EP2980284A2

EP2980284A2 - Verfahren zur herstellung eines luftgesponnenen garnes

Info

Publication number: EP2980284A2
Application number: EP15002003.0A
Authority: EP
Inventors: Chandru Seshayer; Thomas Weide; Roland Werner
Original assignee: Saurer Germany GmbH and Co KG
Current assignee: Saurer Spinning Solutions GmbH and Co KG
Priority date: 2014-07-29
Filing date: 2015-07-03
Publication date: 2016-02-03
Anticipated expiration: 2035-07-03
Also published as: CN105316811A; CN105316811B; JP2016030887A; EP2980284B1; EP2980284A3; JP6682213B2; DE102014011210A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Garnes (10), bei dem zwei benachbarte Faserstränge (4,4') mittels eines Streckwerks (5) verstreckt, dann gemeinsam einem pneumatischen Drallorgan (6) zugeführt und aus dem Drallorgan (6) als Garn (10) abgezogen werden, das dann auf eine Kreuzspule (11) aufgewunden wird.

Erfindungsgemäß wird als Drallorgan (6) ein Luftechtdrahtspinnorgan mit einer Drallstoppeinrichtung verwendet und beide zugeführten Faserstränge (4,4') unterscheiden sich in mindestens einer Eigenschaft voneinander, wobei ein erster Faserstrang (4, 4'), näher an der Längsachse des Drallorgans (6) zugeführt wird als ein zweiter Faserstrang (4. 4'),

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Garnes, bei dem zwei benachbarte Faserstränge mittels eines Streckwerks verstreckt, dann gemeinsam einem pneumatischen Drallorgan zugeführt und aus dem Drallorgan als Garn abgezogen werden, das dann auf eine Kreuzspule aufgewunden wird.
Beim Luftspinnen und insbesondere bei dem heute dominierenden Eindüsenspinnverfahren gelangt der zwischen den Ausgangswalzen des Streckwerks austretende Faserstrang durch einen Düsenblock zur Einlassöffnung einer hohlen Spinnspindel. Beim Eintreten des Faserstranges in die Spinnspindel werden die freien Faserenden mittels eines umlaufenden Luftstroms um den kegelig ausgebildeten Spindelkopf der Spinnspindel geschlungen und wickeln sich während des Einziehens des Fadens in die Spindel spiralförmig um die so genannten Kernfasern. Die Kemfasem bilden gemeinsam mit den so genannten Umwindefasern einen neuen Faden, der abgezogen, durch einen Garnreiniger überwacht, gegebenenfalls gereinigt und aufgewickelt wird.
Die Garnfestigkeit wird bei einem luftgesponnenen Garn ausschließlich durch die Faserumwindungen, genauer gesagt durch die einschnürende Wirkung von umwindenden Fasern auf den Garnkern, erreicht. Dazu muss ein Faserende in den Gamkem migrieren, während das andere Faserende den Kern umwindet. Nur durch die feste Verankerung des einen Faserendes kann das andere Faserende den Gamkem einschnüren.
Die Mehrzahl der Fasern eines luftgesponnenen Garnes liegt im Gamkem parallel, nur etwa 10 bis 30% der Fasern sind Umwindefasern. Ziel muss es sein, den Spinnprozess so zu steuern, dass die Faserumwindung möglichst gleichmäßig erfolgt und stets genügend Umwindefasem zur Verfügung stehen.
Die DE 40 32 117 A1 offenbart eine Spinnmaschine zum pneumatischen Falschdrallspinnen, an der die Spinnstellen als Doppelspinnstellen ausgebildet sind. Nachdem jeweils zwei nebeneinander geführte Faserstränge das Streckwerk durchlaufen und dabei durch Führungselemente, wie zum Beispiel einen Führungstrichter, getrennt gehalten werden, gelangen die Faserstränge jeweils einzeln nach Verlassen des Streckwerkes in eine Falschdralleinrichtung. Um zu verhindern, dass die Faserstränge nach Verlassen des Streckwerkes einen Fadenballon bilden und sich gegenseitig stören, ist zwischen dem Lieferwalzenpaar des Streckwerks und der pneumatischen Falschdralleinrichtung ein so genannter Selektor als Führungselement angeordnet. Dieser Selektor wird mit einer Geschwindigkeit angetrieben, die höher ist als die der Lieferwalzen und der Abzugseinrichtung und verfügt zudem über einen Saugschlitz in der Führungsfläche. Dadurch wird erreicht, dass die abgespreizten Randfasem voreilend, also schneller als der Kern des Faserstranges, sich in Fadenabzugsrichtung bewegen, wobei sie in dieser Lage aufgrund des Falschdralls um den Kern des Faserstranges herumgeschlungen werden. Damit aufgrund des Falschdralls die abgespreizten Randfasem der um ihre eigene Achse rotierenden Faserstränge nicht miteinander in Berührung kommen können, ist zwischen den Führungsflächen des Selektors außerdem ein so genannter Separator angeordnet.
Nachteil dieser Spinnmaschine ist, dass ein relativ hoher Faserabgang auftritt, denn Fasern, deren Faserenden nicht ausreichend im Kern verankert sind, können sich von der Faserstrangachse weg bewegen und demzufolge nur ungenügend oder überhaupt nicht in den entstehenden Gamverbund eingebunden werden und zum Verfestigen des Garnes zum Einsatz kommen. Des Weiteren ist die Anordnung der beiden Falschdralleinrichtungen, des Selektors sowie des Separators relativ aufwendig und kostenintensiv, da jede Spinnstelle damit ausgerüstet werden muss.
Durch die EP 1 279 756 A2 sind eine pneumatische Spinnvorrichtung sowie ein Spinnverfahren bekannt. Basis der EP 1 279 756 A2 ist, dass sich vordem Eingang des Spindelkanals eine durch den Luftwirbel getragene, rotierende Fasersonne aus Fasern bildet. Das eine Ende der Fasern befindet sich dabei in der rotierenden Fasersonne im Spindelkanal und bildet dort einen Teil des Garns. Da aber nicht alle Fasern durch den Gambildungsprozess erfasst werden, gerät ein Teil der Fasern, vor allem die Kurzfasern, in den Abluftstrom.
Um eine Verbesserung der Garnqualität und eine Reduktion des (Kurz-) Faserverlustes zu erreichen, werden in einer ersten Variante die in der Abluft enthaltenen Fasern aufgefangen, regeneriert und an einem definierten Ort in den Spinnprozess zurückgeführt. Der definierte Ort kann dabei im Bereich des Fasersonnenzentrums, vor dem Streckwerk oder zwischen den Streckwerkswalzen sein. Werden die Fasern in die Fasersonne zurückgeführt, so geschieht dies über zumindest einen separaten Faserzuführkanal.
Eine zweite Variante sieht vor, dass Fasern vorab aus dem zu verarbeitenden Faserstrom ausgeschieden werden, um dann dem Garnbildungsprozess im Bereich des Fasersonnenzentrums zugeführt werden zu können.
Nachteilig an dieser Spinnvorrichtung und dem Verfahren gemäß der EP 1 279 756 A2 sind, dass eine derart gestaltete Spinnvorrichtung konstruktiv sehr aufwendig und damit ebenfalls sehr kostenintensiv ist.
Gemäß der DE 34 33 282 A1 ist ein gebündeltes Garn mit Stapelfasern und ein Verfahren zur dessen Erzeugung offenbart. Um ein derartiges Garn (der Begriff wird hier fälschlicherweise für Zwirn verwendet) herzustellen, wird dem Streckwerk ein Faserstrang zugeführt, der während des Streckvorganges in mindestens zwei Faserbändchen gespalten wird. Aus jedem Faserbändchen entsteht ein entsprechend gedrehtes Garn mit Umwindefasern und beide Garne werden mittels Drehung zu einem Zwirn vereint, wobei der Zwirn ebenfalls Umwindefasem aufweist.
Nachteil auch dieses Verfahrens ist, dass ein relativ hoher Faserabgang vorherrscht. Denn die Ablenkung einiger Faserenden aus dem Faserstrang, die zum Umwinden des Garnkernes abgespreizt werden, erfolgt entweder aufgrund der natürlichen Ventilationswirkung der Streckwerkswalzen oder durch Wirkung von anderen äußeren Kräften, wie zum Beispiel durch ein elektrostatisches Feld, eine Unterdruckwirkung, ein Abblasen oder eine mechanische Anordnung.
Ein möglichst gleichmäßiges Garn soll durch ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum pneumatischen Falschdrallspinnen gesponnen werden können, wie sie durch die DE 40 32 941 A1 bekannt sind. Hierzu werden entweder zwei Faserstränge oder ein Faserstrang, der vor oder während des Streckwerkes geteilt wird, dem Streckwerk zugeführt, wobei am Ende des Verstreckens die beiden Faserstränge einen definierten Abstand zueinander aufweisen. Der definierte Abstand der Faserstränge zueinander wird erreicht, indem die Faserstränge durch einen Führungstrichter geführt werden. Um die Umschlingungsrichtung der Randfasem zu beeinflussen, ist zwischen dem Lieferwalzenpaar und der Falschdralleinrichtung ein so genannter Rotor angeordnet, der mit einer höheren Geschwindigkeit als das Lieferwalzenpaar und die Abzugseinrichtung angetrieben wird und zudem einen Saugschlitz aufweist. Noch auf der Mantelfläche des Rotors laufen die beiden Faserstränge zusammen und die von den Fasersträngen abgespreizten Randfasem werden von zwei Perforationsreihen des Rotors angesaugt und gegenüber dem Faserkemverband voreilend mitgenommen. Der Faserkemverband gleitet dagegen auf der Mantelfläche des Rotors mit einer geringeren Geschwindigkeit. Die beiden Faserstränge rotieren aufgrund des ihnen erteilten Falschdralls um ihre eigene Achse und laufen zusammen in die Einlassöffnung der Falschdralleinrichtung ein und die Randfasem beider Faserstränge verbinden sich miteinander und umschlingen das Fasergebilde.
Nachteilig ist auch bei diesem Verfahren ein hoher Faserabgang, insbesondere von kürzeren Fasern. Durch den Rotor wird der Faserabgang zum Teil sogar noch forciert, denn Fasern, deren eines Faserende nicht genügend weit respektive tief in das Faserstrang hinein reicht, lösen sich dadurch komplett aus dem Faserstrang.
Zudem ist eine derartige Falschdrallspinneinrichtung konstruktiv aufwendig gestaltet, denn ein Führungstrichter muss gewährleisten, dass die Faserstränge mit dem notwendigen Abstand in das Streckwerk einlaufen und der Rotor sorgt dafür, dass die Randfasem gegenüber dem Faserkemverband voreilen. Diese Maschinenelemente müssen an jeder Arbeitsstelle vorhanden sein.
Des Weiteren kann mittels des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der DE 40 32 941 A1 zwar die Umschlingungsrichtung der Randfasem beeinflusst werden, nicht aber der Anteil der Umwindefasern.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren vorzuschlagen, mit dem ein verbessertes luftgesponnenes Garn hergestellt werden kann, ohne dass eine aufwendige und kostenintensive Umgestaltung der Luftspinnmaschine notwendig ist. Des Weiteren soll mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens der Anteil an Umwindefasem, die im Gamverbund für die Garnfestigkeit verantwortlich sind, beeinflussbar werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Zur Lösung der Aufgabe ist gemäß Anspruch 1 vorgesehen, dass als Drallorgan ein Luftechtdrahtspinnorgan mit einer Drallstoppeinrichtung verwendet wird und dass die beiden zugeführten Faserstränge sich in mindestens einer Eigenschaft voneinander unterscheiden, wobei ein erster Faserstrang näher an der Längsachse des Drallorgans zugeführt wird als ein zweiter Faserstrang.
Werden beim Luftechtdrahtspinnprozess zwei Faserstränge gemeinsam dem Streckwerk und nachfolgend dem Drallorgan zugeführt, so hat die Lage des jeweiligen Faserstranges bei der Einspeisung einen großen Einfluss auf den Luftspinnprozess und auf die entstehende Gamstruktur. In Versuchen wurde festgestellt, dass beim Spinnen eines luftgesponnenen Garnes sich die Fasern des Faserstranges, der zentral respektive zentraler in das Drallorgan einläuft, eher im Faserkem befinden. Die Fasern des Faserstranges hingegen, der etwas versetzt zum Mittelpunkt eingespeist wird, werden eher zu Umwindefasern und liegen damit eher auf der Außenseite des luftgesponnenes Garnes.
Erfindungsgemäß kann nun ein luftgesponnenes Garn aus zwei Fasersträngen gesponnen werden, die sich unterscheiden. Dabei ist durch die Anordnung der beiden Faserstränge beim Einlauf in das Drallorgan steuerbar, ob die Fasern später eher als Kern- oder als Umwindefasem im Garn wiederzufinden sind.
Die Erfindung schließt den Sonderfall mit ein, dass der Faserstrang, der näher an der Längsachse des Drallorgans einläuft, sich auf der Längsachse des Drallorgans befindet.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass aufgrund dieses Verfahrens unterschiedliche Faserstränge zu einem luftgesponnenen Garn verarbeitet werden können und dass die entstehende Gamstruktur dahingehend beeinflusst werden kann, ob die Fasern des jeweiligen Faserstranges eher als Kern-oder als Umwindefasem zum Einsatz kommen.
Vorteilhaft an dem Verfahren ist zudem, dass zur Umsetzung des Verfahrens kein aufwendiger Umbau der Luftspinnmaschine erforderlich ist und somit keine exorbitanten Zusatzkosten entstehen.
Vorteilhafterweise ist, gemäß Anspruch 2, die Eigenschaft, in der sich die beiden Faserstränge voneinander unterscheiden, die mittlere Stapellänge des Faserstranges.
Der Faserstrang mit der längeren mittleren Stapellänge sollte beim Einlauf in das Drallorgan weniger zentral liegen und schützt dann die kürzeren Fasern des näher an der Längsachse des Drallorgans ausgerichteten Faserstranges vor der Luftströmung.
Deshalb tritt aufgrund dieses Verfahrens ein geringerer Faserabgang beim Luftspinnprozess auf, als durch die Verfahren und Vorrichtungen, die aus dem Stand der Technik bekannt sind.
Dadurch können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch kürzere Fasern wirtschaftlich eingesetzt werden, da durch die Anordnung der Fasern bzw. des Faserstranges beeinflusst werden kann, wo sich diese Fasern im luftgesponnenen Garn befinden werden.
Dies kommt insbesondere beim Verspinnen von 100% kardierter Baumwolle zum Tragen, da der Faserabgang sich bisher gerade bei diesem Vorlagematerial besonders negativ auf die Wirtschaftlichkeit ausgewirkt hat.
Des Weiteren ist es nun möglich, den Anteil an Umwindefasern zu beeinflussen, da durch die Anordnung der Faserstränge gewährleistet wird, dass stets genügend Umwindefasem zur Verfügung stehen und die Faserumwindung gleichmäßig erfolgen kann.
Alternativ ist, wie in Anspruch 3 beschrieben, die Eigenschaft, in der sich die beiden Faserstränge voneinander unterscheiden, der Faserrohstoff des Faserstranges.
Auf diese Weise ist es möglich, kontrollierbar ein luftgesponnenes Garn aus unterschiedlichem Material herzustellen.
Beispielsweise bestehen der eine Faserstrang aus Polyesterfasern und der andere Faserstrang aus Viskosefasern. So kann durch die Anordnung der Faserstränge gezielt darauf Einfluss genommen werden, welche Fasern vermehrt als Umwindefasern wiederzufinden sind.
Steht ein hohe Scheuerbeständigkeit und Reibechtheit des Garnes im Vordergrund, so sollte der Faserstrang mit den Polyesterfasern weniger nah an der Längsachse des Drallorgans als der Faserstrang mit den Viskosefasern liegen. Dadurch kommen im Garnkern eher die Eigenschaften des zentraler einlaufenden Faserstranges zum Tragen; die gute Feuchtigkeitsaufnahme und der weiche Griff der Viskosefasern. Auf der Außenseite des Garnes hingegen sind die Eigenschaften des Polyesters vordergründig, wie eine hohe Strapazierfähigkeit.
Selbstverständlich können im Rahmen dieser Erfindung die beiden Faserstränge in weiteren Eigenschaften respektive in einer anderen Eigenschaft divergieren.
Vorzugsweise werden, gemäß Anspruch 4, als Faserstränge Streckenbänder verwendet.
Diese Variante hat den Vorteil, dass die Streckenbänder direkt aus der Streckpassage kommend verarbeitet werden können. Auf diese Weise ist der Zwischenschritt, aus den Streckenbändern eine Flyerlunte bzw. ein so genanntes Vorgarn herzustellen, nicht notwendig. Das spart nicht nur Zeit, sondern bedeutet auch eine große Kostenersparnis, denn nicht nur das Herstellen der Flyerlunte entfällt, sondern auch die Maschine selbst zur Herstellung der Flyeriunte wird nicht benötigt.
In einer alternativen Ausgestaltung können jedoch, wie in Anspruch 5 beschrieben, als Faserstränge auch Flyerlunten verwendet werden.
Diese Flyerlunten werden auch als so genanntes Vorgarn bezeichnet und müssen während des Luftspinnprozesses nicht mehr so hoch verzogen werden wie die Streckenbänder. Der Vorteil dieser Variante ist, dass sehr gleichmäßige und qualitativ hochwertige Garne ausgesponnen werden können.
Gemäß Anspruch 4 weist der jeweilige Faserstrang eine homogene Fasermischung auf.
Um die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile zu erhalten, können Faserstränge eingesetzt werden, bei denen jeder Faserstrang an sich eine homogene Fasermischung enthält. Das bedeutet, dass beispielsweise Faserstränge eingesetzt werden, die entweder eine kürzere oder aber eine längere mittlere Stapellänge aufweisen. So unterscheiden sich zwar die eingesetzten Faserstränge voneinander, aber jeder Faserstrang für sich ist einheitlich. Je nachdem, welcher Faserstrang bei der Einspeisung in den Luftspinnprozess zentraler respektive dezentraler angeordnet ist, werden die Fasern eher im Garnkern oder als Umwindefasem des Garnes zu finden sein.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand einer schematisiert dargestellten Arbeitsstelle einer Luftspinnmaschine erläutert.
Es zeigen:

Figur 1: in Vorderansicht eine mit Luftspinnvorrichtungen ausgestattete Textil-maschine;
Figur 2: eine schematische Darstellung einer Arbeitsstelle einer Luftspinnmaschine mit erfindungsgemäßer Einspeisung zweier Faserstränge.

Die Figur 1 zeigt schematisch in Vorderansicht eine Luftspinnmaschine 1. Diese Textilmaschinen weisen eine Vielzahl von in Reihe nebeneinander angeordneten Arbeitsoder Spinnstellen 2 auf, die zwischen endseitig angeordneten so genannten Endgestellen 15, 16 positioniert sind.
Wie in Figur 1 weiter angedeutet, ist jede der Arbeitsstellen 2 mit einem Vorlagematerial, beispielsweise ein in einer Spinnkanne 3 abgelegter Faserstrang 4, ausgestattet. Außerdem verfügt jede der Arbeitsstellen 2 über ein Streckwerk 5, eine Luftspinnvorrichtung mit einem Drallorgan 6, eine Fadenabzugseinrichtung 7, einen Gamreiniger 8 sowie über eine Aufwickeleinrichtung.
Die zugehörige Fadenverlegeeinrichtung 9 sorgt dafür, dass das in dem Luftspinnaggregat aus dem Faserstrang 4 gefertigte Garn 10 in sich kreuzenden Lagen auf eine Auflaufspule 11 gewickelt wird.
Diese Auflaufspule respektive Kreuzspule 11 ist, wie üblich, in einem nicht dargestellten Spulenrahmen gehalten und wird durch einen ebenfalls nicht dargestellten Spulenantrieb rotiert.
Wie in Figur 1 weiter angedeutet, werden die Arbeitsstellen 2 der Textilmaschine 1 vorzugsweise durch ein selbsttätig arbeitendes Bedienaggregat 12 versorgt, das, auf Schienen 13, 14 geführt, entlang der Arbeitsstellen 2 verfahrbar ist.
Figur 2 zeigt eine schematische Ansicht einer Arbeitsstelle 2 einer Luftspinnmaschine 1 mit erfindungsgemäßer Einspeisung zweier Faserstränge 4 und 4', auf der die Faserstränge 4 und 4' zu einem einfachen Garn 10 ausgesponnen werden.
Dem Streckwerk 5 werden zwei Faserstränge 4 und 4' zugeführt. Um ein Garn 10 herzustellen, wird der Faserstrang 4, der über eine höhere mittlere Stapellänge verfügt, dezentral dem Streckwerk 5 zugeführt. Der Faserstrang 4' mit einer kürzeren mittleren Stapellänge befindet sich nahe der Längsachse des Drallorgans 6.
Der Luftspinnvorrichtung sind in Fadenlaufrichtung eine Fadenabzugseinrichtung 7, ein Garnreiniger 8 sowie eine Fadenverlegeeinrichtung 9 nachgeordnet.
Nachdem beide Faserstränge 4 und 4' gemeinsam in das Streckwerk 5 einlaufen und dort gemeinsam verstreckt werden, gelangen die Faserstränge 4 und 4' ebenfalls gemeinsam in die Luftspinnvorrichtung respektive in das Drallorgan 6. Die kürzeren Fasern laufen mittig in das Drallorgan 6 ein, während die längeren Fasern im Gegensatz dazu etwas versetzt von der Längsachse des Drallorgans, also dezentral, einlaufen.
Das aus der Luftspinnvorrichtung austretende Garn 10 wird mittels der Fadenabzugseinrichtung 7 definiert abgezogen und durch den Garnreiniger 8 überwacht und gegebenenfalls gereinigt. Die darauf folgende Fadenverlegeeinrichtung 9 wickelt den Faden 10, bei dem der Gamkem überwiegend aus kürzeren Fasern besteht und die Umwindefasern größtenteils aus den längeren Fasern gebildet wurden, changierend auf die Kreuzspule 11 auf.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Garnes (10), bei dem zwei benachbarte Faserstränge (4, 4') mittels eines Streckwerks (5) verstreckt, dann gemeinsam einem pneumatischen Drallorgan (6) zugeführt und aus dem Drallorgan (6) als Garn (10) abgezogen werden, das dann auf eine Kreuzspule (11) aufgewunden wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Drallorgan (6) ein Luftechtdrahtspinnorgan mit einer Drallstoppeinrichtung verwendet wird und dass die beiden zugeführten Faserstränge (4,4') sich in mindestens einer Eigenschaft voneinander unterscheiden, wobei ein erster Faserstrang (4, 4'), näher an der Längsachse des Drallorgans (6) zugeführt wird als ein zweiter Faserstrang (4, 4').
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eigenschaft, in der sich die Faserstränge voneinander unterscheiden, die mittlere Stapellänge des Faserstranges ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eigenschaft, in der sich die Faserstränge voneinander unterscheiden, der Faserrohstoff ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Faserstränge (4,4') Streckenbänder verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Faserstränge (4,4') Flyerlunten verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Faserstrang (4,4') eine homogene Fasermischung aufweist.