DE2444813C2

DE2444813C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines verdichteten Garnproduktes

Info

Publication number: DE2444813C2
Application number: DE2444813A
Authority: DE
Inventors: Emilian Westmount Quebec Bobkowicz
Original assignee: Bobtex Corp Ltd
Current assignee: Bobtex Corp Ltd
Priority date: 1973-09-19
Filing date: 1974-09-19
Publication date: 1986-10-09
Also published as: GB1484667A; DE2444813A1; AR204541A1; CH1261074A4; AU7342474A; EG13305A; ATA753174A; CH616967A5; FI272974A; BE820045A; CA1017932A; SE7411719L; CH603847B5; FR2244029B1; JPS5058343A; PH13262A; NL7412378A; IN143135B; AT356550B; FR2244029A1

Description

Sammelvorrichtung in einer Position neben den ersten garnformenden Fasern vorgesehen, damit ein Bindeeffekt zwischen den ersten und zweiten Schichten von Stapelfasern erzielt wird. Eine derartige Strangpreßvorrichtung ist an sich bekannt. Das die Fasern verbindende Bindermaterial kann ein in der Strangpresse verarbeitbares Polymerharz oder eine entsprechende Harzmischung sein, z. B. in Form thermoplastischer Harze wie Polyamide, Polyester, Polyolefine, z. B. Polyäthylen, Polypropylen usw., Acrylnitrite usw. Die spezielle Wahl von die Fasern verbindendem Bindermaterial hängt von den gewünschten Eigenschaften im Aufbau des Verbundgarnes, den wirtschaftlichen Anforderungen an solchen Materialien und dgl. ab. Das Strangpressen des die Fasern verbindenden Bindermaterials erfolgt in der Weise, daß der Faden aus polymerem Material dann, wenn er in eine Position in der Nähe der ersten Schicht des garnformenden Materials gelangt, wenigstens einen klebrigen Zustand hat, damit er als die Fasern verbindendes Material wirken kann. Je nach der Art des verwendeten Materials ändern sich die Strangpreßtemperaturen und anderen Kriterien nach bekannten Faktoren. Werden thermoplastische Harze als die Fasern verbindende Materialien verwendet, wird das Strangpressen des Fadens bei einer Temperatur durchgeführt, die so gewählt ist, daß der Fäden einen klebrigen Zustand einnimmt und diesen Zustand solange beibehält, bis die zweite Schicht aus Stapelfasern geformt und auf die Verbundanordnung aufgebracht worden ist

Bei Verwendung eines Trägerstranges oder Fadens kann der Träger durch die Strangpreßvorrichtung geführt werden, damit er mit dem die Fasern verbindenden Bindermaterial überzogen wird. Im Anschluß daran wird das so überzogene Trägermaterial auf die Sammelvorrichtung in einer Position in der Nähe der Fasern von Stapellänge angeordnet damit das Verbundgarn geformt wird.

Die Vorrichtung kann so betrieben werden, daß ein Zweikomponentengarn geformt wird, bei dem der Trägerstrang mit dem die Fasern verbindenden Material überzogen und in einer Position in unmittelbarer Nähe der Fasern mit Stapellänge angeordnet wird. Andererseits kann die Strangpreßvorrichtung »trocken gefahren« werden, wobei der Trägerfaden weiter durch die Strangpreßvorrichtung laufen kann, ohne daß ein die Fasern verbindendes Bindermaterial aufgebracht wird. Bei dieser Ausführungsform kann ein Zweikomponentengarn hergestellt werden, das einen inneren Trägerfaden mit damit verketteten Fasern von Stapellänge enthält.

Der Träger kann eine beliebige Art von multifilen Strängen, Faserbändern, ein kontinuierliches thermoplaste sches Rohr oder sogar billiges, gesponnenes Stapelfasergarn sein, z. B. Jute, Sisal, Flachs, Glas, Asbest, Abfallfäden oder Kraftpapier, damit ein billiger innerer Teil und ein besserer, textilförmiger äußerer Teil vorhanden ist.
Weiterhin weisen das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung Mittel zum Zuführen einer zweiten Schicht aus Stapelfasern auf, die ähnlich der ersten Zuführvorrichtung sein können, wenn partikelförmige Fasern zugeführt werden. Beispielsweise können ein Vorreißer, eine Druckluftquelle zur Unterstützung der Ablage der Stapelfasern und eine auf die Sammelfläche gerichtete Druckluftquelle in Bewegungsrichtung vor der Sammelvorrichtung angeordnet sein.

Ein Einkomponentengarnprodukt weist z. B. ein oder mehrere Materialien auf, die beide partikelförmige, garnformende Materialien sind. Ein Zweikomponentengarn besitzt einen Träger mit wenigstens einer weiteren Schicht eines partikelförmigen, garnförmigen Materials auf dem Träger. Ein Dreikomponentengarnprodukt weist einen inneren Träger, ein die Fasern verbindendes Bindermaterial und wenigstens eine Schicht Fasern von Stapellänge auf.

Zur Verdichtung der Verbundgarnanordnung dient beispielsweise eine Druckwalze, die mit der Sammelvorrichtung zusammenarbeitet, um das Verbundgarn zu komprimieren, so daß ein verdichtetes Verbundgarnprodukt, z. B. in Form eines Bandes oder eines Stranges gebildet wird.

Auf die garnformenden Materialien werden z. B. an der Sammelvorrichtung Zusatzmaterialien aufgebracht, insbesondere aufgesprüht Die Sprühvorrichtung kann verschiedene Arten von Zusätzen aufsprühen, beispielsweise Schmiermittel, Latex und Kämmittel, Schlichtmittel, Bindemittel, Piastisole usw.

Mit der Herstellung des Spinngarnes nach der Erfindung ist es möglich, bei höheren Abgabegeschwindigkeiten ein verdichtetes Garn herzustellen, dessen äußere Faserenden sich spiralförmig um den inneren Faserstrang oder Fadenabschnitte bei der Drallanordnung gegenüber der Drallrichtung des inneren Teiles zu wickeln, dessen natürliche Entdrillungstendenz den gegenseitigen Eingriff und damit die Elastizität und Festigkeit des Garnes ähnlich gefachten Garnes verstärkt solange das Garn unter gesteuerten Bedingungen in einem Garnkörper oder Gewebe vorhanden ist und sich somit nicht entdrillen kann.

Die bevorzugte Vorrichtung zu Bildung eines derartigen, einen doppelten, entgegengesetzten Drall enthaltenden Garnes besteht darin, daß ein oder mehrere Faserstränge, die vorzugsweise über Faservorreißer zuführbar sind, auf oder in eine Nut einer umlaufenden, perforierten Walze gegeben werden, auf die von innen ein ausreichend hoher Unterdruck ausgeübt wird, um die begrenzte Faserbewegung zu steuern, während eine bevorzugte, mit hoher Drehzahl umlaufende Falschdrallspindel dem Faserstrang einen Drall erteilt, bevor eine entsprechende Aufwickelvorrichtung das Garn zu großen Garnkörpern linear aufwickelt Während des Durchiaufes durch die Falschdrallspindel haben die rechte Verdrillung oberhalb der Spindel und die linke Verdrillung unterhalb der Spindel die Tendenz, einander aufzuheben. Bevor dies geschehen kann, werden jedoch die öffnenden, losen Faserenden am oberen Teil der Spindel einer höheren Drallgeschwindigkeit unterworden als der innere Stapelstrang, mit dem Ergebnis, daß die Spindel die Fasern um das Garn in entgegengesetzer Richtung zu der inneren Grundverdrillung aufwickelt, bevor die Entdrillungskräfte innerhalb der Spindel die höhere Geschwindigkeit umsetzen können, die im oberen Teil der Spindel oder knapp unterhalb der Spindel aufgegeben wird, was ein straffes Garn mit inneren und äußeren, entgegengesetzt zueinander verlaufenden Bremsverdrillungen ergibt Trotzdem ein Teil der inneren Grundverdrillung verlorengeht, erfüllt ein derartiges Gam praktisch die meisten Anforderungen, die an ein gesponnenes Garn gestellt werden. Das Verhältnis zwischen der äußeren und der inneren Verdrillung wird durch eine Reihe von Faktoren, z. B. Drehzahl, Reibungskräfte, Fasereigenschaften, Drallunterschied geregelt, die zur Erfüllung spezieller Forderungen beherrscht werden können.

Mit einer Vorrichtung und einem Verfahren nach der Erfindung wird die Herstellung einer gemischten, 100%igen Stapelfaser beliebiger Länge und von verdichteten Verbundgarnen beliebiger Zusammensetzung in Bezug auf die Art der Stapelfaser, des Fadens und des Polymerharzgehaltes erreicht, ferner werden verdichtete Garne erzielt, die im Aussehen, im Griff, in der Festigkeit und in der Gleichförmigkeit bei linearen Herstellgeschwindigkeiten bis etwa 600 m/min (und unter Vornahme zusätzlicher mechanischer Verbesserungen bis zu einem Vielfachen hiervon) ermöglicht. Die lOO°/oigen Stapelfasergarne dieser Art können einen Wert von 100 tex und feiner aufweisen, während der Bereich der Polymer enthaltenden Verbundgarne etwa 30tex und grober ist. Es bestehen jedoch grundsätzlich keine technologischen und technischen Begrenzungen, den Zahlenbereich in beiden Richtungen auszudehnen. In Bezug auf die Festigkeit, Gleichförmigkeit und das Aussehen übertreffen die Garne, die einen Drall in entgegengesetzten Richtungen oder speziell in einer Drehrichtung haben, herkömmliche Ringspinn- und Offenendspinngarne erheblich, und es sind ungewöhnlich hohe Produktionsgeschwindigkeiten und Abgabeleistungen pro Spindel möglich.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand verschiedener Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen:

F i g. 1 eine Schnittansicht einer Vorrichtung nach der Erfindung zur Herstellung eines Verbundgarnproduktes,

F i g. 2 eine Schnittansicht längs der Linie B-B der F i g. 1, wobei die Vorrichtung nach F i g. 2 der nach F i g. 1 mit der Ausnahme entspricht, daß sie ein zusätzliches Element aufweist,

F i g. 3 eine Schnittansicht längs der Linie A-A der F i g. 1,

F i g. 4 teilweise im Schnitt eine Falschdrehvorrichtung, wie sie als Bestandteil der Vorrichtung nach F i g. 1 dargestellt ist,

F i g. 5 eine Schnittansicht einer rohrförmigen Spindel, die in der modifizierten Vorrichtung nach F i g. 2 vorgesehen ist und die als abgeänderter Bestandteil für die Vorrichtung nach der Erfindung verwendet werden kann,

F i g. 6 bis 11 schematisch die verschiedenen Speisequellen von Rohmaterialien, die mit der erfindungsgemä-Ben Vorrichtung verwendet werden können,

F i g. 12 eine Querschnittsansicht einer Vorrichtung zur Herstellung eines Verbundgarnproduktes nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 13 eine Schnittansicht längs der Linie 13-13 nach F i g. 12,

F i g. 14 eine Schnittansicht längs der Linie 14-14 nach F i g. 12, Fig. 15 eine Aufsicht auf eine weitere Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 16 in vergrößerter Darstellung eine Ansicht des Verbundgarnproduktes nach dem Aufbringen des zweiten garnformenden Materials, und

F i g. 17 eine vergrößerte Darstellung des Garnproduktes nach einer weiteren Verarbeitung.

in F i g. 1 ist die Tragkonstruktion der Vorrichtung mit »F« bezeichnet Die Vorrichtung weist einen Einlaß 16 zum Einführen der verschiedenen garnformenden Materialien auf, er besteht aus einem Paar gegenüberliegender Einführdruckwalzen 18 und 20, die auf Wellen 22 und 24 gelagert sind, welche in entgegengesetzten Richtungen drehbar sind. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung paßt die Walze 18 in die Umfangsränder der Walze 20, damit ein Materialaustritt zwischen den Seitenrändern der Walzen verhindert wird.

Die Walzen 18 und 20 sind innerhalb eines Hohlraumes 26 angeordnet, der eine längliche Kammer mit einem unteren, kreisförmigen Teil besitzt. Innerhalb des unteren Teiles ist ein Paar angetriebener Nadelwalzen 30,32 vorgesehen, die auf einer gemeinsamen Welle 34 befestigt sind. Die Nadelwalzen 30 und 32 können mit etwas höherer Umfangsdrehzahl als die Druckwalzen 18 und 20 angetrieben werden, damit eine geringe Faserkämmwirkung und eine Parallelrichtung der Fasern erzielt wird; das Ausmaß dieser charakteristischen Eigenschaft hängt von dem Unterschied in der Umfangsgeschwindigkeit ab.

Die Walzen 30 und 32 (F i g. 3) bilden miteinander einen Spalt 38, sind vorzugsweise so aufgebaut, wie in F i g. 1 gezeigt, und weisen eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Saugwirkung oder eines Unterdruckes an oder in der Nähe der Stelle auf, an der Fasern den Walzen 30 und 32 zugeführt werden. Eine Leitung 40, die mit einer (nicht dargestellten) Speisequelle verbunden ist, ist in einer Kammer 42 innerhalb der Oberfläche der Walze angeordnet und die Kammer 42 steht mit der Oberfläche der Walzen 30 und 32 über eine Vielzahl von Öffnungen 44 in Verbindung (F i g. 3). Die Kammer 42 erstreckt sich nur über einen Teil des Abstandes des Umfanges der Oberfläche der Walzen 30 und 32, die die Erzeugung eines Teilvakuums unterstützt die Ablagerung der Fasern auf den Nadelwalzen. Somit ist bei dieser Ausführungsform die äußere Oberfläche der Walzen 30 und 32 frei in bezug auf die Kammer 42 drehbar. Die Nadelwalzen 30 und 32 haben z. B. ein oder mehrere Messerblätter 48 oder dgl. Schneidvorrichtungen, die im Winkel zu ihrer Querachse und zwischen benachbarten Reihen der Nadeln 50 befestigt sind.

Es können auch Druckaufgabevorrichtungen innerhalb der Walzen 30 und 32 vorgesehen werden, um die von den Walzen 30 und 32 aufgenommenen Fasern zur nächsten Stufe und zum nächsten Abschnitt der Vorrichtung zu übertragea So kann z. B. Druckluft durch eine Leitung 52 innerhalb der Walzen 30 und 32 an die Außenseite ω der Walzen 30 und 32 über öffnungen 44 an der Stelle 60 der Faserabgabe geführt werden. Über eine Abgabeöffnung 62 werden die Fasern auf ein Paar entgegengesetzter Vorreißer 70 und 72 übertragen, die entgegengesetzt zu den Walzen 30 und 32 angeordnet sind.

Der Aufbau der Vorreißer ist in der Technik bekannt Die Vorreißer haben eine drehbare äußere Mantelfläche, auf welcher eine Vielzahl von Nadeln oder Zähnen 74 befestigt sind; sie sind im Abstand voneinander auf einer gemeinsamen Welle 76 mit einem Spalt oder einer Öffnung 79 dazwischen angeordnet

Ein Antrieb 85 treibt die Vorreißer 70 und 72 an, die Vorreißer sind in einem Hohlraum 78 der Vorrichtung untergebracht An der Stelle, der der die Fasern von den Walzen 30 und 32 auf die Walzen bzw. Rollen 70 und 72

übertragen werden, weist der Hohlraum 78 einen weiteren ausgesparten Teil 80 auf, dessen Funktion nachstehend erläutet wird.

An den Stellen, an denen die Zähne der Vorreißer 70 und 72 mit den Fasern in Eingriff kommen, tritt aufgrund der Reibungskräfte der mit hoher Geschwindigkeit umlaufenden Vorreißerwalzenfläche ein Kämmen und Strecken der Fasern auf, das durch Veränderung der Drehzahl des Vorreißers gesteuert werden kann. Die Vorreißer 70 und 72 können entsprechend mit unterschiedlichen Drehzahlen betrieben werden, damit die Fasern in der gewünschten Weise gekämmt und gestreckt werden.

Die Vorreißeranordnung nach F i g. 1 weist eine Ablenkvorrichtung zum Entfernen der Fasern aus den Zähnen 74 des Vorreißers 70 an einer Stelle im Abstand von der Stelle auf, an der die Fasern erfaßt werden. Dies

ίο ist vorzugsweise eine Druckluftquelle; die Druckluft wird über eine Leitung 84 in das Innere des Vorreißers 70 geführt, und durch Öffnungen 86 in der Vorreißeroberfläche gerichtet.

Die öffnungen 86 stehen mit der Außenfläche des Vorreißers in Verbindung, damit die Fasern von den Zähnen 74 gelöst werden. Diese bevorzugte Vorrichtung arbeitet in Verbindung mit den Zentrifugalkräften des Vorreißers 70, so daß die Fasern aus den Nadeln freigegeben und in den Hohlraum 80 geschleudert werden, der die »freien Fasern« auf den mittleren Teil des Hohlraumes 80 zu führt.

Zwischen den Vorreißern 70 und 72 ist eine Sammelvorrichtung vorgesehen, die eine Nutanordnung aufweist, um die Fasern aus dem Vorreißer 70 aufzunehmen und die Fasern in eine Faserschicht zu formen. Die Sammelvorrichtung weist eine mittlere Walze mit einem Paar geneigter Seitenwandungen 90 in entgegengesetztem Sinne auf, die sich an einem weiteren Paar von geneigten Wänden 92 treffen, welche in dem mittleren Bereich die Sammelfläche bilden. Die innere Fasersammeiwalze kann auf der gleichen Welle wie die Vorreißerwalzen 70 und 72 umlaufen. Die äußeren Bereiche der Wände 92 weist vorzugsweise eine Vielzahl von öffnungen 96 auf, die mit dem Inneren des mittleren Bereiches der Anordnung in Verbindung stehen und die eine Saugvorrichtung besitzen, um das Ablegen der Fasern in dem Sammeltrog zu unterstützen. Der mittlere Teil der Anordnung (z. B. F i g. 2) weist einen Hohlraum 83 mit einer darin angeordneten Leitung 81 auf, der mit einer Vakuumquelle verbunden ist, damit im Hohlraum 83 ein Teilvakuum entsteht. Dieses ermöglicht, daß Luft von außen in den Hohlraum 83 durch die öffnungen 96 gesaugt wird.

Der Vorreißer 72 ist vorzugsweise ähnlich aufgebaut wie der Vorreißer 70. So werden Fasern, die auf die Nadeln 74 des Vorreißers 72 geführt werden, auf die Sammelfläche oder den Trog mit Hilfe eines Hohlraumes 97 (ähnlich dem Hohlraum 80) aufgebracht. Die Endstelle des Hohlraumes 97 liegt in Stromabwärtsrichtung der Faserbewegung vor der Stelle, an der die Fasern aus dem Hohlraum 80 auf der Sammeloberfläche aufgebracht werden. Falls erwünscht, kann die Verwendung einer ähnlichen Anordnung, die oben in Hinblick auf den Vorreißer 70 beschrieben ist, in Form eines Strahles oder einer Druckluftquelle zum Entfernen der Fasern aus den Nadeln 74 verwendet werden.

Eine Druckwalze 100 (F i g. 1) ist an einer Stelle vorgesehen, hinter der die Fasern aus dem Vorreißer 70 auf

der Sammelfläche abgelegt werden. Vorzugsweise ist die Walze 100 vor der Stelle angeordnet, an der die Fasern aus dem Vorreißer 72 abgelegt werden, so daß sie zwischen den beiden Stellen liegt, von welchen die Fasern aus dem ersten und dem zweiten Vorreißer abgelegt werden.

Das zugeführte Fasermaterial kann eine beliebige Form herkömmlicher Anordnungen annehmen, wie sie in den Fig.6 und 11 gezeigt sind. So kann nach Fig.6 jede Stapelfaser in Kardenband- oder Vorgarnform zur Umwandlung in verdichtetes Garn oder Garnprodukt durch die Vorrichtung und das Verfahren nach der Erfindung verwendet werden. Nach Fig.7 können die Vielfachfäden oder Einzelfäden zum Einführen des Garnsystems entweder durch die Strangpreßvorrichtung 120 zur Erzielung eines Polymerharzüberzuges, wie er bei der Herstellung von Verbundgarnen mit Mehrfachkomponenten verwendet wird, oder direkt ohne Polymerüberzug durch direktes Einführen in die Faserstrangverdichtungswalze verwendet werden. Wie in F i g. 8 angedeutet, kann ein polypropylenorientiertes Band oder ein anderer entsprechender polymerer Film direkt in die Anordnung eingeführt werden, wo er in einzelne Fasern aufgeteilt werden kann und letztere in gesponnenes Garn oder ein Garnprodukt umgewandelt werden, was erhebliche wirtschaftliche Vorteile mit sich bringt.

In F i g. 9 kann ein Standardfilm oder Werg, das für die Stapelfaserproduktion hergestellt ist, in gesponnene Garne entweder in einem kontinuierlichen Träger oder in Stapelfasern umgewandelt werden, die von den Messerblättern 48 geschnitten werden, welche in den Einführwalzen befestigt sind (F i g. 3). In F i g. 3 ist eine der Walzen 30 mit Messerblättern 48 versehen dargestellt; die Messerblätter können jedoch auch auf beiden Walzen vorgesehen sein.

Nach F i g. 10 können Faserbahnen aus Stapelfasern, die willkürlich angeordnet sind, in die Vorrichtung nach F i g. 1 eingeführt und direkt in gesponnene Garne oder ein Garnprodukt übergeführt werden. Nach F i g. 11 können lange Stapelbastfaserkardenwalzen, zum Beispiel aus Jute, Ramie, Flachs usw. in die Vorrichtung eingeführt werden, in kürzere Fasern von den Walzen 30 und 32 aufgebrochen werden und im Anschluß daran in gesponnene Garne oder Garnprodukte umgewandelt werden.

Falls erwünscht (F i g. 1), kann ein die Fasern untereinander verbindendes Bindermaterial zwischen den Stellen an denen die ersten Fasern in die Sammelnut abgelegt werden, und der Stelle, an der die zweiten Fasern in ähnlicher Weise abgelegt werden, eingeführt werden. Hierzu dient z. B. eine Strangpreßvorrichtung 120 um ein geschmolzenes oder wenigstens halbgeschmolzenes, die Fasern untereinander verbindendes Bindermaterial 122, z. B. polymeres Material, auf die Schicht des ersten Fasermateriales zu extrudieren.

Wie in F i g. 1 gezeigt wird eine Druckdifferenz in unmittelbarer Nähe der Stelle erzeugt, an der die beiden teilweise verdichteten Schichten des garnformenden Materials die Sammelfläche verlassen; diese Druckdifferenz wird ähnlich wie vorstehend beschrieben ausgebildet, so ist in F i g. 1 eine Leitung 77 dargestellt, die zu einer Unterdruckspeisequelle (nicht dargestellt) führt, die bewirkt, daß der Staub oder »Flug« von den geformten Garn und von der Sammelfläche, von der das Garn abgenommen wird, entfernt wird. Die umlaufende Fläche wird somit gereinigt und ist zur Aufnahme einer neuen Garnschicht bereit, ohne daß das Garn verschmutzt wird.

Im Anschluß an die Formung des Verbundmateriales kann das resultierende Produkt in der gewünschten

Weise behandelt werden, z. B. dadurch, daß es einem Drallmoment ausgesetzt wird, indem es durch eine entsprechende Drallvorrichtung geführt wird (F i g. 4). Die Vorrichtung nach F i g. 4 ist zum Teil eine herkömmli-

.'■■: ehe mit hoher Drehzahl umlaufende Falschdrallspindel (Drehzahlen bis 1 000 000 min-¹). Der Teil, der nicht

herkömmlicher Art ist, ist mit 300 bezeichnet und weist ein Gehäuse 302 um eine Spindel mit einer inneren Kammer 304 und einer Luftauslaßleitung 306 auf. Den Einlaß, an welchem das Verbundgarn eintritt, umgibt eine V öffnung 308, die mit der Kammer 304 in Verbindung steht, bei Erzeugung eines Untercruckes werden die Fasern

auf dem Verbundgarn so beaufschlagt, daß sie nach außen stehen und dem Garn ein »haariges« Aussehen *■'-,-.; verleihen. Der Abgleich der Drallvorrichtung ist herkömmlicher Art und bekannt.

Als Ergebnis des Drallmomentes, das dem die Drallvorrichtung durchlaufenden Material aufgegeben wird, wird der erste Faserstrang, der durch die Klemmstelle arretiert wird, welche durch den Druck der umlaufenden • Druckwalze erzeugt wird, einem positiveren faserverdichteten Drall unterworfen, während die zweite Faser-

■ ΐ schicht, die von dem zweiten Vorreißer 72 kommt, in Kontakt mit dem vorverdrallten ersten Faserstrang

V| gebracht wird, so daß die zweite Faserschicht mit verhältnismäßig losem Drall in gleicher Richtung um den

Fi ersten Strang in Eingriff kommt, wodurch die Bildung eines größeren Faderballons von Faserenden am Eintritt

ίΐ der Fa'.schdrallspindel auftritt; vorzugsweise wird dies dadurch unterstützt, daß auf der Oberseite des Spindel-

\'] einganges ein Element befestigt wird, daß eine Saugwirkung oder ein elektrostatisches Feld aufbringt, damit der

■■':■ Drall der losen Fasern leicht gebremst und unter der Spannung optimiert wird, wobei ferner ein gezähnter

ti Eintritt am Falschdrallspindelrohr zur Unterstützung vorgesehen ist

.;v Die oben erwähnten Bestandteile und das mit ihnen durchgeführte Verfahren ergeben in Verbindung mit dem

'; engen inneren Falschdrallspindelrohr aufgrund der vorbeschriebenen Reibungs- und Faserbremskräfte ein

I; Verdrillen der losen Enden entgegengesetzt zum Verdrillen des inneren Faserstranges, wenn die Spindel in der

fi gleichen Richtung rotiert wie die Richtung des Verdrillens des inneren Faserstranges; um jedoch den gewünsch-

jji ten entgegengesetzten Drall zu erzielen, muß die Spindel mit wesentlich höherer Drehzahl rotieren als die

:; Drehzahl, mit der die innere Strangschicht umläuft, so daß das gewünschte doppelte, entgegengesetzt verdrillte,

f; verdichtete Garn geformt wird.

ij Eine modifizierte Form ist in F i g. 2 gezeigt; sie ist so abgeändert, daß sie eine Reibscheibe und eine andere

;; Art von Spindel enthält Ansonsten ist die Anordnung nach F i g. 2 identisch mit der nach F i g. 1.

[ι. Bei einer modifizierten Ausführungsform ist eine Reibscheibe 130 auf einer Welle befestigt und angetrieben.

■_: Ein unterer Rahmenteil 132 enthält eine Aussparung 134, in der die Scheibe 130 sich drehen kann. Die Scheibe

130 steht in Eingriff mit der Oberfläche der Aussparung 134. Wie in F i g. 2 gezeigt, kann das resultierende fl Verbundgarn nach dem Entfernen von der Sammelfläche durch eine rohrförmige Spindel 140 und dann zwischen

1 die Oberfläche der Aussparung 134 und der Scheibe 130 geführt werden. Beim Hindurchführen nur zwischen

': Scheibe 130 und Oberfläche der Aussparung 134 kann das Material einen in einer Richtung erfolgenden Drall

erhalten; dies ergibt ein in einer Richtung verdrilltes Garn, das für viele Anwendungsfälle zweckmäßig ist, das ^: aber nicht alle Vorteile des vorbeschriebenen Garnes besitzt

; Die Scheibe 130 kann auf der gleichen Welle wie die Faserzuführ- und Garnverdichtungsvorrichtung angeordnet sein; die Antriebsvorrichtung kann aber auch getrennt vorgesehen sein. Vorzugsweise weist die Scheibe 130 ;-.· eine verjüngte Fläche (F i g. 2) auf, und entsprechend ist auch die Fläche der Aussparung 134 verjüngt

Um bei einer bevorzugten Ausführungsform die gleiche Doppelverdrillung wie oben beschrieben, mit einer I. Falschdrallspindel zu erzielen, kann eine aerodynamisch angetriebene rohrförmige Spindelvorrichtung 140

(Fi g. 5) vorgesehen sein, die zwischen Reibscheibe 130 und Spalt 79 angeordnet ist Die Spindel weist einen Einlaß 200 zur Aufnahme des Garnproduktes auf, der in eine sich verjüngende Kammer 202 mündet, welche in eine Luftkammer mit einer rohrförmigen Scheibe 204 mit gezähnter Oberfläche führt Die Scheibe 204 wird mittels Druckluft aus den Leitungen 208, die zu der Kammer über Zuführkanäle führen, mit hoher Drehzahl angetrieben, die die Drehzahl des inneren, Trägerstranges, der von der Scheibe angetrieben wird, erheblich übersteigt Die Scheibe 204 nimmt den Faserstrang, der unter Spannung steht, wenn er durch die Scheibe 204 läuft lagernd auf. Sie übernimmt die Rolle eines Lagers, auf welchem die rohrförmige Spindel angetrieben wird. Vorzugsweise wird in dieser Vorrichtung die Druckluft in die Kammer, in der die Scheibe 204 angeordnet ist, an verschiedenen, die Scheibe umgebenden Stellen eingeführt Auslaßöffnungen für die Druckluft sind mit 206 angezeigt; über Leitungen 210, die mit den Leitungen 208 in Verbindung stehen, führt das entweichende Druckmedium Druck aus der Kammer 202 ab. Leitungen 214 stehen mit dem Einlaß 200 und mit den Leitungen 208 in Verbindung, damit eine Saugwirkung am Einlaß erzeugt wird, wo das Garn in die Vorrichtung eintritt, und bevor es in die schwebende Scheibenanordnung gelangt Somit kann eine ähnliche Anordnung zur Erteilung des Grunddrallmomentes durch eine Reibdrallvorrichtung verwendet werden und letzteres durch ein getrenntes rohrförmiges Drallmoment ergänzen, wobei beide in der Drallvorrichtung arbeiten, vorausgesetzt, daß das Rohr mit wesentlich höheren Drallgeschwindigkeiten arbeitet als das Garn durch eine Reibdrallvorrichtung geführt wird, und daß das Rohr so ausgelegt ist, daß es die obigen Grundanforderungen erfüllt Vorliegende Erfindung zeigt vorteilhaftere Eigenschaften der letzteren Ausführungsform im Vergleich zur

Verwendung der Falschdrallvorrichtung nach F i g. 4 insofern, als die Drallgeschwindigkeiten bei der Drallscheibe und das getrennte Verdrehrohr bei jedem bevorzugten Unterschied in der Umfangsgeschwindigkeit und

] sogar in entgegengesetzten Richtungen zueinander betrieben werden können. Dies ermöglicht die Herstellung

■ , einer neuartigen Garnart bei der der Faserstrang zuerst mit einer Vorverdrillung in einer Richtung und bei dem

nachfolgenden Rohrspindelbetrieb in einer entgegengesetzten Richtung versehen wird, wodurch die weitgehend lose zweite Faserschicht in der gleichen Richtung verdrillt wird und somit dem in einer Richtung verdrillten Garn

₍ ein wesentlicher zusätzlicher Drall erteilt wird. Die Verdrillung der inneren Faserschicht die durch die Falsch-

i drallvorrichtung aufgegeben wird, hat die Tendenz des Entdrillens, so daß die gewünschte äußere Haarigkeit

1 verstärkt wird, und jeder Drallveirlust wird unmittelbar dadurch komDensiert daß die Möglichkeit hesteht Hie

rohrförmige Spindel, die in der oben beschriebenen Weise befestigt sein kann oder aber andererseits nach der den Drall bewirkenden umlaufenden Reibscheibe mit einer wesentlich höheren Drehzahl umlaufen zu lassen, die die losen Faserenden um den inneren Strang in einer echten Offenendverdrillung unter in weitem Umfange

steuerbaren veränderlichen Bedingungen verdrillt, damit bei sehr hoher Drehzahl linear offenendige, weitge-

hend in einer Richtung verdrillte verdichtete Garne aus einer beliebigen Art von Stapelfasern erzeugt werden können, die durch die Faserzuführvorrichtung nach den F i g. 3,6,7,8,9,10 und 11 behandelt werden können. Das resultierende Verbundgarn nach obigen Verfahren kann nach herkömmlichen Techniken gesammelt und in Rollen, beispielsweise über die Rolle 146, aufgewickelt werden.

Weitere Ausführungsformen vorliegender Erfindung sind in den F i g. 12 bis 14 gezeigt, auf die nachstehend

ίο Bezug genommen wird.

Die Vorrichtung zur Herstellung von Verbundgarn nach F i g. 12 besitzt eine Rahmenkonstruktion mit F' und ein Paar von Zuführdruckwalzen 402 und 404, die auf Wellen 406 und 408 gelagert sind. Zum Einführen verschiedener garnformender Materialien an die Druckwalzen 402 und 404 sind Mündungen 410 und 412 vorgesehen.

Erstes garnformendes Material 414 wird über die Führungswalze 416 durch die Mündung 410 an die Druckwalze 402 geführt und am Austrittsteil 418 an eine Nadelwalze 420 abgegeben. In ähnlicher Weise wird garnformendes Material 418' über entsprechende Führungsbauteile 4l9 an die Mündung 412 der Druckwalze 404 geführt und dann an die Vorreißerwalze 452 abgegeben. Die Walzen 402, 404, 420 und 452 sind drehbar angetrieben; sie sind ähnlich aufgebaut wie die in F i g. 1 beschriebenen.

Der Vorreißer 420 ist auf der Welle 422 gelagert und weist Nadeln 428 und Schneidmesser 430 auf, die eine Kämmwirkung und Parallelrichtung der Fasern ergeben. Eine Kammer 424 erstreckt sich im Inneren des Vorreißers 420 über wenigstens einen Teil des Umfanges und steht mit dem Außenteil über öffnungen in Verbindung, die innerhalb der Oberfläche des Vorreißers 420 vorgesehen sind. Ähnlich wie in Verbindung mit F i g. 1 beschrieben, sind Leitungen 426 innerhalb der Kammer 424 vorgesehen und mit einer Luftabsaugvorrichtung verbunden, wodurch das Ablagern und Festhalten der Fasern auf der Oberfläche des Vorreißers 420 unterstützt wird.

In der Vorrichtung nach F i g. 12 ist eine weitere Kammer 432 vorgesehen, die mit der Leitung 434 verbunden ist; die Leitung 434 ist an eine Druckluftquelle, angeschlossen; die Druckluft unterstützt den Übergang von den gekämmten und gestreckten Stapelfasern auf eine Sammelrolle.

Die Sammelwalze 436 ist auf der Welle 437 gelagert und wirkt ähnlich der Sammelwalze, die in F i g. 1 beschrieben ist Sie weist verjüngte Seitenwände 438 und einen zentrischen Sammeltrog 440 mit (nicht dargestellten) öffnungen auf. Die öffnungen stehen mit einem Hohlraum 444 in Verbindung, der über einen Teil des Umfangs der Sammelrolle 436 im Inneren ausgebildet ist Die Leitungen 442 stehen ferner mit dem Hohlraum 444 in Verbindung und sind an eine Vorrichtung (nicht dargestellt) angeschlossen, die Luft durch die Leitung abzieht; ein solcher Unterdruck unterstützt des Ablagern und Festhalten der Stapelfasern auf dem Sammeltrog 440.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist eine Druckwalze 446 gezeigt die um die Welle 448 drehbar ist und die über einen Arm 450 mit dem Rahmen F' verbunden ist. Die Druckwalze 446 wirkt in ähnlicher Weise wie die Druckwalze 100 bei der Ausführungsform nach F i g. 1.

Wie oben beschrieben wird ein zweites garnformendes Material 418' in die Vorrichtung durch die Mündung 412 eingeführt wo sie von der Walze 404 an den Vorreißer 452 abgegeben wird, der auf der Welle 453' gelagert ist Der Vorreißer 452 rotiert in Pfeilrichtung und ist ähnlich aufgebaut wie der Vorreißer 420. So ist eine Leitung 453 innerhalb des Hohlraumes 454 mit einer Unterdruckquelle verbunden, wobei die Fasern auf der Oberfläche des Vorreißers 452 festgehalten sind. Ferner ist ein weiterer Hohlraum 456 über die Leitung 457 mit einer Druckluftquelle verbunden, um die Stapelfasern von dem Vorreißer zur Sammelwalze 436 zu übertragen.

Zur Herstellung eines Einkomponentengarnes wird das erste garnformende Material 414 über den Vorreißer 420 eingeführt und eine Schicht von Stapelfasern auf einem Sammeltrog 440 der Sammelwalze 436 abgelegt. Die resultierende Garnschicht wird nach dem Durchlauf unter der Druckwalze 446 festgehalten; die Druckwalze 446 dient auch zur Erzielung einer Spannung am Strang, um die Verdichtung und die Ausbildung des verdichteten Garnes zu verstärken, wie nachstehend beschrieben wird. Auf den Strang oder Faden 470 wird dann eine zweite Faserschicht von der Vorreißerwalze 452 abgelegt Das resultierende Verbundmaterial wird dann in ein verdichtetes Garn durch weitere Schritte umgeformt, die nachstehend erörtert werden.

Bei einer Variante wird ein Verbundgarnprodukt durch Verwendung eines die Fasern untereinander verbindenden Materiales hergestellt Hierzu ist eine Strangpreßvorrichtung 460 vorgesehen, die einen Einlaß 462 zum Einspeisen des die Fasern verbindenden Materiales in die Strangpreßvorrichtung, sowie eine Strangpreßdüse 464 zum Strangpressen eines Fadens oder Stranges 468 des die Fasern verbindenden Bindermateriales aufweist. Die Strangpreßvorrichtung 460 spritzt ein geschmolzenes oder wenigstens teilweise geschmolzenes, die Fasern verbindendes Bindermaterial, z. B. polymeres Material, auf das garnformende Material 470, und im Anschluß daran wird eine weitere Faserschicht aus der Nadelwalze 452 abgelegt.

Bei einer anderen Variante wird ein Strang oder Faden eines Trägermateriales durch die Strangpreßdüse 464 nAfiikct lunkai Aar Ctronir one Träcyprmatprial ΐΊΚ»Αΐ"7Λοπ*η nripp in crmcticjpr Wpicp Hac riip Pacprn vprhinHpnrlp

Material auf ihn aufgebracht wird. Wie in Fig. 12 gezeigt, läuft das Trägermaterial 510 oder 512 über eine Führungswalze 514 und von dort über den Extruder 464 an die Sammelwalze 436. Bei dieser Ausführungsform braucht nur eine Speisequelle für Fasermaterial verwendet zu werden, falls dies erwünscht ist Es würde somit ein Dreikomponentengarn erhalten werden, das einen inneren Träger, ein die Fasern verbindendes Bindermaterial und eine äußere Schicht aus Fasermaterial enthält.

Bei einer weiteren Variante wird ein Strang aus Trägermaterial 512 ohne Überzug mit einem die Fasern verbindenden Bindermaterial verwendet. Um diese zu erreichen, wird das Trägermaterial 512 in die Strangpreß-

düse 464 eingeführt, während sie »trocken« ist oder nicht in Betrieb ist Dabei weist ein Garnprodukt einen inneren Träger auf und es kann eine äußere Schicht von Stapelfasern erhalten werden, die in den Träger eingreifen.

Der Träger 512 kann auch weiteren Schritten unterzogen werden. So kann, wie in Fig. 12 gezeigt, eine Unterdruckquelle 518 vorgesehen werden, die im Hohlraum 520 des Rahmens F' angeordnet ist, und ein Gehäuse 519 und einen Inneren Hohlraum 522 aufweist Der Hohlraum 520 ist mit der Unterdruckquelle (nicht dargestellt) verbunden und über öffnungen 524 im Gehäuse 519 steht der Unterdruck am inneren Hohlraum 522 an durch den der Träger 512 läuft Der Unterdruck bewirkt, daß das Trägermaterial 512 »expandiert«. Wenn das Trägermaterial 512 ein Fasermaterial ist ergibt der Unterdruck eine höhere »Haarigkeit« auf der Außenseite, die die Eigenschaften des Ineinandergreif ens des Trägermateriales und der Stapelfasern verstärkt, wenn sie einem Drallvorgang ausgesetzt werden.

Das Trägermaterial 512 kann dann durch eine innere Leitung 530 am Rahmen F'zur Sammelwalze 436 laufen. Falls erwünscht, kann wie in F i g. 12 gezeigt eine Walze 534 innerhalb des Hohlraumes 536 angeordnet sein. Der Hohlraum 536 kann ein Mittel 538 zur Behandlung des Trägermaterials 512 aufnehmen; solche Mittel können beispielsweise Klebstoffe, Schmiermittel und dergl. sein. Im Anschluß an die obigen Schritte wird das Trägermaterial 512 in eine Stellung neben den Trog 440 der Sammelwalze 436 in der vorbeschriebenen Weise gebracht

Wahlweise kann eine weitere Druckwalze 472 vorgesehen werden, die das Verbundmaterial einer Teilverdichtung unterzieht Hierbei würde die Druckwalze 472 die Erzeugung einer Klemmstelle für einen Drallvorgang unterstützen. Die Druckwalze 472 kann dabei in beliebiger Weise befestigt seia

Wie vorstehend erwähnt können verschiedene Arten von Materialien sowohl bei der Ausbildung eines Trägerstranges als auch von Stapelfasern verwendet werden. Bei einer Ausführungsform kann thermoplastisches Material mit niedrigem Schmelzpunkt verwendet werden. Dabei kann das Material einem weiteren Arbeitsvorgang unterzogen werden. Hierzu kann eine Heizvorrichtung 486 in die Vorrichtung eingebaut sein, um das Garn 474 weiterzubehandeln. Die Heizvorrichtung 486 kann eine Heizzone aufweisen, durch die der Strang 474 geführt wird, während er klebrig gehalten wird. Beim anschließenden Durchlaufen der Heizvorrichtung 486 kann eine weitere Fasermaterialquelle 488 daneben angeordnet sein. Zu diesem Zweck werden solche Fasern am Strang 474 abgelagert

Im Anschluß an die Formung des Verbundmateriales nach einem der oben erwähnten Ausführungsbeispiele wird in einer Umwandlungsvorrichtung das resultierende Verbundmaterial in ein verdichtetes Garnprodukt umgewandelt Eine solche Umwandlungsvorrichtung, wie sie in den F i g. 1,4 und 5 angedeutet ist kann unterschiedlich aufgebaut sein, wie nachstehend erläutert wird.

Das Verbundmaterial, das von der Sammelwalze 436 abgenommen wird, kann über die Walze 476, die auf der Welle 478 gelagert ist zu einer Drallvorrichtung 480 geführt werden. Die Drallvorrichtung 480 hat herkömmlichen Aufbau. Bei einer anderen Ausführungsform ist eine Leitung 490 im Rahmen F' vorgesehen, die mit einer Druckluftquelle in Verbindung steht Innerhalb der Leitung 490 ist ein Gehäuse 492 angeordnet das eine umgekehrte konische Gestalt besitzt; öffnungen 496 innerhalb der Wände des Gehäuses 492 ergeben eine Verbindung zwischen der Leitung 490 und dem Inneren 494 des Gehäuses 492. Wie schematisch in Fig. 12 angedeutet, nimmt die in die öffnung 496 einströmende Druckluft die Gestalt eines Wirbels im Inneren 494 an, wodurch die äußere Schicht aus faserförmigem Material verstärkt wird. Eine Abgabeleitung 498 ist für den Austritt der Druckluft vorgesehen.

Das Verbundmaterial wird dann durch die Drallvorrichtung 480 geführt durch die aufgrund des Drallmomentes, das dem durch die Drallvorrichtung 480 laufenden Material aufgegeben wird, der innere durch den Druck der rotierenden Druckwalze festgeklemmte Faserstrang, einem höheren Faserverdichtungsdrall unterworfen wird. Aufgrund der vorerwähnten Reib- und Faserhaltekräfte wird, wenn die Spindel der Drallvorrichtung in der gleichen Richtung wie in der Richtung der Verdrillung des inneren Faserstranges umläuft, die äußere Faserschicht über den inneren Strang in entgegengesetzter Richtung verdrillt Während der innere Faserstrang sich selbst zu entdrillen versucht bewirkt dies, daß die äußeren Fasern eine wesentlich dichtere Verdrillung annehmen, wodurch dem Garn ein Drall eingeprägt wird.

Ansatt das Garn durch die Drallvorrichtung 480 laufen zu lassen, kann sie über eine angetriebene Verdichtungswalze 508 geführt werden. Das Garn, das aus der Drallvorrichtung 480 austritt kann über eine Führungswalze 482 auf die Aufwickelrolle 484 geführt oder direkt auf die Aufwickelrolle 484 aufgewickelt werden, je nach der Konstruktion der Vorrichtung.

Bei einer anderen Ausführungsform kann das Verbundmaterial durch eine Drallvorrichtung 500 geführt werden. Diese Drallvorrichtung 500 weist einen Grundteil 502 mit einem inneren Hohlraum 503 auf, in welchem eine rohrförmige Spindel 504 angebracht ist, die Schlitze oder öffnungen 506 besitzt, welche mit dem Hohlraum 503 in Verbindung stehen. Die rohrförmige Spindel 504 ist drehbar innerhalb des Körpers 502 angeordnet und es wird ein Unterdruck innerhalb der Kammer 503 erzeugt, wobei die äußeren Schichten der Fasern einem negativen Druck ausgesetzt sind. Beim Durchlaufen der Drallvorrichtung 500 wird das Garn verdrillt und aufgrund des Unterdruckes wickelt sich die äußere Faserschicht um den inneren Faserkern und legt den Drall fest.

F i g. 15 zeigt eine weitere AüsführurigEform ähnlich der in Verbindung mit F i g. 1 beschriebenen.

Hierbei wird erstes garnformendes Material 604 über Führungsbauteile 610 in eine Faserbildungsanordnung W

606 geführt. Die Anordnung 606 kann ein entsprechendes garnformendes Material 604, wie es in Verbindung mit $,

den F i g. 1 und 12 erörtert worden ist, beinhalten. ίί

Die auf diese Weise geformten Fasern in der Anordnung 606 werden dann auf einen Vorreißer übertragen, der 65 3jj eine Vorreißerwalze 612 aufweist, welche in Pfeilrichtung umläuft. In ähnlicher Weise wird zweites garnformen- U

des Material 602 über Führungsbauteile 614 in eine faserbildende Anordnung 608 geführt. Die Fasern aus der ||

Anordnung 608 werden dann auf eine zweite Vorreißerwalze 618 übertragen. Die faserbildenden Anordnungen |i

und die Vorreißer können ähnlich den vorbeschriebenen ausgebildet sein.

Wie dargestellt, ist eine Sammelvorrichtung, die eine drehbare Walze 620 aufweist, in axialer Richtung in der Nähe der Vorreißerwalzen 612 und 618 vorgesehen; die Sammeltrommel 620 weist einen zentrischen Sammeltrog 622 auf. Vorzugsweise besitzt der Trog 622 öffnungen, über die ein Unterdruck auf die Oberfläche ausgeübt werden kann.

Im Betrieb werden die Stapelfasern auf der Vorreißerwalze 612 an den Sammeltrog 622 über Auslenkvorrichtungen 624 ausgelenkt oder übertragen. Ähnlich wie in Verbindung mit F i g. 1 kann die Ablenkvorrichtung 624 eine pneumatische Vorrichtung oder eine andere entsprechende Vorrichtung zur Erzielung des Oberganges der Stapelfasern auf den Sammeltrog 622 aufweisen.

Im Anschluß an das Obertragen und Ablagern der Fasern von der Vorreißerwalze 612 auf den Sammeltrog 622 kann eine auf einem Arm 628 befestigte Druckwalze 626 zum teilweisen Verdichten und Formen einer Schicht dieser Fasern verwendet werden. Die Druckwalze 626 kann gegen den Trog 622 federvorgespannt sein.

Im Anschluß daran werden die Stapellängenfasern von der Vorreißerwalze 618 durch eine Auslenkvorrichtung 630 auf den Sammeltrog 622 an einer Stelle stromabwärts in bezug auf die Stelle ausgelenkt, an der die Anfangsschicht von Fasern abgelegt wird. Das Übertragen und Ablegen der Fasern von der Vorreißerwalze 618 kann mit Hilfe der vorbeschriebenen oder bekannten Vorrichtungen erreicht werden.

Im Anschluß an die Übertragung der beiden garnformenden Materialien auf die Sammelvorrichtung 620 kann das zusammengesetzte Material dann durch eine »Verstärkungs«-Vorrichtung 632 geführt werden, die bewirkt, daß sie die äußere Faserschicht anzieht, welche die Fasern des zweiten garnformenden Materiales aufweist, und hierzu kann eine Unterdruckquelle ähnlich der Unterdruckquelle 518 in F i g. 12 vorgesehen sein.

Die Verbundgarnmaterialien 634 werden im Anschluß daran über ein entsprechendes Gummi- oder Keramikelement 636 an eine weitere garnübertragende Vorrichtung 638 geführt, die Druckgas bzw. Druckluft auf das Garn aufgibt, das eine Wirbelgestalt in der in Verbindung mit F i g. 12 beschriebenen Weise annimmt. Im Anschluß daran wird das Verbundgarnprodukt 634 über eine Führungswalze 640 und von dieser auf eine Aufwickelrolle 642 geführt

Bei einer anderen Ausführungsform kann ein Trägermaterial zur Herstellung eines Verbundgarnproduktes

verwendet werden. Ein derartiger Materialvorrat ist mit 644 bezeichnet, der Träger kann ein Mehrfadenmaterial 646 aufweisen. Ein derartiger Träger aus Mehrfadenmaterial 646 kann dann durch eine Verstärkungsvorrichtung 648 laufen, in der er einem Unterdruck ausgesetzt wird — die Fäden werden »auseinandergespreizt«, wie mit 650 dargestellt ist

Der Träger wird, wenn das Trägermaterial 644 dem Unterdruck ausgesetzt worden ist, am Sammeltrog 622 angeordnet und das Fasermaterial darauf abgelegt

Die verschiedenen Zuführwalzen, Vorreißerwalzen und die Sammelwalze können individuell oder gemeinsam angetrieben werden. Die Drehzahlen der verschiedenen Walzen können gleich relativ zueinander veränderbar sein. Antriebsbänder, die mit einer entsprechenden Antriebsvorrichtung verbunden sind, sind mit 652 angedeutet

F i g. 16 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Garnes unmittelbar nach dem Verlassen des Sammeltroges 622 der Sammelwalze 620. Die einzelnen äußeren Fasern 660 sind spiralförmig und in einer Richtung um einen inneren Kern gewickelt, der aus dem ersten garnformenden Material besteht

Fig. 17 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Verbundgarnproduktes nach Durchlaufen der Vorrichtung 632. Während die äußeren Faserschichten einer Verdrehkraft unterworfen sind, werden sie einem Unterdruck oder einer entsprechenden Anziehungskraft ausgesetzt, wobei die äußeren Fasern sich untereinander und mit dem inneren Kern verketten. Beim Aufwickeln ermöglicht das Verketten der äußeren Faserschicht die Beibehaltung eines positiven Dralls in dem Verbundgarnprodukt.

Beispiele

Die folgenden Tabellen I, II und III zeigen typische Beispiele der verschiedenen Verfahren und Vorrichtungen nach der Erfindung. In den Beispielen 1 bis 5 der Tabelle I wurde die in den Zeichnungen dargestellte Vorrichtung unter Verwendung nur der Zweifaserzuführung in den Anordnungen chne Träger oder Faden verwendet, um ein Einkomponentengarn mit 100% Stapelfasern mit den gezeigten Eigenschaften zu bilden.

Tabelle II zeigt die Ergebnisse der Beispiele 6 bis 10 unter Verwendung unterschiedlicher Materialien bei der Formung eines Verbundgarnproduktes mit zwei Komponenten unter Verwendung der Vorrichtung und des Verfahrens nach der Erfindung. In diesem Fall wurden Vorrichtung und Verfahren unter Verwendung der ersten und zweiten Quellen zur Erzielung von partikelförmigen Stapelfasern betrieben, wobei ein Träger oder ein Fadenkernmaterial zwischen zwei Faserzuführungen eingeführt worden ist. Falls erwünscht, kann stattdessen jeweils eine der Stapelfaserzuführungen allein verwendet werden.

In Tabelle III zeigen die Beispiele 11 bis 16 die Verwendung der Vorrichtung und des Verfahrens zur Formung

von Dreikomponentengarnprodukten. In diesem Fall wurden die zwei Faserzuführungen zusammen mit einem Träger oder Faden verwendet, der durch die Strangpreßvorrichtung geführt wurde, während die Strangpreß-

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Tabelle I

Eine Komponente 100% Stapelfaser

Nr.	Drehzahl	Drallvorrichtung Zähler	tex	Faser	Drehzahl	Drallvorrichtung	; Zähler Paser	%	%	Zug	Längung
	f/m	U/min	79	Typ	f/m	U/min	tex Typ			g	%
1	325	225 000	70	Polyester	100	1200	20
2	320	225 000		Polyester	75	900	16,6
			60	Baumwolle	25
3	900	700000	65	Polyester	100	1000	15,4
4	bOO	400 000		Polyester	70	1125	16,2
			60	Viscose	30
5	500	400 000		Baumwolle	100	950	14,2
Tabelle	II
Zwei-Komponenten — Fasern um den zentrischen Kern gewickelt
Nr.	Kerntyp %	Zug	Langung
		g	%

6	300	225 000	60	Baumwolle	33	ICS Garn	66	450	35
7	1500	50 000·)	80	Polyester	20	ICS Garn	80	875	14,8
8	1000	40000·)	100	Viscose	20	ICS Garn	80	750	15,2
9	1000	700000	40	Polyester	50	V. F.	50	800	14,0
10	500	300 000	70	Polyester	51	PP-Band	49	1450	20,8

*) Andere Art von Drallvorrichtung V.F. Viskosefaden PP Polypropylen

Tabelle III

Drei-Komponenten Stapelfaser-Träger-Polymer

Nr.	Dreh- Drallvor	Zähler	Faser	%	Träger	%	Polymer	ι	%	Zug	Längung
	zahl richtung	tex	Typ		Typ		Typ			g	%
	f/m U/min			32		34		34
11	1000 20 000	330	Jute	40	PP-Band	16	PE	44	1850	19,8
12	2000 20 000	100	PB		Nylon		WP		800	16,5
				38		24	Polyester	38
13	4300 40 000	40	Polyester	33	Nylon	33	Nylon	33	600	16,4
14	2000 13 000	25	Viscose	33	Nylon	33	Nylon	33	450	15,2
15	2000 16 000	100	Viscose	37	Glas	26	PP	37	1850	4,1
16	2000 18 000	59	Acryl		Polyester		PP		835	21,9
PP	— Polypropylen
PE	— Polyäthylen
PB	— Puizbaumwolle
WP	— Wiedergemahlenes Polyester			Hierzu 4 Blatt Zeichnunger

11

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines verdichteten Garnproduktes, wobei erste einzelne Fasern in nicht zusammenhängender Form zugeführt und auf einer beweglichen Sammelfläche in einer Schicht abgelagert werden, wobei ein aus einem Fasern verbindenden Bindermaterial bestehendes weiteres garnformendes Material zugeführt und auf die ersten Fasern aufgebacht wird, wobei das weitere garnformende Material an einer in Bewegungsrichtung der Sammelfläche stromab der Aufbringungsstelle der ersten Fasern auf die Sammelfläche gelegenen Stelle auf diese ersten Fasern aufgebracht wird, und wobei zweite einzelne Fasern auf die ersten Fasern und das weitere garnformende Material aufgebracht werden, dadurch gekenn-

ίο zeichnet, daß als weiteres garnformendes Material ein Trägerstrang vorgesehen ist, und daß die zweiten Fasern zeitlich später auf die ersten Fasern und den Trägerstrang aufgebracht werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als erste und zweite Fasern erstes und zweites Stapelfasermaterial zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerstrang als ein Faden aus einem klebrigen thermoplastischen Material extrudiert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerstrang mit einem klebrigen thermoplastischen Material beschichtet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerstrang zum Beschichten mit dem klebrigen thermoplastischen Material durch einen das thermoplastische Material enthaltenden Extruder hindurchgeführt wird.

6. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einer Zuführvorrichtung für ein aus einzelnen nicht zusammenhängenden Fasern bestehendes erstes garnformendes Material, einer rotierenden Saugwalze mit einer Sammelfläche zum Aufnehmen des ersten garnformenden Materials, mit einer Zuführvorrichtung zum Zuführen eines weiteren garnformenden Materials zu dieser Sammelfläche, wobei die Zuführvorrichtung für das weitere garnformende Material an einer in Bewegungsrichtung der Sammelfläche stromab der Aufbringungsstelle der Fasern des ersten garnformenden Materials gelegenen Stelle eingerichtet ist, mit einer Zuführvorrichtung für ein aus einzelnen nicht zusammenhängenden Fasern bestehendes zweites garnformendes Material und mit einer Vorrichtung zum Umwandeln des resultierenden zusammengesetzten Materials in ein verdichtetes Garnprodukt, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführvorrichtung (72,452, 618) das zweite garnformende Material (418', 602) an einer in Bewegungsrichtung der Sammelfläche (38,440,622) stromab der Aufbringungsstelle des weiteren garnformenden Materials (122,510,5Ϊ2,650) auf das erste garnformende Material (414,604) gelegenen Stelle auf das erste garnformende Material (414, 604) und das weitere garnformende Material (122, 510, 512, 650) aufbringt, und daß die Zuführvorrichtung (120,464,534,648) zum Zuführen des weiteren garnformenden Materials (122,510,512,

650) einen Trägerstrang zuführt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführvorrichtung (70—72, 420—452, 612—618) für das erste und für das zweite garnformende Material zum Zuführen von Stapelfasern eingerichtet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (120,464,534,648) zum Zuführen des Trägerstrangs einen Extruder (120) zum Zuführen eines Fadens aus einem klebrigen thermoplastischen Material aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (120,464,534,648) zum Zuführen des Trägerstranges zum Zuführen eines in einer Strangpreßdüse (464) mit einem klebrigen thermoplastischen Material (538) beschichteten Trägerstranges ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die rotierende Saugwalze (70—72,436,620) eine sich um den Umfang erstreckende Rille (79,440,622) aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine an der Rille (79, 440, 622) eine Saugwirkung erzeugende Vorrichtung (81,442) vorgesehen ist, um die Fasern an der Rille (79,440,622) zu halten.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (120, 464,534,648) zum Zuführen des Trägerstrangs eine Vorrichtung (519) zum Zuführen eines Mehrfaden- oder Mehrfaser-Trägerstranges aufweist, und daß die Vorrichtung (120,464,534,648) eine Einrichtung (518) zum Erzeugen eines Unterdruckes enthält, durch welche der Trägerstrang hindurchtritt und einer äußeren Aufweitungskraft unterworfen ist, so daß sich der Durchmesser des Trägerstranges vergrößert und seine Fäden oder Fasern vor dem Zusammenführen mit den Fasern ausgebreitet werden.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (490, 638), welche das zusammengesetzte Produkt einem untere Druck stehenden Gas unter Wirbelbildung aussetzt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (490) ein Bauteil mit eine im wesentlichen kegelstumpfförmige innere Kammer (492) begrenzenden Wänden und eine Vorrichtung

zum Zuführen von unter Druck stehendem Gas zu einer Mehrzahl von öffnungen (496) in diesen Wänden aufweist, welche Öffnungen (496) das unter Druck stehende Gas unter wirbeibiidung vom engeren Ende der kegelstumpfförmigen Kammer (492) zu deren weiterem Ende richten, wobei die Kammer (492) nahe bei ihrem weiteren Ende einen Auslaß (498) für das unter Druck stehende Gas aufweist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (130, 140, 300, 480, 500) zum Umwandeln des resultierenden zusammengesetzten Materials in ein verdichtetes Garnprodukt eine Falschdrallvorrichtung (140,300) aufweist.

16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (300) zum Umwandeln des resultierenden zusammengesetzten Produktes in ein verdichtetes Garn eine Drallvor-

richtung (302,304,306) mit einer Öffnung (308) aufweist, durch welche das Garn hindurchgeführt ist, wobei wenigstens ein Teil der eine äußere Faserlage des zusammengesetzten Produktes bildenden Fasern unter Saugwirkung der Kammer (304) nach außen gezogen wird.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines verdichteten Garnproduktes nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE-OS 22 15 172 bekannt Hierbei wird Polymersubstrat in einen Extruder eingeführt, der das Material in Form eines Schlauches, eines Sprühschleiers oder einer Blase in die Laminierzone zwischen zwei durch einen Walzenspalt voneinander getrennte Walzen einbringt Der Extruder weist innerhalb der Extruderdüse ein Rohr auf, in dessen oberem Teil Druckluft eingespeist wird, während die Außenwand des unteren Rohrendes eine Vielzahl von Längsnuten besitzt, die zusammen mit der umgebenden Wand eine Vielzahl von Durchlässen festlegen, durch die das Polymersubstrat in Form eines Schleiers von is Fäden extrudiert wird. Des weiteren bildet das untere Ende des Rohres mit der umgebenden Wand der Düse einen kreisförmigen Spalt, durch den das Polymersubstrat in Form eines kontinuierlichen Materialschlauches extrudiert wird, der durch Einblasen von Druckluft aufgeblasen wird. Das aus nicht zusammenhängenden Fasern bestehende garnformende Material wird durch einen Vorreißer geführt und auf die Oberfläche einer rotierenden Walze aufgebracht Das Material wird auf der Walzenoberfläche durch Unterdruck angedrückt und gesteuert in den Walzenspalt gefördert, wo es mit dem Polymersubstrat zum Garnprodukt verbunden wird.

Mit einer derartigen Vorrichtung bzw. Methode, nach der die das fertige Garnprodukt bildenden Bestandteile gleichzeitig am Walzenspalt zusammengeführt werden, ist nur eine relativ geringe Verarbeitungsgeschwindigkeit zu erreichen; des weiteren bestehen nur sehr begrenzte Möglichkeiten, die Qualität und Beschaffenheit des fertigen Garnproduktes zu beeinflussen.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, die Produktionsgeschwindigkeit wesentlich zu erhöhen und gleichzeitig das Produkt zu verbessern.

Dies wird gemäß der Erfindung mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 bzw. mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 6 erreicht Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Mit der Erfindung sind Produktionsgeschwindigkeiten zwischen 300 und 600 m/min und darüber zu erzielen; von den mechanischen Voraussetzungen her sind Garnabgabegeschwindigkeiten bis über 3000 m/min möglich. Die Vorrichtung zum Zuführen und Strecken der Fasern, zum Verdichten des Stranges, zum Verdrillen und Sammeln des Garnes lassen sich in eine kompakte mechanische Anordnung integrieren, die auch die Herstellung von verdichteten Verbundgarnen mit innerem kontinuierlichem monofilem oder multifilem Träger mit oder ohne ein äußeres Überzugsharz mit Heißschmelzpolymer ermöglicht Dies wird durch Hindurchführen des Trägers durch eine Strangpresse erreicht, so daß die klebrige Polymeroberfläche Stapelfasern aufnehmen kann, die auf ihr überlagert sind, unmittelbar bevor dieser kontinuierliche Verbundstrang verdrillt wird. In ähnlicher Weise können Verbundgarne hergestellt werden, die nur einen inneren, kontinuierlichen multifilen Träger und einen äußeren Stapelfasermantel aufweisen, in welchem die Fasern aufgrund des teilweise beibehaltenen Dralls untereinander in Eingriff stehen und innerhalb des multifilen Trägers eingeschlossen sind. Dieses Spinnsystem ist auch für die lineare Produktion von verdichteten Garnen mit einem Stapelfasergehalt von 100% geeignet, die im wesentlichen ringgesponnenen oder offenendgesponnenen Garnen entsprechen. Während herkömmliche verdichtete Garne in bezug auf die Verwendung von Stapelfasern in ihrer Spinnbarkeit sehr stark beschränkt sind, ist mit vorliegender Erfindung das Spinnen von Stapelfasern oder von Mischungen weitgehend beliebigen Ursprungs, beliebiger Eigenschaften und beliebiger Stapellänge in einem kontinuierlichen, vollintegrierten Verfahren mit einer Vorrichtung, die mit linearen Abgabegeschwindigkeiten arbeitet, möglich, was technologisch bei herkömmlichen Ringspinn- oder Offenendspinnvorrichtungen nicht erreicht werden kann.

Bei Verwendung des Vorreißers zur Erzielung eines Stapelfaservorrats kann das Fasermaterial die Form eines faserförmigen Wergmaterials oder dgl. haben. Es können kontinuierliche Längen des faserförmigen Ausgangsmaterials verwendet werden, so daß es nicht erforderlich ist, partikelförmige Fasern als Ausgangsmaterial einzusetzen. Auf diese Weise wird durch Verwendung eines billigen Ausgangsmaterials eine hohe Wirtschaftlichkeit, ferner eine kompakte, kontinuiei liehe und einfache Vorrichtung zur Herstellung verdichteter Verbundgarne erzielt.

Die Sammelvorrichtung nimmt eine Schicht aus Stapelfasern oder Längen von Träger- oder Fadenmaterial auf, formt diese und schiebt sie weiter. Insbesondere ist die Sammelvorrichtung zwischen Anfangs- und Endstellen verschiebbar, wobei die Stapelfasern oder Fäden aus der ersten Speisevorrichtung an der Sammelvorrichtung gesammelt oder von der Anfangsstelle vorgeschoben werden, an der sie für die nachfolgenden Arbeitsvorgänge aufgelegt werden. Eine solche Sammelvorrichtung arbeitet vorzugsweise in Verbindung mit einer Vorrichtung, die das Auflegen und Festhalten des Materials auf der Sammelfläche unterstützt Die Vorrichtung erzeugt eine Druckdifferenz an der Steile, an der das erste garnformende Material auf der oberfläche der Sammelvorrichtung und auf der entgegengesetzten Seite der Oberfläche, auf der die Stapelfasern gesammelt werden, angeordnet wird. Beispielsweise besitzt die Sammelvorrichtung eine perforierte Trommel, aus deren Innerem Luft abgezogen wird, so daß ein Luftstrom von der äußeren Oberfläche der Trommel in das Innere erzeugt wird. Die Druckdifferenz wird z. B. in Form eines Teilvakuums erzeugt, das über entsprechende Leitungen an das Innere der Sammeltrommel oder Sammelfläche angelegt wird.

Wenn das erste garnformende Material in Partikelform oder in Faserform von Stapellänge zugeführt wird, wird eine Vorrichtung zum Strangpressen eines Fadens aus die Fasern verbindendem Bindermaterial auf die