EP0696331A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines mischgarnes sowie mischgarn - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines mischgarnes sowie mischgarn

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EP0696331A1
EP0696331A1 EP95908868A EP95908868A EP0696331A1 EP 0696331 A1 EP0696331 A1 EP 0696331A1 EP 95908868 A EP95908868 A EP 95908868A EP 95908868 A EP95908868 A EP 95908868A EP 0696331 A1 EP0696331 A1 EP 0696331A1
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EP
European Patent Office
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yarn
staple fibers
air
suction
nozzle
Prior art date
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EP95908868A
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English (en)
French (fr)
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EP0696331B1 (de
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Gotthilf Bertsch
Erwin Schwarz
Albert Rebsamen
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Heberlein AG
Original Assignee
Heberlein Fasertechnologie AG
Heberlein and Co AG
Heberlein Maschinenfabrik AG
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Publication date
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Publication of EP0696331B1 publication Critical patent/EP0696331B1/de
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D02YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02GCRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G1/00Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics
    • D02G1/16Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics using jets or streams of turbulent gases, e.g. air, steam
    • DTEXTILES; PAPER
    • D02YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02GCRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G3/00Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
    • D02G3/22Yarns or threads characterised by constructional features, e.g. blending, filament/fibre
    • DTEXTILES; PAPER
    • D02YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02GCRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G1/00Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics
    • D02G1/16Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics using jets or streams of turbulent gases, e.g. air, steam
    • D02G1/165Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics using jets or streams of turbulent gases, e.g. air, steam characterised by the use of certain filaments or yarns

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for producing and finishing a mixed yarn in an air stream consisting of at least one continuous filament yarn and staple fibers, the air stream leading the continuous filament yarn.
  • the classic yarn which is made from natural fibers such as cotton or wool by spinning, gives the end product a typical textile character due to the properties of the raw materials and the spinning process. Since the introduction of the so-called artificial silk, many manufacturing processes for the yarn on the one hand, as well as for the treatment or refinement of the yarn on the other, have emerged. In particular, two ventilation technologies were able to establish themselves on the market for finishing filament yarns. Both techniques are based on endless filament yarns that have already been spun, be it from artificial or natural silk.
  • the air intermingling technique allows the production of multi-component yarns. For example, a combination of filament yarn and fiber yarn or two filament yarns.
  • the air entangling technique requires a filament yarn to "twist" the fiber yarn component.
  • Air-entangled multicomponent yarns are additionally refined for special applications. However, you are Mostly finished products for subsequent processing such as weaving, knitting, etc. With the air swirling technique, special properties and effects can be created that cannot be achieved by the spinning process.
  • the second air technology that was able to establish itself in industrial practice is the so-called air blast texturing.
  • the air-blast texturing allows a single continuous filament yarn to be treated or two (or more) continuous filament yarns to be combined into a multi-component yarn and finished.
  • Air bubble texturing started in the 1950s. This makes it possible to produce a so-called loop yarn from one or more smooth, endless filament yarns.
  • the core piece for the air blasting texturing is the air blasting texturing nozzle, which is shown larger in a simplified section in FIG. 3.
  • the feed speed (Vi) of the filament yarn to the air-texturing nozzle is higher than the run-off or take-off speed (V2).
  • V2 run-off or take-off speed
  • the corresponding longitudinal displacements between the filaments are triggered by the energy of the flowing air.
  • the loop formation causes an effective shortening of the yarn length.
  • the nozzle thus becomes a "yarn eater", i.e. Due to the higher inlet speed, more yarn is sped in than drawn off. However, the supposedly missing amount of yarn can be found in the form of loops and leads to an increase in the titer after the nozzle.
  • the loop formation is modeled in Figure 4.
  • a braiding point "F" is usually defined.
  • a deflector is very often arranged to deflect the already textured yarn immediately after it emerges from the texturing nozzle (FIG. 5).
  • the compressed air can be introduced into the thread channel in parallel (FIG. 5) or, as shown in FIG. 3, radially. It is possible, two or even Introduce more continuous filament yarns into the thread channel at the same time and form a textured yarn e.g. to combine so-called effect or volume yarns.
  • the thread channel in the lower section is designed as a compressed air injection channel (PK) and a subsequent nozzle channel (DBK).
  • PK compressed air injection channel
  • DBK subsequent nozzle channel
  • the compressed air is fed to the nozzle head at 5-15 bar, preferably 6-10 bar.
  • the high feed pressure has the result that, with a suitable design of the nozzle, in particular of the nozzle channel or.
  • Nozzle acceleration channel a supersonic flow is generated.
  • the most recognized expert opinion assumes that the success of the air blast texturing is based precisely on the exploitation of the phenomenon of supersonic flow, especially the known shock fronts or rapid sequence of compression and expansion of the air.
  • the supersonic phenomena are obtained even if one or more smooth filament yarns are passed through the nozzle duct.
  • Recent investigations have shown that even higher-frequency vibrations occur superimposed on the compression waves, which ultimately produce the loops on the filaments together with the alternating shock waves.
  • the filament yarns are preferably guided into the middle of the blowing stream with the thread channel.
  • the compact yarn is drawn off at right angles after it emerges from the nozzle in the area of the braiding point (F). It is assumed that the bundling coincides very precisely with a compression point of the air flow. For more than 20 years, this process has been used successfully worldwide for the production of various types of yarn.
  • mixed yarn means a multicomponent yarn made from continuous filament yarn and staple fibers.
  • the continuous filament yarn is usually made from synthetic fibers, optionally also from natural silk, the staple fibers can be natural products such as cotton, wool etc. or else staple fibers made of synthetic fibers.
  • mixed yarn is often also understood to mean a spun yarn made of various staple fibers (synthetic fibers and natural fibers). This yarn is referred to below as mixed yarn.
  • the object of the invention was now to produce a mixed yarn in an air stream which essentially has all the natural advantages possible from the combination of endless filament yarn and staple fibers and can be used in industrial practice, in particular a twist-free mixed yarn should also be able to be produced.
  • the method according to the invention is characterized in that a suction zone is formed with the air stream which guides the continuous filament yarn, through which the staple fibers prevent the Endlo ⁇ filament yarn are mixed and endless filament yarn with staple fibers as a blended yarn are air blast textured.
  • the filament yarn is passed through traditionally through an expanding nozzle acceleration channel of an air blowing texturing nozzle and opened;
  • Staple fibers are sucked into the open filament yarn by the air flow and mixed in by a metering device;
  • the air flow is converted into a shock wave flow, which forms loops on the filaments, which encompass and bind the staple fibers, whereupon
  • the textured blended yarn is drawn off approximately at right angles.
  • the filament yarn and the staple fibers are probably intertwined, but each take a completely different shape.
  • the loops formed on the filaments of the continuous filament yarn are initially radially outward bulges of the filaments.
  • the staple fibers are also grasped from the inside and also moved outwards into the bulge.
  • the staple fibers are taken along and integrated into the respective loop so as to be displaceable.
  • the staple fibers have the same binding effect as spinning, but without real twisting.
  • an annular gap for feeding the staple fibers is formed in a first section of the suction zone, the annular gap being arranged over the entire circumference or only over part of the circumference.
  • the annular gap is not so much used for a uniform introduction of the fibers over the entire circumference, but rather for a favorable influence on the air flow. Tests have shown that it is sufficient if the staple fibers are fed in only at one point or at individual points along the circumference.
  • the suction zone is preferably designed as a suction mixing chamber, in such a way that a free discharge cross section is formed in the direction of the air flow, and the essential part of the air blast texturing is carried out outside the suction mixing chamber.
  • the suction-mixing chamber is delimited to the rear and to the side in the manner of an enveloping bell and is designed to be completely open in the direction of flow and preferably merges directly into a free looping section. So far, the best product qualities could actually be achieved if the suction mixing chamber was open in the direction of flow and the loop formation and the braiding zone (braiding point F) were designed to be impact-free. However, short tests have shown that an impact body can also be used.
  • the textured mechanical yarn be drawn from the braiding point approximately at right angles to the air flow.
  • the staple fibers are advantageously fed into the suction mixing chamber on one side, preferably with a radial component, and the textured mixed yarn is drawn off from the braiding point, but in the opposite direction to the feed direction of the staple fibers.
  • the invention further relates to a device for producing a blended yarn from at least one continuous filament yarn and staple fibers and is characterized in that it has an air blowing texturing nozzle and a suction mixing head with a feed device for the staple fibers.
  • the suction mixing head is preferred at the outlet end of the air blowing texturing nozzle or after the nozzle acceleration channel arranged and has an opening in the transition area for feeding the staple fibers.
  • the suction mixing head also forms a free outflow cross-section, with a shut-off device advantageously being arranged on the side of the feed device for the staple fibers. This prevented a negative influence of the suction flow on the feed of the staple fibers. It was also possible to produce a textured blended yarn if the feed opening to the suction zone for the staple fibers was arranged between the compressed air injection duct and the nozzle / acceleration duct or if the feed opening to the suction zone for the staple fibers was designed as a radial bore at the end of the nozzle acceleration duct . In all cases, however, an improvement could be achieved if an annular channel was formed around the suction mixing head for the intake air.
  • the new invention further relates to a device for the industrial production of mixed yarn, consisting of at least one continuous filament yarn and staple fibers, with a large number of units arranged in parallel, consisting of delivery units, air blower nozzle and winding device with drive and control units, and is characterized in that Air blowing nozzles are designed as air blowing texturing nozzles combined with a suction mixing head for the feeding of staple fibers, each of which can be fed via a staple fiber delivery unit.
  • the staple fibers can either be taken from a flyer spool and fed to the suction mixing head after stretching, or they can be removed from a can and mixed in after appropriate dissolution.
  • the new invention in particular allows an entire machine to be designed so that it can be used either for the production of conventional textured filament yarns or blended yarns or multi-component yarns.
  • Test trials have shown that the device or machine itself can be operated in such a way that an endless filament, either alone or in addition, is sped into staple fibers in the suction / mech head become. It can already be seen that this variant permits a further expansion of the application or an enlargement of the product variety.
  • the new invention further relates to a blended yarn consisting of at least one continuous filament yarn and staple fibers and is characterized in that the blended yarn was produced in the air-blast texturing process as a twist-free loop yarn, the staple fibers being incorporated in the loops of the endless filaments so as to be non-displaceable are. All previous attempts have been based on the production of textured yarns with titers in the range of 50-1,000 dtex. According to the current state of knowledge, the area can easily be larger.
  • Figures 1 to 5 show different solutions for the air flow treatment and finishing of endless filament yarns in the prior art, which have been described in the introduction.
  • FIGS. 7, 8 and 9 each show a section through three different air texturing nozzles with a suction mixing head;
  • FIG. 10 shows a section of the device according to FIG. 8 on a larger scale;
  • FIG. 11 shows a micro section of one of the mixed yarns according to the invention;
  • FIG. 12 shows a comparison of the classic spinning process for a mixed yarn and the new air texturing process for the production of a mixed yarn according to the invention. Ways and implementation of the invention
  • the air-blowing machine shown in FIG. 6 is used to produce a mixed yarn from at least one (two or more) continuous filament yarn 1 and staple fibers 2.
  • the continuous filament yarn 1 is supplied from a filament feed unit 3 to an air-blowing texturing device 4 and passes through a continuous yarn channel in the same.
  • the staple fibers 2 are drawn off from a flyer spool 6 as a conveyor belt 8 via a fiber stretching device 5.
  • the fiber material can also be removed from a can 7 and fed to the air-blowing texturing device 4 via a corresponding opening device.
  • a withdrawal device 9 is arranged after the outlet end of the yarn channel. After the take-off device 9, the finished blended yarn 10 then runs to a take-up device 11.
  • the fiber drafting device 5 is preferably designed in such a way that the ends of the staple fibers lead close to the suction zone, at least until the beginning of the incorporation process of the tips in the Loops of endless filament yarn.
  • the continuous filament yarn 1 can be supplied with a liquid by means of a schematically indicated wetting device, arrow 12. This liquid, preferably water, then passes together with the filament yarn 1 into the yarn channel of the texturing device and supports the texturing process there.
  • the new air-blowing texturing machine 13 can be designed in a similar way to the known air-blowing machines with a large number of production units over the entire length of the machine, which is not shown, and which stands on the floor 15 via stands 14.
  • the same air-texturing device 4 to refine the previously known loop yarn from one or more endless filaments or to produce new mix yarn.
  • the type of end product only decides whether staple fibers are additionally fed or not, or whether the fiber drafting device 5 is put into operation or not. to Simplification is shown only a single fiber delivery plant.
  • two or more fiber supply units can also be assigned to an air blowing texturing device 4. All delivery plants are designed so that the respective feed speed can be selected and regulated, e.g. with the known variable speed drives.
  • the entire system is managed and monitored by a computer 16. In this way, the optimal operating conditions can be set, monitored and regulated in each case, in particular the optimum feed and take-off speeds.
  • FIG. 7 shows a schematic longitudinal section of the core elements of a first embodiment of the air-blowing texturing device 4.
  • three bodies 21, 22 and 23 are held in abutting manner in a cylindrical sleeve 20, and have axial bores 24 or 25 and 26 respectively.
  • the bores 24, 25 and 26 are aligned coaxially with one another and together form a continuous yarn channel, for example. for the passage of Endlo ⁇ multifilament yarn 1 and la ( Figure 9).
  • the yarn channel is essentially divided into three sections, a first conically narrowing insertion section 24, a guide bush 19 which has a constriction in the sense of a needle eye, and an adjoining nozzle section, in the middle part of which the bore 26 is located.
  • the main parts of the nozzle section are a feed point 18 for the continuous filament yarn into the high-pressure air stream and a nozzle acceleration channel 17.
  • a nozzle ring gap 27 is formed through which compressed air is introduced laterally into the yarn channel.
  • the compressed air preferably 6-10 bar is introduced from a source (not shown) via a chamber 28 and one or more bores 29 in the body 21 into an annular space which is present above the annular gap 27.
  • the compressed air blowing flow generates a supersonic flow in the nozzle acceleration channel 17.
  • a second annular gap 30 opens into the bore 26 of the yarn channel at a point that serves as a suction zone is formed and lies in the running direction of the continuous filament yarn 1 after the nozzle annular gap 27.
  • the suction zone lies between the annular gap 27 and the bore 26 and is generated by the air stream which is blown downwards out of the nozzle annular gap 27 through the bore 26.
  • the underpressure arises from the fact that the cross-sectional area in the area of the annular gap 30 is larger than the cross-sectional area of the bore 25.
  • the staple fibers are introduced through a bore 32 in the sleeve 20 and in the body 23 into an annular space above the annular gap 30, which is recessed between the body 22 and the body 23.
  • the outlet end or mouthpiece of the nozzle acceleration channel is designated by 31.
  • FIG. 8 shows a schematic longitudinal section of an air texturing nozzle of a second, more preferred embodiment of the air-blowing texturing device 4.
  • Two bodies 41 and 42 with axial bores 44 and 45 are arranged abutting one another in a cylindrical sleeve 40.
  • a third body, designed as a suction mixing head 51, is attached to the sleeve 40.
  • the suction mixing head 51 has a plate 43 which extends across the lower end of the body 42.
  • the plate 43 is arranged at a small distance from this lower end and thus forms an annular gap 50.
  • the plate 43 contains a conical bore 46 which forms a suction zone.
  • the bores 44 and 45 are aligned approximately coaxially with one another and together form a continuous yarn channel for the passage of the continuous filament yarn 1.
  • a driver nozzle 47 is formed by an annular gap, through which compressed air is introduced into the yarn channel 45 .
  • the compressed air is introduced from a source, not shown, via a chamber 48 and one or more bores 49 in the body 41 into the annular space 48 '.
  • a high-pressure air jet is directed through the introducing point 18 into the bore 45 through the driver nozzle 47.
  • a suction ring gap 50 and an annular channel 52 are formed which open into the conical bore 46.
  • FIG. 9 shows a longitudinal section through the core element of a third embodiment of the air-blowing texturing device 4.
  • a body 61 contains a longitudinal bore 64 which opens in a lower end section towards an outlet end 71.
  • the continuous filament yarn 1 and possibly further endless filaments la etc. run into the longitudinal bore or the yarn channel 64 laterally, at an acute angle to the direction of movement of the yarn 1, an air supply bore 67 through which Compressed air is introduced into the yarn channel 64.
  • an air supply bore 67 through which Compressed air is introduced into the yarn channel 64.
  • the compressed air is supplied to the air supply bore 67 or the air supply bores from a source, not shown.
  • a fiber feed bore 70 opens laterally into the yarn channel. It is the point where there is a negative pressure in the air flow blown downward from the air supply bore 67 in the yarn channel 64, because the flow cross-section for the air flow to the outlet end 71 is expanded in a trumpet shape. Staple fibers 2 are introduced through the fiber feed bore 70. Only one fiber feed bore 70 is shown; However, as in the other examples shown, two or more such feed bores 70 could also open laterally into the yarn channel 64, in which case different staple fibers or possibly filaments can then be fed through each of these bores. The texturing takes place in the area of the outlet end 71 and below.
  • FIG. 10 The texturing process being shown graphically.
  • the Düsenab ⁇ cut the figure 10 corresponds to the solution according to Figure 8. It has been shown that an important first point is a clean design of the inward transfer 18 for the endless filament yarn.
  • the main task here is to bring the high-pressure jet together with the endless filament 1 into the bore 45 from the driver nozzle 47 in such a way that the maximum possible energy of the compressed air is retained. In the operating state, an overpressure is established in the insertion point 18 of the texturing nozzle.
  • the second important point is the design of the nozzle acceleration channel 17 (DBK). An uncontrollable intermingling must not occur in the nozzle acceleration channel, but an ultrasound flow must be generated by which the endless filament yarn is opened.
  • DBK nozzle acceleration channel 17
  • a suction zone U is formed in the suction mixing head 43.
  • the length dimension 53 of the protected suction mixing zone U can be relatively small.
  • the actual length of the suction mixing zone (AM) is effectively longer than the part protected by the conical bore 46.
  • the loop formation zone is marked with SB and the braid zone is marked with FZ.
  • the yarn 10 is drawn off at right angles to the left, as is also designated with two arrows as textured yarn (TMG) is.
  • a shut-off device 54 protects the fiber feed from a disturbing air flow from the suction effect of the shock wave flow.
  • the staple fibers 2 are fed in as a conveyor belt 8 'in accordance with FIG.
  • a microscopic section according to FIG. 11 shows a section of a textured mixed yarn (10). A large number of filaments 101 can be seen which bind in the individual fibers 100.
  • Figure 12 is a comparison of the overall processes, from the raw material to the finished product. On the one hand, the path from the original fiber to the finished spun yarn, and on the other hand, the path from the endless filament and the staple fiber to the mixed yarn according to the invention.

Abstract

Die neue Erfindung schlägt die Herstellung eines Mischgarnes vor, das aus den zwei Komponenten, Endlos-Filamentgarn und Stapelfasern, besteht. Das Mischgarn wird über einen Luftblastexturierprozess hergestellt. Es ist gelungen, die Stapelfasern in das Garn verschiebefest einzubinden, was durch die beim Texturieren erzeugten Schlingen an den Endlos-Filamenten sichergestellt wird. Durch die Bildung einer Ansaugzone des Luftstromes unmittelbar vor dem Beginn der eigentlichen Texturierung können die Stapelfasern angesaugt und in das Innere des Garnes eingemischt und durch die Schlingen fest im Garn verankert werden. Die Erfindung betrifft ein neues Herstellverfahren, wie eine Vorrichtung z.B. eine ganze Maschine, mit der nun wahlweise z.B. das bekannte Schlingengarn oder aber das neue Mischgarn herstellbar ist.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Mischgarnes sowie Mischgarn
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung und Veredelung eines Mischgarnes im Luftstrom bestehend aus wenigstens einem Endlos-Filamentgarn und Stapelfasern, wobei der Luftstrom das Endlos-Filamentgarn führt .
Stand der Technik
Das klassische Garn, das aus Naturfasern wie Baumwolle oder Wolle durch Spinnen hergestellt wird, gibt dem Endprodukt durch die Eigenschaften der Rohstoffe und dem Spinnvorgang einen je typischen Textilcharakter. Seit der Einführung der sogenannten Kunstseide sind viele Herstellverfahren für das Garn einer¬ seits, sowie für die Behandlung bzw. Veredelung der Garne anderseits entstanden. Für die Veredelung von Filamentgarnen konnten sich insbesondere zwei Lufttechniken im Markt etablieren. Beide Techniken basieren auf bereits ausgesponnenen Endlos-Filamentgarnen, sei es aus Kunst- oder Naturseide.
Die Luftverwirbelungstechnik, schematisch in Figur 1 darge¬ stellt, erlaubt die Herstellung von Mehrkomponentengarnen. Dabei wird z.Bsp. ein Verbund von Filamentgarn und Fasergarn oder von zwei Filamentgarnen hergestellt. Im Gegensatz zum Luftspirinen von Stapelfasern benötigt die Luftverwirbelungs¬ technik ein Filamentgarn um die Fasergarnkomponente zu "um¬ wirbein" . Luftverwirbelte Mehrkomponentengarne werden für besondere Anwendungen zusätzlich veredelt. Sie sind jedoch meistenε εchon Fertigerzeugnisse für die nachfolgende Verar¬ beitung wie Weberei, Strickerei usw. Mit der Luftverwirbel- ungεtechnik lassen sich beεondere Eigenschaften und Effekte erzeugen, die durch den Spinnvorgang nicht erreichbar sind.
Die zweite Lufttechnik, die sich in der industriellen Praxis etablieren konnte ist die sogenannte Luftblastexturierung. Diese ist in der Figur 2 εchematisch dargestellt. Die Luft- blaεtexturierung erlaubt ein einzelnes Endlos-Filamentgarn zu behandeln oder zwei (oder mehr) Endlos-Filamentgarne zu einem Mehrkomponentengarn zu verbinden und zu veredeln. Die Luft- blaεtexturierung nahm ihren Anfang in den 50er Jahren. Dieεe erlaubt aus einem oder mehreren glatten, Endlos-Filamentgarnen ein εogenanntes Schlingengarn zu erzeugen. Das Kernεtück für die Luftblaεtexturierung ist die Luftblastexturierdüse, welche in der Figur 3 in einem vereinfachten Schnitt grösεer dargestellt ist. Die Zuführgeschwindigkeit (Vi) des Filament- garnes an die Luftblastexturierdüεe iεt höher alε die Auεlauf- oder Abzugεgeεchwindigkeit (V2). Die unterschiedliche Geεchwin- digkeit, mit Überlieferung gekennzeichnet, wird für die Bildung der Schlingen benötigt. Die entεprechenden Längεverεchiebun- gen zwiεchen den Fila enten wird durch die Energie der strömenden Luft ausgelöεt. Die Schiingenbildung verurεacht eine effektive Verkürzung der Garnlänge. Die Düse wird also gewisεermassen zum "Garnfresser" , d.h. aufgrund der grösseren Ein- alε Auεtrittεgeεchwindigkeit wird mehr Garn eingeεpieεen als abgezogen. Die vermeintlich fehlende Garnmenge ist jedoch in Form von Schlingen wieder zu finden und führt zu einer Erhöhung des Titers nach der Düse. Die Schiingenbildung ist in Figur 4 modellhaft gezeichnet. Dabei wird üblicherweiεe ein Flechtpunkt "F" definiert.
Sehr häufig wird zur Ablenkung des bereits texturierten Garnes eine Prallvorrichtung unmittelbar nach dem Auεtritt auε der Texturierdüse angeordnet (Figur 5). Die Druckluft kann parallel (Figur 5) oder wie in der Figur 3 gezeigt ist, radial in den Fadenkanal eingeführt werden. Eε iεt möglich, zwei oder sogar mehr Endlos-Filamentgarne gleichzeitig in den Fadenkanal einzuführen und zu einem texturierten Garn z.Bsp. sogenannte Effekt- oder Volumengarne zu vereinen. In der Figur 5 ist der Fadenkanal im unteren Abschnitt als Presεlufteinblaskanal (PK) und anschliessendem Düsenkanal (DBK) ausgestaltet. Die Druck¬ luft wird mit 5 - 15 bar vorzugsweise 6 - 10 bar dem Düsenkopf zugeführt. Der hohe Speiεedruck hat zur Folge, dasε bei geeigne¬ ter Ausgestaltung der Düse, insbesondere des Düsenkanales resp. Düsen-Beschleunigungskanales (DBK) eine Uberschallstromung erzeugt wird. Die am meisten anerkannte Fachmeinung geht davon aus, daεs der Erfolg der Luftblastexturierung gerade auf der Ausnutzung des Phänomenes der Uberschallstromung, vor allem der bekannten Stossfronten bzw. raschen Abfolge von Verdichtung und Expansion der Luft begründet iεt. Bei präziser Herεtellung und idealer Formgebung des Presεlufteinblaskanaleε (PK) und des Düsenkanales (DBK) erhält man die Überschallphänomene auch dann, wenn ein oder mehrere glatte Filamentgarne durch den Düsenkanal geführt werden. Jüngere Unterεuchungen haben gezeigt, daεε überlagert zu den Verdichtungswellen noch höherfrequente Schwingungen auftreten, die letztlich zusammen mit den wechεelnden Stosswellen die Schlingen an den Filamenten erzeugen. Mit dem Fadenkanal werden die Filamentgarne bevorzugt in die Mitte des Blasεtromes geführt. Das kompakte Garn wird nach dem Austritt aus der Düse im Bereich deε Flechtpunkteε (F) rechtwinklig abgezogen. Man vermutet, daεε die Bündelung εehr genau mit einer Verdichtungsstelle der Luftströmung zusammen¬ fällt. Seit über 20 Jahren ist dieses Verfahren weltweit mit Erfolg für die Herstellung verschiedenartiger Garnqualitäten im Einsatz .
Es sind in der Vergangenheit zahlreiche Versuche unternommen worden, mit dem Luftstromprinzip Mischgarne aus Endlos-Fila¬ mentgarn und Stapelfasern herzustellen. Es ist aber kein solches Verfahren bekannt geworden, bei dem eine, zu einem geεponnenen, gemiεchten Garn vergleichbare Qualität erreicht wurde. Alle entεprechenden Entwicklungen εind biε heute geεcheitert. Z.Bsp, zeigt die US-PS Nr. 3 822 543 mit vielen Ausführungs¬ beispielen eine wahrscheinlich nie in die industrielle Praxis umgesetzte Idee der Herstellung eines Miεchgarnes im Luftstrom. Der Kernansatz ist dabei das Führen des Endlos-Filamentgarnes sowie der Stapelfasern mit dem Druckluftstrom in und durch eine Turbulenzzone bzw. Turbulenzka mer. Es wird ferner vorge¬ schlagen, die Luftturbulenz mit verschiedensten Techniken herzustellen. Beim zuvor beschriebenen Luftblastexturieren geht man von extremen Luftkräften aus. Für die Herstellung des Mischgarnes im Turbulenzverfahren werden aber Luftgeschwin¬ digkeiten von nur 1200 m/ min. resp. 20 m/sec. vorgeschlagen. Es ist wenig wahrscheinlich, daεs damit industriell ein Mischgarn herstellbar ist.
Es wird in der Folge unter dem Begriff "Mischgarn" ein aus Endlos-Filamentgarn und Stapelfasern hergestellteε Mehrkom¬ ponenten-Garn verεtanden. Daε Endloε-Filamentgarn wird meiεtenε auε Kunεtfaεern, gegebenenfallε auch auε Naturseide herge¬ stellt, die Stapelfasern können Naturprodukte wie Baumwolle, Wolle usw. oder aber auch Stapelfasern aus Kunstfasern sein. In der Fachsprache wird unter "Mischgarn" oft auch ein gesponnenes Garn aus verεchiedenen Stapelfaεern (Kunstfasern und Naturfasern) verstanden. Dieseε Garn wird in der Folge alε gemiεchteε Garn bezeichnet.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung wurde nun die Aufgabe geεtellt, ein Miεchgarn im Luftεtrom herzustellen, das im wesentlichen alle naturgemäsε möglichen Vorteile auε dem Verbund von Endloε-Filamentgarn sowie Stapelfasern aufweist und in der induεtriellen Praxis anwendbar ist, wobei insbesondere auch ein drehungsfreieε Mischgarn herstellbar sein soll.
Das erfindungsgemäεse Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Luftεtrom, der das Endlos-Filamentgarn führt, eine Ansaugzone gebildet wird, durch welche die Stapelfaεern dem Endloε-Filamentgarn zugemischt und Endlos-Filamentgarn mit Stapelfasern als Mischgarn luftblastexturiert werden.
Mit vielen Versuchen konnte bewiesen werden, dass das Texturieren von Filamentgarn mit Stapelfasern über die Luftblastexturierung gemäss der neuen Erfindung möglich ist, und ganz überraεchend gute Reεultate bringt. Die Versuche haben ferner bestätigt, dass mit mehreren besonders vorteilhaften Ausgestaltungen für die verschiedensten Anwendungen eine indu¬ strielle Produktion durchführbar ist. Damit ist aber erstmals der Durchbruch für die preisgünεtige Herεtellung von Misch¬ garnen ohne Drehung im Garn, mit einer vergleichbaren Qualität eines gesponnenen Mehrkomponentengarnes möglich geworden. Es ist nicht möglich, den exakten Vorgang beim Luftblastexturieren zu beschreiben, noch viel weniger den genauen Vorgang des festen Einbindens von Stapelfasern gemäsε der neuen Erfindung. Gemäss einem überzeugenden Modell für die neue Erfindung geht der Vorgang in folgenden vier Hauptschritten vor sich:
> das Filamentgarn wird mit Überlieferung durch einen εich erweiternden Düsenbeschleunigungεkanal einer Luftblastextu¬ rierdüse geführt und geöffnet;
> in das geöffnete Filamentgarn hinein werden vom Luftεtrom Stapelfaεern von einer Zudosiervorrichtung angesaugt und einge¬ mischt ;
> der Luftstrom wird in eine Stoεεwellenströmung überführt, die an den Filamenten Schlingen bildet, welche die Stapelfasern umfassen und einbinden, worauf
> in dem Bereich der Flechtzone das texturierte Mischgarn etwa rechtwinklig abgezogen wird.
Interessant ist die Beobachtung, dasε das Filamentgarn und die Stapelfasern wohl ineinander verflochten werden, jedoch je eine völlig unterschiedliche Form annehmen. Die an den Filamenten des Endlos-Filamentgarneε gebildeten Schlingen εind anfänglich radial nach aussen gerichtete Auswölbungen der Filamente. Je mehr εich die Auεwölbungen dem Flechtpunkt nähern, wirkt die Überlieferung immer stärker, so dasε sich die Auswölbungen etwa um 90° umlegen und die eigentlichen Schlingen bilden. Noch während dem nach aussen Wölben werden die Stapelfasern aus dem Innern miterfasst und auch nach auεsen in die Wölbung hinein bewegt. Bei der anschliessenden Umdrehung der Auswölbung quer zur Luftströmung bzw. der Schlingenbildung werden die Stapel¬ fasern mitgenommen und in die jeweilige Schlinge verschiebefeεt eingebunden. Da nun aber die aufeinanderfolgenden Auεwölbungen an jedem einzelnen Filament stets wechselnde Richtungen ein¬ nehmen, ergibt sich für die Stapelfasern ein gleichwertiger Einbindeeffekt, wie beim Spinnen, allerdings ohne echte Verdrehung.
Gemäsε einer εehr vorteilhaften Auεgeεtaltung wird in einem erεten Abεchnitt der Anεaugzone ein Ringεpalt für die Zuführung der Stapelfasern gebildet, wobei der Ringspalt auf dem ganzen Umfang oder nur über einen Teil des Umfanges angeordnet iεt. Der Ringspalt dient nicht so sehr einer gleichmäsεigen Einführung der Faεern auf dem ganzen Umfang, εondern vielmehr einer günεtigen Beeinflussung der Luftströmung. Verεuche haben gezeigt, daεε eε genügt, wenn die Stapelfaεern nur an einer Stelle bzw. an einzelnen Stellen des Umfanges eingespieεen werden. Vorzugεweiεe wird die Anεaugzone alε Saug-Miεchkammer auεgebildet, derart, daεε in Richtung deε Luftεtromes ein freier Abεtrömquerεchnitt gebildet wird, und der wesentliche Teil der Luftblastexturierung auεserhalb der Saug-Mischkammer durchge¬ führt wird.
Auf Grund der bisherigen Versuche konnten die besten Ergebnisse dadurch erzielt werden, dasε daε Endloε-Filamentgarn vor Eintritt in die Saugmiεchkammer durch einen sich vorzugsweise stetig erweiternden Düεen-Beεchleunigungεkanal geöffnet wird. In dieεem Beschleunigungskanal εtellt εich bei geeigneter Ausgestaltung und genügendem Luftdruck (bei vorzugsweiεe mehr alε 4 bar Speisedruck) eine Überschallεtrömung ein. Eε hat sich gezeigt, dasε dabei die Strömung εtabil ist und insbeεondere der Öffnungεvorgang εehr zuverläεεig vor εich geht. Beεonderε wichtig scheint ferner eine gute Ausbildung der Stosswellen- strömung, beginnend bereits in der Saug-Mischkammer. Bevorzugt wird der Übergang von dem Düsenkanal in die Saug-Mischkammer durch eine unstetige Querschnittεerweiterung oder einen Quer¬ schnittsprung gebildet, sodaεε darin eine starke Unter¬ druckzone erzeugt wird. In diese können die Stapelfasern über eine Bohrung oder einen Ringspalt angesaugt werden. Wahr¬ scheinlich ist es der stetige Wechsel von Verdichtung und Expansion der Luftströmung sowie des Flechtprozesseε der erlaubt, die Stapelfaser in das geöffnete Endlos-Filamentgarn verschiebefest einzubinden. Erst dieser Erfolg des guten Hineinbindens brachte eigentlich den Durchruch. Vorteilhafter¬ weise wird die Saug-Mischkammer in der Art einer Hüllglocke nach hinten und seitlich begrenzt und in Strömungsrichtung vollständig offen gestaltet und geht bevorzugt unmittelbar in einen freien Schlingenbildungsabschnitt über. Bisher konnten tatsächlich die besten Produktqualitäten erreicht werden, wenn die Saug-Mischkammer in Strömungsrichtung offen und die Schlingenbildung sowie die Flechtzone (Flechtpunkt F) prallfrei ausgebildet wurde. Kurze Tests haben jedoch gezeigt, dasε durch¬ aus auch ein Prallkörper verwendet werden kann. Entscheidend war jedoch in allen Versuchen, dasε daε texturierte Miεchgarn von dem Flechtpunkt etwa rechwinklig zu dem Luftεtrom abgezogen wird. Vorteilhafterweise werden die Stapelfasern bei nur einer Einspeisung einseitig, bevorzugt mit radialer Komponente, in die Saug-Mischkammer gespiesen und das texturierte Miεchgarn von dem Flechtpunkt, jedoch in umgekehrter Richtung zu der Einspeiserichtung der Stapelfasern abgezogen.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Herstellen eines Mischgarnes aus wenigstens einem Endlos-Filamentgarn und Stapelfaεern und ist dadurch gekennzeichnet, dasε sie eine Luftblastexturierdüse sowie einen Saug-Mischkopf mit einer Zuführvorrichtung für die Stapelfaεern aufweist.
Bevorzugt wird der Saug-Mischkopf am austrittseitigen Ende der Luftblastexturierdüse bzw. nach dem Düsen-Beεchleunigungskanal angeordnet und weist im Übergangsbereich eine Öffnung für die Zuführung der Stapelfasern auf. Der Saug-Mischkopf bildet ferner einen freien Abströmquerschnitt, wobei auf der Seite der Zuführvorrichtung für die Stapelfasern vorteilhafterweise eine Absperrvorrichtung angeordnet ist. Damit konnte ein negativer Einfluss der Saugströmung auf die Zufuhr der Stapelfasern verhindert werden. Es war auch möglich, ein texturiertes Misch¬ garn herzustellen, wenn die Zuführöffnung zur Ansaugzone für die Stapelfasern zwischen dem Presslufteinblaskanal sowie dem Düsen/Beschleunigungskanal angeordnet oder aber wenn die Zuführöffnung zur Ansaugzone für die Stapelfasern als radiale Bohrung am Ende des Düsen-Beschleunigungskanales ausgebildet wurde. In allen Fällen konnte jedoch eine Verbesserung erreicht werden, wenn ein Ringkanal um den Saug-Mischkopf für die Ansaugluft gebildet wurde.
Die neue Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur industriellen Produktion von Mischgarn, bestehend aus wenig¬ stens einem Endlos-Filamentgarn und Stapelfasern, mit einer Vielzahl parallel angeordneter Einheiten beεtehend auε Lieferwerken, Luftblaεdüεe sowie Aufwickeleinrichtung mit Antriebε- sowie Steuereinheiten und iεt dadurch gekennzeichnet, daεε die Luftblaεdüεen alε Luftblaεtexturierdüsen kombiniert mit einem Saug-Mischkopf für die Zuführung von Stapelfasern ausgebildet sind, welche je über ein Stapelfaserlieferwerk zuführbar sind. Die Stapelfasern können entweder von einer Flyerspule genommen und nach dem Verstrecken dem Saug-Mischkopf zugeführt, oder aber von einer Kanne entnommen und nach entsprechendem Auflösen zugemischt werden.
Die neue Erfindung erlaubt insbesondere eine ganze Maschine auch so zu konzipieren, dass sie wahlweise zur Produktion von herkömmlichen texturierten Filamentgarnen oder Mischgarnen oder Mehrkomponentengarnen verwendbar ist. Testversuche haben gezeigt, dass die Vorrichtung bzw. Maschine selbst in der Weise betreibbar ist, daεε in den Saug-Miεchkopf ein Endloε-Filament , sei eε allein oder zuεätzlich, zu Stapelfaεern zugeεpieεen werden. Es iεt jetzt schon erkennbar, dass diese Variante eine weitere Ausweitung der Anwendung bzw. eine Vergrösserung der Produktevielfalt erlaubt.
Die neue Erfindung betrifft des weiteren ein Mischgarn, beste¬ hend aus wenigstens einem Endlos-Filamentgarn sowie Stapel¬ fasern und iεt dadurch gekennzeichnet, dass das Mischgarn im Luftblastexturierprozess als verdrehungsfreies Schlingengarn hergestellt wurde, wobei die Stapelfasern in die Schlingen der Endlos-Filamente verschiebefest eingebunden sind. Alle bisherigen Versuche basierten auf der Herstellung von texturierten Garnen mit Titern in dem Bereich von 50 - 1 '000 dtex. Nach dem gegenwärtigen Kenntnisstand kann der Bereich ohne weiteres gröεser sein.
Die Figur 1 biε 5 zeigen verschiedene Lösungen für die Luftstrombehandlung und Veredelung von Endloε-Filamentgarnen im Stand der Technik, welche einleitend beεchrieben wurden.
Kurze Beschreibung der Erfindung
Die neue Erfindung wird nun an Hand einiger Ausführungsbeispiele mit weiteren Einzelheiten erläutert. Es zeigen:
die Figur 6 stark vereinfacht einen Querschnitt durch eine ganze Maschine; die Figur 7, 8 und 9 je einen Schnitt durch drei verschiedene Luftblastexturierdüsen mit Saugmischkopf; die Figur 10 in grösserem Massstab ein Ausschnitt der Vorrichtung gemäss Figur 8; die Figur 11 einen Mikroschnitt eines des erfindungsge- mässen Mischgarnes; die Figur 12 zeigt eine Gegenüberstellung des klasεiεchen Spinnvorgangeε für ein gemiεchteε Garn εowie des neuen Luftblastexturierprozesεeε für die Her¬ stellung eines erfindungsgemässen Mischgarneε. Wege und Ausführung der Erfindung
Die in Figur 6 gezeigte Luftblas-Maschine dient zum Herstellen eines Mischgarns aus wenigstens einem (zwei oder mehreren) End¬ los-Filamentgarn 1 und Stapelfasern 2. Das Endlos-Filamentgarn 1 wird von einem Filament-Lieferwerk 3 zu einer Luftblas- Texturiereinrichtung 4 geliefert und durchläuft in derselben einen durchgehenden Garnkanal. Die Stapelfasern 2 werden als Streckenband 8 über ein Faserεtreckwerk 5 von einer Flyerspule 6 abgezogen. Wie in der Figur 12 gezeigt ist, kann das Fasermaterial auch von einer Kanne 7 entnommen und über eine entsprechende Auflöseeinrichtung der Luftblas-Texturier- einrichtung 4 zugeführt werden. Nach dem Auεlassende deε Garnkanals iεt eine Abzugεeinrichtung 9 angeordnet. Nach der Abzugseinrichtung 9 läuft das fertige Mischgarn 10 dann zu einer Aufwickeleinrichtung 11. Das Faser-Streckwerk 5 iεt vorzugs¬ weise so ausgestaltet, dasε eε die Enden der Stapelfaεern biε nahe an die Ansaugzone führt, wenigstenε biε zum Beginn deε Einbindevorgangeε der Spitzen in die Schlingen deε Endloε- Filamentgarneε. Dem Endloε-Filamentgarn 1 kann vor dem Eintritt in den Garnkanal der Luftblaε-Texturiereinrichtung 4 mittelε einer εchematiεch angedeuteten Benetzungεeinrichtung, Pfeil 12, eine Flüεεigkeit zugeführt werden. Dieεe Flüssigkeit, vorzugs¬ weise Wasεer, gelangt dann zusammen mit dem Filamentgarn 1 in den Garnkanal der Texturiereinrichtung und unterstützt dort den Texturierprozess. In der Grundstruktur kann die neue Luftblas- texturiermaschine 13 ähnlich konzipiert werden, wie die bekannten Luftblasmaschinen mit einer Vielzahl von Produktions¬ einheiten über die ganze, nicht dargestellte Länge der Maschine, welche über Ständer 14 auf dem Fussboden 15 steht. In vielen Anwendungsfällen wird es möglich sein, mit derselben Luftblastexturiereinrichtung 4 sowohl das bisher bekannte Schlingengarn auε einem oder mehreren Endloε-Filamenten zu veredeln oder aber daε neue Miεchgarn herzuεtellen. Vereinfacht erklärt, entεcheidet εich die Art deε Endprodukteε nur, ob Stapelfaεern zusätzlich zugeführt werden oder nicht, bzw. ob das Faserεtreckwerk 5 in Betrieb geεetzt wird oder nicht. Zur Vereinfachung iεt nur ein einzigeε Faεerlieferwerk dargestellt. Es können aber auch zwei oder mehr Faserlieferwerke einer Luft- blastexturiereinrichtung 4 zugeordnet werden. Alle Lieferwerke sind so ausgebildet, dasε die jeweilige Zuführgeschwindigkeit wählbar und regelbar iεt, z.Bsp. mit den an sich bekannten drehzahlregelbaren Antrieben. Die ganze Anlage wird durch einen Rechner 16 geführt und überwacht. Damit können für jeden Fall die optimalen Betriebsbedingungen insbesondere die je optimale Zuführ- und Abzugsgeεchwindigkeiten eingestellt, überwacht und geregelt werden.
Die Figur 7 zeigt in einem schematischen Längsschnitt die Kernelemente einer ersten Auεführungεform der Luftblas-Textu- riereinrichtung 4. Gemäsε Figur 7 sind in einer zylindrischen Hülse 20 aneinander anstossend drei Körper 21, 22 und 23 ge¬ halten, und weisen axiale Bohrungen 24, bzw. 25 bzw. 26 auf. Die Bohrungen 24, 25 und 26 sind koaxial aufeinander ausgerichtet und bilden zusammen einen durchgehenden Garnkanal z.Bsp. für den Durchlauf von Endloε-Multifilamentgarn 1 und la (Figur 9). Der Garnkanal iεt im wesentlichen in drei Abschnitte eingeteilt, einen ersten εich konisch verengenden Einführabschitt 24, eine Führungsbuchse 19 die eine Engstelle im Sinne eines Nadelöhres hat, sowie einen daran anschliessenden Düsenabschnitt, in des- εen mittlerem Teil die Bohrung 26 liegt. Die Hauptbeεtandteile des Düsenabschnittes sind eine Einschleuεeεtelle 18 für daε Endlos-Filamentgarn in den Hochdruckluftstrom sowie ein Düsen- Beschleunigungskanal 17. Zwischen einer konischen Erweiterung 25 ' der Bohrung 25 im Körper 22 und einer konischen Umfangsflache an einem Ende des Körpers 21 iεt ein Düsenringspalt 27 gebildet, durch welchen hindurch düsenartig Druckluft seitlich in den Garnkanal eingeführt wird. Die Druckluft von vorzugsweise 6 - 10 bar wird aus einer nicht dargeεtellten Quelle über eine Kammer 28 und eine oder mehrere Bohrungen 29 im Körper 21 in einen Ringraum eingeführt, der über dem Ringεpalt 27 vorhanden iεt. Der Druckluftblaεstrom erzeugt in dem Düsen-Beεchleunigungskanal 17 eine Überschallεtrömung. Ein zweiter Ringspalt 30 mündet in die Bohrung 26 des Garnkanales an einer Stelle, die als Ansaugzone ausgebildet ist und in Laufrichtung des Endlos-Filamentgarns 1 nach dem Düsen-Ringspalt 27 liegt. Die Ansaugzone liegt zwischen dem Ringspalt 27 und der Bohrung 26 und wird durch den Luftεtrom, der aus dem Düsen-Ringspalt 27 durch die Bohrung 26 nach unten geblasen wird, erzeugt. Der Unterdruck entsteht dadurch, dass die Querschnittsfläche im Bereich des Ringspaltes 30 grösser ist als die Querschnittεflache der Bohrung 25. Durch den zweiten Ringspalt 30 können Stapelfasern in den Garnkanal eingeführt werden. Die Stapelfasern werden durch eine Bohrung 32 in der Hülεe 20 und im Körper 23 in einen über dem Ringspalt 30 liegenden Ringraum eingeführt, der zwischen dem Körper 22 und dem Körper 23 ausgespart ist. Das Austrittsende oder Mundstück des Düsen- Beschleunigungs-Kanaleε ist mit 31 bezeichnet.
Die Figur 8 zeigt in einem schematischen Längsεchnitt eine Luft- texturierdüεe einer zweiten, biεher beεten Ausführungsform der Luftblas-Texturiereinrichtung 4. In einer zylindrischen Hülse 40 sind aneinander anstossend zwei Körper 41 und 42 mit axialen Bohrungen 44 und 45 angeordnet. Ein dritter, als Saug-Mischkopf 51 ausgebildeter Körper an der Hülse 40 befestigt. Der Saug¬ mischkopf 51 besitzt eine Platte 43, welche εich quer über das untere Ende deε Körpers 42 erstreckt. Die Platte 43 ist von diesem unteren Ende mit einem kleinen Abεtand angeordnet und bildet εo einen Ringspalt 50. Die Platte 43 enthält eine konische Bohrung 46, welche eine Ansaugzone bildet. Die Bohrungen 44 und 45 sind etwa koaxial aufeinander ausgerichtet und bilden zusammen einen durchgehenden Garnkanal für den Durchlauf des Endlos-Filamentgarns 1. An der Einschleusstelle 18 ist durch einen Ringspalt eine Treiberdüse 47 gebildet, durch welchen hin¬ durch Druckluft in den Garnkanal 45 eingeführt wird. Die Druck¬ luft wird auε einer nicht dargestellten Quelle über eine Kammer 48 und eine oder mehrere Bohrungen 49 im Körper 41 in den Ringraum 48' eingeführt. Durch die Treiberdüse 47 wird ein Hochdruck- luftεtrahl durch die Einschleuεεtelle 18 in die Bohrung 45 gerichtet. Zwiεchen dem unteren Ende deε Körperε 42 und der Oberεeite der Platte 43 ist ein Ansaug-Ringεpalt 50 εowie ein Ringkanal 52 gebildet, der in die konische Bohrung 46 mündet. An dieser Stelle wird durch die Luftströmung, die nach unten gerichtet ist, ein Unterdruck erzeugt, da die engste Quer¬ schnittsfläche der Bohrung 46 in der Platte 43 grösser ist alε der Austrittsquerschnitt des Überschall-Düsenkanales 17. Durch den zweiten Ringspalt 50 können Stapelfasern 2 in die Ansaugzone 46 eingeführt werden. Es ist aber auch möglich Stapelfasern oder ein zweites Filament durch eine weitere Bohrung 70' einzuführen.
Die Figur 9 zeigt einen Längsschnitt durch das Kernelement einer dritten Ausführungsform der Luftblas-Texturiereinrichtung 4. Gemäss Figur 9 enthält ein Körper 61 eine Längsbohrung 64, die sich in einem unteren Endabεchitt zu einem Auεlassende 71 hin öffnet. Durch diese Längsbohrung 64 läuft daε Endlos-Filament¬ garn 1 und eventuell weitere Endlos-Filamente la usw. In die Längsbohrung bzw. den Garnkanal 64 mündet seitlich, in einem spitzen Winkel zur Bewegungsrichtung des Garnε 1 , eine Luftzu¬ fuhrbohrung 67, durch welche Druckluft in den Garnkanal 64 eingeführt wird. Obwohl nur eine Luftzufuhrbohrung 67 darge¬ stellt ist, könnten auch zwei oder mehr solche Luftzufuhr¬ bohrungen seitlich in den Garnkanal 64 einmünden. Der Luftzu¬ fuhrbohrung 67 bzw. den Luftzufuhrbohrungen wird die Druckluft aus einer nicht dargestellten Quelle zugeführt. An einer Stelle zwischen der Luftzufuhrbohrung 67 und dem Auslaεεende 71 deε Garnkanalε mündet eine Faserzuführbohrung 70 seitlich in den Garnkanal. Es ist die Stelle, wo in dem, aus der Luftzu¬ fuhrbohrung 67 im Garnkanal 64 nach unten geblasenen Luftstrom ein Unterdruck herrscht, weil der Durchströmquerεchnitt für den Luftstrom zum Auslassende 71 hin trompetenförmig erweitert iεt. Durch die Faserzuführbohrung 70 werden Stapelfasern 2 eingeführt. Nur eine Faserzuführbohrung 70 ist dargestellt; es könnten, wie bei den anderen gezeigten Beispielen aber auch zwei oder mehr solche Zufürbohrungen 70 seitlich in den Garnkanal 64 einmünden, wobei dann durch jede dieser Bohrungen gegeben¬ enfalls verεchiedene Stapelfaεern oder allenfalls Filamente zuführbar sind. Im Bereich des Auslaεsendes 71 und darunter findet die Texturierung εtatt. In der Folge wird nun auf die Figur 10 Bezug genommen, wobei der Texturierprozess zeichnerisch dargestellt iεt. Der Düsenab¬ schnitt der Figur 10 entspricht der Lösung gemäss Figur 8. Es hat sich gezeigt, dass ein erster wichtiger Punkt eine saubere Ausgestaltung der Einschleusestelle 18 für das Endlos- Filamentgarn ist. Hier liegt die Hauptaufgabe darin, von der Treiberdüse 47 den Hochdruckstrahl zusammen mit dem Endlos- Filament 1 in die Bohrung 45 εo zu bringen, dass die maximal mög¬ liche Energie der Druckluft erhalten bleibt. Im Betriebszustand stellt sich in der Einschleuseεtelle 18 der Texturierdüse ein Überdruck ein. Zweiter wichtiger Punkt ist die Gestaltung deε Düsen-Beschleunigungskanales 17 (DBK). Im Düsen-Beschleu¬ nigungskanal darf εich nicht irgend eine unkontrollierbare Verwirbelung einstellen, sondern eε muss eine Uberschall¬ stromung erzeugt werden, durch welche das Endloε-Filamentgarn geöffnet wird. Dabei beginnen die Einzel-Filamente zuerst sich gegeneinander zu verschieben, so dasε jedes einzelne Filament eine Eigenbewegung bekommt. In dem Bereich des Ringspaltes 50 besteht ein Querschnittsεprung, da die Querεchnittεflache am Auεtrittεende des Düsen-Beεchleunigungεkanaleε 17 zu der Bohrung 46 in der Platte 43 abrupt gröεεer wird. Die Überεchallεtrömung in dem Düεenbeschleunigungskanal 17 geht deshalb an dieser Stelle in eine Stosswellenεtrömung über, welche gegenüber der Umgebung eine starke Saugwirkung hat, und erfindungsgemäεε alε Ansaugzone genutzt wird. Die besten Reεultate konnten bisher erreicht werden, wenn die Stapelfasern unmittelbar bei dem Querschnittεεprung eingeεpieεen wurden. Eine Saugzone U wird in dem Saug-Miεchkopf 43 gebildet. Die Längenabmeεεung 53 der geschützten Saugmischzone U kann relativ klein sein. Diese sollte aber wenigstens 10 %, vorzugsweise 50 % - 100 % der Länge des Düsenbeschleunigungεkanaleε 17 betragen. Die eigentliche Länge der Ansaug-Mischzone (AM) ist aber effektiv länger, als der durch die konische Bohrung 46 geschützte Teil. Mit SB ist die Schlingenbildungszone und mit FZ die Flechtzone markiert. Im Bereich deε Flechtpunkteε F wird daε Miεchgarn 10 etwa rechtwinklig nach linkε abgezogen, wie auch mit zwei Pfeilen alε texturierteε Miεchgarn (TMG) bezeichnet ist. Eine Absperrvorrichtung 54 schützt die Faserzuführung vor einer störenden Luftströmung aus der Saugwirkung der Stosswellenströmung. Bei der in Figur 10 dargestellten Lösung werden entsprechend der Figur 6 die Stapelfasern 2 als Streckenband 8 ' zugeführt und über ein Faser-Streckwerk 5 mit der gewünschten Geschwindigkeit und Menge in die Ansaugzone zudosiert. Es ist dabei vorteilhaft, wenn die Stapelfasern 2 bis möglichst nahe an die Ansaugzone U geführt, und wie im gezeigten Beispiel, bis kurz vor der Übergabe mechanisch gehalten werden. Damit kann die Einbindung der Stapelfasern auch bei sehr kurzer Faserlänge unter Kontrolle gehalten werden. Mit einer Lösung gemäss Figur 10 wurden sehr gute Resultate erreicht, bei einem Anteil der Synthetikfaser (Endlos-Filamentgarn) von 60 - 70 % entsprechend ca. 30 - 40 % Baumwollfasern. Die Überlieferung betrug maximal 40 % der Druck lag bei 6 - 8 bar, die Abzugsgeεchwindigkeit bei etwa 250 m/min. Die Zuführge¬ schwindigkeit der Stapelfasern konnte zwiεchen ± 10 - 20 % der Abzugsgeschwindigkeit variiert werden.
Im mikroskopischen Schnitt gemäss Figur 11 ist ein Ausεchnitt von einem texturierten Mischgarn (10) dargestellt. Man erkennt eine grosse Zahl Filamente 101, welche die Einzelfasern 100 einbinden.
Die Figur 12 ist eine Gegenüberstellung der Gesamtprozesse, von dem Rohmaterial bis zum fertigen Produkt. Einerseitε iεt der Weg von der Ursprungεfaser bis zum fertig gesponnenen Garn, und anderseits der Weg von dem Endloε-Filament sowie der Stapelfaser bis zum erfindungsgemässen Mischgarn dargestellt.

Claims

Patentanεprüche
1. Verfahren zur Herεtellung eines Mischgarnes im Luftεtrom, bestehend auε wenigstens einem Endlos-Filamentgarn sowie Stapelfasern, wobei daε Endloε-Filamentgarn in einem Blaε- Luftstrom zugeführt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dasε mit dem Luftεtrom eine Ansaugzone gebildet wird, durch welche die Stapelfasern dem Endloε-Filamentgarn zugemischt und anεchliesεend Endloε-Filamentgarn und Stapelfasern als Mischgarn luftblaεtexturiert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daεε im erεten Abεchnitt der Ansaugzone ein Ringspalt für die Zuführung der Stapelfasern gebildet wird, wobei der Ringspalt auf dem ganzen Umfang oder nur über einen Teil des Umfangeε angeordnet iεt.
3. Verfahren nach Anεpruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dasε die Ansaugzone als Saug-Mischkammer ausgebildet ist, derart, dass in Richtung des Luftstromes ein freier Abström¬ querschnitt gebildet wird, und die Luftblastexturierung teilweise ausεerhalb der Saug-Miεchkammer durchgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 biε 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dasε das Endlos-Filamentgarn vor Eintritt in die Saugmiεch- kammer durch einen εich vorzugsweise stetig erweiternden Düsen Beschleunigungskanal geöffnet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Übergang von dem Düεenkanal in die Saug-Mischkammer durch eine unstetige Querschnittserweiterung oder einen Querschnittsεprung gebildet und eine Unterdruckzone (U) erzeugt wird, in welche die Stapelfasern über eine Bohrung oder einen Ringspalt angesaugt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dasε die Saug-Mischkammer in der Art einer Hüllglocke nach hinten und seitlich begrenzt und in Strömungsrichtung vollεtändig offen iεt und unmittelbar in einen freien Schlingenbildungsabschnitt übergeht .
7. Verfahren nach einem der Anεprüche 1 biε 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Saug-Mischkammer in Strömungsrichtung offen und die Schiingenbildung sowie die Flechtzone (Flechtpunkt F) prall¬ frei ausgebildet ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dasε das texturierte Mischgarn von dem Flechtpunkt etwa rechtwinklig zu dem Luftstrom abgezogen wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Stapelfasern einεeitig, bevorzugt mit radialer Komponente, in die Saug-Mischkammer gespiesen werden und das texturierte Mischgarn von dem Flechtpunkt vorzugsweise in umgekehrter Richtung zu der Einspeiserichtung der Stapelfasern abgezogen wird.
10. Verfahren zur Herstellung eines Mischgarnes im Luftstrom bestehend auε wenigεtenε einem Endlos-Filamentgarn sowie Stapelfasern, wobei das Endlos-Filamentgarn im Blasluftεtrom zugeführt wird, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h die Merkmale
a) das Filamentgarn wird mit Überlieferung durch einen sich erweiternden Düsenbeschleunigungεkanal einer Luftblaε- texturierdüse geführt und geöffent; b) in daε geöffnete Filamentgarn werden vom Luftstrom Stapel¬ fasern von einer Zuführvorrichtung angesaugt und ein¬ gemischt; c) der Luftεtrom wird in eine Stoεεwellenεtrömung überführt, die an den Filamenten Schlingen bildet, welche die Stapel¬ fasern umfassen und einbinden, worauf d) in dem Bereich der Flechtzone das texturierte Mischgarn etwa rechtwinklig abgezogen wird.
11. Vorrichtung zum Herstellen eines Mischgarnes aus wenigstens einem Endlos-Filamentgarn und Stapelfasern, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass sie eine Luftblastexturierdüεe sowie einen Saug-Mischkopf mit wenigstens einer Zuführvorrichtung für die Stapelfasern aufweist .
12. Vorrichtung nach Anεpruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daεε der Saug-Miεchkopf am austrittseitigen Ende deε Düεen- Beschleunigungskanales angeordnet iεt und eine Öffnung für die Zuführung der Stapelfasern aufweist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Saugmischkopf einen freien Abströmquerεchnitt bildet, wobei gegen die Zuführvorrichtung der Stapelfasern eine Absperrvorrichtung angeordnet ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dasε die Zuführöffnung für die Stapelfaεern zwiεchen dem Presslufteinblaskanal sowie dem Düsen/Beschleunigungεkanal angeordnet ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 11 biε 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dasε die Zuführöffnung für die Stapelfasern alε radiale Bohrung, Teilringεpalt oder Ringεpalt in den Saugmischkopf ausgebildet iεt.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dasε koaxial um die Blastexturierdüse ein Ringkanal für Ansaugluft gebildet ist, welcher durch Bohrungen oder einen Ringspalt mit der Saug-Mischkammer verbunden ist.
17. Vorrichtung zur industriellen Produktion von Miεchgarn beεtehend auε wenigεtenε einem Endloε-Filamentgarn und Stapel¬ faεern, mit einer Vielzahl parallel angeordneter Einheiten bestehend aus Lieferwerk, Luftblasdüse sowie Aufwickel- einrichtung mit Antriebs- sowie Steuereinheiten, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daεε die Luftblasdüsen als Luftblastexturierdüsen kombiniert mit einem Saug-Mischkopf für die Zuführung von Stapelfasern ausgebildet sind, welche je von wenigstens einem Stapelfaser¬ lieferwerk zuführbar sind.
18. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 - 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass sie wahlweise zur Produktion von texturierten Filament¬ garnen oder Mischgarnen oder Mehrkomponentengarnen verwendbar iεt.
19. Miεchgarn beεtehend auε wenigstens einem Endlos-Fila¬ mentgarn sowie Stapelfasern, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dasε daε Miεchgarn im Luftblaεtexturierprozess alε verdreh- ungεfreieε Schlingengam hergeεtellt wurde, wobei die Stapel¬ fasern in die Schlingen der Endlos-Filamente verschiebefest eingebunden sind.
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