DE1904561A1

DE1904561A1 - Spinnverfahren und Spinnapparat zur Durchfuehrung des Verfahrens

Info

Publication number: DE1904561A1
Application number: DE19691904561
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Edagawa; Masakazu Hirota; Toshimoto Matsubara; Keiichi Minami; Kunio Shinkai; Masaaki Tabata
Original assignee: Toyo Rayon Co Ltd; Howa Machinery Ltd
Current assignee: Toray Industries Inc; Howa Machinery Ltd
Priority date: 1968-01-30
Filing date: 1969-01-30
Publication date: 1969-08-28
Also published as: GB1242171A; FR2000979A1; NL153951B; DE1904561B2; US3604194A; CH517839A; DE1904561C3; NL6901475A

Description

Dipl.¹. »= 8ber|

^Dld -^m-^HGM

Toyo Rayon Company Limited, Tokyo (Japan)

HOWA MACHINERY LTD.

30,

Spinnverfahren und Spinnapparat zur Durchführung des Verfahrens

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Spinnverfahren und einen Spinnapparat zur Durchführung dieses Verfahrens, bei welchem zur Zufuhr der Fasern ein Luftstrom sowie die Zentrifugalkraft .zu Hilfe genommen wird. Bei diesem Spinnverfahren wird ein aus einer Zuführquelle angeliefertes Faserbündel in eine Faserzuführung gesaugt und das Faserbündel während seinem Transport in die Faserzuführeinrichtung in einzelne Fasern aufgelöst, dann die einzelnen Fasern mittels eines Luftstromes einem sich drehenden Spinnrotor zugeführt und die einzelnen Fasern kontinuierlich auf der Innenwand des sich drehenden Spinnrotors angesammelt, die so angesammelten Fasern von der Innenwand des Spinnrotors gestreift, dabei miteinander verzwirnt und das gezwirnte Garn dem Spinnrotor entnommen. Der Spinnrotor dreht sich dabei mit hoher Ge-

•WR/zi

28.1.69 - 1 - 20 532

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Sl ,

schwindigkeit.

In letzter Zeit wurden verschiedene Versuche unternommen, das mit einem Luftstrom und der Zentrifugalkraft arbeitende Spinnverfahren weiter zu entwickeln, wobei sich auch solche Verfahren bereits für die industrielle Garnherstellung sehr geeignet herausgestellt haben.

Das "erfindungsgemässe Spinnverfahren zeichnet sich dadurch aus, dass aus dem in die Faserzuführeinrichtung gesaugten Faserbündel einzelne Fasern an einer Stelle innerhalb der Faserzuführeinrichtung abgetrennt werden und zwar an einer solchen, bei welcher die maximale Strömungsgeschwindigkeit des Luftstromes herrscht, während die Fasern des Bündels immer noch von der Zuführquelle gehalten werden.

Der Spinnapparat zur Durchführung des Verfahrens besteht aus einer Faserzuführeinrichtung, bei welcher ein seiner Zuführquelle angeliefertes Faserbündel mittels eines Luftstromes weitertransportiert und dabei in einzelne Fasern aufgelöst wird, einem sich mit hoher Geschwindigkeit drehenden Spinnrotor, auf dessen Innenwand die von der Zuführeinrichtung kommenden einzelnen Fasern angesammelt werden, welcher Rotor eine Oeffnung aufweist,durch welche das fertige Garn entnommen wird und Mittel, welche die sich auf der Innenwand des sich drehenden Rotors angesammelten Fasern abstreifen und das fertige Garn durch die genannte Oeffnung vom sich drehenden Rotor aufnehmen. Dem Verfahren entsprechend zeichnet sich der Spinnapparat dadurch aus, dass die Faserzuführeinrichtung aus einem Faserführungskanal besteht, welcher anschliessend an die genannte Zuführquelle angeordnet ist, ferner aus einem Fasertrennkanal, welcher sich an einen Ausgang des Faserführungskanals anschliesst, einem Faserzuführkanal, welcher von einem Ende des Fasertrennkanals ausgehend gegen das Innere des Rotors gerichtet ist, und Mittel, welche im Fasertrennkanal eine Stelle bilden, an welcher die Strömungsgeschwindigkeit des die Fasern transportierenden Luftstromes am grössten ist, wobei der Abstand L zwischen einer Haltestelle der Faserzuführquelle und der genannten Stelle,an welcher die Geschwindigkeit des Luft-

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stromes am grössten ist ,einer ganz bestimmten Beziehung gehorcht. Das fertige Garn wird üblicherweise von einer Aufnahmerolle bzw. einer Aufnahmewalze aufgenommen.

Dank diesen Massnahmen wird ein Garn hoher Qualität erzeugt. Die Qualität hängt nämlich weitgehend davon ab, wie vollständig die Auflösung der einzelnen Fasern des Faserbündels erfolgt, was diesen Teil der Faserzuführung zum wohl wichtigsten Teil des Verfahrens stempelt. Es ist daher besondersvorteilhaft, die grösste Geschwindigkeit des Luftstromes an einer Stelle anzutreffen, die kurz vor dem Verlassen einer Klemm- oder Haltestelle der Zuführquelle des Faserbündels liegt, so dass das Faserbündel in einzelne Fasern aufgelöst und die einzelnen Fasern voneinander getrennt ausgestossen werden, so dass die einzelnen Fasern vom Luftstrom zusammen, jedoch voneinander getrennt mitgenommen werden.

Wenn das Faserbündel nur ungenügend aufgelöst wird, ist es sehr schwierig, eine vorbestimmte Anzahl Fasern auf der Innenwand des sich drehenden Rotors ansammeln zu lassen, und dies kann später zu Fadenbrüchen führen. Auch wird die Dicke des erzeugten Garns unregelmässig sein.

Dank dem erfindungsgemässen Verfahren und dem Apparat zur Durchführung dieses Verfahrens kann nun ein Faserbündel sehr gut aufgelöst werden und damit ein hoch qualitatives Garn erzeugt : werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen noch etwas näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch den wichtigsten Abschnitt eines Spinnapparates nach der vorliegenden Erfindung, mit einer entsprechenden Zufähreinrichtung,

Fig. 2 einen Schnitt, in vergrössertem Massstab, durch die Zuführeinrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 ein Diagramm, welches den Verlauf der Strömungsge-

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schwindigkeit des Luftstromes in der in Fig. 1 gezeigten Zuführeinrichtung darstellt,

Fig. 4 einen Schnitt, in vergrössertem Massstab, durch

den Einlass der in Fig. 1 gezeigten Zuführeinrichtung ,

Fig. 5 ein Diagramm, welches den Geschwindigkeitsverlauf des Luftstromes in der Zuführeinrichtung zeigt, und zwar im Zusammenhang mit der speziellen Form des in dieser Figur gezeigten Durchgangs,

Fig. 6 ein weiteres erläuterndes Diagramm, und zwar ein ^ sogenanntes Stapeldiagramm, welches die Form von

einzelnen durch den Durchgang der Zuführeinrichtung getragenen Fasern zeigt,

Fig. 7 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform einer Zuführeinrichtung,

Fig. 8A einen Schnitt durch die Zuführeinrichtung nach Fig. 7 ,und zwar entlang der Linie VIIIA - VIIIA,

Fig. 8B einen Schnitt durch eine Variante der in Fig. 7 gezeigten Einrichtung, und zwar entlang einer ähnlichen Linie wie der Schnitt von Fig. 8A,

Fig. 8C einen Schnitt durch die Zuführeinrichtung, und zwar

durch die Linie VIIIC-VIIIC in Fig. 7, ψ Fig. 8D einen ähnlichen Schnitt wie in Fig. 8C, jedoch

durch eine Variante der in Fig. 7 gezeigten Zuführeinrichtung,

Fig. 9 einen Schnitt durch eine weitere Ausfuhrungsform einer Zuführeinrichtung, und

Fig.10 eine erläuternde Skizze zum Durchgang der Zuführeinrichtung nach Fig. 9.

Die Zuführeinrichtung eines Spinnapparates bzw. einer Spinneinrichtung, bei welcher mit einem Luftstrom und der Zentrifugalkraft gearbeitet wird, hat ganz bestimmte Aufgaben. Bei einer solchen Spinneinrichtung wird ein Faserbündel kontinuierlich in

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eine Zuführeinrichtung eingeführt, damit diese die Fasern auf die Innenwand eines Spinnrotors bringen kann und zwar währenddem das Faserbündel in einzelne Fasern aufgelöst wird und eine Mehrzahl auf der Innenwand des Rotors angehäufte Fasern weggenommen werden, und zwar währenddem die weggezogenen Fasern miteinander verzwirnt werden. Der Abstand L zwischen einer Halte- oder Klemmstelle der Faserzuführquelle und einer so bestimmten Stelle in einem Faserzuführdurchgang der Zuführeinrichtung, an welcher die Strömungsgeschwindigkeit des Luftstromes am grössten ist, ist dabei kleiner als die mittlere Faserlänge des Spinnmaterials, jedoch langer als 2/3 der mittleren Faserlänge des Spinnmaterials.

Dieses Mass kennzeichnet im besonderen die hier beschriebene Zuführeinrichtung und wird nachstehend noch näher erläutert. Fig. 1 der Zeichnung zeigt wie ein Faserbündel 1, welches von zwei Abgabewalzen 2a, 2b abgegeben und in einen Faserführungskanal 3 der Zuführeinrichtung angesaugt wird, dann die Fasern des Bündels in einzelne Fasern aufgelöst werden und zwar derart, dass eine einzelne Faser aus dem Bündel gezogen wird, während es durch einen Fasertrennkanal ¹I läuft. Dann werden die einzelnen Fasern einem Spinnrotor 6 zugeführt und zwar durch eine Faserzufuhrleitung 5 hindurch, und zwar mittels eines Luftstromes. Der Luftstrom trägt die Fasern auf die Innenwand des rotierenden Spinnrotors 6, dann wird eine Mehrzahl von sich auf der Innenwand des Rotors 6 ansammelnden Fasern stationär weggenommen und dabei miteinander verzwirnt, so dass sie ein Garn 7 bilden. Das Garn 7 wird von zwei AufnahmewaIzen 9a,.9b aufgenommen und zwar nachdem dieses durch ein Abgaberohr 8 hindurchgelaufen ist, wonach das Garn durch eine nicht gezeigte Vorrichtung aufgewunden wird.

Zur Durchführung dieser verschiedenen Schritte weist die Zuführeinrichtung die in Fig. 2 dargestellte besondere Konstruktion auf. Die Zuführeinrichtung ist an eine ausserhalb der Spinneinrichtung gelegene Druckluftquelle angeschlossen und zwar

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über ein Luftzuführrohr 11. Die durch die Leitung 11 zugeführte Druckluft wird aus einem zylindrischen Schlitz 10 ausgeblasen und zwar an einer in Nähe eines Auslasses 13 einer Faserführungsleitung 3 gelegenen Stelle. Ik an diese Stelle zu gelangen wird die Luft durch eine Kammer 12 geführt. Dank dieser Anordnung ist der Luftdruck in der Faserführungs leitung 3 negativ , und zwar wegen des Strahleffektes, weicher vom aus dem kreisförmigen Schlitz 10 austretenden Luftstrom erzeugt wurde, was dazu führt, dass das Faserbündel 1, welches von den Zuführwalzen 2a und 2b abgegeben wird, in die Faserführungsleitung 3

^ gesaugt wird. Das vom Luftstrom durch die Lextung 3 transportierte Faserbündel wird in einzelne, voneinander getrennte Fasern aufgelöst und zwar an einer neben dem Auslass 13 der Faserführungsleitung 3 liegenden Stelle, die auch in Nähe des Fasertrennkanals t liegt. Die einzelnen Fasern werden dann auf die Innenwand des sich drehenden Spinnrotors 6 geblasen. An der Stelle neben dem Auslass 13 der Faserführungsleitung 3 erzeugt der aus dem kreisförmigen Schlitz 10 austretende Luftstrom eine Zugkraft auf die Fasern des Fasernbündels 1 und somit eine Kraft, welche dahingehend wirkt, die Fasern voneinander zu trennen. Bei diesem Spinnverfahren ist zweckmässig, das von der Faserzuführquelle angelieferte Faserbündel zu zerkleinern und dabei in ein-

W zelne Fasern aufzulösen und die einzelnen Fasern in gleichförmiger Weise in den drehenden Spinnrotor einzuführen, um eine gute Gangqualität zu erreichen. Es sei hervorgehoben, dass es wichtiger ist das Faserbündel in einzelne Fasern aufzulösen als die einzelnen voneinander getrennten Fasern mit dem Luftstrom zu befördern. Es ist auch zwee3anässig,eine möglichst geringe Menge Druckluft mit möglichst geringem Druck zu verwenden.

Bei Versuchen im Laboratorium wurden die folgenden Resultate erhalten:

(1) Es wurde eine Einrichtung verwendet, bei welcher L grosser als 1 ist, wobei L den Abstand zwischen der Halte- oder Klemmstelle der Faserzuführquelle und einer vorbestimmten Stelle in

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einem Faserzufuhrdurchgang darstellt, wobei an dieser Stelle die Strömungsgeschwxndxgkext des Luftstromes am grössten ist, und wo I die mittlere Faserlänge bedeutet.

Die Saugwirkung des Luftstromes wirkt sich an der Stelle auf das Faserbündel aus, wo die Strömungsgeschwindigkeit am höchsten ist. Diese Stelle liegt kurz nach der genannten Klemmstelle der Faserzuführquelle. Die Zerkleinerung des Faserbündels in einzelne Fasern ist dabei so ungenügend, dass die Trennung der Fasern ebenfalls ungenügend ist, um die Fasern dem sich drehenden Rotor kontinuierlich zuzuführen. Ferner wird unter diesen Bedingungen wegen der hohen Geschwindigkeit des Luftstromes die Anordnung der Fasern beim Durchgang durch den Fasertrennkanal «t ungleich, und die der Innenwand des Rotors 6 zugeführten Fasern werden unregelmässig transportiert. Der Garn- oder Fadenbruch während dem Spinnen wird dabei spürbar erhöht und es kann nur schlechtes Garn hergestellt werden. (2) Anordnung mit 2_ l4zh ^r 3*.

Das vordere Ende des Faserbündeis wird dem Luftstrom mit maximaler Strömungsgeschwindigkeit ausserhalb der Faserführungsleitung ausgesetzt, während das hintere Ende des Faserbündels immer noch im Spalt zwischen den Abgabe- oder Zuführwalzen 2a, 2b gehalten ist. Somit ist das vordere Ende bzw. der vordere Endabschnitt des Faserbündels voll obigen Bedingungen ausgesetzt, einzelne Fasern werden aus dem in vorgenannter Weise festgehaltenen Faserbündel eine nach der anderen herausgezogen und die Fasern der Innenwand des sich drehenden Spinnrotors 6 zugeführt und zwar nachdem sie durch die Faserzuführleitung 5 durchgeströmt sind. Dies dürften somit die idealen Bedingungen für die Zufuhr des Spinnmaterials zum Spinnrotor 6 darstellen.

(3) Anordnung mit L^ 2^ Γ.

Der vordere Endabschnitt des FaserbundeIs wird dem Luftstrom mit maximaler Strömungsgeschwindigkeit ausserhalb der Faserführungsleitung ausgesetzt, während das hintere Endes bzw.

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der hintere Endabschnitt des Faserbündels noch im Spalt zwischen den beiden Abgabewalzen 2a, 2b festgehalten ist. Dieser Zustand wird auch dann noch herrschen, wenn der vordere Endabschnitt des Faserbündels durch den Fasertrennkanal führt, da der hintere Endabschnitt des Faserbündels immer noch zwischen den beiden Abgabewalzen 2a, 2b festgehalten ist.

Entsprechend haben die vorderen Abschnitte der Fasern, welche durch den Luftstrom geöffnet wurden, die Tendenz sich ineinander zu verfangen, und es ist wohl möglich, dass ein schlechtes, unregelmässiges Garn erzeugt wird.

Wie aus obigen Ausführungen klar hervorgeht, sollte die Distanz L zwischen 2/3 der mittleren Faserlänge und der mittleren Faserlänge liegen., damit eine wirksame Zerkleinerung des Faserbihdels erfolgen kann, d.h. damit die einzelnen Fasern dem Bündel eine nach der anderen entnommen werden können.

Beispiel 1

Bei der Spinneinrichtung nach Fig. und 2 beträgt der Abstand S zwischen dem Eingang der Faserführungsleitung 3 der Faserzufuhrleitung und dem Spalt zwischen den Abgabewalzen 2a, 2b 15 mm, der Abstand L zwischen dem Spalt zwischen den vorgenannten Abgabewalzen und der Stelle der Faserzuführeinrichtung an welcher die Strömungsgeschwindigkeit des Luftstromes am grössten ist 1/2, 2/3, 1/5, 1 oder U/3 der mittleren Faserlänge Ϊ, und der Durchmesser des Rohres bzw. der Leitung für den Luftstrom an der vorgenannten Stelle der Zuführeinrichtung 2,5 mm, so dass eine maximale Strömungsgeschwindigkeit des Luftstromes von 120 m/sek. erreicht wird. Ein Fasergespinst aus Stapelfasern aus Polpropylen (Feinheit 1,5 d, Stapellänge 38 mm) wird aus einer Faserzuführquelle abgezogen und zwar mit einem Streckverhältnis von 25_s und das gestreckte Faserbündel wird der vorgenannten Spinneinrichtung zugeführt, dabei wurden die in Tabelle 1 aufgezeichneten Resultate erhalten. Während dem Spinnvorgang wird der Weg der. Fasern in der Faserzuführeinrichtung verfolgt.

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BAD ORIGINAL

Bei diesem Test beträgt die Garnzahl nach dem Baumwollsystem 30' , die Verzwirnung 5,0, der Druck der zugeführten Luft 0,4 kg/cm2 und die für diesen Test verwendete Luftmenge 10 l/min.

Tabelle 1

Test No. ^L	Transportbe dingung der Fasern	Fadenbrüche während dem Sρinnvorgang	Gleichförmigkeit des Garns in U%
1 1/2 1	Ein gleichmässi- ger Faserblock wurde beobachtet	155/1000 Spinn stunden	14,6
2 2/3 1	Gute Bedingungen (Zustand)	64	11,3
3 4/5 1	Bester Zustand	60	11,0
4 1	Guter Zustand	69	11,1
5 4/3 1	Kleine Faserklum pen wurden be obachtet	145	13,3

Wie aus Tabelle 1 hervorgeht, wurden die besten Bedingungen bei den Testen Nr. 2,3 und 4 festgestellt, mit anderen Worten, der Abstand L muss dabei im folgenden Bereich liegen: 2/3 i^T L^ f. Damit wird bei einem hohen Spinnwirkungsgrad ein Garn hoher bzw. guter Qualität erzeugt.

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Beispiel 2 Jl

Unter Verwendung der in Fig. 1 gezeigten Spinneinrichtung wurde ein gesponnenes Garn aus einem Gespinst aus Acryl-Stapelfasern (Feinheit 1,5, Faserlänge 38 mm) hergestellt und zwar unter folgenden Bedingungen:

Dicke des Gespinstes	der Zuführ-	90	grain
Gesamtes Streckverhältnis quelle	Abgabewalzen	25
Abgabegeschwindigkeit der der Zuführquelle		55	m/min
Garnzahl		30
Abzugsgeschwindigkeit	48	m/min

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.·■-·"»;·■■■; '■

Drehzahl des Spinnrotors 3O/OOO U/min.

Ueberdruek der zugeführten Luft 0,4 kg/cm

zugeführte Luftmenge 10 l/min.

Abstand L 35

Abstand S 13

grösste Strömungsgeschwindigkeit des Luftstromes 130 m/sek.

Im obengenannten Test traten während tausend Spinnstunden 58 Garribrüche auf und die Gleichförmigkeit des Garnes in U > (Garntest) betrug 10,6$. Um die Qualität des mit einem Apparat nach der * vorliegenden Erfindung erzeugten Garnes mit anderen Garnen vergleichen zu können, wurde ein anderes Acrylfasergarn aus dem gleichen Material wie in obigem Beispiel auf einer konventionellen Ringspinnmaschine aus einem ebenfalls gleichartigen Fasergespinst hergestellt. Die Garnsahl betrug ebenfalls 30"~^s und die Gleichförmigkeit betrug in U # ll_f5/i· Somit konnte festgestellt werden, dass die Gleichförmigkeit eines nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Garns besser ist als jene eines auf konventionelle leise hergestellten Garni Ferner wurde mittels einer sehr rasch arbeitenden Kamera festgestellt, dass die Transportbedingungen der Fasern in der Zuführeinrichtung sehr gut waren»

Zum besseren Verständnis der Aenderungen der Strömungsge- | schwindigkeit in der Faserzuführeinrichtung wird in Fig. 3 der Zeichnung ein Versuchsresultat aufgezeichnet» Bei diesem Versuch betrug der Abstand S 13 mm und es kann festgestellt werden, dass der Abstand zwischen dem Einlass der Faserführungsleitung der Stelle in der FaserzufUhreintriehtung, an welcher die Strömungsgeeehwindig** keit dee Iaiftstromes am grössten ist, zwei Millimeter beträgt. S sprechend ist der Abstand L 34 mm. Da die mittlere Faserlänge 38 beträgt, kann der Abstand 1 17/19 1 bezeichnet werden.

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■ ' wie bereits ecwännt,. ist die erste Bedingung zur-Herstellung

eines Garns mit hoher Qualität mittels: obiger Spanneinrichtung und mit wenig G-ambi-ücnen während dem Spinnvorgang die, dass, ein Faserbündel aus einer Faserzuführquelle, wie- beispielsweise, einer Streckvorrichtung sehr sorgfältig in die Fäserzuf uhreinrichtung geführt ; wird. Ferner ist es ebenfalls notwendig, dass das" Faserbündel in einzelne, voneinander getrennte Fasern zerkleinert wird, und zwar während es durch die Faserzuführeinrichtung^:transportiert wird, W und dass einzelne Fasern aus dem Faserbündel eine nach der -ändern herausgezogen werden, sodass die Fasern dann- auf die Innenwand des sich drehenden Spinnrotors geblasen werden können. Unter den obigen Bedingungen muss die Druckluft zugeführt werden, "um in der Faserzuführeinrichturig den gewünschten Luftc.ruck zu-erzeugen.; Um die Kraft zum Ansaugen eines Faserbündels in die Faserführungsleitung der Faserzuführeinrichtung zu erhöhen und dabei die Fasern im luftstrom parallel zueinander auszurichten, ist es zweckmässig, den Innendurchmesser der Faserführungsleitung so klein wie möglich zu halten, wenn ein aus der Zuführquelle angeliefertes Faserbündel sanft in die Faserführungsleitung angesaugt werden soll.Wersuche haben gezeigt, dass es jedoch möglich'ist, die Fasern am--Eingang der Faserführungsleitung anzusammeln, wobei der Garnbruch durch die raseranhäufung verursacht wird und wobei eine-gewisse Schwierigkeit zum Ansaugen eines Faserbündels in die Faserführungsleitung beim Wiederbeginn des Spinnvorgangs nach einem Stoppe steht_f d.h. nach dem Abstoppen der Zufuhr des Faserbündels zu der Faserzuführeinrichtung, nachdem das Garn gerissen ist. -

Verschiedene Versuche haben gez-elgt, dass die Faserführungsleitung der Faser zuführeinrichtung zweckaiässig eine besondere Form aufweist, um ausser den bereits genannten Bedingungen für den Ab- · stand I die obigen Nachteile* zu vermeiden, d.h. die Faserfülirungsleitung muss im Querschnitt gesehen einen einheitlichen _;urchmescer aufweisen und einen trompetenförmigen Eingang besitzen. Wenn, wie

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Fig* 4 zeigt, der Innendurchmesser der Faserzuführleitung 3 d ist, während der Durchmesser des Einganges der Leitung 3 mit D bezeichnet ist und·der Abstand zwischen der Aussenflache dös Eingangs und einem Ende des trompetenförmigen Eingangs mit m bezeichnet wird, sollten folgende Bedingungen eingehalten werden, um zu verhindern, dass Pasern vor dem Eingang der Paserzuführungaleitung sich ansammeln: - ^;: -""--■

m = oder kleiner als 2 d, D= oder grosser als 1,5 d,

Die vorgenannten Bedingungen können für,eine- Paserführungsleitung verwendet werden, welche sich nach aussen öffnet, '.-:.'

Der nachfolgende Versuch -soll den Obengenannten Effekt durch die Wahl der Form des Päserführungsrohres 3 noch näher erläutern». In Fig. 5A sind'zwei verschiedene Leitungstypen a und b gezeigt» Die Abmessungen der Leitungen a und b sind in Tafel 2 gezeigt.

	Länge der Faserzufuhr- ■ leitung (mm)	Tafel 2	Konizität	d (mm)	■ " ;	m (mm)
	20		keine (Trompete)	2		2
Typ	20 ' . .	■ D (mm)	.2/30
a	.4
b	4 .

Die vorgenannten Paiserführungsleitüngen werden-bei der Ln Fig* 1 gezeigten, jiinrichtunß; angewendet, und Polypröpilengarn wird unter den in Tabelle 3 Ρ-,ή-ζθigten "Bedingungen gesponnen»

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BAD

Tabelle 3

Verwendetes Spinnmaterial

rolypröpilen

Feinheit x. S tape Hänge

1,5 Q* χ 38

zugeführtes Faserbündel-

fe Ueberdruek der.. zugefülirten

Luft .■'■".'■"

ge st re ckt e s ße spiiis t' 3d grain/i5 yaxdiiei

l 213 '"^ί:

_#3 .kg/em

2 '

Abgabegeschwindigkeit der vorder eil Wälze .	55 m/taln*	**■ :l "I·"J" - Z'-.t***
-^: - " - ■ - - - - Gärnäbzügsgeschwindigkeit .: . . · ■ . - ■ " ■	45 mm/min»	------ -'-* ^E' - ' -_ -i „- i j?-v= ff
Drehzahl des Spinnrotors	' ^ö^OOCftj^fl	.in." '■ ^! -_;/" ·"·-y-■-'■;

zugeführte Luitmenge

8 l/min.

ifech .tteia obengenannten. Spinntest neigen äie Fasern_; "Qfizu, sich arn Eingang der Faserführungslei tuag 3 ahzühäuien," und. aw'ar"
wegen "der schwachen Saugkraft in der löit'üng .3^:*be.i Anweridung der " .'; Leitung vom Typ b, wahrend ein Faserbündel.* irelches voii den. Abgabe—

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bad

fs-

walzen 2a, 21b angeliefert wird, sehr Zeicht in die Leitung 3 ohne jede Verstopfung ina Bahr angesaugt wird. In Fig. 5B wird die Aenderung der Strömungsgeschwindigkeit des Luftstromes in den Leitungen von. Typ a und b gezeigt, wobei klar daraus hervorgeht, dass die Eraft zum Ansaugen des Faserbündels in den Eingang der Leit tmp 3 vom Typ a bedeutend stärker ist als jene beim Rohr bzw. der Leitung vom Typ to, und zwar trotz dem" gleichen Durchmesser des -Eingangs wie Jenem vom Typ"D, sodass das Faserbündel stationär in die Faserzuf uhrleitung 3 gesaugt werden kann. Ferner ist es zweck- a massig, dass der Innendurchmesser des Fasertrennkanals 4,~~welcher sich an den Easerführungskanal- bezw. die Leitung 3 anschliesst, gleichförmig ist und dass die Faserzufuhrleitung 5, welche sich dem FasertrennkanaX 4 anschliesst", sich zu ihrem Auslass hin aus*- weitet.

Die verschiedenen Versuche haben gezeigt, dass die Garnbrüche während dem Spinnen wesentlich reduziert werden können, wenn die Innenwände der Faserführungsleitung 3 und des Fasertrennkanals 4 mit einem Harz aus Poljrtetrafluoräthylen beschichtet werden. D.h. es ist notwendig, den Eeibungswiaerstand der Fasern auf der Innenwand der Faserführungsleitung 3 und des Fasertrennkanals 4 zu veralindern, um die Zahl der Garnbrüche während dem ι Spinnen herabzusetzen. Sollte beispielsweise die Innenwand bzw. die -Wände der vorgenannten Durchgänge eine rauhe Oberfläche aufweisen, könnten verschiedene unerwünschte Folgen auftreten, so beispielsweise könnten FaserkiaoXlen, Faserstreckungen usw. auftreten und die Fasern verbiegen, wobei dann die einzelnen Fasern ineinander verschlungen würden. Bm diesen ETachteil zu verhindern, wird das Polytetrafluorätliylenharz zweekmässig in einer Dicke zwischen 1Ü und 60 *u aufgetragen, isollte die Schichtdicke dünner sein als

die vorgenannten Werte, können Poren in der üchicht auftreten und

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JH

die vorgenannten Nachteile würden nicht behoben. Ferner wird der Reibungskoeffizient auf der Innenwand des Durchgangs gegenüber den Pasern nach der vorgenannten Beschichtung stark reduziert, beispielsweise auf 0,17 für eine Garngeschwindigkeit von 50 m/min.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Spinneinrichtung wird die Innenwand der Faserführungsleitung 3 und des Fasertrennkanals 4 mit einem Polytetrafluoräthylenharz von 20yu Dicke beschichtet. Vor dem Auftragen der Harzschicht werden die Innenwände der Leitung 3 und des Durchgangs 4 durch chemische Mittel gereinigt. Polypropylen- W Stapelfasern (Feinheit 1,5 d, Stapellänge 38 mm) werden für diesen Versuch verwendet. Der Ueberdruck der zugeführten Luft liegt. zwischen 0,4 und 0,5 kg/cm . Der Transportzustand der Fasern wird im Stroboskop beobachtet und das hergestellte Garn bezüglich ■ _r ⁼ Qualität untersucht.

Beim vorgenannten Versuch wurde festgestellt, dass die Fasern unter guten Bedingungen transportiert werden und dass keine Verschlingungen und Anhäufungen der Fasern auftreten. Die Qualität des in diesem Versuch hergestellten Garns wird mit Vergleichsgarnen in Tabelle 4 -aufgezeichnet. Um die Bildung von; Haken in den Garnen zu zeigen, werden Stapeldiagramme für das Garn (C) ^ hergestellt nach dem vorliegenden Versuch, ein Garn (B) hergestellt mit der Spinneinrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung, jedoch ohne die vorgenannte Beschichtung, Garn (A) hergestellt mit einer konventionellen Hingspinnmaschine analysiert." Die zur Erstellung des Stapeldiagramms verwendeten Fasern wurden nach Zerschneiden des Garns in 20 mm lange Stücke präpariert unddann wurde das zerschnittene Garn -■"■·■·.-

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BAD

4Ψ

entzwirnt, um eine Gruppe von Fasern von 100 mgr, zu präparieren. Die ursprüngliche Stapellänge des Spinnmaterials betrug 38 mm. Fig. 6 der Zeichnung zeigt die drei Stapeldiagramme, wobei Fasern mit einer Länge von über 20 mm beobachtet werden. Durch das Vorhandensein von derart langen Fasern kann auf das Vorhandensein von Haken im Garn geschlossen werden. Im vorgenannten Stapeldiagramm stellt die Ordinate die "Faserlänge" in mm und die Abszisse den "Abstand vom Ursprung des Stapeldiagramms" in cm dar.

Tabelle 4 ·

	- A	B	G
"•ν - ■ "*"\Muster Eigen—— ""\.^ schäften ^"\
Stapeldiagramm (in mm)	19,0	19,4	19,3
mittlere Stapellänge	39,0	42,0	40,0
grösste Stapellänge	1,0	1,0	1,0
kleinste Stapellänge -
Garnqualität (Einzelgarn)	920	740	• 850
Zugfestigkeit ( in gr)
Aenderung der Zugfestigkeit	8,6 I . -	7,1	. 6,8 I 1
in %

Tabelle 4 und Fig. 6 zeigen deutlich, dass das Garn C, welches mit der beschichteten Leitung hergestellt wurde, bessere Qualitäten aufweist als Garn B. Die Anzahl Fasern mit einer Länge von mehr als zwanzig Millimeter, d.h. einer gewissen Anzahl Haken im Garn, ist bei den Garnen B und C grosser als beim Garn A, Es

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it

wurde auch gefunden, dass die Zugfestigkeit der Garne B und C wenigstens 10% geringer ist als jene" des Garns A. Es wurde auch festgestellt, dass Garnbrüche während dem Spinnen bei Verwendung der beschichteten Leitung wesentlich geringer waren, wobei gleichzeitig die Garnqualität und der Spinnwirkungsgrad durch diese Beschichtung erhöht werden konnten.

Der Versuch hat zudem gezeigt, dass ein Faserdurchgang, bestehend aus der Faserführungsleitung und dem Fasertrenndurehgang wenigstens einen Abschnitt mit abgeflachtem Querschnitt, wie beispielsweise einem elliptischen oder rechteckigen Querschnitt aufweisen sollte. Dies anstelle der üblichen kreisförmigen Querschnittsform. Der abgeflachte Querschnitt sollte sich insbesondere am Eingang der Faserführungsleitung befinden. Diese Massnahme zeigt vor allem dort ihre Wirkung, wo als Faserzuführquelle übliche Streckwalzen verwendet, mit anderen Worten, es wurde festgestellt, dass durch Vermeiden des Einflusses der Querbewegung der Fliesszuführmittel der Faserzuführquelle das Zer- ; kleinern des Faserbündels in einzelne Fasern und das Herausziehen einzelner Fasern aus dem Bündel damit wirksam verbessert werden konnte» In der Tat beträgt die maximale Grosse der Querbewegung etwa 6 mm im üblichen Ring spinnrahmen zur Herstellung von Baumwollgarn, während durch Verwendung der vorgenannten Faserführungs leitung der Luftstrom in der Leitung im wesentlichen stationär gehalten werden kann, so dass die Transportgeschwindigkeit der Fasern zusammen mit dem Luftstrom leicht gesteuert werden können, um so ein Garn guter Qualität zu erhalten.

Fig. 7 der Zeichnung illustriert die vorgenannte Funktion der Faserführungsleitung.Somit umfasst der Faserdurchgang ein Faser-

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führungsfeld 14 und ein Fasertrennfeld 17, um einen Durchgang zum Transport der Fasern zu bilden. Bezugnehmend auf Fig. 8A, 8B, 8C und 8D liegen die X-Y-Koordinaten in einer Querschnittsebene des Durchgangs und die lagen Achse a und die grosse Achse b befinden sich ebenfalls auf den X-Y-Koordinaten,wobei das Verhältnis b:a des Querschnittes des Durchganges in einem Bereich unter 1 liegt, mit anderen Worten b:a kleiner als 1. Jede Form des Querschnittes des Durchganges kann für die Faserführungslextung verwendet werden, wenn die vorgenannte EÖingung (b:a kleiner als 1) erfüllt ist. Fig. 8A und 8B zeigen zweckmässige Querschnitte der Leitung, wie beispielsweise eine Ellipse oder ein Rechteck. Der Querschnitt der Leitung in Fig. 8C zeigt einen Querschnitt der Leitung, entlang der Linie VIII-VIII von Fig. 7, wobei die Quersch itte der Leitung am Ende der Faserführungsfeldes und des Fasertrennfeldes rechteckig sind. Durch Anwendung der vorgenannten speziellen Form des Querschnittes kann der folgende Effekt erhalten werden:

1. Der saugende Liftstrom im Fas er führungsrohr und der Luftstrom im Fasertrennkanal können wirksam gesteuert werden.

2. Für den Fall der Verwendung von Streckwalzen als Faserzuführquelle oder für die Ausrüstung der Fasa?zuführquelle mit zwei Abgabewalzen, weist der Eingang der Faserführungslextung eine genügend grosse Oeffnung auf, um ein Fliess mit einer gewissen Ausdehnung aufzunehmen, und zwar auch dann, wenn die Zufuhr des Fliesses mit einer gewissen Querbewegung im Fliess erfiLgt. Mit anderen V/orten, der Querschnitt des Einganges der Faserführungslextung wird so gewählt, dass b:a kleiner als 1 ist, um so das Fliess störungsfrei aufnehmen zu können. Der obengenannte Effekt sei wie folgt noch näher erläutert. Mit Bezug auf Fig. 7 und Fig. 8C und 8D sei gesagt, dass ein Fluidumstrom f mit hoher Geschwindigkeit einen sekundären Luftstrom g erzeugt, welcher sich in gleicher Richtung bewegt, wie der Strom f und der Luftstrom g einen saugenden Luftstrom zum Ansaugen des angelieferten Faserbündels in die Faserführungsleitung bildet. Die Stärke des Luftstromes g lann durch Einstellen des Zustandes des Stromes f gesteuert werden und zwar zusammen mit dem vorgenannten zweiten Effekt, welcher eine Folge der Form der Faserführungslextung ist.

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Was nun den Querschnitt der Faserführungsleitung am Auslass betrifft, kann folgender Effekt in Betracht gezogen werden, d.h. die Leitung mit dem in Fig. 8D gezeigten Querschnitt ist wirksamer als eine Leitung mit kreisförmigem Querschnitt, wie beispielsweise in Fig. 8C und zwar bezüglich dem Transport eines Faserbündels mit der gleichen Anzahl Fasern. Bei Verwendung einer Faserführungä-eitung mit kreis-

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förmigem Querschnitt, wie beispielsweise in Fig. 8C gezeigt, muss der Radius des kreisförmigen Querschnittes innerhalb kleinerer Werte gehalten werden, und zwar im Vergleich mit der längeren Achse a des Querschnittes der Ellipse, um eine gleich grosse Saugkraft zu erreichen. Im weiteren wurde festgestellt, dass der Raum zwisahen der Innenwand der Leitung der Oberfläche der Fasern in einer Leitung mit einem von den Fig. 8C und 8D verschiedenen Querschnitt konstant sein muss.

Fig. 9 und 10 der Zeichnung zeigen eine andere Ausführungsform einer Faserzuführeinrichtung, bei welcher eine etwas abgeänderte Faserführungseinrichtung vorgesehen ist. Bei dieser Faserführungsleitung wurde neben der genannten Beschränkung für den Abstand L besonders die Form der Faserführungsleitung beachtet und zwar damit diese zur stationären Aufnahme eines Faserbündeis und die Zufuhr der Fasern zu dem sich drehenden Spinnrotor besonders günstig erfolgt.Die Faserzuführeinrichtung ist mit einem Fasertransportdurchgang versehen, welcher eine Faserführungsleitung und einen dieser folgenden Fasertrenndurchgang enthält. Die Faserführungsleitung öffnet sich dabei nach aussen von einem bestimmten Punkt an gegen den Auslass hin und zwar mit einer Konizität von zwischen 5 und 6 0 .

Beim Beispiel der Fig. 9 wird ein Faserbündel 1 der Faserzuführeinrichtung von zwei Abgabewalzen 2a, 2b zugeführt. Eine Faserführungsleitung 24 ist in Nähe der Abgabewalzen 2a, 2b angeordnet und ein Ende der Faserführungsleitung 24 ist an eine Luftkammer 26 angeschlossen, welche an eine ausserhalb der Einrichtung angeordnete Druckluftquelle angeschlossen ist (nicht dargestellt). Ein kreisförmiger Schlitz ist am Ausgang der Faserführungsleitung 24 vorgesehen. Anschliessend an die Faserführungsleitung 24 folgt ein Fasertrennkanal 27. Der Abstand L zwischen dem Spalt der beiden Walzen 2a, 2b und der Stelle im Faserdurchgang, wo der Druck des Luftstromes maximal ist, wird so f,eivählt, dass der Abstand die obengenannte Bedingung erfüllt.

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Vk

Somit wird ein Faserbündel zerkleinert und zwar in einzelne voneinander getrennte Fasern, welche aus dem Bündel abgetrennt werden, und zwar eine nach der andern, und zwar im Fasertrennkanal 27 bei einer hohen Strömungsgeschwindigkeit der aus dem kreisförmigen Schlitz ausgeblasenen Luft. Die Faserführungsleitung 2H- weitet sich an einer gewissen Stelle gegen den Auslass hin aus und zwar einen Winkel & , um Störungen durch eventuelle Faseransammlungen zu verhindern. Im übrigen ist die Querschnittsfläche A2 im Auslassabschnitt der Leitung V\ grosser als die Querschnittsfläche Al des Einlassabschnittes, während die Strömungsgeschwindigkeit des Luftstromes von Ul auf Ü2 erhöht wurde. Die Anzahl der transportierten Fasern ist konstant, so dass der Raum zwischen den einzelnen Fasern des Bündels erhöht wird und die einzelnen Fasern leicht aus dem Bündel herausgezogen werden können, ohne dass sie sich miteinander verschlingen. Wie bereits genannt, liegt der Wert des Winkels & vorteilhaft zwischen 5 und 60°. Bei einem Winkel θ , welcher grosser ist als 6 0 ykann im Fasertrenndurchgang 27 ein Wirbelstrom beobachtet werden, welcher einen schlechten Einfluss auf die Regelmässigkeit der Garndicke ausüben kann.

Durch Verwendung der obengenannten Faserführungsleitung wird der Garnbruch während dem Spinnen vermindert und jede Ansammlung von Fasern oder anderen Unreinigkeiten in der Faserführungsleitung 2*l· vollständig verhindert. Der zweckmässigste Transportzustand der Fasern in der vorgenannten Führungsleitung wurde durch Verwendung einer Filmkamera mit grosser Bildzahl beobachtet.

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Claims

Patentansprüche

1. Spinnverfahren, bei welchem ein aus einer Zuführquelle angeliefertes Faserbündel in eine Faserzuführexnrichtung gesaugt und das Faserbündel während seinem Transport in die Faserzuführexnrichtung in einzelne Fasern aufgelöst wird, dann die einzelnen Fasern mittels eines Luftstroms einem sich drehenden Spinnrotor zugeführt und die einzelnen Fasern kontinuierlich auf der Innenwand des sich drehenden Spinnrotors angesammelt werden, die so angesammelten Fasern von der Innenwand des Spinnrotors gestreift, dabei miteinander verzwirnt und das gezwirnte Garn dem Spinnrotor entnommen wird,dadurch gekennzeichnet, dass aus dem in die Faserzuführexnrichtung gesaugten Faserbündel einzelne Fasern an einer Stelle innerhalb der Faserzuführexnrichtung abgetrennt werden, an welcher die maximale Strömungsgeschwindigkeit des Luftstromes herrscht, die Fasern des Bündels immer noch von der Zuführquelle gehalten sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Stelle,an welcher die maximale Strömungsgeschwindigkeit des Luftstromes herrscht zudem folgender Beziehung gehorcht:

worin f einen mittleren Wert der Stapellänge des Spinnmaterials und L einen Abstand zwischen einem Haltepunkt einer Zuführeinrichtung und der genannten Stelle bedeuten.

3. Spinnapparat zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einer Faserzuführexnrichtung, bei welcher ein aus einer Zuführquelle angeliefertes Faserbündel mittels eines Luftstromes weitertransportiert und dabei in einzelne Fasern aufgelöst wird, einem sich mit hoher Geschwindigkeit drehenden Spinnrotor, auf dessen Innenwand die von der Zuführeinrichtung

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kommenden einzelnen Fasern angesammelt werden, welcher Rotor eine Oeffnung aufweist, durch welche das fertige Garn entnommen wird, und Mitteln, welche die sich auf der Innenwand des sich drehenden Rotors angesammelten Fasern abstreifen und das fertige Garn durch die genannte Oeffnung vom sich drehenden Rotor aufnehmen, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserzuführeinrichtung aus einem Faserführungskanal besteht, welcher anschliessend an die genannte Zuführquelle angeordnet ist, ferner aus einem Fasertrennkanal, welcher sich an einen Ausgang des Faserführungskanals anschliesst, einem Faserzuführkanal, welcher von einem Ende des Fasertrennkanals ausgehend gegen das Innere des Rotors gerichtet ist, und Mitteln, welche im Fasertrennkanal eine Stelle bilden, an welcher die Strömungsgeschwindigkeit des die Fasern transportierenden Luftstromes am grössten ist, wobei der Abstand L zwischen einer Haltestelle der Faserzuführquelle und der genannten Stelle , an welcher die Geschwindigkeit des Luftstromes am grössten ist, folgende Beziehung erfüllt:

§ f ^L fef,

worin L der genannte Abstand und f eine mittlere Faserlänge des Spinnmaterials ist.

4. Spinnapparat nach Anspruch 3,. dadurch gekennzeichnet, dass der Faserführungskanal einen der Faserzuführquelle gegenüberliegenden Eingang aufweist, welcher sich trompetenförmig nach aussen öffnet und folgenden Gleichungen gehorcht:

m <= 2 d
D ^1,5 d,

worin D einen ΙηηεηαμΓοηιηθΞΒεΓ eines äusseren Abschnittes und d einen Durchmesser eines inneren Abschnittes des trompetenförmigen Eingangs bedeuten, wobei d gleich einem Innendurchmesser eines Hauptabschnittes des ,faserführungskanals ist und m eine axiale Länge des trompetenförmigen Eingangs.

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5. Spinnapparat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Faserführungskanal einen im Querschnitt abgeflachten Eingangsabschnitt aufweist.

6. Spinnapparat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der aus dem Faserführungskanal und dem Fasertrennkanal
gebildete Faserdurchgang wenigstens einen im Querschnitt abgeflachten Abschnitt aufweist.

7. Spinnapparat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der an den Fasertrennkanal anschliessende Faserzuführkanal einen sich zum Ausgangsende hin ausweitenden Abschnitt aufweist.

8. Spinnapparat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Faserführungskanal einen sich zum Ausgangsende hin
um einen Winkel zwischen 5 und 6 0° ausweitenden Abschnitt aufweist .

9. Spinnapparat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Innenwand des Durchgangs der Faserzuführeinrichtung mit einem Polytetrafluoräthylenharz beschichtet ist.

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