DE19847744A1 - Verfahren zur Herstellung von Coregarnen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) und ein Verfahren zur Herstellung von Coregarnen. Mittels einer aus zwei Rollenpaaren (3a, 3b) bestehenden Vorrichtung (1) wird ein Filament (2) mechanisch, kontinuierlich und spannungsarm gedehnt. Anschließend wird das gedehnte Filament (2) mit Fasern zu einem Coregarn während eines Spinnvorgangs umsponnen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Coregarnen und/oder Fäden aus derartigen Garnen sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Bei bekannten Herstellungsverfahren werden beim Spinnen von Coregarnen Filamente, welche den Kern des Coregarns bilden, mit Fasern ummantelt. Als Filament-Material werden vorzugsweise synthetische Materialien eingesetzt. Für die Verwendung als Nähfäden werden üblicherweise Filamente aus Poly­ ester verwendet. Die Fasern können ebenfalls aus Polyester bestehen. Ebenso können als Fasermaterialien auch Baumwolle, Polyamid, geeignete Viskosesor­ ten oder dergleichen verwendet werden.

Zur Weiterverarbeitung werden die Coregarne auf Spinncopse aufgebracht und dort thermisch behandelt, wodurch eine Fixierung der Coregarne erzielt wird. Das so behandelte Coregarn wird auf Spulen aufgewickelt.

Die auf diese Weise hergestellten Coregarne weisen typischerweise Bruchdeh­ nungen von wenigstens 16% bezogen auf die Garnlänge auf.

Oftmals werden die Coregarne zu Nähfäden weiterverarbeitet. Hierzu werden einzelne Coregarne zu einem Nähfaden verzwirnt. Ein derartiges bekanntes Zwirnverfahren ist zum Beispiel das Doppeldraht-Verfahren. Gemäß diesem Verfahren werden einzelne Coregarne jeweils von einer Spule abgezogen, und einer rotierenden Spindel zugeführt. Die Spulen sitzen dabei auf der rotieren­ den Spindel auf, welche mit hoher Drehzahl, typischerweise etwa 10000 Um­ drehungen pro Minute, rotiert. Entsprechend der Drehzahl der Spindel erfolgt dort die Drehungserteilung des Zwirns.

Die auf diese Weise hergestellten Nahfäden weisen typischerweise dieselben Bruchdehnungen wie die Coregarne selbst auf. Demzufolge betragen typische Bruchdehnungen dieser Nähfäden typischerweise etwa 16%.

Diese relativ hohen Bruchdehnungen sind insbesondere dann nachteilig, wenn mit derartigen Nähfäden feine Gewebestoffe genäht werden sollen. An der Nahtstelle wird das Gewebe durch den Nähfaden stark verdrängt, was wieder­ um zu unerwünscht großen Welligkeiten des Gewebes an der Nahtstelle führt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Garne oder Fäden der ein­ gangs genannten Art so auszubilden, daß diese eine möglichst niedrige Bruch­ dehnung aufweisen.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale der Ansprüche 1, 2 und 10 vor­ gesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Erfindungsgemäß wird bei der Herstellung von Coregarnen das Filament vor der Umspinnung mit den Fasern mechanisch, kontinuierlich und spannungsarm gedehnt. Durch diesen Dehnprozeß wird eine bleibende Dehnung des Filaments erreicht, ohne daß eine thermische Behandlung des Filaments notwendig wäre.

Die auf diese Weise hergestellten Coregarne weisen eine Bruchdehnung im Bereich von 11% bis 14% auf. Dadurch können derartige Coregarne insbeson­ dere zur Herstellung von mechanisch hoch belastbaren Geweben verwendet werden.

Erfindungsgemäß können diese Coregarne auch zu Fäden, insbesondere Nähfä­ den weiterverarbeitet werden. Hierzu werden einzelne Coregarne zu Fäden ver­ zwirnt, indem die einzelnen Coregarne einer Vorrichtung zur Drehungsertei­ lung zugeführt werden. Nach erfolgter Drehungserteilung wird der so gewon­ nene Zwirn nochmals mechanisch, kontinuierlich und spannungsarm gedehnt.

Besonders vorteilhaft hierbei ist, daß die Dehnung des Zwirns so erfolgen kann, daß der Zwirnprozeß dadurch nicht angepaßt oder geändert werden muß. Dem­ zufolge können bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Fäden bekannte und in der Praxis übliche Zwirnverfahren eingesetzt werden. Besonders vor­ teilhaft erfolgt dabei das Zwirnen nach dem Doppeldraht- oder Hamel-Verfahren.

Die auf diese Weise hergestellten Fäden weisen wiederum besonders niedrige Bruchdehnungen im Bereich von 11% bis 14% auf. Zudem wird durch den Dehnprozeß erreicht, daß die Fasern besonders dicht am Filament anliegen, so daß sich nahezu keine Luftpolster zwischen dem Filament und den Fasern mehr befinden.

Besonders vorteilhaft können derartige Fäden als Nähfäden verwendet werden. Durch die geringen Bruchdehnungen der Nähfäden können damit auch feine Gewebe vernäht werden ohne daß im Bereich der Nahtstelle störende Wellig­ keiten im Gewebe auftreten.

Die mechanische, kontinuierliche und spannungsarme Dehnung der Filamente oder Fäden erfolgt mittels einer Vorrichtung, welche zwei im Abstand zueinan­ der angeordnete rotierende Rollenpaare aufweist.

Jedes Rollenpaar weist zwei nebeneinanderliegende über einen Steg getrennte Rollen auf. Dabei läuft die Mantelfläche der jeweils ersten Rolle eines Rollen­ paares mit der Umfangsgeschwindigkeit V₁ um, wogegen die Mantelfläche der jeweils zweiten Rolle des Rollenpaares mit der Umfangsgeschwindigkeit V₂ umläuft, die größer als V₁ ist.

Die jeweils ersten Rollen einerseits und die jeweils zweiten Rollen der Rollen­ paare andererseits sind in Abstand zueinander im wesentlichen gegenüberlie­ gend angeordnet.

Das Filament, Garn oder der Faden ist in seiner Laufrichtung zuerst über die beiden ersten Rollen mehrfach aufgewickelt und verläuft über wenigstens einen der Stege zu den zweiten Rollen und ist auch dort mehrfach aufgewickelt und wird schließlich über eine der zweiten Rollen abgezogen.

Durch die Mehrfachwicklung über jeweils die ersten und zweiten Rollen ist das Filament, Garn oder der Faden auf den Mantelflächen der Rollen durch Adhä­ sionskräfte gehalten.

Der an den ersten Rollen anliegende Teil des Filaments, Garns oder Fadens rotiert mit einer Umfangsgeschwindigkeit V₁, wogegen der an den zweiten Rollen anliegende Teil mit der größeren Umfangsgeschwindigkeit V₂ rotiert. Dadurch erfolgt eine bleibende, kontinuierliche mechanische Dehnung des Fi­ laments, Garns oder Fadens an dessen Übergang zwischen den ersten und zweiten Rollen im Bereich des Stegs, auf welchem das Filament, Garn oder der Faden aufliegt. In diesem Bereich ist das Filament, Garn oder der Faden im wesentlichen quer zur Einlaufrichtung auf die ersten Rollen und insbesondere zur Abzugsrichtung von den zweiten Rollen geführt. Die Dehnungskräfte he­ ben sich somit im wesentlichen auf, so daß das Abziehen des Filaments, Garns oder des Fadens von den zweiten Rollen sehr spannungsarm erfolgen kann. Durch eine geeignete Wahl der Differenz der Geschwindigkeiten V₁ und V₂ kann der Grad der Dehnung der Filamente, Garne oder Fäden auf einfache Weise vorgegeben werden.

Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Dehnen von Filamenten, Garnen oder Fäden.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemaßen Vorrichtung 1 zum mechanischen, kontinuierlichen und spannungsarmen Dehnen von Fila­ menten 2 von Coregarnen, Garnen und/oder Fäden. Im vorliegenden Ausfüh­ rungsbeispiel wird das Filament 2 eines Coregarns mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 gedehnt.

Die Vorrichtung 1 weist zwei in Abstand zueinander angeordnete Rollenpaare 3a, 3b auf. Vorzugsweise sind die beiden Rollenpaare 3a, 3b, identisch ausge­ bildet.

Jedes der Rollenpaare 3a, 3b ist einstückig ausgebildet. Die Rollen 4, 5 eines jeden Rollenpaares 3a, 3b sind konzentrisch angeordnet und rotieren jeweils um eine gemeinsame Drehachse D₁ bzw. D₂. Die Drehachsen der Rollenpaare 3a, 3b verlaufen dabei vorzugsweise wenigstens annähernd parallel zueinander.

Jedes der Rollenpaare 3a, 3b weist eine erste Rolle 4 mit einem Durchmesser d₁ und eine zweite Rolle 5 mit einem Durchmesser d₂ auf, welcher größer als d₁ ist. Entsprechend ist der Umfang U₂ der kreiszylindrischen Mantelfläche der zweiten Rolle 5 größer als der Umfang U₁ der ebenfalls kreiszylindrischen Mantelfläche der ersten Rolle 4. Die Durchmesser d₁, d₂ liegen in der Größen­ ordnung einiger Zentimeter und sind vorzugsweise so gewählt, daß der Umfang U₂ etwa 5% bis 15% größer als der Umfang U₁ ist.

Die zweite Rolle 5 eines Rollenpaares 3a, 3b sitzt mit einer Stirnfläche auf ei­ ner Stirnfläche der ersten Rolle 4 auf, wobei zwischen den Stirnflächen ein Steg in Form einer Kreisscheibe 6 vorgesehen ist. Der Durchmesser dieser Kreisscheibe 6 ist erheblich größer als die Durchmesser d₁, d₂ der ersten und zweiten Rolle 4, 5. Die Kreisscheibe 6 ist koaxial zu der ersten und zweiten Rolle 4, 5 angeordnet, so daß der über die Mantelflächen der Rollen 4, 5 über­ stehende Teil der Kreisscheibe 6 im wesentlichen jeweils senkrecht zu den Mantelflächen der Rollen 4, 5 orientiert ist. Im vorliegenden Ausführungsbei­ spiel verjüngt sich die Dicke der Kreisscheibe 6 zu ihrem äußeren Rand hin.

An den äußeren Stirnflächen der ersten und zweiten Rolle 4, 5 ist ebenfalls jeweils eine Kreisscheibe 7, 8 vorgesehen, welche über die Mantelflächen der Rollen 4, 5 hervorsteht und das Rollenpaar 3a, 3b an seinen seitlichen Enden begrenzt. Diese Kreisscheiben 7, 8 weisen vorzugsweise denselben Durchmes­ ser wie die zwischen der Rollen 4, 5 angeordnete Kreisscheibe 6 auf und sind koaxial zu dieser angeordnet.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Kreisscheiben 6, 7, 8 mit den Rollen 4, 5 des Rollenpaares 3a, 3b einstückig in Form eines Metallteils aus­ gebildet. Vorzugsweise kann das Metallteil als Aluminiumfrästeil ausgebildet sein.

Das Metallteil weist eine nicht dargestellte konzentrische, in der Drehachse D₁ bzw. D₂ verlaufenden Innenbohrung auf.

In diese Innenbohrung wird eine Welle 9 eingeführt, so daß das Metallteil auf der Welle 9 drehbar gelagert ist. Die Wellen 9 für die Rollenpaare 3a, 3b sind an einer Halterung 10 befestigt. Die Wellen 9 stehen dabei von der in Fig. 1 dargestellten vertikal angeordneten Halterung 10 im rechten Winkel ab, so daß die Drehachsen D₁, D₂jeweils in horizontaler Richtung verlaufen.

Dabei sind die Rollenpaare 3a, 3b so angeordnet, daß sich jeweils die ersten Rollen 4 und die zweiten Rollen 5 in geringem Abstand quer zu den Drehach­ sen D₁, D₂ gegenüberstehen.

Das zu dehnende Filament 2 wird in seiner Laufrichtung zunächst über die er­ sten Rollen 4 mehrfach wie in Fig. 1 dargestellt aufgewickelt, danach über eine der Kreisscheiben 6 zwischen der ersten und zweiten Rolle 4, 5 eines Rollenpaares 3a, 3b zur zweiten Rolle 5 geführt und dann über die zweiten Rollen 5 der Rollenpaare 3a, 3b mehrfach aufgewickelt. Schließlich wird das Filament 2 über eine der zweiten Rollen 5 von der Vorrichtung 1 abgezogen.

Durch die Mehrfachaufwicklung des Filaments 2 über die Mantelflächen der ersten Rollen 4 einerseits und die Mantelflächen der zweiten Rollen 5 anderer­ seits ist das Filament 2 an diesen Mantelflächen durch Adhäsionskräfte gehal­ ten. Dabei ist die Anzahl der Umwicklungen der Rollen 4, 5 mit dem Filament 2 entsprechend der Oberflächenbeschaffenheit der Mantelflächen der Rollen 4, 5 so gewählt, daß beim Abziehen des Filaments 2 von einer der zweiten Rollen 5 mit der vorgegebenen Fördergeschwindigkeit ein Gleiten des Filaments 2 auf den Mantelflächen der Rollen 4, 5 vermieden wird.

Während des Bearbeitungsprozesses des Filaments 2 wird dieses mit vorgege­ bener Geschwindigkeit über diverse Bearbeitungseinrichtungen geführt. Durch diese Fördergeschwindigkeit des Filaments 2 werden auch die Rollenpaare 3a, 3b an den Wellen 9 mitgedreht, da das Filament 2 über die Adhäsionskräfte an den Mantelflächen der Rollen 4, 5 fest anliegt. Somit brauchen die Rollen 4, 5 der Rollenpaare 3a, 3b gemäß diesem Ausführungsbeispiel nicht selbst ange­ trieben sein.

Wie in Fig. 1 dargestellt wird in die Vorrichtung I einlaufendes Filament 2 quer zu den Drehachsen D₁, D₂ auf den ersten Rollen 4 bewegt und parallel hierzu in entgegengesetzter Richtung von den zweiten Rollen 5 abgezogen. An der Übergangsstelle zwischen den Rollen 4, 5 verläuft das Filament 2 über eine der Kreisscheiben 6 zumindest teilweise quer zur Förderrichtung des Filaments 2.

Da die Umfänge U₁ der ersten Rollen 4 kleiner als die Umfänge U₂ der zweiten Rollen 5 sind, wird der auf den ersten Rollen 4 aufgewickelte Abschnitt des Filaments 2 mit einer entsprechend kleineren Geschwindigkeit fortbewegt als der auf den zweiten Rollen 5 aufgewickelte Abschnitt des Filaments 2. Dies hat zur Folge, daß das Filament 2 im Bereich zwischen den ersten und zweiten Rollen 4, 5, insbesondere in dem Bereich, in welchem das Filament 2 auf der Kreisscheibe 6 aufliegt, mechanisch gedehnt wird. Durch die Förderbewegung des Filaments 2 erfolgt die Dehnung kontinuierlich und gleichmaßig über die gesamte Länge des Filaments 2. Besonders vorteilhaft ist, daß die Kräfte zur Dehnung des Filaments 2 im wesentlichen quer zur Förderrichtung des Fila­ ments 2 wirken. Dadurch kann das Filament 2 nahezu spannungsfrei und mit geringer Kraft von der Vorrichtung 1 abgezogen werden.

Weiter ist vorteilhaft, daß auf diese Weise eine bleibende Dehnung des Fila­ ments 2 erhalten wird, wobei der Grad der Dehnung durch geeignete Wahl des Verhältnisses der Durchmesser d₁, d₂ der ersten und zweiten Rollen 4, 5 auf einfache Weise vorgebbar ist.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird diese Vorrichtung 1 bei der Herstellung vor Coregarnen eingesetzt. Die Filamente 2 bestehen dabei vor­ zugsweise aus Polyester. Diese Filamente 2 werden mit Fasern umsponnen, welche vorteilhafterweise ebenfalls aus Polyester oder aus Baumwolle beste­ hen. Die Filamente 2 werden mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 vor dem Spinnvorgang gedehnt. Die nach dem Spinnvorgang erhaltenen Spinn­ copse mit dem Coregarn werden anschließend thermisch bedampft und dadurch fixiert. Anschließend erfolgt ein Aufwickeln des Coregarns auf Spulen.

Erfindungsgemäß wird das auf diese Weise hergestellte Coregarn zu Fäden, insbesondere Nähfäden weiterverarbeitet. Hierzu werden die einzelnen Garne verzwirnt. Dabei können bekannte Zwirnverfahren, wie insbesondere das Dop­ peldraht- oder Hamel-Verfahren eingesetzt werden.

Gemeinsam bei diesen Verfahren ist, daß eine Vorrichtung zur Drehungsertei­ lung vorgesehen ist. Vorzugsweise werden die Garne von jeweils einer Spule abgezogen und in die Vorrichtung eingeführt. Üblicherweise weisen derartige Vorrichtungen zur Drehungserteilung mit großer Drehzahl, typischerweise im Bereich von 10000 Umdrehungen pro Minute, rotierende Spindeln auf, wel­ chen die einzelnen Garne zugeführt werden.

Nach erfolgter Drehungserteilung der Garne wird der so gewonnene Faden in Form eines Mehrfachzwirns der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zum Deh­ nen zugeführt. Durch die dort erzielte kontinuierliche Dehnung werden gleich­ zeitig, unerwünschte Luftpolster zwischen den einzelnen Garnen beseitigt.

Claims (19)

1. Verfahren zur Herstellung von Coregarnen gekennzeichnet durch folgen­ de Verfahrensschritte

• - mechanisches, kontinuierliches und spannungsarmes Dehnen eines Fi­ laments (2),
• - Umspinnen des gedehnten Filaments (2) mit Fasern zu einem Coregarn.

2. Verfahren zur Herstellung von Fäden, insbesondere Nähfäden, gekenn­ zeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

• - mechanisches, kontinuierliches und spannungsarmes Dehnen eines Fi­ laments (2),
• - Umspinnen des gedehnten Filaments (2) mit Fasern zu einem Coregarn,
• - Zwirnen von einzelnen Coregarnen, wobei zur Herstellung eines Zwirns die einzelnen Coregarne einer Vorrichtung zur Drehungserteilung zuge­ führt werden,
  und wobei nach erfolgter Drehungserteilung der Zwirn mechanisch, kon­ tinuierlich und spannungsarm gedehnt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Grad der Dehnung einstellbar ist

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das Filament aus Polyester besteht.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern aus Polyester oder Baumwolle bestehen.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Spinnvorgang das Coregarn thermisch bedampft wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß das Coregarn auf eine Spule aufgewickelt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2-7, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwirnen der Garne nach dem Doppeldraht- oder dem Hamel-Verfahren erfolgt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehungs­ erteilung mittels einer Spindel erfolgt, welcher die einzelnen Coregarne jeweils über eine Spule zugeführt werden.

10. Vorrichtung zum mechanischen, kontinuierlichen und spannungsarmen Dehnen von Filamenten, Garnen und/oder Fäden zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß zwei in Abstand zueinander angeordnete rotierende Rollenpaare (3a, 3b) vorgesehen sind, daß jedes Rollenpaar (3a, 3b) zwei nebeneinanderlie­ gende, über einen Steg getrennte Rollen (4, 5) aufweist, wobei jeweils die Mantelfläche der ersten Rolle (4) eines Rollenpaars (3a, 3b) mit einer Umfangsgeschwindigkeit V₁ umläuft und jeweils die Mantelfläche der zweiten Rolle (5) des Rollenpaares (3a, 3b) mit der Umfangsgeschwin­ digkeit V₂ umläuft, wobei V₂<V₁ ist und wobei jeweils die ersten Rol­ len (4) der Rollenpaare (3a, 3b) und die jeweils zweiten Rollen (5) der Rollenpaare (3a, 3b) in Abstand gegenüberliegend angeordnet sind, und daß das Filament (2), Garn oder der Faden in Laufrichtung über die ersten Rollen (4) mehrfach aufgewickelt und über Adhäsionskräfte an diesen gehalten ist und dann über wenigstens einen der Stege laufend auf die zweiten Rollen (5) mehrfach aufgewickelt und über Adhäsionskräfte an diesen gehalten ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen­ paare (3a, 3b) jeweils einstückig ausgebildet sind, wobei die Rollen (4, 5) konzentrisch angeordnet sind und um eine gemeinsame Drehachse rotie­ ren.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfang U₁ der ersten Rolle (4) eines Rollenpaares (3a, 3b) kleiner ist als der Um­ fang U₂ der zweiten Rolle (5) dieses Rollenpaares (3a, 3b).

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfang U₂ etwa um 5% bis 15% größer als U₁ ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11-13, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg eines Rollenpaares (3a, 3b) jeweils von einer zwischen den Rollen (4, 5) dieses Rollenpaares (3a, 3b) konzentrisch zu diesen ange­ ordneten Kreisscheibe (6) gebildet ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Dicke des über die Rollen (4, 5) hervorstehenden Teils der Kreisscheibe (6) kontinuierlich zu ihrem äußeren Rand hin verjüngt.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10-15, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Stirnfläche eines Rollenpaares (3a, 3b) eine über die Man­ telfläche der angrenzenden Rolle (4 oder 5) hervorstehende Kreisscheibe (7, 8) vorgesehen ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreis­ scheiben (6, 7, 8) und die Rollen (4, 5) eines Rollenpaares (3a, 3b) ein­ stückig als Metallteil ausgebildet sind.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall­ teil eine konzentrische Innenbohrung aufweist, in welche eine Welle (9) greift, die an einer Halterung (10) befestigt ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 10-18, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachsen der Rollenpaare (3a, 3b) parallel zueinander verlaufen.