DE2521108A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von filzgarn - Google Patents

Description

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IWS Nominee Company Limited, Wool House, Carlton Gardens, LONDON SWl / England

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Filzgarn

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Filzgarn.

Die niederländische Patentanmeldung Nr. 74/o3653 beschreibt das Filzen von Faserbändern mittels sich horizontal bewegender Rollen oder Walzen. Das Faserband wird durch vertikal angebrachte Walzen geführt und die Ober- und Unterwalzen werden in axialer Richtung in bezug aufeinander bewegt. Um bei dem erforderlichen Filzmaß einen ausreichend großen Produktionsausstoß zu erzielen, müssen 3o bis 5o Walzenpaare benutzt werden, von denen jedes seinen eigenen Dreh- und Oszillationsmechanismus aufweist. Demzufplge ist eine derartige Maschine oder Vorrichtung groß und teuer.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung der genannten Art zu schaffen, wonach das Filzen von Faserband und aus Wolle hergestellten Garnen in relativ einfacher und preiswerter Weise möglich ist.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe zeichnet sich erfindungsgemäß ein Verfahren zum Herstellen von Filzgarn dadurch aus, daß ein Wolle enthaltendes Faserband oder Garn in Anwesenheit von Wasser

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durch ein flexibles Führungsrohr geführt wird und daß das Führungsrohr gebogen wird. Eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete erfindungsgemäße Vorrichtung ist gekennzeichnet durch ein oder mehrere um eine Achse drehbare Glieder und durch ein einen Pfad für das Garn bildendes flexibles Führungsrohr, wobei der Ort der Drehung der Glieder um die Achse den Pfad schneidet.

Der erfindungsgemäß benutzte Biege- oder Oszillationsvorgang erfolgt grundsätzlich quer zur Bewegungsrichtung des Garns. Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzeugt den erforderlichen Biegevorgang des Führungsrohres in einer dem Betrieb einer Peristaltik-Pumpe analogen Weise. Die Erfindung ist gleichermaßen anwendbar auf ungesponnenes Faserband, wenn ein Filzgarn erzeugt wird (das vollständig durch wahllose Faserverflechtungen zusammengehalten wird und hierdurch seine Festigkeit erhält), wie auch auf bereits gesponnenes Garn, wenn ein gefilztes Garn erzeugt wird, in dem die Fasern verdichtet sind und ihre Festigkeit ohne derartige wahllose Verflechtung erhalten. Der in der vorliegenden Anmeldung benutzte Ausdruck Filzgarn bezieht sich somit auf beide genannten Garnarten (feit und felted garn). Wenn ein ungezwirntes Faserband in die erfindungsgemäße Vorrichtung geführt wird, ist es vielfach vorteilhaft, das Garn dadurch zu verfestigen, daß ihm eine Falschzwirnung erteilt wird.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, bei dem ein oszillierendes bzw. schwingendes Führungsrohr von einigen Dezimetern Länge benutzt wird, können Filzgarne mit einem annehmbaren Filzgrad bei einer Produktionsgeschwindigkeit erzeugt werden, die vergleichbar mit derjenigen herkömmlicher Spinnverfahren ist. Der Innenquer-

schnitt der Führungsrohre sollte zwischen 5 - 60 mm /ktex betragen. Ein kleinerer Durchmesser kann zu einem zuläangsamen Filzvorgang und/oder zu einem zu geringen Filzgrad führen, während der Transport des Garns durch die Rohre schwierig ist. Ein größerer Durchmesser kann ein für die meisten Anwendungen zu flaches Garn ergeben.

Wenn die Oszillationsbewegung einer Querwelle entspricht, unter-

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liegt das Faserband oder das Garn solchen Kräften, die zu einem Transport der Wolle durch das Rohr führen. Wenn daher an den Enden des Rohres keine Spannung auf die Wolle ausgeübt wird, ergibt sich

in direkter Zusammenhang zwischen der Transportgeschwindigkeit und der Frequenz der Querwelle. Dadurch ist es möglich, die Wolle ohne Spannung durch die Führungsrohre zu transportieren, was für den Filzvorgang günstig ist.

Im einfachsten Fall könnte die erfindungsgemäße Vorrichtung aus einem geraden Rohr bestehen, dem durch einen Kurbel-, Nocken- oder ähnlichen Mechanismus eine hin- und hergehende Bewegung erteilt wird. Der Innenquerschnitt des Rohres ist vorzugsweise kreisförmig da andere Formen zu unerwünschten Garnkonfigurationen führen könnten. Der Filzprozeß wird bedeutend durch Verwenden eines flexiblen Rohres beschleunigt, das an nur einer oder wenigen Stellen an der Vorrichtung angelenkt ist. Wenn die Erholungsgeschwindigkeit des flexiblen Rohres relativ klein ist, entsteht eine Wellenbewegung, die einen günstigen Einfluß auf den Filzprozeß haben dürfte. Zu diesem Zweck kann ein Rohr aus elastischem Material, wie Gummi oder Kautschuk, oder ein spiralförmiges Federgebilde mit einer kleinen Steigung benutzt werden. Auf diese Weise wird eine stationäre Wellenbewegung erzeugt. Durch geeignetes Einstellen der die Bewegung erzeugenden Vorrichtung kann eine Wanderwelle erzeugt werden. In diesem Fall wird außer der Filzwirkung ein Transportvorgang erzielt. Hierdurch ist es möglich, das Garn ohne Spannung durch das System zu führen, so daß das erforderliche Filzmaß in einer kürzeren Zeit erreicht wird.

Wenn nach der Erfindung die besonderen Eigenschaften von Keratinfasern, insbesondere von Wolle, ausgenutzt werden, ist es bevorzugt, daß der Anteil solcher Fasern zur Erzielung der besten Ergebnisse möglichst groß ist. Jedoch können auch Mischungen aus Wolle mit anderen Fasern angewendet werden, wenn der Anteil an Wolle nicht zu klein ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die zur Durchführung desselben bestimmte Vorrichtung arbeiten am besten bei Garnen größerer Fein-

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heitsnuininer (count) und sind besonders vorteilhaft beim Behandeln oder Herstellen von Garnen für Teppiche. Die allgemein benutzten und für Florteppiche dienenden Spinngarne werden oft vor der Weiterverarbeitung zu einem Teppich einer Filzl?ehandlung unterworfen. Diese erfolgt gewöhnlich als Chargenvorgang, bei dem Stränge des Garns in Anwesenheit einer Filzlösung (z.B. Säure oder alkalische wässrige Lösung mit einem Reinigungsmittel) gerührt oder bewegt werden. Nicht so behandelte Garne bewirken vielfach beim Benutzen einen Trennvorgang und geben dem Teppich ein mattes Aussehen, wenn sich die Fasern mit denjenigen von angrenzenden Garnen verflechten Die vorliegende Erfindung beinhaltet ein wesentlich wirtschaftlicheres, kontinuierliches Verfahren zum Filzen von Spinngarnen und ermöglicht das Auslassen des Spinnschrittes sowie ein Erzeugen eines Filzgarns direkt von ungesponnenem Faserband.

Die vom Faserband nach der Erfindung hergestellten Garne sind dicht und schwer abnutzbar. Auch nach starker Benutzung bzw. Beanspruchung in einem Florteppich verlieren sie nicht ihre Eigenschaft oder ihr Aussehen als getrennte Garne. Wggen der Faserkonfiguration dieser Garne wird ferner bei denselben Färbebedingungen die Farbintensität gegenüber herkömmlichen Garnen verstärkt. Dies gilt insbesondere für die Garnenden, was vor allem für Florteppiche wichtig ist. So wurde beispielsweise ein zweiteiliges Teppichversuchsstück hergestellt. Der erste Teil wurde aus normalen gesponnenen Teppichgarnen mit 27oo tex hergestellt, während der zweite Teil aus 27oo tex Filzgarnen erzeugt wurde, die nach der vorliegenden Erfindung von Faserband produziert wurden. Die Dichte betrug 2o ooo Büschel/m . Nach einem Abnatzungsversuch, der etwa Io ooo Begehungen entsprach, hatten die normalen Garne ihre Identität bzw. Vereinzelung verloren, und die diesen zugeordnete Teppichhälfte hatte ein mattes Aussehen. Demgegenüber hatte die Hälfte mit den Filzgarnen immer noch ihr ursprüngliches neues Aussehen. Außerdem schien die Filzgarnhälfte in ihrer Farbe leuchtender zu sein.

Aufgrund der Reibungseigenschaften des Führungsrohres in der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann bei Garnen mit größerer Fein-

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heitsnummer (count) eine größere Ausbeute in Meter/min erzielt werden. Es sind Geschwindigkeiten bis zu 2o m/min erreichbar, obwohl für allgemeine Zwecke Geschwindigkeiten von 8-12 m/min bevorzugt sind.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 - die erfindungsgemäße Vorrichtung in schematischer Seitenansicht und
Figur 2 - die Vorrichtung aus Figur 1 in Vorderansicht.

Gemäß den Figuren trägt eine Welle Io ein Paar von Endplatten 12, an dem sechs unter gleichem Abstand angeordnete Rotorglieder 14 befestigt sind. Die Rotorglieder 14 enthalten Rollen 16, die aus weichem bzw. glattem Kunststoffmaterial bestehen und auf Wellen angebracht sind, die zwischen den Endplatten 12 und einer Anzahl von Stützscheiben 2o gehalten werden. Die Welle Io ist in vom Rahmen der Vorrichtung gehaltenen Lagern 22 angebracht und wird mittels eines Riementriebes über eine Riemenscheibe 24 gedreht.

Flexible Führungsrohre 26 aus Silikonkautschuk sind in Vorsprüngen 28, 3o an der Oberseite der Vorrichtung befestigt. Die Spannung der Führungsrohre 26 ist dergestalt, daß während der Drehung der Wellen/Rotorgliedanordnung eine Berührung zwischen dem Führungsrohr 26 und den Rollen 16 aufrechterhalten bleibt, ohne daß ein Ausflachen oder Plattdrücken des Führungsrohres stattfindet. Die Binlaßseitigen Vorsprünge 28 tragen jeweils ein kurzes Metallrohr 32, das in einen mit Filzlösung 36 gefüllten und in Figur 2 aus Gründen der Einfachheit fortgelassenen .obei-tanks (header tank) 34 hineinragt. Das ankommende Faserband 38 wird durch diese Lösung 36 benetzt und führt einen Teil derselben durch die Führungsrohre 26. Die ausgangsseitigen Vorsprünge 3o haben jeweils ein längeres und über die Flüssigkeitsoberfläche ragendes Fühnungsrohr 4o. Löcher oder Öffnungen 42 im Führungsrohr 4o ermöglichen es, daß der Hauptteil der durch die Führungsrohre 26 geleiteten Lösung in den Tank 34 zurückkehren kann, ohne daß eine Störung beim Austreten des Filzgarns 44 auftritt. Es sind Stützrollen 46

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vorgesehen, um das ankommende Faserband 38 und das sich ergebende Filzgarn 44 zu stabilisieren bzw. zu beruhigen.

Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, biegen sich die Führungsrohre 26 an den Stellen, wo sich die Rollen 16 befinden. Zwischen diesen verlaufen die Führungsrohre gerade. Wenn daher die Welle angetrieben wird, bewegen sich die Biegestellen in den Führungsrohren 26 mit den Rollen 16, und die Teile der Führungsrohre zwischen den Rollen sind mit einer Schwingungsamplitude in Richtung zur mittigen Welle Io versehen. Daraus ergibt sich eine wandernde Queroder Transversalwellenbewegung der Führungsrohre 26. Das Faserband 38 wird durch diese Wellenbewegung gefilzt, und das sich ergebende Filzgarn 44 wird zum Speichern und/oder für eine andere Verwendung abgeführt. Auch wenn sich die Rollen 16 um ihre Wellen 18 frei drehen können, wurde festgestellt, daß bei Betriebsgeschwindigkeiten zwischen den Rollen 16 und den Führungsrohren 26 ein großer Schlupf auftritt. Deshalb ist eine Schmierung günstig, und Wasser oder überschüssige Filzlösung,vermag diese Schmierung durchzuführen und die Abnutzung der Führungsrohre 26 stark zu vermindern. Das Faserband kann allein durch die Wellenbewegung durch das Führungsrohr transportiert werden, und es ist keine separate Kraft erforderlich. Die Geschwindigkeit, mit der sich das Faserband bewegt, steigt mit der Geschwindigkeit bzw. Drehzahl der Rollen 16. Eine typische Wellendrehzahl liegt im Bereich von 4oo-15oo Umdrehungen pro Minute, wobei die Drehzahlen von 9 - 12oo Umdrehungen pro Minute gute Resultate ergeben.

Das Filzmaß reicht normalerweise für normale Anwendungsfälle von Wollgarnen aus. Wenn jedoch ein stärkeres Filzmaß erforderlich ist, beispielsweise wenn das Faserband nur teilweise aus Wolle besteht, kann das Garn unmittelbar in ein zweites Führungsrohr zwecks Durchlaufen eines zweiten Filzzyklus eingeführt werden. Alternativ können auch längere Führungsrohre verwendet werden, die zweimal um den Rotor gewunden sein können. Um die Führungsrohre zu schützen und die Zeit zu verlängern, während derer sie benutzt werden können, kann zwischen den Rollen und dem Führungsrohr ein Riemen angeordnet sein. Dieser ist am Rahmen der Vorrichtung fest-

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gelegt und besteht aus einem flexiblen, jedoch nicht dehnbaren Material, wie armiertem Gummi oder Kautschuk. Da die Bewegung an den Enden der Rohre groß sein kann, was möglicherweise schließlich zu einer Zerstörung der Rohre führt, kann am Rahmen ein Puffer aus elastischem Material angebracht sein, um die Oszillations- oder Schwingbewegung des Rohres in der Nähe der Vorsprünge 3o aufzuhalten. Der Puffer kann beispielsweise aus Schaumgummi hergestellt sein. Andere Wege zur Reduzierung dieser Schwingungen bestehen beispielsweise darin, daß die Vorsprünge 3o mit einer flexiblen, sich nach unten zu den Rohren 26 verjüngenden Verbindung versehen werden oder daß der Abstand der VorSprünge 3ο von der Rotoranordnung vergrößert wird.

Außer Faserbändern können auch gefachte (folded) Wollgarne nach dem beschriebenen Verfahren gefilzt werden. Nachfolgend werden einige Beispiele für nach der Erfindung erzeugte Garne angegeben:

Beispiel I

Ein Faserband (27oo tex) mit loo % Wolle und einem Feuchtigkeitsgehalt von 2oo % wurde nach dem obigen erfindungsgemäßen Verfahren gefilzt. Der Rotor der Vorrichtung hatte einen Durchmesser von 175 mm und der Innen- bzw. Außendurchmesser der Führungsrohre betrug 6 mm bzw. 9 mm. Die Vorrichtung drehte sich mit 12oo Umdrehungen pro Minute. Das mit 7 Meter/min erzeugte Garn hatte eine Einreißfestigkeit von 92oo gf.

Beispiel II

Mit Ausnahme des Mundstücks, das einen Innendurchmesser von 2 mm hatte, wurde ein loo % Wollfaserband (5oo tex) unter den Bedingungen wie in Beispiel I gefilzt, wobei sich ein Filzgarn mit einer Einreißfestigkeit von 185o gf ergab.

Beispiel III

Ein Filzgarn mit einer Einreißfestigkeit von I29oo gf wurde von einem Faserband (27oo tex) hergestellt, das aus 55 % Wolle und 45 % Polyester bestand. Die Bedingungen waren dieselben wie im Beispiel II.

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Die Garne oder Faserbänder können entweder in Richtung der Drehung der Rotorglieder oder entgegen dieser Richtung in die erfindungsgemäße Vorrichtung eingeführt werden, wobei jedoch der erstgenannte Fall bevorzugt ist. Das Filzgarn kann beispielsweise durch Rollen oder Walzen aus der Vorrichtung herausgezogen werden.

- Patentansprüche -

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Claims (8)

Patentansprüche

1. Verfahren zum Herstellen von Filzgarn, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wolle enthaltendes Faserband oder Garn in Anwesenheit von Wasser durch ein flexibles Führungsrohr geführt wird und daß das Führungsrohr gebogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsrohr eine Wellenbewegung ausführt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenbewegung diejenige einer Wanderwelle ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Herstellen eines Filzgarns von einem Faserband diesem eine Falschzwirnung (false-twist) vor dem Einleiten in das Führungsrohr erteilt wird, um das Verflechten der Fasern zu förder-.

5. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-4, gekennzeichnet durch ein oder mehrere um eine Achse (lo, 18) drehbare Glieder (14, 16) und durch ein einen Pfad für das Garn bildendes flexibles Führungsrohr (26), wobei der Ort der Drehung der Glieder um die Achse den Pfad schneidet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsrohr (26) aus Silikonkautschuk besteht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Glieder Rollen (16) sind, die an einer um ihr Zentrum (lo) drehbaren Scheibe (12, 2o) befestigt sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsrohr (26) über die Rollen (16) gezogen ist.

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