EP0731200A2

EP0731200A2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung farbiger Kurzstapelfasergarne aus Baumwolle und/oder Synthetics

Info

Publication number: EP0731200A2
Application number: EP96102891A
Authority: EP
Inventors: Klaus Hasenack; Peter Krummenast; Harald Kirchner; Markus Spieker
Original assignee: ' Wgf' Colcoton-Garn Hasenack & Co
Current assignee: ' Wgf' Colcoton-Garn Hasenack & Co
Priority date: 1995-03-10
Filing date: 1996-02-27
Publication date: 1996-09-11
Also published as: DE19508633C1; US5709072A; EP0731200A3

Abstract

Bei einem Verfahren zur Herstellung farbiger Kurzstapelfasergarne aus Baumwolle und/oder Synthetics durch Färben des Vorgespinstes wickelt man das Vorgespinst mit leichter Drehung als Flyerlunte zu einem Vorgarnkörper mit gleichmäßiger Wickeldichte auf eine gelochte Färbehülse, färbt den auf der Färbehülse befindlichen Vorgarnkörper und legt anschließend die so gefärbte Flyerlunte unmittelbar der Spinnmaschine vor. Erreicht wird hiermit ein maschinell und produktionstechnisch besonders einfaches Verfahren, qualitativ sehr hochwertige farbige Baumwollgarne, synthetische Kurzstapelfasergarne bzw. Baumwollmischgarne zu erzeugen. Das Verfahren, bei dem der Spinnmaschine der erst unmittelbar zuvor gefärbte Vorgarnkörper vorgelegt wird, benötigt keine zusätzlichen Umspulvorgänge und ist vor allem durch eine außerordentlich schonende Behandlung des textilen Materials gekennzeichnet.

Description

Die Erfindung bezieht sich zunächst auf ein Verfahren zur Herstellung farbiger Kurzstapelfasergarne aus Baumwolle und/oder Synthetics.
Farbige Kurzstapelfasergarne, namentlich Baumwollgarne werden in der Praxis hauptsächlich auf zweierlei Arten erzeugt:

a) Rohbaumwolle wird in der Flocke gefärbt (Flockefärbung) und nach Erzeugung des Vorgespinstes, der Flyerlunte, ausgesponnen. Diese frühest mögliche Färbung ist zugleich Grundlage für den kürzesten Herstellungsprozeß für farbige Baumwollgarne überhaupt, da er die geringste Anzahl von Arbeitsgängen erfordert. Allerdings lohnt sich dieser Prozeß wirtschaftlich erst ab Partiegrößen von etwa 10 t Baumwolle. Deshalb sind die Anwendungsgebiete für Baumwollgarne aus derart gefärbter Baumwolle recht beschränkt, weil solch große Garnmengen derselben Farbe nur äußerst selten benötigt werden.
b) Durch Färben des gesponnenen Rohgarns auf Kreuzspulen (Kreuzspulenfärbung), vereinzelt auch auf Kettbäumen. In der Partiegröße ist die Kreuzspulenfärbung sehr flexibel und eignet sich ebenso zur labormäßigen Herstellung von ca. 1 kg Garn wie auch zur produktionsrelevanten Herstellung ab ca. 12 kg. Diese Art der Herstellung farbiger Baumwollgarne macht jedoch mehrfaches Umspulen erforderlich. Üblicherweise werden rohweiße Garne mit fester Wicklung auf Papphülsen angeliefert. Auf Spulmaschinen werden diese zu zylindrischen oder konischen Färbespulen umgespult. Danach erfolgt die Kreuzspulenfärbung, und anschließend muß die Färbespule wieder zurück auf Papphülsen umgespult werden. Unter diesen zahlreichen Behandlungen leidet verständlicherweise die Qualität des Endproduktes.

Wegen der wirtschaftlich günstigen Flexibilität dieses Verfahrens ist es jedoch das bis heute am weitesten verbreitete Verfahren zur Erzeugung farbiger Kurzstapelfasergarne aus Baumwolle, synthetischen Fasern oder zur Herstellung farbiger Baumwollmischgarne.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kostengünstiges Verfahren anzugeben, mit dem sich qualitativ sehr hochwertige farbige Kurzstapelfasergarne in wirtschaftlichen Partiegrößen erzeugen lassen.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht in den Merkmalen des Anspruchs 1, demnach also in einem Verfahren zur Herstellung farbiger Kurzstapelfasergarne aus Baumwolle und/oder Synthetics durch Färben des Vorgespinstes, und zwar derart, daß man das Vorgespinst mit leichter Drehung als Flyerlunte zu einem Vorgarnkörper mit gleichmäßiger Wickeldichte auf eine gelochte Färbehülse wickelt, den auf der Färbehülse befindlichen Vorgarnkörper färbt und anschließend die so gefärbte Flyerlunte unmittelbar der Spinnmaschine vorlegt.
In formaler Übereinstimmung mit der eingangs unter a) erwähnten Flockefärbung erfolgt die Färbung der Baumwolle vor deren Ausspinnung, jedoch nicht in der Flocke, sondern durch Färben des mit leichter Drehung auf eine Färbespule (Flyerspule) gewickelten Vorgarns (Flyergarn). Der Spinnmaschine wird die gefärbte Flyerlunte unmittelbar vorgelegt, d.h. der letzte Bearbeitungsvorgang vor dem Ausspinnen ist das Färben bzw. eine sich dem Färben üblicherweise anschließende Nachbehandlung.
Aus dem neuen Verfahren entsprechend der resultiert eine Vielzahl von Vorteilen:
Das häufige Umspulen wie bei der unter b) erwähnten Kreuzspulenfärbung ist nicht mehr erforderlich. Vermieden wird das Umspulen auf Färbewicklung und das Zurückspulen nach dem Färben auf feste Wicklung.
Baumwollgarne lassen sich in kleinen Partiegrößen beziehen und dementsprechend problemlos und vor allem auch rationell verarbeiten. Da das Färben (unmittelbar) vor dem Ausspinnen des Garns geschieht, erfolgt beim Spinnen eine Durchmischung der gefärbten Baumwollfasern, woraus eine verbesserte Farbtonegalitaät des Garnmaterials resultiert.
Bei der Herstellung von Coregarnen oder sog. "Weichen Coregarnen" (z.B. Baumwollgarnen mit einer elastischen Synthetic-Seele) besteht der erhebliche weitere Vorteil, daß die elastische Seele erst nach dem Färben der Flyerlunte dem Spinnprozeß zugeführt wird. Es hat sich gezeigt, daß Elastizitätsdifferenzen, wie sie bei der Kreuzspulenfärbung unumgänglich sind, nicht mehr auftreten.
Völlig überraschend erwies sich bei einem Vergleich eines nach der bekannten Kreuzspulenfärbung hergestellten farbigen Coregarnes mit dem entsprechenden, jedoch nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugten, daß die Garnwerte des letzteren (IPI-Werte (Dickst. Dünnst. Nissen) und Uster-CV%) der ausgesponnenen, gefärbten Flyerlunte tatsächlich besser sind als die Rohgarnwerte des Coregarns selbst. Eine Erklärung für diesen unerwartet positiven Effekt wird noch gesucht.
Der auch der Erfindung anhaftende wesentliche Gedanke, das Garn vor dem Ausspinnen zu färben, ist als solcher nicht neu. So hat beispielsweise PEHLKE bereits vor 25 Jahren auf einem Podiumsgespräch anläßlich des vom 7. bis 9. Mai 1970 veranstalteten 27. Deutschen Färbertages Köln (vgl. DE-Z Textil-Industrie 72 (1970), Heft 9, S. 690-692) mehr beiläufig aus der Sicht des Betriebs, der Fasergarne herstellt und eine eigene Färberei besitzt, die Frage, in welcher Aufmachungsform man Garne aus Wolle, Mischgarne und Garne aus Hochbauschfasern zweckmäßig färbe, dahingehend beantwortet, man solle nicht das Garn, sondern das Vorgespinst, und zwar den Kammzug, färben.
Das Färben des Kammzugs ist bei der Herstellung von farbigen Wollgarnen oder anderen Langstapelfasergarnen ein seit langem praktiziertes Färbeverfahren. Dabei wird der zu sog. 'Bumps' geformte Kammzug im Färbeapparat gefärbt. Dieses Färbeverfahren zur Herstellung farbiger Langstapelfasergarne ist aber nicht mit dem Färben von Baumwollgarnen und diesen ähnlichen anderen Kurzstapelfasergarnen vergleichbar, da diese völlig andere Herstellungsprozesse und Stationen vom Roh- zum Fertigerzeugnis durchlaufen. Die optimale Färbung von Wolle hängt wesentlich ab von der Erfahrung und von dem Geschick, wie man den gefärbten Kammzug in zahlreichen Bearbeitungsstufen vermischt und weiterverarbeitet, bis das letztlich den Finisseur verlassende Erzeugnis auf die Vorgarnspule gewickelt und diese schließlich der Spinnmaschine vorgelegt werden kann.
Eine - indes nicht taugliche - Übertragung des Gedankens auf die Herstellung von farbigen Baumwollgarnen, Baumwollmischgarnen oder Kurzstapelfasersynthetics würde bedeuten, den - in etwa, wenn überhaupt mit dem Kammzug vergleichbaren - aus den einzelnen, freigelegten Fasern auf der Karde erzeugten Vlies oder Flor zu färben. Wirtschaftlich sinnvolle Verfahren, dies ausführen zu können, sind indes nicht geläufig und wohl auch mit herkömmlichen Färbeträgersystemen nicht praktikabel.
Die Erfindung zeichnet sich demgegenüber vor allem dadurch aus, daß die Färbung in einem zwar frühen Produktionsstadium erfolgt, jedoch - und im Unterschied zur Wollkammzugfärbung - in einem bereits für das Färben hinreichend stabilisierten Zustand des Vorgarns, nämlich mit Drehung versehen und auf eine Hülse gespult, die - und vor allem auch das ist neu - zugleich Färbehülse ist. Andererseits wird - wiederum im Unterschied zur Wollkammzugfärbung - nicht das bereits gefärbte Vorgarn auf die der Spinnmaschine vorzulegende Spule gewickelt, sondern der aus der rohweißen Flyerlunte gewickelte Vorgarnkörper wird unmittelbar vor dem Ausspinnen gefärbt.
Weder das übliche Verfahren zur Herstellung gefärbter Wollkammgarne bzw. anderer Langstapelfasergarne noch das erwähnte Podiumsgespräch waren bislang in der Lage, ein derart einfaches kostengünstiges, rationelles Verfahren zur Erzeugung qualitativ besonders hochwertiger Kurzstapelfasergarne anzuregen, wie es die vorliegende Erfindung bereitstellt. Hervorzuheben ist, daß das Färben nach dem erfindungsgemäßen Verfahren praktisch keine zusätzlichen Arbeitsschritte und Maschinenstationen erforderlich macht und daß der auf die Färbehülse gewickelte Vorgarnkörper in herkömmlichen Färbeapparaten gefärbt werden kann, wie sie üblicherweise zur Kreuzspulenfärbung verwendet werden.
Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 4.
Eine Färbehülse zur Durchführung des Verfahrens ist in Anspruch 5 angegeben. Diese erste Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser der Färbehülse mit geringem Untermaß derart auf den Außendurchmesser einer herkömmlichen Flyerhülse abgestimmt ist, daß die Färbehülse Reib- oder Klemmschluß mit der Flyerhülse eingeht. Das Vorgespinst kann bei der - wie ansonsten üblichen Flyerspulenerzeugung auch und folglich ohne Mehraufwand im Betriebsablauf - statt auf eine herkömmliche Flyerhülse auf eine solche, zum Durchtritt der Flotte im Färbeapparat gelochte Färbehülse gewickelt werden. Diese wird dann zur Vorlage an der Spinnmaschine lediglich auf eine übliche Flyerhülse aufgesteckt und von der Färbehülse aus das Garn ausgesponnen.
Eine Färbehülse alternativer Gestaltung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß die Färbehülse zugleich als Flyerhülse - also als Flyerfärbehülse - ausgebildet ist, wobei sowohl der Konus an dem einen Ende der Flyerfärbehülse als auch die Drehmitnahmemittel zum Bewickeln der Flyerfärbehülse im Flyer als gesonderte Teile ausgebildet sowie mit einem zylindrischen Hülsenkörper lösbar kuppelbar sind. Diese Flyerfärbehülse kann - ohne die beiden 'Kopfstücke' als Färbehülse verwendet werden und mit den angeschlossenen Kopfstücken als Flyerhülse üblicher Verwendung und Handhabung dienen.
Es ist in diesem Zusammenhang zweckmäßig, wenn entsprechend weiterer Ausgestaltung die jeweilige lösbare Kupplung als schraubengangförmige oder bajonettartige Schraubkupplung ausgebildet ist.
Von besonderer Bedeutung ist eine weitere Ausgestaltung der Färbehülse bzw. des Hülsenkörpers der Flyerfärbehülse, die bei einem aus einem zylindrischen Zentralabschnitt (11a) und endseitig daran anschließenden konischen bzw. kegelstumpfförmigen Wickelenden (11b) des Vorgarnkörpers dadurch gekennzeichnet ist, daß die Manteldurchbrüche in der Färbehülse (Perforation) bzw. im zylindrischen Hülsenkörper der Flyerfärbehülse nur im Überdeckungsbereich des zylindrischen Vorgarnkörper-Abschnitts angeordnet sind. Hierdurch wird vermieden, daß die im Färbeapparat unter Druck auf den Vorgarnkörper einwirkende Flotte diesen in den empfindlichen Konusbereichen deformieren oder zerstören kann, und es wird eine sehr gleichmäßige Durchfärbung des Materials gewährleistet.
Die Baumwollieferung (rohweiß) erfolgt also auf speziell für die erfindungsgemäße Färbung des Flyergarns bestimmten Färbehülsen, deren Hauptzweck darin besteht, den Vorgarnkörper für den Färbeprozeß im Färbeapparat optimal bereitzustellen. Dabei gelangen die beiden beschriebenen Färbehülsen-Ausführungen zur Vorlage des gefärbten Vorgarnkörpers zum Ausspinnen an der Spinnmaschine, namentlich einer Ringspinnmaschine. Die auf der Spinnmaschine gefertigten farbigen Kopse werden letztlich noch, wie üblich, auf einer Spulmaschine auf Papphülsen gespult.
Bei der Flyergarnproduktion ist vor allem auf gleichmäßige Wickeldichte zu achten sowie auch auf eine bestimmte Vorgarndrehung, die sich insbesondere im Bereich von 50 bis 55 Tpm als besonders vorteilhaft herausgestellt hat. Dies optimiert sowohl den Färbeprozeß als auch die Verspinnbarkeit des Flyergarns.
In den Zeichnungen sind die beiden unterschiedlichen Färbehülsenausführungen veranschaulicht. Es zeigen:

Fig. 1: eine gelochte Färbehülse mit darauf befindlichem Vorgarnkörper,
Fig. 2: die Färbehülse allein,
Fig. 3: eine herkömmliche Flyerhülse zur Vorlage des Vorgarns an der Spinnmaschine,
Fig. 4: einen Vorgarnkörper mit einer Flyerfärbehülse,
Fig. 5: die komplette, mehrteilige Flyerfärbehülse und
Fig. 6: die Flyerfärbehülse mit ihren gesondert dargestellten Einzelteilen.

Entsprechend Fig. 1 ist auf eine zylindrische Färbehülse 10 ein Kurzstapelfaser-Vorgarn mit geringer Drehung zu einem Vorgarnkörper 11 aufgewickelt. Es wird dabei Wert darauf gelegt, daß der Vorgarnkörper 11 eine möglichst konstante Wickeldichte aufweist. Der Wicklungstyp entspricht dem einer Flyerspulenwicklung, bei der in der Regel eine "Parallelwicklung" vorliegt mit geschlossen parallel auf die Hülse gewickelter Flyerlunte.
Die Färbehülse 10 weist, wie es auch für Färbehülsen bei der Kreuzspulenfärbung üblich ist, eine Vielzahl von Manteldurchbrüchen 12 auf, damit im Färbeapparat die in das Innere der Hülse 10 eingeleitete Flotte durch den Vorgarnkörper 11 gedrückt werden kann.
Der dargestellte Vorgarnkörper 11 gliedert sich im übrigen in einen zylindrischen Wickelabschnitt 11a und zwei konische bzw. kegelstumpfförmige Endabschnitte 11b. Es hat sich zur Schonung der Konusenden 11b des Vorgarnkörpers 11 als vorteilhaft erwiesen, die Manteldurchbrüche 12 der Färbehülse 10 nur innerhalb des vom zylindrischen Vorgarnkörper-Abschnitts 11a überdeckten Bereich anzuordnen.
Entsprechend Fig. 2 weist die Färbehülse einen Innendurchmesser d auf, der geringfügig kleiner ist als der Außendurchmesser D einer in Fig. 3 dargestellten, herkömmlichen Flyerhülse 13. Damit wird erreicht, daß die Färbehülse 10 mit Reib- bzw. Klemmschluß auf die Flyerhülse 13 aufgesteckt und auch wieder abgenommen werden kann, wobei zwischen den Hülsen 10 und 13 Drehmitnahme gewährleistet ist.
Verglichen mit der Anordnung einer herkömmlichen, mit Vorgarnkörper versehenen Flyerhülse stellt also die Färbehülse gewissermaßen einen Adapter dar, mit dessen Hilfe der Vorgarnkörper 11 der Ringspinnmaschine auf der Flyerhülse vorgelegt werden kann. Zugleich ist der Adapter, wie beschrieben, die Färbehülse, mit der der Vorgarnkörper in einen herkömmlichen Färbeapparat gefärbt werden kann.
Im übrigen zeigt Fig. 3 noch den üblichen Aufnahmekonus 13a zur Aufhängung der Flyerspule am Spinnmaschinengatter und ferner die formschlüssig wirkenden Drehmitnahmemittel 13b, die erforderlich sind für den Drehantrieb beim Bewickeln des Flyerhülsenkörpers 13 mit der Flyerlunte auf dem Flyer.
Fig. 4 zeigt eine andere Ausführung für den Träger des Vorgarnkörpers 11 in Form einer kombinierten Flyerfärbehülse 14. Diese umfaßt einen zentralen, zylindrischen Hülsenkörper, die eigentliche Färbehülse 10', die sich von der anhand der Fig. 1 und 2 beschriebenen im wesentlichen nur dadurch unterscheidet, daß an ihren Enden Kupplungsmittel 15 zum lösbaren Anschluß eines gesonderten Kopfstücks 16 für den Konus 13a und eines gesonderten Kopfstücks 17 mit den Drehmitnahmemitteln 13b einer Flyerhülse vorgesehen sind.
Die Kupplungsmittel 15 bestehen vorzugsweise aus jeweils einer Gewindepaarung, so daß die drei Teile 10', 16 und 17 zu einer Flyerfärbehülse 14 zusammengeschraubt werden können (Fig. 4 und 5), sich jedoch auch so zerlegen lassen, daß allein die Färbehülse 10' nutzbar ist.
Der Hersteller des Vorgarns kann bei der Ausführung nach Fig. 1 und 2 den Vorgarnkörper 11 auf die Färbehülse 10, bei der zweiten Ausführung auf die spezielle gelochte Hülse 10' wickeln. In diesem Fall werden dann nach dem Färben des Vorgarnkörpers 11 die beiden Kopfstücke 16 und 17 mit der Färbehülse 10 zu der in Fig. 5 dargestellten Flyerfärbehülse 14 vereinigt, die nunmehr nach Aufbau und Funktion einer herkömmlichen Flyerhülse gleicht.

Claims

Verfahren zur Herstellung farbiger Kurzstapelfasergarne aus Baumwolle und/oder Synthetics durch Färben des Vorgespinstes, und zwar derart, daß man das Vorgespinst mit leichter Drehung als Flyerlunte zu einem Vorgarnkörper mit gleichmäßiger Wickeldichte auf eine gelochte Färbehülse wickelt, den auf der Färbehülse befindlichen Vorgarnkörper färbt und anschließend die so gefärbte Flyerlunte unmittelbar der Spinnmaschine vorlegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Vorgespinst beim Wickeln auf die Färbehülse eine geringe Drehung von etwa 40 bis 60, vorzugsweise 50 bis 55 Tpm erteilt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das Vorgespinst auf eine besondere Färbehülse spult, die man nach dem Färben des Vorgarnkörpers auf eine herkömmliche Flyerhülse aufsteckt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das Vorgespinst unmittelbar auf eine gelochte Flyerhülse als Färbehülse wickelt.
Färbehülse zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser (d) der Färbehülse (10) mit geringem Untermaß derart auf den Außendurchmesser (D) einer herkömmlichen Flyerhülse (13) abgestimmt ist, daß die Färbehülse (10) einen Reib- oder Klemmschluß mit der Flyerhülse (13) eingeht.
Färbehülse zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Färbehülse (10) zugleich als Flyerhülse (13) ausgebildet ist - Flyerfärbehülse (14).
Färbehülse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Konus (13a) an dem einen Ende der Flyerfärbehülse (14) als auch die Drehmitnahmemittel zum Bewickeln der Flyerfärbehülse (14) als gesonderte Teile (16, 17) sowie mit einem zylindrischen Hülsenkörper (10') lösbar kuppelbar sind.
Färbehülse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige lösbare Kupplung (15) als schraubengangförmige oder bajonettartige Schraubkupplung ausgebildet ist.
Färbehülse nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem aus einem zylindrischen Zentralabschnitt (11a) und endseitig daran anschließenden konischen bzw. kegelstumpfförmigen Wickelenden (11b) die Metalldurchbrüche (12) in der Färbehülse (10) bzw. im zylindrischen Hülsenkörper (10') der Flyerfärbehülse (14) nur im Überdeckungsbereich des zylindrischen Vorgarnkörper-Abschnitts (11a) angeordnet sind.