DE2517157A1

DE2517157A1 - Spinngarn und verfahren zur herstellung desselben

Info

Publication number: DE2517157A1
Application number: DE19752517157
Authority: DE
Inventors: Yoshikazu Kikuchi; Shin-Ichi Kitazawa; Yo Ogawa; Hirotsugu Suzuki
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1974-04-22
Filing date: 1975-04-18
Publication date: 1975-11-06
Also published as: FR2268096B1; GB1504597A; US4004406A; FR2268096A1

Description

DIPL.-ING. HANS WlEMUTH
DIPL.-ING. PETER-C. SROKA

PATENTANWÄLTE

4 DÜSSELDORF 11 dominikanerstr. 37, postfach728

Telefon (0211)574022

TELEGR/pATENTBRYDGES DÜSSELDORF

17. April 1975 1-4569 _ 14/13

Toray industries Inc. Tokyo /Japan

Spinngarn und Verfahren zur Herstellung desselben

Die Erfindung bezieht sich auf ein Garn, welches aufgrund seines neuen Aufbaues die Art eines gesponnenen Garnes hat; die Erfindung bezieht sich x-zeiterhin auf ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Garnes.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein neuartiges Spinngarn mit einer vielgestaltigen Struktur und neuen nützlichen Eigenschaften, und auf ein Verfahren nach Art eines Falschdraht- bzw. Falschzwirnverfahrens zur Herstellung des Garnes aus einem aus kontinuierlichen Fäden bestehenden Faserbündel .

Bei der Herstellung von Spinngarnen aus synthetischen Fasern erfordern übliche Ringspinnverfahren eine Anzahl von vorbereitenden Prozessen. Nachteile der üblichen Verfahren liegen in einer geringen Produktivität, einer.Noppenbildung und Unregelmäßigkeiten hinsichtlich des Gewichtes je Längeneinheit in den öffnungs- und Streckstufen» Die üblichen Ring-

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spinnverfahren machen somit zusätzlich zu den das eigentliche Verfahren betreffenden Schritten zusätzliche'Verarbeitungsschritte erforderlich. Aber auch mit der komplizierten Verfahrensweise des üblichen Ringspinnprozesses ist es außerordentlich schv/ierig, Fasern mit geringegen physikalischen Eigenschaften, wie beispielsweise Fasern aus gehärtetem Novolacharz oder gehärtetem Novolac-Polyamidharz, zu Garnen zu verarbeiten. Bei der Herstellung von Spinngarnen aus textlien Fasern, beispielsweise Polyesterfasern, Polyamidfasern und Polyacrylfasern erfordert das übliche Ringspinnen eine Beschränkung hinsichtlich des Durchmessers der zugeführten Stapelfaser. Auf diese Weise ist es sehr schwierig, Spinngarne aus Fasern mit feinem Denier herzustellen.

Es sind bereits vielfältige Versuche unternommen worden, diese Nachteile der üblichen Ringspinnverfahren zu beseitigen, siehe beispielsweise die US-PS'en 3 079 746 und 3 365 872 und die GB-PS 1 102 095.

Die US-PS«en 3 079 746 und 3 365 872 beschreiben die Herstellung von Spinngarnen aus diskontinuierlichen Fasern oder einer Kombination aus diskontinuierlichen Fasern und kontinuierlichen Faserbändern. Da diese Druckschriften sich im wesentlichen nur auf Verbesserungen im Bereich der Zwirnstufe beschränken, bleibt die Erfordernis bestehen, die vorbereitenden Arbeitsschritte zur Herstellung der Faserbänder für Ringspinnprozesse zu verbessern.

Die GB-PS 1 102 095 hat ein Produkt und ein Verfahren zum Inhalt, bei denen einige Eigenschaften, die charakteristisch für ein gesponnenes Stapelfasergarn sind, auf ein aus kontinuierlichen Fäden hergestelltes Garn übertragen werden. Solche Garne können viele lange, radial vorspringende Schlaufen bzw. Schleifen haben. Das Vorhandensein von derartigen radial vorspringenden Schlaufen bzw. Schleifen und insbesondere das Vorhandensein von langen Schlaufen an der Garnoberfläche führt zu unerwünschten Garneigenschaften. Bei der Verarbeitung eines

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solchen Garnes auf Strick- oder Wirkmaschinen rufen lange Schlaufen eine unregelmäßige Spannung hervor, wenn das Garn von einer Konusspule oder einer sonstigen Spule abgewickelt wird, so daß es zu Fehlerstellen bei dem fertiggestellten Stoff kommt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein demgegenüber verbessertes Spinngarn mit neuartigem Aufbau bzw. neuartiger Struktur herzustellen.

Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und wirkungsvolles Verfahren zur Herstellung eines solchen Spinngarnes zu schaffen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemäße Garn dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem im wesentlichen von tatsächlichen Drehungen freien Faserbündel besteht, das aus kontinuierlichen und diskontinuierlichen Fäden zusammengesetzt ist, die komplex miteinander verschlungen sind und über ihre Länge willkürliche Krümmungen und Schleifen bzw. Schlaufen aufweisen.

Ein derartiges Garn hat das Aussehen eines gesponnenen Garnes und fühlt sich auch so an; es hat weiterhin die wünschenswerten Eigenschaften, die es für die Herstellung von Strick-, Wirk- und Webstoffen geeignet macht.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Garnes aus einem Faserbündel, das im wesentlichen frei von tatsächlichen Drehungen ist und aus komplex miteinander verschlungenen, kontinuierlichen und diskontinuierlichen Fäden mit willkürlichen Windungen und Schlaufen besteht, ist dadurch gekennzeichnet, daß ein bandförmiges Faserbündel geformt wird, das im wesentlichen frei von tatsächlichen Drehungen ist und aus willkürlich orientierten kontinuierlichen Fäden zusammengesetzt ist, die über ihre Länge mit willkürlichen Krümmungen und Schlaufen bzw. Schleifen versehen sind, und daß anschließend

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dieses bandförmige Bündel falschgezwirnt wird, um es zu dem Garn zu verfestigen bzw. zu verdichten, wobei einige der Fäden während des Falschzwirnprozesses gebrochen werden»

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 in vergrößerter Darstellung eine schematische Ansicht des erfindungsgemäßen Garnes;

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgeraäßen Verfahrens;

Fig. 3 eine schematische perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 4 in vergrößerter Darstellung eine Schnittansicht einer Ausführungsform einer Ejektordüse für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 5 in vergrößerter Darstellung eine Schnittansicht einer abgewandelten Ausführungsform einer für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Ejektordüse;

Fig. 6 in vergrößerter Darstellung einen Längsschnitt einer Ausführungsform einer für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehenen Falschzwirneinrichtung;

Fig. 7 eine Schnittansicht gemäß der Linie Y-Y in Fig. 6;

Fig. 8 und 9 Struktur- bzw. Stapeldiagramme des erfindungsgemäßen Garnes, und

Fig.10 und 11 Struktur- bzw. Stapeldiagramme von bekannten Garnen.

Die Erfindung bezieht sich auf ein neuartiges Spinngarn. Das erfindungsgemäße Garn besteht aus einem Faserbündel, das im wesentlichen frei von tatsächlich vorhandenen Drehungen ist und aus kontinuierlichen und diskontinuierlichen Fäden zusammengesetzt ist. Diese kontinuierlichen und diskontinuierlichen Fasern bzw. Fäden sind vielfältig miteinander verschlungen

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land verkettet und bilden über ihre Länge zufällig entstandene Krümmungen und Schleifen.

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung ein typisches Beispiel des erfindungsgemäßen Garnes in vergrößertem Maßstab. Einige der das Faserbündel bildenden Fäden bzw. Fasern sind teilweise und zufällig um das Faserbündel herumgeschlungen, wobei sie miteinander verknüpft bzw. verkettet sind. Das Umschlingen von Einzelfasern um das Faserbündel und die Verflechtung im Bereich der Faserbündeloberfläche führen ebenso wie die Verflechtung innerhalb des Faserbündels zu einem bestimmten Zusammenhalt und einer mäßigen Festigkeit des Garnes. Das Garn enthält weiterhin eine Vielzahl von freien Enden von gebrochenen, geknickten und schlaufenförmigen Fäden bzw. Fas em, die aus dem Faserbündel des Garnes vorstehen, so daß das Garn sich wie gesponnenes Garn bzw. ein Gespinst anfühlt und auch so aussieht, so daß es sich zu Stoffen verarbeiten läßt, die die erwünschten funktioneilen Eigenschaften haben wie Stoffe, die eus gesponnenem Garn hergestellt sind. Die diskontinuierlichen, gebrochenen Fasern bzw. Fäden haben eine unregelmäßige Länge und die das Faserbündel umschlingenden Fasern sind, bezogen auf die Längsachse des Garnes, unter verschiedenen Winkeln um das Faserbündel herumgelegt.

Der oben beschriebene neue und vielgestaltige Aufbau des erfindungsgemäßen 'Garnes läßt sich in der unten beschriebenen Weise durch die.Parameter S und R charakterisieren.

Unter ein-er Belastung von 500 mg/Denier wird willkürlich über die Länge des Garnes ein Teststück mit einer Länge von 10 mm abgeschnitten, und die Faserlänge der in diesem Teststück vorhandenen Einzelfasern wird dann gemessen. Die Parameter S und R werden anschließend wie folgt definiert:

S = B/A
R = C/D,

wobei A die Anzahl der Fasern ist, deren Länge zwischen 10 mm

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und 12 mm liegt, während B die Anzahl der Fasern ist, deren Länge zwischen 12 und 30 mm liegt, während C die Anzahl der Fasern, deren Länge über 30 mm liegt, und D die Anzahl der in dem Teststück vorhandenen Fasern ist.

Das erfindungsgemäße Garn hat vorzugsweise eine Größe des Parameters S von nicht weniger als 0,5, vorzugsweise von nicht weniger als 1,0, und der Parameter R hat einen ¥ert von nicht mehr als 0,1.

Die durch die Parameter S und R dargestellten Eigenschaften ergeben sich aus der folgenden Erläuterung. Im Fall von Garnen_f die aus einer Vielzahl von parallel zur Längsachse des Garnes verlaufenden Fasern bestehen, ist die Größe des Parameters S gleich Mull. Bei einem durch übliches Ringspinnen erzeugten Stapelfasergarn sind die Fasern in Längsrichtung des Garnes orientiert und zwar aufgrund des Streckprozesses während der Garnherstellung. Die Größe des Parameters S ist jedoch üblicherweise nicht gleich Null, da das Garn eine tatsächliche Drehung hat. Im Falle eines Garnes, das viele radial vorstehende kurze Schlaufen, radial vorstehende kurze Fasern und/oder die Garnoberfläche umhüllende Fasern hat, ist der Wert des Parameters S ziemlich groß, und das Garn hat im allgemeinen erwünschte Eigenschaften hinsichtlich des Aufbauschens und der Gleichmäßigkeit der Abwickelspannung, wenn es von einer Spule od.dgl. abgewickelt wird.

Es ist leicht verständlich, daß der Parameter S das Ausmaß der Orientierung oder Anordnung der das Garn bildenden Fasern anzeigt und die Eigenschaften des Garnes, wie beispielsweise Aufbauschen und Gleichmäßigkeit der Abwickelspannung. Der Parameter R ist ein weiteres Maß für_ die Gleichmäßigkeit der Abwickelspannung. Ein Garn mit einem großen Parameter R ist weniger vorteilhaft hinsichtlich der Gleichmäßigkeit der Abwickelspannung, und zwar aufgrund des Vorhandenseins von vielen radial vorspringenden langen Schleifen und/oder radial vorspringenden langen Fasern an der Garnoberfläche. Die Erfahrung hat gezeigt, daß ein Garn mit einem Parameter 3 von nicht

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v;eniger als 0,5 und einem Parameter R von nicht mehr als 0,1 den besten Aufbauscheffekt hat und die größte Gleichmäßigkeit der Abwickelspannung.

Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Garnes wird erfindungsgemäß von einem bandförmigen Faserbündel ausgegangen, das im wesentlichen frei von Drehungen und aus willkürlich orientierten, kontinuierlichen Fasern besteht, die über ihre Länge willkürliche Krümmungen und Schleifen bilden, und daß dieses bandförmige Bündel nach der Falschzwirn- bzw. Falschdrahtmethode bearbeitet wird, um es zu einem Garn zu verdichten.

Das bandförmige Bündel kann dadurch hergestellt werden, daß eine Polymerschmelze durch eine Spinndüse zu Fäden extrudiert wird, die vorzugsv/eise pneumatisch durch Druckluftstrahlen gestreckt werden und anschließend auf einem Förderer abgelegt werden, um die Fäden wegzufordern.

In den Fig. 2 und 3 sind einander entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Eine Polymerschmelze wird durch eine (nicht dargestellte) Spinndüse einer Schmelzspinnmaschine 10 extrudiert, wodurch Fäden entstehen, die einer Druckluft- oder Ejektordüse 12 zugeführt werden. Die Fäden werden, wenn sie die Druckluft- oder Ejektordüse 12 durchlaufen, pneumatisch durch die Druckluft gestreckt. Die. die Düse 12 verlassenden. Fäden 20 werden auf einem Förderer 24 abgelegt, der die Fäden beträchtlich langsamer wegfördert, als sie durch die Düse 12 zugeführt werden. Der Förderer 24 kann ein endloses Förderband oder eine Drehtrommel sein, das bzw. die aus einem Drahtgewebe, einer perforierten Metallplatte od.dgl. besteht. Über dem Förderer 24 befinden sich zwei Ablenkplatten 21, 22 und unterhalb des Förderers 24 ist ein Saugkasten 25 angeordnet. Aufgrund dieser Konstruktion werden die auf dem Förderer abgelegten Fäden zu einem bandartigen Bündel geeigneter Breite zusammengefaßt, in dem die Fäden leicht miteinander verbunden bzw. verschlungen sind.

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Bei den in den Fig. 2 und 3 dargestellten Vorrichtungen kann an Stelle eines Förderbandes eine perforierte Drehtrommel verwendet werden und die Ablenkplatten können durch einen bodenlosen Kasten ersetzt sein. Die Ablenkeinrichtung ist vorzugsweise so angeordnet, daß die die Düse 12 verlassenden Fäden auf die Ablenkplatten auftreffen. Die Druckluftstrahlen sollen vorzugsweise, und zwar bezogen auf die nach unten gerichtete Laufrichtung der Fäden, unter einem Winkel auf die aus der Düse ausgestoßenen Fäden einwirken, bevor diese Fäden auf die Ablenkeinrichtung auftreffen, um die Anzahl der seitlich aus dem bandförmigen Bündel herausstehenden Krümmungen und Schlaufen der Fäden zu erhöhen, und um die Verflechtung der Fäden miteinander zu verbessern.

Das auf dem Förderer abgelegte bandförmige Bündel ist im wesentlichen frei von Drehungen und setzt sich aus willkürlich orientierten kontinuierlichen Fäden zusammen, die über ihre Länge willkürliche Krümmungen und Schlaufen bilden. Genauer ausgedrückt sind die Fäden des Bündels, bezogen auf ihre Längsrichtung, willkürlich gekrümmt und bilden willkürliche Schlaufen, während die Verbindung zwischen den einzelnen Fäden nur sehr schwach ist. Die gekrümmten und schlaufenförmigen Enden stehen seitlich aus dem Bündel hervor. Es hat sich gezeigt, daß die Breite des bandförmigen Bündels vorzugsweise zwischen 5 mm und 50 mm liegen soll, und daß der mittlere Durchmesser der Fäden vorzugsweise niedriger als 5 Denier ist, und zwar insbesondere in einer Größenordnung zwischen 0,3 bis 3 Denier.

Das auf diese Weise gebildete bandförmige Bündel wird dann einer Flaschzwirnzone zugeführt, in der das Bündel falschgezwirnt und zu einem Garn verdichtet wird.

Gemäß den Fig. 2 und 3 wird das bandförmige Bündel 23 der Falschzwirnzone durch einen Spalt zwischen dem Förderer 24 und einem Gegenband 33 zugeführt und gelangt in eine Falschzwirneinrichtung 50. In der durch die Spalte 70 und 71 begrenzten Falschzwirnzone wird das bandförmige Bündel durch

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Drallströmungen falschgezwirnt, die in der Falschzwirneinrichtung 50 entstehen, wobei das Bündel zu einem Garn mit im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt verdichtet wird. Das Garn wird dann nach Passieren eines Lieferwerks 60 mittels einer Wickeleinrichtung 90 zu einem Garnkörper aufgewickelt.

Wenn das bandförmige Bündel falschgezwirnt wird, werden gleichzeitig einige der kontinuierlichen Fäden unter dem Einfluß der Wirbel- oder Drallströmungen und/oder infolge der Reibung zwischen den Fäden und der Innenwand der Falschzwirneinrichtung 50 zu diskontinuierlichen Fäden mit unregelmäßiger Länge gebrochen. Dabei wird gleichzeitig die Verflechtung bzw. Verschlingung zwischen den Einzelfäden verbessert und einige der kontinuierlichen als auch der gebrochenen Fäden werden um das Faserbündel herumgewickelt bzw. -geschlungen. Auf diese Weise wird ein Garn mit dem oben beschriebenen neuen Aufbau erhalten.

Der Falschzwirnprozeß wird vorzugsv/eise durch Drallstrahlen bzw. Drallströmungen durchgeführt, wobei kalte Druckluft, heiße Druckluft, überhitzter Dampf od.dgl. als Medium verwendet werden können. Die Drallstrahlen bzw. Drallströmungen können in geeigneter Weise mittels einer üblichen Falschzwirneinrichtung erzeugt werden, beispielsweise einer Strahlzwirneinrichtung. Die für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendete Vorrichtung kann, wie in Fig. 2 dargestellt, vorzugsv/eise ein Heißaggregat 40 und ein Schmälzaggregat 41 umfassen.

Der Aufbau des erfindungsgemäßen Garnes läßt sich durch Regulierung der Strömungsgeschwindigkeiten in der Düse 12 und/oder in der Falschzwirneinrichtung steuern, oder durch Abwandlung des Aufbaues der Falschzwirneinrichtung, und/oder durch Regulieren der Breite des auf dem Förderer abgelegten bandförmigen Bündels.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform der Druckluft- oder Ejektordüse, bei der die Druckluft durch einen seitlichen Einlaß

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13 einer im wesentlichen ringförmigen Kammer 11 zugeführt wird, aus der die Druckluft durch einen im wesentlichen ringförmigen Düsenspalt 15 in den Auslaßstutzen 14 strömt. Die dem Einlaßstutzen 16 zugeführten Spinnfäden verlassen den Auslaßstutzen 14 unter dem Einfluß der Druckluftstrahlen. Die Druckluft- bzw. Ejektordüse ist vorzugsweise in einem geeigneten Abstand von einer Spinndüse angeordnet.

Die in Fig. 5 dargestellte Druckluft- oder Ejektordüse ist so angeordnet, daß die gesponnenen Fäden direkt der Düse zugeführt werden, d.h. ohne daß sie einen freien Luftraum durchlaufen» Zu diesem Zweck ist die Ejektordüse unmittelbar an eine Spinndüse 18 einer Schmelzspinnmaschine 10 angeschlossen. In diesem Fall wird Druckluft durch einen Einlaß 19 einer Kammer 9 zugeführt, und zwar durch Öffnungen 8 der Kammerwand 17. Die der Kammer 9 zugeführte Luft verläßt diese zusammen mit den aus der Spinndüse 18 extrudierten Fäden durch den Auslaßstutzen 7.

Eine für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugte Ausführungsform einer mittels eines Druckmediums betriebenen Falschzwirneinrichtung ist in den Fig. 6 und 7 dargestellt. Durch einen Einlaßstutzen 51 zugeführte Druckluft gelangt in-eine Ringkammer· 52 und tritt aus dieser durch Öffnungen 54 in einen im wesentlichen kreisförmigen Garnführungskanal 53 ein. Die Öffnungen 54 sind so angeordnet, daß die Druckluft im wesentlichen tangential und, bezogen auf die Längsachse des Garnführungskanal es 53, unter einem Winkel in diesen Kanal 53 eintritt. Statt, wie in Fig. 7 dargestellt, zwei Öffnungen 54 vorzusehen, können auch mehrere derartige Öffnungen vorhanden sein. Fig. 6 zeigt, daß die einzelnen Öffnungen bzw. Bohrung 54 unter einem Winkel Θ gegenüber der strichpunktiert dargestellten Längsachse des kreisförmigen Garnführungskanales 53 geneigt ist. Der Winkel θ hat vorzugsweise eine Größe von 30 bis 60°, insbesondere 35 bis 45°, um der sugeführten Druckluft den notr/oncllgen Drall zu erteilen und die in der Falschzwimeinriehtung zu behandelnden Fasern

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anzusaugen. Auf diese Weise wird in dem Garnführungskanal der Falschzwirneinrichtung eine Drallströmung erzeugt, und die zugeführten Fäden bzw. Fasern werden falschgezwirnt und unter dem Einfluß der Drall- oder Wirbelströmung zu einem Garn verdichtet.

Als Äusgangsmaterial zur Herstellung des erfindungsgemäßen Garnes können synthetische Fasern unterschiedlichen Typs verwendet werden und Mischungen von synthetischen Fasern bzw. Fäden und Naturfasern. Als bevorzugte Ausgangsstoffe werden organische Synthesefasern verwendet, beispielsweise auf der Basis von Polyester, Polyamiden und Polyacrylstoffen einschließlich Copolymeren davon und Novolac-Polyamidharze sowie Mischungen dieser Polymerstoffe.

Das erfindungsgemäße Garn kann einige diskontinuierliche Fäden mit entweder glatten oder abgekn-ickten Enden enthalten. Die freien Enden der gebrochenen Fäden und der gekrümmten und schlaufenförmigen verlaufenden Fäden, die aus dem Garnfaserbündel hervorstehen, erzeugen auf der Garnoberfläche einen erwünschten Faser- bzw. Fusseleffekt. Es hat sich herausgestellt, daß vorzugsweise mehr als 10% aller gebrochenen, gekrümmten und schlaufenförmigen Fadenenden aus der Garnoberfläche heraustreten.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Garnes und des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich wie folgt zusammenfassen:

a) das erfindungsgemäß hergestellte Garn hat das Aussehen eines gesponnenen Garnes und fühlt sich auch wie ein solches anj

b) das erfindungsgemäße Garn zeichnet sich durch einen ausgezeichneten Aufbauscheffekt und durch Gleichmäßigkeit bei der Abwickelspannung aus, und zwar verglichen mit Garnen, die aus schlaufenförmigen kontinuierlichen Fäden bestehen;

c) das erfindungsgemäße Garn hat einen höheren Widerstand gegenüber Streck- bzw. Reckkräfte, und zwar verglichen mit Wickelgarnen aus kontinuierlichen Fäden;

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d) Spinngarne mit ihren vorteilhaften Eigenschaften lassen sich auf einfache Weise herstellen und verarbeiten ohne komplizierte Prozesse wie bei der Herstellung von Stapelfasergarnen j

e) es lassen sich Spinngarne mit einem hohen Wirkungsgrad bei einem niedrigen Kostenniveau herstellen;

f) mittels Spinndüsen hergestellte Fäden können direkt dem erfindungsgemäßen Verfahren zugeführt werden, und

g) Spinngarne können aus Fäden mit einer niedrigen Denierzahl und/oder Fäden mit minderen physikalischen Eigenschaften hergestellt werden.

Bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich die folgenden Methoden anwenden:

1) Dem oder den Ejektordüsen können unterschiedliche Faserarten zugeführt werden;

2) aus einer einzelnen Spinndüse können gleichzeitig verschiedene Polymerstoffe extrudiert und zu Fäden geformt werden, die der oder den Ejektordüsen zugeführt werden;

3) es können zusammengesetzte Fäden erzeugt und der oder den Ejektordüsen zugeführt werden;

4) das Garn kann teilweise vor oder nach seiner Herstellung geschmolzen werden, und

5) das erfindungsgemäße Garn läßt sich strecken und/oder verzwirnen und/oder zusammendrehen.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird an Hand der folgenden Beispiele, die jedoch keinen beschränkenden Charakter haben, näher beschrieben, wobei die Vorrichtung gemäß Fig. 3 benutzt wurde.

Beispiel 1

Polyäthylenterephthalat mit einer Grundviskosität von 0,55 wurde durch eine Spinndüse extrudiert. Die auf diese Weise erhaltenen Fäden wurden einer Ejektordüse zugeführt, die mit Druckluft von 1,25 kg/cm G beaufschlagt wurde. Die Ejektordüse

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war direkt an die Spinndüse angeschlossen, so daß die Spinnfäden keinen freien Luftraum zu durchlaufen hatten. Die Fäden wurden von der Druckluft mit einer Geschwindigkeit von 65OO m/min, durch eine im Durchmesser 3 mm große Öffnung ausgestoßen und gleichzeitig pneumatisch verstreckt. Diese Fäden wurden auf einem sich bewegenden Förderer abgelegt, nachdem sie auf zwei Ablenkplatten aufgetroffen waren, um ein bandförmiges Faserbündel mit einer Breite von 15 mm zu bilden. Das Bündel war im wesentlichen frei von tatsächlich vorhandenen Drehungen und bestand aus willkürlich orientierten kontinuierlichen Fäden mit willkürlichen Krümmungen und Schleifen bzw. Schlaufen. Das Bündel wurde anschließend kontinuierlich einer Falschzwirneinrichtung zugeführt, die mit Druckluft von 3,5 kg/cm G beaufschlagt wurde, durch den von der Falschzwirneinrichtung erzeugten Druckluftwirbel bzw. Druckluftdrall bei einer Geschwindigkeit von 263 m/min, falschgezwirnt und als verdichtetes Garn mit einer Geschwindigkeit von 250 m/min, aufgewickelt. Das Garn hatte dann den in Fig. 1 dargestellten Aufbau. Bei diesem Garn waren einige der kontinuierlichen Fäden zu diskontinuierlichen Fasern mit unregelmäßiger Länge gebrochen. Das Garn hatte die Nummer 50 metrisch, und sowohl die kontinuierlichen als auch die diskontinuierlichen Fäden, die aus dem Bündel heraustraten, waren unter verschiedenen Winkeln dicht übereinander um das Bündel herumgewunden bzw. gewickelt. Das 'Bündel bestand aus einem Gemisch von kontinuierlichen und gebrochenen Fäden und war im wesentlichen frei von Drehungen.

Fig. 8 zeigt das Zusammensetzungß-bzw. Stapeldiagramm des erhaltenen Garnes. Die Werte der Parameter S und R betrugen 2,7 bzw. 0,034. Einige Eigenschaften des erfindungsgemäßen Garnes und eines Garnes, das durch übliches Ringspinnen hergestellt worden war, wurden gemessen und sind in der folgenden Tabelle 1 aufgeführt. Das auf konventionelle Art versponnene Garn setzte sich aus Polyäthylenterephthalatfas.ern mit einer Länge von 51 mm und einem Feinheitsgrad von 2,5 Denier/Fasern zusammen. ¥ie es Tabelle 1 zum Ausdruck bringt, ist das erfin-

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dungsgemäße Garn bauschiger als das durch konventionelles Ringspinnen hergestellte Garn, und es hatte die erwünschte Längenverteilung der gekrümmten, s chlauf enf örmigen und gebrochenen Faserenden. Das erfindungsgemäße Garn zeigte außerdem eine hervorragende Gleichmäßigkeit der Abwickelspannung, wenn es beim Stricken von einer Konusspule abgewickelt wurde, und zwar aufgrund der Tatsache, daß es keine Oberflächenfasern mit mehr als 10 mm Länge enthielt.

Tabelle 1

	Ar&\^ Länge der ^^^ der Fa- ^xFasern sern ^>.	erfIndungs- gemäßes Garn	3-6	6-10	mehr als 10	ringgesp onne- nes Garn	3-6	6-10	mehr als 10
metrische Nummer des Garns (Nm)	gekrümmtes oder schlaufenförmiges Ende	1/50	40	1	0	1/50	0	0	0
Bauschigkeit des Garnes (cm /gr)	Faserende	21.2	25	7	0	17.6	75	12	0
Anzahl der Fasern auf der Garn oberfläche (je Meter)

Zu Vergleichszwecken wurden Garne aus Polyäthylen-ferephthalatfasern nach den in der GB-PS 1 102 095 und der US-PS 3 079 beschriebenen Verfahren hergestellt. Das Stapeldiagramm des Garnes gemäß der GB-PS 1 102 095 ist in Fig. 10 enthalten, während Fig. 11 das Diagramm des Garnes gemäß der US-PS 3 079 746 zeigt.

Bei dem Garn gemäß der GB-PS 1 102 095 hatten der Parameter S einen ¥ert von 0,34 und der Paramater R einen Wert von 0,2,

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— ι ζ) —

während das Garn gemäß der US-PS 3 079 746 einen Parameter S mit einem Wert von 0,04 hatte. Da das Garn gemäß der GB-PS 1 102 095 eine Vielzahl von langen Schlaufen auf der Oberfläche hatte, war die Abwickelspannung des Garnes nicht gleichmäßig, und es war schwierig, dieses Garn zu einem Stoff zu verstricken.

Beispiel 2

Polyethylenterephthalat mit einer Grundviskosität von 0,48 wurde durch eine Spinndüse extrudiert. Die auf diese Weise erhaltenen Fäden wurden einer Ejektordüse zugeführt, die mit

Druckluft von 1,25 kg/cm G beaufschlagt wurde; die Ejektordüse war unmittelbar an die Spinndüse angeschlossen, so daß die erzeugten Spinnfäden der Ejektordüse ohne Durchlaufen eines freien Luftraumes zugeführt wurden. Die Fäden wurden mittels Druckluftstrahlen bei einer Geschwindigkeit von 6500 m/min, durch eine im Durchmesser 3 mm große Öffnung ausgestoßen und gleichzeitig pneumatisch verstreckt. Bevor die ausgestoßenen Fäden auf die Ablenkplatten auftrafen, wurden gegen die Fäden Druckluftstrahlen mit einem Druck von 0,5 kg/cm G gerichtet. Die Fäden wurden dann in Form eines bandförmigen Bündels auf einem sich bewegenden Förderer abgelegt. Das Bündel wurde einer Falschzwiraeinrichtung zugeführt, die mit einer Gesehwindigkeit von 200 m/min, mit Druckluft von 3,5 kg/cm G beaufschlagt wurde, mittels der Drall- bzw. Wirbelströmungen falschgezwirnt und dann mit einer Geschwindigkeit von 186 m/min, als verfestigtes bzw. verdichtetes Garn aufgewickelt. .Das auf diese Weise erhaltene Garn hatte die Nr. 30 metrisch, und der Garnaufbau war im wesentlichen der gleiche wie beim Beispiel 1. Das Garn hatte das Aussehen wie gesponnenes Garn und fühlte sich auch wie dieses an. Fig. 9 zeigt das Stapeldiagramm dieses Garnes. Die Parameter S und R hatten Werte von 2,1 bzw. 0,007. Das Garn läßt sich gleichmäßig abwickeln und kann leicht durch Stricken oder Wirken verarbeitet werden.

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Beispiel 3

Das Verfahren gemäß Beispiel 2 wurde wiederholt, wobei die Zuführgeschwindigkeit eines bandförmigen Bündels zur Falschzwirneinrichtung 300 m/min, betrug, während die Aufwickelgeschwindigkeit des Garnes bei 290 m/min, lag. Das auf diese ¥eise erhaltene Garn hat die Nr. 47 metrisch und die Parameter S und R haben die ¥erte 1,3 bzw. 0,052. Das erhaltene Garn entsprach in seinem Aufbau im wesentlichen dem Garn gemäß Beispiel 1 und" hatte das Aussehen eines gesponnenen Garnes und fühlte sich auch so an.

Beispiel 4

Mehrere aus Nylon 6 bestehende Fäden (30 Denier, 12 Fäden), die einer Ölbehandlung ausgesetzt gewesen waren, wurden einer Ejektordüse der in Fig. 4 beschriebenen Art zugeführt, die mit Druckluft von 2 kg/cm G beaufschlagt wurde. Die ausgestoßenen Fäden wurden in einem bandartigen Bündel auf einem sich mit einer Geschwindigkeit von 200 m/min, bewegenden Förderer abgelegt, und dieses bandartige Bündel wurde mit Wirbel- bzw. Drallstrahlen falschgezwirnt und als verdichtetes bzw. verfestigtes Garn mit einer Geschwindigkeit von 200 m/min, aiigewiekelt. Während der Falschzwirnbehandlung wurden einige der kontinuierlichen Fäden zu diskontinuierlichen Fäden unregelmäßiger Länge gebrochen. Das Garn bestand aus einem Kernbündel, das von aus dem Kernbündel austretenden Oberflächenfasern zusammengehalten und verflochten war. Das Garn war sowohl aus kontinuierlichen als auch aus gebrochenen Fäden mit willkürlichen Krümmungen und Schleifen zusammengesetzt, und das Kernbündel war im wesentlichen frei von tatsächlichen Drehungen. Das Garn hatte die Nr. 30 metrisch und war dem gemäß Beispiel 1 erhaltenen Garn ähnlich, obwohl das Garn mehrere radial vorstehende lange Schlaufen bzw. Schleifen hatte als das Garn gemäß Beispiel 1. Es ließen sich einige Unregelmäßigkeiten der Abwickelspahnung beim Verarbeiten bzw. Verstrecken dieses Garnes in einem Stoff feststellen, obwohl dabei keine wirklichen Schwierigkeiten auftraten. Die Parameter S und R dieses Garnes betrugen 0,6 bzw. 0,084.

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Beispiel 5

Es wurde ein Polyäthylenterephthalat mit einer Grundviskosität von 0,63 extrudiert. Die auf diese ¥eise erhaltenen Fäden wurden pneumatisch verstreckt, indem man sie durch die in

Fig. 4 dargestellte Ejektordüse hindurchschickte, der Drucken

luft mit 3,5 kg/cm G- zugeführt wurde; die E'äden wurden dann in B'orm eines bandartigen Bündels mittels Ablenkplatten auf einem sich bewegenden Förderer abgelegt. In diesem Beispiel betrug der Abstand zwischen der Ejektordüse und der Spinndüse 40 cm. Die Ausstoßgeschwindigkeit der Fäden betrug 60Ό0 m/min.. Das bandförmige Bündel bestand aus willkürlich orientierten kontinuierlichen Fäden mit Willkürliehen Krümmungen und Schlaufen. Die ausgestoßenen Fäden hatten eine Feinheit von 1,4 Denier, eine Reißfestigkeit von 2,8 g/Denier und eine Dehnung von 35%» Das Bündel wurde falschgezwirnt und mit einer Geschwindigkeit von 150 m/min, aufgewickelt, um ein Garn zu erhalten. Während des Falschzwirnens wurden einige der kontinuierlichen Fäden gebrochen. Das Garn hatte eine Reißfestigkeit von 193 g und eine Dehnung von kO%, Es wurde ein Garn mit der Nr. 50 metrisch erhalten. Der Aufbau des Garnes war ähnlich dem Aufbau des gemäß Beispiel 1 erhaltenen Garnes, und das Garn hatte das Aussehen eines gesponnenen.Garnes und fühlte sich auch so an. Die Parameter S und R. betrugen 1,8 bzw. 0,05.

Beispiel 6

Jis wurde Polyäthylenterephthalat mit einer Grundviskosität von 0,50 extrudiert und die auf diese ¥eise erhaltenen Fäden wurden beim Durchlaufen der-in Fig. 4 dargestellten Ejektordüse pneumatisch gestreckt, die von der Spinndüse einen Abstand von 40 cm hatte. Der Ejektordüse wurde Druckluft mit 3,0 kg/cm G zugeführt. Die aus der Düse ausgestoßenen Fäden wurden in Form eines bandartigen Bündels mittels Ablenkplatten auf einem sich bewegenden Förderer abgelegt. Die Ausstoßgeschwindigkeit der Fäden betrug 6100 m/min.. Das bandförmige Bündel bestand aus gdachten, willkürlich orientierten kontinuierlichen Fäden von 0,3 Denier je Faden. Das Bündel wurde falschgezwirnt und mit einer Geschwindigkeit von 30 ni/min» aufgewickelt. Es wurde ein

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Garn mit der Nr. 114 metrisch erhalten und der Aufbau des Garnes war ähnlich dem Aufbau des gemäß Beispiel 1 erhaltenen Garnes. Die Parameter S und R betrugen 2,1 bzw. 0,02.

Beispiel 7

Der Vorrichtung wurden Zweikomponentenfäden aus Nylon 6 als der einen Komponente und einem Copolymer aus Nylon 6 und Nylon 66 als der anderen Komponente zugeführt. 3s wurde im wesentlichen in der gleichen Weise verfahren wie beim Beispiel 6, wobei jedoch die Ausstoßgeschwindigkeit der Fäden 3600 m/min, betrug, die Feinheit des Fadens bei 1,1 Deiiier lag und das Garn mit einer Geschwindigkeit von 100 m/min_o aufgewikelt wurde. Auf diese Weise wurde ein Garn mit der Nr. 38 metrisch erhalten. Der Aufbau des Garnes war ähnlich dem Aufbau des gemäß Beispiel 1 erhaltenen Garnes. Der Wert des Parameters S betrug 1,2 und der Wert des Parameters R war 0,087. :
Kräuselung.

war 0,087. Beim Erwärmen des Garnes auf 150° C entstand eine

Beispiel 8

Novolacharz (mit einem mittleren Molekulargewicht von 70O), in das 20 Gevi.-% Nylon 6 eingemischt worden war, wurde in Form von Fäden extrudiert und die Fäden wurden der beschriebenen Einrichtung zugeführt. Es wurde im wesentlichen das Verfahren gemäß Beispiel 6 wiederholt, wobei jedoch die Ausstoßgeschwindigkeit der Fäden 4800 m/min, und der Abstand zwischen der Spinndüse und dem Einlaß der Ejektordüse 60 cm betrug, während die Feinheit des Fadens bei 1,1 Denier lag. Die ausgestoßenen Fäden hatten eine Reißfestigkeit von 0,6 g/Denier und 13^ Dehnung. Das erhaltene Garn hatte die Nr. 4,3 metrisch, wobei der Aufbau ähnlich dem Aufbau des Garnes gemäß Beispiel 1 war. Die Parameter S und R betrugen 3,1 bzw. 0,03. Das Garn wurde in einer Mischung von Sulfosäure und Formalin weiterbehandelt. Das auf diese Weise behandelte Garn war nicht entflammbar.

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Claims

- 19 Patentansprüche

Garn, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem im wesentlichen von tatsächlichen Drehungen frei.en Faserbündel besteht, das aus kontinuierlichen und diskontinuierlichen Fäden zusammengesetzt ist, die komplex miteinander verschlungen sind und über ihre Länge willkürliche Krümmungen und Schleifen bzw. Schlaufen aufweisen«
2. Garn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einige

' der das Faserbündel bildenden Fäden teilweise und willkürlich um das Faserbündel herumgewickelt bzw. herumgeschlungen und miteinander verflochten sind.
3. Garn nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Faserbündel eine Vielzahl von freien Enden gebrochener Fäden und gekrümmt verlaufende und schlaufenförmige Fäden umfaßt, die aus dem Faserbündel hervorstehen.
4. Garn nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert des Parameters S nicht unter 0,5 liegt.
5. Garn nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert des Parameters S nicht unter 1,0 liegt.
6. Garn nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert des Parameters R nicht größer als 0,1 ist.
7. Garn nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die das Faserbündel bildenden Fäden aus Polyester, Polyamiden und Polyacrylstoffen und Novolac-Polyamidharzen und Mischungen dieser Stoffe: besteht.
8. Verfahren zur Herstellung eines Garns aus einem Faserbündel, das im wesentlichen frei von tatsächlichen Drehungen ist und aus komplex miteinander verschlungenen, kontinuierlichen

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und diskontinuierlichen Fäden mit willkürlichen Windungen und Schlaufen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß ein bandförmiges Faserbündel geformt wird, das im wesentlichen frei von tatsächlichen Drehungen ist und aus willkürlich orientierten kontinuierlichen Fäden zusammengesetzt ist, die über ihre Länge mit willkürlichen Krümmungen und Schlaufen bzw. Schleifen versehen sind, und daß anschließend dieses bandförmige Bündel falschgezwirnt wird, um es zu dem Garn zu verfestigen bzw. zu verdichten, wobei einige der Fäden während des Falschzwirnprozesses gebrochen werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß kontinuierliche Fäden einer mit einem Druckmedium beaufschlagten Düse, insbesondere Ejektordüse (12), zugeführt und hinter der Düse auf einem sich bewegenden Förderer abgelegt werden, um dadurch das bandförmige Bündel zu bilden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ejektordüse mittels einer Spinndüse hergestellte Fäden zugeführt werden, die im Bereich der Ejektordüse von den Druckstrahlen bzw. Druckströmungen pneumatisch verstreckt werden.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden unmittelbar nach ihrem Austreten aus der Spinndüse der Ejektordüse zugeführt werden, ohne daß sie durch einen freien Luftraum laufen.
12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ejektordüse vorverstreckte Fäden zugeführt werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß man die aus der Ejektordüse ausgestoßenen Fäden auf eine Ablenkeinrichtung auftreffen läßt, die oberhalb des sich bewegenden Förderers angeordnet ist.

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14. Verfahren nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß man gegen die aus der Ejektordüse ausgestoßenen Fäden, bevor diese auf die Oberfläche der Ablenkeinrichtung auftreffen, einen Druckmittelstrahl richtet.
15« Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß man das bandförmige Bündel unter dem Einfluß einer Drall- oder Wirbelströmung falschzwirnt.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß einige der das Bündel bildenden Fäden während des FaIschzv/irnprozesses zu Abschnitten unregelmäßiger Länge gebrochen werden.
17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß einige der das Bündel bildenden Fäden teilweise und willkürlich während des Falschzwirnprozesses um den Bündelkern herumgeschlungen v/erden.

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