Verfahren kann weggelassen werden und dementsprechend können die bei diesem ' Verfahren sonst auftretenden Effekte, beispielsweise das Aufrauhen der Oberfläche des Garns beim Wiederaufwinden oder Verzwirnen, durch das erfindungsgemässe Verfahren vermieden werden.
Fig. 10 der Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zur Herstellung eines Mehrfachgarns gemäss der Erfindung. Die Einrichtung umfasst zwei Spinngeräte und ein Gerät zum Verzwirnen der Produkte der beiden Zwirngeräte, die selbstverständlich in kontinuierlicher Weise. Jedes Spinngerät umfasst eine Trompete 50, zwei hintere Walzen 51,51', ein Paar mittlere Walzen 5 2,52', ein Paar vordere Wäzen 53, 53' sowie ein Zwirngerät, das im wesentlichen aus einem Rotor 56 und einem Zuführorgan 55' besteht, mit welchem das Produkt 54 das von den vorderen Rollen53 53' abgegeben wird, dem Rotor 56 zugeführt wird.
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Das Spinnen auf jedem Spinngerät wird in der gleichen Weise durchgeführt wie dies im Zusammenhang mit den Geräten nach Fig. 1 und 2 erläutert wurde. Die gezwirnten Produkte 58 und 58' werden durch die Oeffnung in den entsprechenden Rotoren 56,56' abgezogen,und zwar durch die entsprechenden Abzugswalzen 57,57', dann durch ein Paar Garnführungsorgane 59 mtieinander vereint, dann zunächst verzwirnt, und zwar durch einen üblichen Ringzwirner, während das Produkt 6 2 schliesslich auf eine Spule 61 aufgewunden wird. Der Ringzwirner besteht aus einer Welle 65, einem Ring 63, einem Läufer 64, Steuerringen 67 und 67', sowie einem Schneckenrad 60. Auf die oben beschriebene Weise kann ein Mehrfachgarn, welches aus mehr als drei einf achen Garnen besteht, ebenfalls hergestellt werden und zudem können viele Arten von Mehrfachgarnen mit besonderen Gestalten hergestellt werden, indem die Rotoren entweder in verschiedenen Richtungen laufen gelassen werden oder aber mit verschiedener Geschwindigkeit laufen gelassen werden.
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Claims (8)

PATENTANSPRUECHE
1. Gesponnenes Garn, gekennzeichnet durch eine Anzahl auf Schraubenlinien angeordnete Fasern, wobei die mit Fasern besetzten Schraubenlinien in einer
P inneren Schicht bezüglich eines Abschnittes der Achse
P des Garns eine geringere Anzahl Windungen und einen
geringeren Durchmesser aufweisen, als die mit Fasern besetzten Schraubenlinien in einer äusseren Schicht, und wobei ferner der Durchmesser der mit Fasern besetzten Schraubenlinien in jeder der beiden Schichten bezüglich der Achse des' Garns jeweils wenigstens annähernd gleichförmig ist.
2. Garn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
|, dass es nach dem Zurückzwirnen eine Rest- Zugfestigkeit
aufweist, die bei einem Zurückzwirngrad von 100% nicht gleich Null ist und bei einem Zurückzwirngrad von 75% wenigstens 30 % der ursprünglichen Zugfestigkeit beträgt, wobei der Zurückzwirngrad durch folgende Gleichung bestimmt ist:
Anzahl Umdrehungen beim Zurückzwirnen
Zurückzwirngrad= ■ . ...xlOO
ursprüngliche Anzahl der Zwirndrehungen
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3. Garn nach Anspruch ls dadurch gekennzeichnet, dass es aus wenigstens zwei Sorten von gemischten Fasern besteht.
1, Garn nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede Fasernsorte mit einer anderen Farbe gefärbt ist.
5. Garn nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede Fasernsorte eine andere Feinheit aufweist.
6. Garn nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
dass sich die Fasern der verschiedenen Sorten durch ™
voneinander verschiedene Längen unterscheiden. I
7. Garn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es ein aus einer Mehrzahl Einzelgarnen bestehendes gezwirntes Garn ist.
8. Verfahren zur Herstellung eines Mischgarns, dadurch gekennzeichnet, dass in Einzelfasern aufgeteilte Fasern wenigstens zweier Sorten der Innenwand eines mit hoher Drehzahl laufenden Hohlrotors zugeführt werden, dass diese Fasern durch die Zentrifugalkraft und die Einwirkung eines Luftstromes parallel zueinander ausgerichtet dicht nebeneinander kontinuierlich auf der genannten Innenwand angesammelt werden, das so gebildete zusammenhängende Faserbündel kontinuierlich von der Innenwand des Rotors weggenommen, und dabei bei gleichzeitigem Verzwirnen durch eine im Zentrum des Bodenabschnittes des Rotors aufgenommen wirj/, wobei das verzwirnte Faser-
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bündel in ein gezwirntes Garn mit sehr hoher Gleichförmigkeit seiner Mischung gewandelt wird, bei dem die relative Zwirnzahl folgender Gleichung gehorcht: relative Zwirnzahl =
Oberflächengeschwindigkeit der Rotorinnenwand Aufnahmegeschwindigkeit für das hergestellte gezwirnte Garn
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