DE2513121A1 - Garn und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Description

"Garn und Verfahren zu seiner Herstellung"

Die Erfindung betrifft ein neues, aus unterbrochenen Ρ*?den oder Fasern hergestelltes Garn und ein Verfahren zu seiner Herstellung. Insbesondere betrifft die Erfindung das Verziehen oder Strecken von Faserbündeln oder -strängen wie Lunten, BSndern, Karden, Gespinsten oder in anderen, in der Technik bekannten Formen, '-rorin ein Drall^eber, der herkömmlichen Falschdrallgebern recht ähnlich ist, auf die Faserstr^nge derart einwirkt, daß er sie zu einem Garn verfestigt, dessen Aufbau aus einen abwechselnd verznirnten Kern von im wesentlichen parallelen fasern zusammengesetzt ist, die durch gleichmäßig verzwirnte oder verdrillte Oberfl« ehenfasern. zusammengehalten sind. Die Erfindung betrifft außerdem das aus diesem Verfahren hervorgehende neue Garn.

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W O M*

Mit der Erfindung soll ein höchst produktives und wirksames Verfahren für das kontinuierliche Spinnen eines Garnes angegeben werden, ein Verfahren, das einige Schranken überwindet, vor denen herkömmliche Verfahren stehen. Eine andere Aufgabe der Erfindung ist die Angabe eines Verfahrens, das in Kombination mit im wesentlichen herkömmlichen Textilmaschinen oder -geräten in der Lage ist', bei ungewöhnlich hohen Arbeitsgeschwindigkeiten, einen weiten Bereich von Garntitern zu überstreichen, ohne daß eine echte Verzwirnung oder Klebstoff erforderlich sind. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Erzeugung neuer Garne in vielen verschiedenen Formen mittels des hier beschriebenen Verfahrens.

Sowohl das herkömmliche Ringspinnverfahren als auch das neuerdings eingeführte 6ffen-End-Spinnverfahren (Spinnen mit offenen Enden) macht es erforderlich, daß die das Garn bildenden Fasern_s z.B. Stapelfasern, in derselben Richtung verzwirnt werden, was die weitere Forderung einschließt, daß in diesem Verfahren ein Ende des Garnes, das gesponnen wird, kontinuierlich verdrillt oder rotiert werden muß. Diese Bedingung führt zu einer sehr erheblichen Beschränkung der Fertigungsgeschwindigkeit, denn zum Einführen von typischen zehn Drehungen pro Zoll (englische Zoll) Garnlänge bei einer Lineargeschwindigkeit von beispielsweise 3000 Zoll pro Minute ist für das eine Ende des Garnes eine Drehzahl oder Verdrillgeschwindigkeit von 10 χ 3000, nämlich 30 000 Umdrehungen pro Minute erforderlich. Bekanntlich überschreiten die Drehzahlen in Ringspinnverfahren üblicherweise nicht 20 000 Umdrehungen pro Minute. Wenngleich Offen-End-Spinnmaschinenrotoren mit mehr als 50 000 Umdrehungen pro Minute umlaufen können, nimmt doch der Verzwirneffekt schnell mit zunehmender Drehzahl ab und der Leistungsbedarf des Rotors nimmt dabei schnell unwirtschaftliche Vierte an. Demnach sehen sich beide bekannte Verfahren sehr schweren Hindernissen für die weitere Steigerung der Feftigungsgeschwindigkeit gegenüber. Es würde also ein Vorteil sein, wenn man Garn mittels eines Verfahrens herstellen könnte, dem die genannten Hindernisse

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nicht entgegenstehen. Es sind zwar schon verschiedene Verfahren entwickelt worden und die meisten von ihnen beanspruchen eine deutlich höhere Pertigungsgeschwindigkeit als die herkömmlichen Ring- oder Offen-End-Verfahren. Sie haben jedoch andere Nachteile, die von der Notwendigkeit zur Verwendung von Klebemitteln zum Zusammenhalten der Fasern bis zum Ausstoß von Garnen geringer Festigkeit reichen.

Das hier beschriebene Verfahren unterstellt, daß nicht alle Fasern in einem Garn in derselben Richtung verzwirnt oder verdrillt werden müssen, um dem Garn Festigkeit zu geben. Es wurde nämlich gefunden, daß dann, wenn anfänglich in einen Strang von im wesentlichen parallelen, jedoch unterbrochenen Fasern mit vielen freien Faserenden, die aus dem Kern des genannten Stranges vorstehen, anfangs ein gewisser Drall" eingeleitet wird und wenn die freien Faserenden dann um den Strangkern in einer Richtung verdrillt oder verzwirnt werden, die der in den Strang eingeführten Drallrichtung entgegengesetzt ist, ein bemerkenswert starkes Garn gebildet wird, wenn der anfangs in den Faserstrang eingeleitete Drall nachfolgend wieder weggenommen wird.Während der Wegnahme des anfänglich eingeleiteten Dralls werden die Oberflächenfasern, die um den Kern ge-zwir.nt sind, noch stärker verzwirnt und wirken so im Sinne eines festen oder dichten Zusammenhaltens der Kernfasern. Diese Erkenntnis kann zur kontinuierlichen Herstellung eines Garnes mittels eines Verfahrens benutzt werden, das dem Falschdralltext urierverfahren (auch Falschdrahtverfahren genannt) sehr ähnlich ist.

Im Verfahren nach der Erfindung drückt der Drallgeber dem Garnkern einen Falschdrall auf und verzwirnt oder verdrillt freie Faserenden um den Garnkern.

Garne, die nach dem erfundenen Verfahren hergestellt sind, zeichnen sich dadurch aus, daß sie einen kontinuierlichen Kern aus im wesentlichen parallelen Fasern aufweisen, der

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kontinuierlich oder diskontinuierlich mit einer Hülle oder Schicht aus gleichmäßig verzwirnten, diskontinuierlichen Pasern bedeckt ist. Ein Teil einiger Kernfasern ist mit den Pasern der Hülle verzwirnt und ein Teil der meisten Hüllenfasern ist mit den Kernfasern verzwirnt. Der Kern zeigt einen abwechselnden S- und Z-Schlag und dieser Schlag oder Drall wird in folgender Weise aufgeteilt: In einem Abschnitt des Kernes, wo die Hülle stark oder stramm gezwirnt ist, hat der Kern eine Zwirn- oder Drallrichtung, die der Zwirnrichtung in der Hülle entgegengesetzt gerichtet ist. In einem Bereich des Garnes, in dem die Hülle entweder weniger stark verdrillt ist oder überhaupt nicht verdrillt ist, hat der Kern eine Verzwirnrichtung oder Drallrichtung, die gleich der Drallrichtung in der Hülle ist. Der Drall des Kernes trägt zur Garnfestigkeit bei und verursacht in dem Garn eine Lebhaftigkeit; wenn der Drall gelöst würde, würde dies eine Tendenz zur Auflösung des Dralls der Hülle auslösen. Das neue Garn ist weiterhin gekennzeichnet durch einen im wesentlichen gleichförmigen Steigungs- oder Schraubenwinkel (Helixwinkel) der Hüllenfasern in Bezug auf die Garnachse.

Für die Garne nach dieser Erfindung verwendbare Rohiverkstoffe schließen alle synthetischen und natürlichen organischen textlien Pasern und Kombinationen davon ein. Von natürlichen Pasern mögen beispielsweise Fasern aus Baumwolle, Wolle, Seide, Flachs, Jute, Hanf, Ramiey Hede und dergleichen verwendet werden. Als synthetische Pasern kommen beispielsweise Pasern aus Nylon, Polyester, Polyäthylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Zelluloseacetat und Viskose und Acrylfasern in Betracht«

Einige Pasern aus anorganischem Werkstoff wie Glas und Stahl sind ebenfalls geeignet.

Der Titer der verwendeten Fasern kann über einen weiten Bereich variieren und kann beispielsweise von 1/2 bis 100 Denier gehen je nach Typ der verwendeten Pasern und der Anforderungen an das Garn. Bei Verblendung von Pasern aus Nylon,

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Polyestern, Rayon, Baumwolle und Wolle und anderen gewöhnlichen Textilfasern wird der Titer von 0,75 bis 15 Denier variieren.

Nach dem Verfahren der Erfindung geschaffene Garne liegen vorzugsweise im Bereich von 200 bis 3000 Denier, wenn sie auch nicht auf diesen Bereich beschränkt sind.

Die neuen Garne werden erfindungss;emäß durch ein Verfahren geschaffen, das folgende Schritte umfaßt: Strecken eines£ Faserstranges wie in herkömmlichem Direktspinnen; Anlegen an den gestreckten Paserstrang unter annähernd rechtem Winkel einen diskontinuierlichen Strom zusätzlicher freier Stapelfasern zur Erzielung einer zusammengesetzten Struktur von Fasern, die lose an die Oberfläche des faserigen Stranges (Faserstranges) angefügt oder angeheftet werden ; Fördern der zusammengesetzten Struktur unter dem Zweck entsprechend gesteuerter Spannung durch das Innere eines hohlen, rotierenden, zylindrischen Elementes; hier als Twister, Zwirner oder Drallgeber bezeichnet; Aufbringen eines Dralles auf die zusammengesetzte Struktur mittels des Drallgebers; lineares und kontinuierliches Aufwickeln des gewonnenen Garnes in einer herkömmlichen Oberflächenwickelvorrichtung oder in irgendeiner anderen für das Aufwickeln des Garnes geeigneten Vorrichtung.

In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung wird der Drall mittels eines Drallgebers erzeugt, der einem herkömmlichen Stift-Falschdrallgeber sehr ähnlich ist, dessen Querstift entfernt ist (pin type false twister element having the cross pin removed). Der Drallgeber ist vorzugsweise in der Lage, mit Drehzahlen bis zu 1 000 000 Drehungen pro Minute oder noch höheren Drehzahlen umzulaufen. Der Durchmesser des Innendurchgangs im Drallgeber, durch den das Garn hindurchgeht, sollte vorzugsweise 2 bis 5 mal so groß wie der durchschnittliche Durchmesser des Garnes sein, doch kann er auch recht klein sein, nämlich nur das 1,5-fache des Garndurchmessers oder 10 mal so groß wie der Garndurchmesser oder noch größer. Die ringförmige Fläche

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des Garneinlaufendes des Drallgebers sollte vorzugsweise eine aufgerauhte Oberfläche sein, um den Zwirneffekt auf die losen Oberflächenfasern um den Kern zu verstärken.

Ebenso umfassen die Mittel für die Abgabe und Zufuhr der zusätzlichen Stapelfasern vorzugsweise eine herkömmliche Paseröffnungsvorrichtung etwa vom Typ der Zuführungs-, Reiß- oder Einführungswalze (licker-in fibre opening device) oder mehrere solcher Vorrichtungen, durch die die Pasern geöffnet und auf den gestreckten Paserstrang zu gerichtet werden. Jedoch können auch andere Vorrichtungen, die Stapelfasern liefern,· verwendet werden, so beispielsweise Hochgeschwindigkeitsstreckwalzen oder irgendeine andere bekannte, für den Erfindungszweck brauchbare Vorrichtung. Auch kann an die Stelle des gestreckten Stranges von Pasern oder in Verbindung mit diesem Strang ein kontinuierliches Garn oder ein Multi-Filament-Strang benutzt werden, wenngleich es vorzuziehen und üblicherweise auch wirtschaftlicher ist, einen gestreckten Paserstrang unmittelbar aus Bändern, Lunten oder dergleichen vorzusehen.

Zur Erläuterung der Erfindung wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 in stark vereinfachter, schematischer Darstellung eine Seitenansicht einer für die Ausführung des erfundenen Verfahrens geeigneten Vorrichtung und

Fig. 2 eine stark vergrößerte Seitenansicht eines nach diesem Verfahren geschaffenen Garnes.

Nach Fig. 1 ist eine Paserstreckvorrichtung vorgesehen, die durch die Walzenpaare 2 und 3 dargestellt ist und die Lunte 1 streckt. In der Bewegungsrichtung der Lunte 1 gesehen folgt auf die Walzenpaare 2 und 3 einaDrallgeber 10, der von einem Antriebsriemen 9 her mit hoher Drehzahl angetrieben wird. Außerdem ist eine Zuführvorrichtung 5 an einem Punkt 7 zwischen dem Walzenpaar 3 und dem Drallgeber 10 angeordnet, die zusätz-

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liehe Stapelfasern zur Lunte, die aus dem Walzenpaar 3 als gestreckte Lunte 4 hervortritt, zuführt. Eine Lunte 6 wird der Zuführvorrichtung (licker-in device) zugeführt. Die zusammengesetzte (kombinierte) Paserstruktur 8 geht durch den Drallgeber und wird von Garnförderrollen 12, die dem Garn eine gesteuerte und erzwungene Spannung (Zug) aufdrücken, kontinuierlich weitergefördert.

Schließlich gelangt das fertige Garn 11 in eine Wickelvorrichtung, die es auf eine Sammelrolle (Spindel, Kötzer, Baum) 13 aufwickelt.

Die Arbeitsweise der Anordnung ist wie folgt: Der Drallgeber drückt dem durch den Drallgeber laufenden Garn einen Falschdrall auf und dadurch dreht sich die gestreckte Lunte 4 in der durch einen gekrümmten Pfeil bezeichneten Richtung. Die sich drehende Lunte ¹J ist in der Lage, die zusätzlichen Stapelfasern aufzunehmen und festzuhalten, die von der Zuführvorrichtung geliefert werden; die zusätzlichen Stapelfasern bleiben lose an dem gestreckten Strang 4 haften während dieser Strang zum Drallgeber 10 vorschreitet. Der aus der Lunte U und den Fasern dadurch gebildete, zusammengesetzte Strang hat viele freie Faserenden, die von der Oberfläche abstehen und infolge der Zentrifugalkraft der Rotation mehr oder weniger rechtwinklig zur Garnachse abstehend gehalten werden. Es ist wichtig, daß der Drallgeber 10 schneller rotiert, als die zusammengesetzte Faserstruktur 8nin den Drallgeber eintritt, wodurch ein Schlupf zwischen dem Drallgeber und der genannten, zusammengesetzten Faserstruktur 8 zustande kommt. Infolge-dessen werden die Faserenden der Struktur oder des Stranges 8, wenn sie in Berührung mit der oberen Ringfläche des Drallgebers 10 kommen, um den Kern der Faserstruktur geschlungen, gedrillt oder gezwirnt ;der Kern besteht im wesentliche aus der gestreckten Lunte oder dem gestreckten Band ²J; das Verzwirnen der Außenfasern um den Kern geschieht in einer Richtung, die derjenigen Richtung entgegengesetzt ist, die dem Band oder der Lunte 4

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aufgedrückt worden ist. Am Ausgangsende des Drallgebers 10 und entsprechend der Theorie des Palschdralles wird der dem gestreckten Band 4 aufgedrücke Drall aufgehoben (weggenommen) und dieser Vorgang bewirkt, daß die verzwirnten oder verdrillten Oberflächenfasern sich strammer oder fester um den Kern winden oder legen, wodurch eine vollständige Wegnahme des Dralles im Kern in den Bereichen des Garnes verhindert wird, in denen ein Überschuß oder ein besonders großer Betrag verzwirnter Oberflächenfasern vorhanden ist, und ferner eine Drallumkehr im Kern in den Garnbereichen, in denen ein Mangel an Oberflächenfasern herrscht oder wo die Oberflächenfasern nicht fest genug angezwirnt sind.

Gemäß Fig. 2 sind die Oberflächenfasern 15 um den Kern des Kernes 11 gezwirnt. Die Schraubengangrichtung, nämlich der Richtungssinn, der Verzwirnung im Kern des Garnes wechselt. Die Verzwirnungsrichtung der Oberflächenfasern 15 ist stets gleich in der Richtung und im wesentlichen konstant.

Innerhalb der Erfindung liegen verschiedene Ausfuhrungsformen und Abweichungen von der voranstehenden Besehreibung von Ausführungsformen. Insbesondere können sehr verschiedene Ausbildungsformen von Drallgebern benutzt werden, die in der Lage sind, freie Faserenden um den Kern in der passenden Richtung zu drehen (zu zwirnen). Ebenso können die zusätzlichen Stapelfasern, die durch die Zuführvorrichtung aufgebracht werden,im ihren *. physikalischen oder chemischen Eigenschaften oder in beiden von den Fasern das gestreckten Bandes abweichen.

Im Zweifel sind alle hier beschriebenen und/oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination erfindungswesentlich. Schutz wird begehrt für das, was objektiv schutzfähig ist.

Patentansprüche:

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Claims (3)

1. Patentansprüche :

   Ein Garn, dessen gezwirnter Kern aus diskontinuierlichen parallelen Textilfasern abwechselnd einen S- und einen Z-Schlag aufweist und mit einer Schicht aus diskontinuierlichen, durch Zwirnen oder durch Drall befestigten Pasern besteht, mit folgendem Aufbau: In einem Abschnitt des Garnes, wo die Außenschicht fest gezwirnt ist, ist der Richtungssinn des Dralls oder der Verzwirnung des Kerns dem Verzwirnungssinn in der Außenschicht oder Hülle entgegengesetzt; in einem Bereich des Kernes, in dem die Außenschicht oder Hülle nicht fest (stramm) gezwirnt ist oder in dem die Schicht überhaupt fehlt oder ohne Drall ist, hat der Kern eine Drallrichtung, die mit der Drallrichtung in der Schicht, sofern vorhanden, übereinstimmt.
2. 2. Garn nach Anspruch 1, worin der weit überwiegende Teil der Oberflächenfasern in den physikalischen oder rehemischen Eigenschaften oder in beiden von den den Garnkern bildenden Fasern abweicht.
3. 3. Verfahren zur Erzeugung eines Garnes nach Anspruch 1 oder 2,gekennzeichnet durch das Strecken eines Stranges von Pasern wie in herkömmlichem Direktspinnen; Anlagern eines diskontinuierlichen Stromes oder von Strömen zusätzlicher freier Stapelfasern an den gestreckten, mit Falschdrall versehenen Fasersstrang zur Erzielung einer zusammengesetzten Struktur aus zusätzlichen Pasern, die an die Oberfläche des Paserstranges angeheftet sind; Weiterbewegen der zusammengesetzten Struktur unter entsprechend gesteuerter Spannung durch das innere eines hohlen, rotierenden Elementes (Drallgeber); Aufzwingen eines Dralls oder einer Verzwirnung auf die zusammengesetzte Struktur durch den Drallgeber, worin der Drallgeber die freien Oberflächenenden der zusammengesetzten Struktur um den Kern zwirnt, und zwar in einer Richtung, die der Richtung des Falschdralls entgegengesetzt ist, die in den falsch verzwirnten Kern eingeführt war; lineares und kontinuierliches Aufwickeln des gewonnenen Garnes,

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