WO2000047804A1

WO2000047804A1 - Verfahren und vorrichtung sowie verwendung der vorrichtung zur herstellung eines mischgarnes bzw. kombinierten garnes

Info

Publication number: WO2000047804A1
Application number: PCT/CH1999/000232
Authority: WO
Inventors: Ludwig Lacher; Erwin Schwarz; Gotthilf Bertsch
Original assignee: Heberlein Fibertechnology, Inc.
Priority date: 1999-02-08
Filing date: 1999-05-28
Publication date: 2000-08-17
Also published as: CN1095885C; KR20020081662A; DE29902103U1; AU3808599A; JP2002536561A; CN1308691A; EP1159473A1; TW473569B; ID28881A

Abstract

Die neue Erfindung schlägt vor, ein Endlosfilamentgarn, insbesondere Endlos-Elastanfäden mit Stapelfasergarn zu verbinden. Es hat sich gezeigt, dass über eine Drallerzeugung die beiden Fäden, gemeinsam aufgeprägt, eine enge Verbindung hergestellt werden kann. Die Spunyarn und die Filamentgarne werden gemeinsam durch eine Luftbehandlungsdüseneirichtung geführt und dabei über eine kurze Strecke gehalten. Die Verbindung entsteht durch die Erzeugung eines falschen Dralles auf den schnell durchlaufenden Garnen, wobei kontinuierlich das Filamentgarn im Spunyarn verankert wird. Als optimale Lösung hat sich bisher ein zweifacher Wechsel des Drehsinnes als nacheinander ein S-Drall-Z-Drall-S-Drall oder Z-Drall-S-Drall-Z-Drall mit einem freien Abstand zwischen den jeweils benachbarten Drallerzeugern erwiesen.

Description

Verfahren und Vorrichtung sowie Verwendung der Vorrichtung zur Herstellung eines Mischgarnes bzw kombinierten Garnes

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung eines Mehrkomponentengarnes bzw. Mischgarnes bestehend aus wenigstens einem Endlosfilamentgarn, sowie wenigstens einem Stapelfasergarn bzw Spunyarn

Die neue Erfindung bezieht sich auf einen zentralen Problemkreis der Garnveredelung, nämlich die Verbindung eines Mischgarnes, das sowohl Endlosfilamente wie Stapelfasern aufweist Trotz sehr vielen, auch sehr kostspieligen Versuchen, ist es bis heute nicht gelungen, für ein entsprechend verbundenes Garn bzw. Mischgarn einen breiteren wirtschaftlichen Erfolg herbeizufuhren, wie auf Grund der theoretischen Möglichkeiten der Einsatzgebiete der entsprechenden Garne zu erwarten wäre.

Stand der Technik

Die W095/23886 beschreibt einen Losungsweg für die Herstellung eines Mehrkomponentengarnes bzw. Mischgarnes. Beim klassischen Garn aus Naturfasern wie Baumwolle oder Wolle besteht die Verbindungstechnik in einem Spmnprozess mit der typischen Verdrehung durch welche die Fasern eingebunden werden Durch die Eigenschaften der Rohstoffe und dem Spinnvorgang wird dem Endprodukt ein Textilcharakter gegeben, der nicht zuletzt in einer minimalen Haarigkeit der Garne besteht. Seit der Einfuhrung von synthetischen Filamentgarnen sind viele Verfahren für einen stabilen Verbund der einzelnen Garnkomponenten einerseits, sowie für die Behandlung bzw Veredelung der Garne anderseits entstanden Für die Verbindung und die Veredelung von synthetischen Filamentgarnen konnten sich unter anderem zwei Lufttechniken im Markt etablieren- die Luftverwirbelungstechnik sowie die Luftblastextuπerung Im Gegensatz zum Luftspinnen von Stapelfasern benotigt die Luftverwirbelungstechnik ein Filamentgam als Trager um die Fasergarnkomponenten zu "umwirbein ' und zu einem festen Verbund zu machen Luftverwirbelte Mehrkomponentengarne werden für besondere Anwendungen zusätzlich veredelt. Sie sind oft schon Fertigerzeugnisse für die nachfolgende Verarbeitung wie Weberei, Stickerei usw. Mit der Luftverwirbelungstechnik lassen sich zusätzlich besondere Eigenschaften und Effekte erzeugen, die durch den Spinnvorgang nicht erreichbar sind. Die Luftblastexturierung erlaubt Endlos-Filamentgarne zu einem Mehrkomponentengarn zu verbinden und zu veredeln. Es wird aus glattem Endlos-Filamentgam ein sogenanntes Schlingengarn erzeugt. Das Kernstück für die Luftblastexturierung ist eine Luftblastexturierdüse. Die Zuführgeschwindigkeit des Filamentgarnes an die Luftblastexturierdüse ist höher als die Auslauf- oder Abzugsgeschwindigkeit. Die unterschiedliche Geschwindigkeit, mit Überlieferung bezeichnet, wird für die Bildung der Schlingen benötigt. Die entsprechenden Längsverschiebungen zwischen den Filamenten werden durch die Energie der strömenden Luft ausgelöst. Die Schlingenbildung verursacht eine effektive Verkürzung der Garnlänge. Die Düse wird gewissermassen zum "Garnfresser", d.h. aufgrund der grösseren Ein- als Austrittsgeschwindigkeit wird mehr Garnlänge eingespiesen als abgezogen. Die vermeintlich fehlende Garnmenge ist jedoch in Form von Schlingen wieder zu finden. Diese ergeben eine Erhöhung des Titers nach der Düse, sowie ein leicht elastisches Verhalten des Garnes bzw. eines entsprechenden fertigen Gewebes.

Eine ganz neue Situation ergab sich mit der Einführung von Elastan. Elastanfäden sind synthetische Filamentgarne (meist als multifil; Garnfeinheit 1 1 - 2.600 dtex) und bestehen zu mindestens 85 Gew.-% aus segmentiertem Polyurethan. Sie zeichnen sich besonders durch hohe elastische Dehnung aus. Unter Zugbeanspruchung lassen sie sich bis auf das 6- bis 8-fache ihrer Ausgangslänge dehnen und nehmen nach Aufhebung der Spannung sofort und vollständig wieder ihre ursprüngliche Länge ein. Elastanfasern sind gut anfärbbar, oxidationsbeständig sowie lichtbeständiger und wesentlich dünner herzustellen als Gummifäden, so dass aus ihnen feinere und leichtere Gewebe und Gewirke als aus Gummifäden erzeugt werden können. Es wird hierfür Bezug genommen auf das Chemiefaserlexikon Hans J. Koslowski, Deutscher Fachverlag. Elastan hat besondere Eigenschaften. Es ist bei sachgemässer Pflege wiederstandsfähig gegen Schweiss und kosmetische Öle, gut waschbar und weist eine massige Scheuerfestigkeit auf . Die Dichte liegt bei 1 , 1 5 g/cm3; die Feuchtigkeitsaufnahme bei 1 ,0 - 1 ,3 %; der Schmelzpunkt bei etwa 250 ° C; Erweichungspunkt bei 1 75 °C. Bei mehr als 1 50°C tritt eine Vergilbung sowie ein Abbau ein. Die Dehnung liegt bei 500 - 700 %. Das zentrale, von Elastanfasern ist die elastische Dehnung. Diese geht, im Gegensatz zur bleibenden Dehnung, nach der Entlastung wieder in die Ausgangsform zurück. Sogenannte Monofilamente werden vor allem in ganz speziellen Anwendungsgebieten eingesetzt, so z B Siebdruckschablonen, für die Filtration sowie für Bandchengewebe

Das Elastan weist neben dem hohen Preis eine weitere Besonderheit gegenüber dem klassischen Filamentgam auf Beim Einspinnen des Spinnguts in die temperierten Schachte bilden sich unter der Abzugsspannung des aufnehmenden Wicklers Einzelfilamente mit definierter Feinheit Die Einzelfiiamente werden durch Falschdrall im Spinnschacht noch in viskosem Zustand miteinander in Kontakt gebracht und so miteinander verklebt Auf diese Weise ergibt sich das typische Querschnittsbild eines Elastanfadens Das mehr oder weniger feste Verkleben der Einzelfilamente hat zur Folge, dass eine anschliessende Luftverwirbelung oder Luftblastexturierung gar nicht mehr möglich ist Elastan als blanke oder nackte Faden können deshalb mit Stapelfasern nur umwunden, umsponnen, umzwirnt oder umwirbelt werden und bekommt auf diese Weise einen textilen Charakter Aus dem sehr stark elastischen Verhalten von Elastan ergeben sich viele klassische Textileinsatzgebiete, mehrheitlich jedoch nur in Verbindung mit anderen Textilfasern Eine Dehnbarkeit von 500 bis 700 % wird bei den meisten Textilien nicht benotigt und ist gar nicht erwünscht Elastangarne werden deshalb anstatt im Oπginalzustand wie bei den erwähnten Spezialgebieten als Coregame eingesetzt, wobei der Kernfaden aus dem dehnbaren Elastangarn besteht und die Umwicklung mit anderen Fasern mehr Volumen und verbesserte Scheuer-festigkeit ergibt Einsatzgebiete dafür sind beispielsweise elastische Miederwaren, Büstenhalter, Strumpfe, Socken, Strumpfhosen, Badeanzüge sowie quer- und langselastische Hosen, Sport und Freizeitkleidung

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung wurde nun die Aufgabe zu Grunde gelegt, eine Verbindung zu entwickeln, welche gestattet, zwei Garne, das eine aus Stapelfasern, das andere als Endlosfilamentgam, zu einem einzigen Faden bzw Mischgarn oder kombinierten Garn zu verbinden Es war ferner ein Teil der Aufgabe, dass für den Verbund das Endlosfilamentgam auch ein Endlos-Elastanfaden sein kann.

Das erfindungsgemasse Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass das Spunyarn und das Filamentgam gemeinsam durch eine Luftbehandlungsduseneinπchtung gefuhrt und dabei über eine kurze Strecke gehalten werden, wobei die Verbindung durch die Erzeugung eines falschen Dralles auf den schnell durchlaufenden Garnen kontinuierlich erzeugt und das Filamentgam im Spunyarn verankert wird Die erfindungsgemasse Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Drallerzeuger insbesondere Falschdrallerzeuger aufweist, mit einem Druckluft- anschluss für die Falschdrallerzeugung, zur Verbindung des Stapelfasergarnes mit dem Endlosfilamentgam.

Überraschenderweise hat es sich gezeigt, dass mit dem durch Druckluft erzeugten Falschdrall ein völlig neuer Effekt erzielbar ist. Ein Stapelfasergarn hat, bedingt durch die dafür verwendeten, meistens einige Zentimeter langen Fasern ein haariges Erscheinungsbild. Die Haarigkeit entsteht durch das Abstehen der Enden der einzelnen Fasern Aus naheliegenden Gründen kann das Stapelfasergarn weder durch eine Textuπerung noch durch eine Verwirbelung mit einem Endlosfilamtgam verbunden werden, besonders wenn das Endlosfilamentgam ein Elastanfaden ist. Demgegenüber ist es erfindungsgemass gelungen, die Verbindung über einen Luftdrallerzeuger herzustellen.

Die Erfindung geht aus von einem Spunyarn z.B. einem klassisch gesponnenem Garn, sowie einem Filamentgam. Bei der Luftblastexturierung sowie dem Verwirbeln werden Endlosfilamente benutzt um durch ein gegenseitiges Verschlingen bzw. einer Schhngenbildung einen Zusammenhalt zu erzeugen oder zu verstärken und trotzdem den textilen Charakter zu erhalten oder sogar zu steigern. Zumindest bei Elastan ist dies gar nicht möglich, weil die Filamente direkt nach dem Spinnprozess verklebt werden. Die Frage stellte sich, wie trotzdem eine Verbindung herstellbar ist. Von den Erfindern ist nun erkannt worden, dass die gestellte Aufgabe nur dann optimal losbar ist, wenn gegenüber den bisherigen Luftdusenbehandlungen gerade der umgekehrte Weg gesucht wird, namhch das An- oder Einbinden des Filamentgames in das Spunyarn. Das Spunyarn hat üblicherweise einen echten Drall, als Ergebnis von der Garnherstellung bzw. dem Garnspinnen Im wesentlichen ist es nur die Verdrehung der Faserstucke, die den Zusammenhalt für das Garn ergeben. Wird ein Stuck Spunyarn zwischen Zeigefinger und Daumen beider Hände in einem Abstand langer als die Einzelfilamente gehalten und im Gegensinne des echten Dralles gleichsam zuruckverdreht, dann kann das Garn fast ohne Kraft auseinandergezogen werden. Das Geheimnis, dass das verdrehte Garn bei der Falschdrallwirkung nicht auseinanderfallt, egt darin, dass der Falschdrall nicht am stillstehenden Garn, sondern am schnell durchlaufenden Garn aufgebracht und das Garn für den Bindevorgang über eine kurze Wegstrecke vorzugsweise kurzer als die Einzelfilamente, gehalten wird. Durch den Falschdrall wird das Spunyarn örtlich leicht geöffnet, bzw offengedreht. Weil dabei das Endlosfilament gleichzeitig mitverdreht wird, legt sich letzteres an vielen Stellen in die etwas geöffneten Stellen der Verdrehungen Der im Zeitraum von nur Millisekunden aufgebrachte Falschdrall hebt sich unmittelbar nach der Düse wieder auf, nur bleibt das Endlosfilament nach Aufhebung des Falschdralles an vielen Stellen gleichsam in die Windungen eingeklemmt. Das Ergebnis ist eine erstaunlich intensive Verbindung des Mischgarnes Es kommt hinzu, dass sich bei dem neuen Bmdeprozess auch die frei abstehenden Enden der Filamente beteiligen und teils die Drehung mitmachen, und sich teilweise um das Mischgarn schlingen. Durch das Verfahren mit leichter Öffnung des Stapelfasergarnes wurden bei einigen Versuchen eine gewisse Erhöhung der Haarigkeit festgestellt Damit eröffnet sich eine ganz neue Verbindungsart. Voraussetzung dafür ist, dass in jedem Fall wenigstens ein Stapelfasergarn bzw. Spunyarn beteiligt ist. Als Gegenpart können jeweils ein oder mehrere Elastan- und/oder Filamentgarne verwendet werden. Erste Versuche haben positive Ergebnisse bei glatten Filamentgarnen und bei Filamentgarnen, welches als Ausgangsmaterial luftblastextuπert oder über mechanische Spindeln (FZ) textuπert war, gebracht. Eine sehr interessante Beobachtung ergab sich aus allen Versuchen, indem die Qualltat der Verbindung bei teils höheren Geschwindigkeiten bei über 500, bzw. über 600 m/mm. besser war.

Die Erfindung erlaubt eine ganze Anzahl besonders vorteilhafter Ausgestaltungen. Es wird auf die Ansprüche 2 bis 9 sowie 1 1 bis 1 5 Bezug genommen. Bevorzugt wird der Langsbereich der Falschdrallerzeugung im Bereich des Einlaufes wie des Auslaufes der Luftbehandlungsduseneinπchtung begrenzt, gegebenenfalls einstellbar begrenzt, zur ortlichen Intensivierung der Drallwirkung auf die Garnverbindung. Auf der Einlaufseite wird bevorzugt ein eigentlicher Drallstopper eingesetzt. Die Luftbe- handlungsdusenemπchtung weist wenigstens eine Luftduse mit durchgehendem Garnkanal, mit wenigstens einer tangential in den Garnkanal einmundenden Luftzu- fuhrung auf Tastversuche haben ferner gezeigt, dass in besonderen Fallen mit tieferen Qualitätsansprüchen eine einzige Luftbehandlungsduse ausreicht. Besser ist es jedoch, wenn die Drallerzeugung wenigstens zwei-, vorzugsweise jedoch dreistufig ausgebildet ist, mit jeweiligem Drehsinnwechsel und Abstand zwischen den Stufen Konkret bestehen in der meisten bevorzugten Ausgestaltungen die Drallerzeuger aus drei einzelnen Dralldusen, mit zweimaligem S-Drall sowie einem Z-Drall, oder zweimaligem Z-Drall sowie einem S-Drall.

Der freie Abstand zwischen den Düsen soll erfindungsgemass begrenzt werden. Je nach spezieller Garnqualitat, vor allem je nach mittlerer Lange der Stapelfasern betragt der freie Abstand zwischen den Drallerzeugerstellen und insbesondere zwischen dem Drallstopper und dem ersten Drallerzeuger etwa 1 bis 1 0 cm Bevorzugt laufen wenigstens am Einlauf das Spunyarn und das Filamentgam gemeinsam über einen Drallstopper Das Mass zwischen Drallstopper und erstem Drallerzeuger kann jeweils etwas grosser sein als zwischen dem Drallerzeuger in sehr vielen Fallen wird für die Sicherstellung einer spezifischen Mischgarnqualltat nur ein kleiner Prozentsatz an Filamentgam verlangt. Dies trifft mehrheitlich bei dem Elastan zu, da der Preis des entsprechenden Rohstoffes ein Vielfaches ist im Verhältnis zu dem klassischen Stapelfaserngarn. Die neue Erfindung hat nun gezeigt, dass gerade bei sehr dünnen Elastanfaden diese besonders gut einbindbar sind In der Mehrzahl der Falle wird im wesentlichen durch das Spunyarn der Titer des kombinierten Garnes bestimmt, wobei das Spunyarn wenigstens 70% vorzugsweise mehr als 90% des Mischgarnes ausmachen kann. Der Luftdruck der Luftzufuhrung kann von 1 bis 5 bar vorzugsweise 2 bis 4 bar betragen. Das Endlosfilamentgam kann aus einem oder mehreren Endlos- Elastanfaden oder einem oder mehreren traditionellen Endlosfilamentfaden oder einer Kombination beider bestehen, wobei die Endlosfilamentfaden zuvor schon einer Luftbehandlung unterworfen sein können. Bevorzugt wird der Drallerzeuger als Luftduse ausgebildet, mit einem durchgehenden Garnkanal sowie einer tangential in den Garnkanal einmundenden Luftzufuhrung. Die besten qualitativen Resultate konnten erreicht werden, wenn der Drallerzeuger dreistufig ausgebildet wurde, mit zweimaligem Drehsinnwechsel. In der konkreten Ausgestaltung wurde der Drallerzeuger auf drei einzelnen Detorquedusen aufgebaut, mit zwei S- sowie einer Z-Duse, oder zwei Z-Düsen sowie einer S-Duse. Es wird dazu auf die besondere Ausgestaltung gemass EP 532 458 Bezug genommen Diese Druckschrift wird als integrierender Bestandteil des vorliegenden Gesuches erklart. Durch den Luftdrall entsteht einerseits ein falscher Drall in Bezug auf die zu verbindenden Garne. Die Idee des Falschdralles gemass EP 532 458 liegt nicht in einem bleibenden Drall auf dem Garn Vielmehr werden durch den Falschdrall Resttorsionsmomente beseitigt. In der neuen Anwen düng werden Dralldusen mehrfach mit Abstand direkt nacheinander verwendet Die Drallwirkung wird in Bezug auf die mittlere Drallduse stark gesteigert, dadurch dass je gegenläufig gedreht wird. Man nutzt pπmar die Drallwirkung, welche durch eine optimal tangentiale Luftströmung erzeugbar ist Soweit zur Zeit der Bindemechanismus verstanden wird, liegt die Hauptarbeit in einer sehr kraftigen Falschdrall Wirkung. Durch den zweifachen Wechsel von S zu Z bzw. Z zu S wird möglicherweise in der mittleren Düse eine ganz besonders kraftige Drallwirkung erzeugt.

Die EP 638 673 zeigt einen mechanischen Drallerzeuger, mit der die Haarigkeit unterdrückt wird. Die EP 81 1 71 1 zeigt eine Luftduse für die Erzeugung einer Drallwirkung, kombiniert mit einer geringen Verwirbelungswirkung, da an Stelle eines rein tangentialen Lufteintrittes ein etwas gegen das Zentrum gerückter Lufteintritt vorgeschlagen wird. In einzelnen Fallen ist es möglich eine, zwei oder drei Dusentypen gemass EP 81 1 71 1 zu verwenden. Es ist ferner möglich, verschiedene Dusentypen zu kombinieren, wobei bevorzugt in der Mitte eine reine Drallduse mit sehr intensiver Drallwirkung verwendet wird Sowohl bei der EP 532 458 wie bei der EP 81 1 71 1 handelt es sich um sogenannt offene Dralldusen Aus praktischen Gründen wird diesen wegen der erleichterten Einfadelung der Vorzug gegeben In vielen Anwendungen kann jedoch auch eine oder mehrere geschlossene Düsen gemass W098/33964 eingesetzt werden

Vorzugsweise ist die Luftbehandlungsdusenemrichtung dreiteilig ausgebildet, mit bevorzugt jeweils einem freien Abstand zwischen den zwei benachbarten Einzeldrallerzeugern. Der freie Abstand liegt bevorzugt bei 1 - 10 cm Der Drallerzeuger wird ferner dreiteilig, mit wechselndem Drehsinn der einzelnen Drallerzeuger ausgebildet, wobei über dem dreiteiligen Drallerzeuger ein etwa gradliniger Garnlauf ohne oder nur mit geringem Richtungswechsel besteht. Bei der konkreten Ausgestaltung werden bevorzugt drei identische, sogenannte Detorque-Dusen eingesetzt, wobei die mittlere der Detorquedusen mit entgegengesetzt gerichtetem Drehsinn eingesetzt ist und alle drei vorzugsweise auf einem gemeinsamen Druckluftverteilkorper angeordnet sind Vor und nach dem Drallerzeuger kann eine Gamfuhrung angeordnet werden, derart, dass z.B. der Endlos-Elastanfaden sowie das Stapelfasergarn in der Mittenachse der angrenzenden Drallerzeuger gemeinsam gefuhrt sind Bevorzugt bildet die Vorrichtung als Baugruppe eine Drallerzeugereinheit mit einem gemeinsamen Druckluftanschluss und vorzugsweise fix angeordneten Garnfuhrern. Der Gamfuhrer kann auf der Seite des Garneinlaufes ein an sich bekannter Drallstopper sein, oder zusätzlich vor dem Drallstopper angeordnet sein Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung der Vorrichtung und ist dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehrere Stapelfasergarne und zwei oder mehrere Filamentgarne verbunden werden

Darstellung der Erfindung

Die Erfindung wird nun an Hand von einigen Ausfuhrungsbeispielen mit weiteren Einzelheiten erläutert Es zeigen-

Figur 1 a das bekannte Prinzip der Luftverwirbelung,

Figur 1 b das bekannte Prinzip der Lufttextuπerung,

Figur 1 c eine Detorqueduse gemass EP 532 458,

Figur 2a ein glattes Filamentgam;

Figur 2b ein Stapelfasergarn;

Figur 2c ein Mischgarn gemass Figur 2a und 2b mit zweifach wechselndem Drall im Stadium der maximalen Drallerzeugung nach der neuen Losung, Figur 2d das Mischgarn gemass Figur 2c nach Verlassen der Drallerzeugung, wobei sich die zwei Komponenten kontinuierlich verbinden und die Enden der Stapelfasern sich teilweise um den Faden herumgeschlungen haben;

Figur 3a - 3c ein erfindungsgemässer, dreiteiliger Drallerzeuger als Baugruppe;

Figur 4 ein dreiteiliger Drallerzeuger als Baugruppe in Betriebsstellung;

Figur 5 ein einzelner Einzeldrallerzeuger in drei verschiedenen Ansichten;

Figur 6 eine Versuchseinrichtung für die Herstellung eines neuen Spun- jetyarn;

Figur 7 verschiedene Varianten A - E von Garnkombinationen.

Wege und Ausführung der Erfindung

In der Figur 1 a ist schematisch die Verwirbelung eines Garnes über eine Düse 1 gezeigt. Das Glattgarn 2 hat nach der Verwirbelung das typische Erscheingungsbild von dickeren und dünneren Stellen bzw. Knoten 3. Der Garnkanal 4 besteht aus einer Bohrung in deren mittleren Bereich Druckluft Dp eingeblasen wird. Die entsprechende Luftzuführung 5 ist meistens exakt auf die Mittellinie des Gamkanales gerichtet, so dass ein sogenannter Doppeldrall entsteht, der das Garn öffnet und durch die Knotenbildung eine Art Pulsierung der Luftströmung eine wiederholte Knotenbildung eintritt. Die Figur 1 b zeigt die Luftblastexturierung mit einer Texturierdüse 6. Zwei glatte Garne 2, 2' werden der Düse zugeführt und gelangen auch hier durch einen durchgehenden Garnkanal 7 in den Austrittsbereich 8 der Texturierdüse. Die Druckluft Dp, in der Regel mit 4 bis 1 2 bar, wird in den Garnkanal 7 gespiesen und erzeugt nicht zuletzt auch wegen des teils mehrfach höheren Druckes gegenüber dem Verwirbelungsdruck eine Überschallströmung in den Austrittsbereich 8. Das Schlingengarn 9 wird durch die Öffnung der Filamente in den Garnkanal 7 sowie den Stosswellen der Überschallströmung in den Austrittsbereich in dem Bereich des Flechtpunktes F erzeugt. Eine dritte Type einer Garnbehandlungsdüse mittels Luft ist in der Figur 1 c als Detorquedüse 10 dargestellt. Hier wird Druckluft über eine Zuführleitung 1 1 in den Garnkanal 1 2 geleitet. Der Lufteintritt erfolgt über eine tangential in den Garnkanal 1 2 mündende Zuführung 1 3, wie links in einer Vergrösserung nochmals dargestellt ist. Die Zuführung 1 3 ist um ein Mass b von der Mitte X - X des Gamkanales 2 versetzt, so dass die linke Seite der Zuführung 1 3 (Figur 1 c) eine Tangente mit der äusseren Zylinderfläche des Gamkanales bildet. Gleichsinnig mit der Zuführung 1 3 ist auch ein Einfädelschlitz 14 in den Garnkanal 1 2 geführt. Durch die beschriebene Ausgestaltung der Detorquedüse wird in dem Garnkanal 1 2 eine intensive Drallstromung (Pfeil 1 5) erzeugt. Die Drallstromung erteilt dem Garn eine entsprechende Rotation bzw einen entsprechenden Drall

Die Figur 2a zeigt schematisch ein Endlosfilamentgam 20, das aus einer mehr oder weniger grossen Anzahl einzelner Filamente 21 besteht. Die Darstellung symbolisiert ein Glattgarn In Figur 2b ist ein Stapelfasergarn 22 mit den typisch abstehenden Enden 23 der einzelnen Stapelfasern. Mit zwei Pfeilen 24, 25 ist das Zusammenfuhren beider Garne an der Stelle A angedeutet. Hier beginnt der neue Prozess in dem beide Garne entsprechend Pfeil 26 der Drallerzeugung zugeführt werden Die Figur 2c zeigt schematisch eine vorzugsweise Garnbehandlung, gemass der neuen Erfindung mit zwei wechselnden Drallrichtungen Si , Zi und S2. Der Drall wird dem Garn 28 tatsachlich aufgeprägt. Der Drall als Falschdrall verschwindet aber sofort nach Verlassen der jeweiligen Düse. Nach dem das verbundene Garn 29 die dritte Düse verlassen hat, ist kein Drall mehr erkennbar, jedoch haben sich durch die intensiven mechanischen Verdrehwirkungen die beiden Garne verbunden und die ursprünglich abstehenden Enden 23 teilweise fest um das verbundene Garn herumgeschlungen, wie in der Figur 2d dargestellt ist. Das neue Garn wird als Spunjetyarn bezeichnet. Interessant ist die Tatsache, dass normales Endlosfilamentgam, wie dargestellt, verbunden werden kann, genau so jedoch auch Stapelfaser-gam und Endlos-Elastangarn, welches als glattes Garn in beachtlich grosser Verspannung z.B 1 :3 und mehr durch die Verfahrenszone gefuhrt und mit gleicher oder geringerer Spannung aufgewickelt werden kann. Selbst wenn der Verbund von Stapelfasergarn und Endlos-Elastanfaden völlig entspannt wird, bleibt das kombinierte Garn als kompakter Faden erhalten

Die Figuren 3a - 3c zeigen in vergrossertem Massstab einen 3-teιlιgen Dratterzeuger 30 in Ansicht, Grundπss (3c) sowie Seitenansicht (3b). Der Drallerzeuger 30 besteht aus einem Tragerkorper 31 , sowie drei an sich identischen Detorquedusen 32, 33, 34, wobei die Detorquedüse 33 in Bezug auf die Detorquedusen 32 und 34 um 180° gedreht eingebaut ist Wie aus der Figur 3c entnehmbar ist, ist der Garnkanal 1 2 um ein Mass Y/2 zu einer Mittellinie 35 versetzt angeordnet Auf die Figur 3a bezogen liegen als Garnkanale auf einer gemeinsamen Linie 35 Die Dusenlange bzw die Lange des jeweiligen Gamkanales ist mit DL und der freie Abstand zwischen zwei Detorquedusen mit fA bezeichnet Für die Luftzufuhrung besteht eine Luftverteilkammer 36, wobei der Luftanschluss über die Bohrung 37 oder 38 erfolgen kann Der nicht verwendete Anschluss muss verschlossen werden Von der Luftverteilkammer fuhrt je eine Bohrung 39 zu einer Vorkammer 40, von welcher aus eine Zufuhrleitung 1 1 bzw je drei einzelne Zufuhrungen 1 3 in den Garnkanal munden Für gewisse Anwendungen ist es denkbar, dass die Abstände fA veränderbar gemacht werden Die Druckluft ist üblicherweise bei Raumtemperatur Es wird in erster Linie die mechanische Kraft der Drallstromung ausgenutzt

Die Figur 5 zeigt eine einzelne Detorquedüse 32, 33, 34, in einer Ansicht Seitenansicht sowie einem Grundπss Die Detorquedüse ist flach ausgebildet und weist drei tangentiale Luftzufuhrungen 1 3 auf

Testversuche haben gezeigt, dass in bestimmten Fallen auch eine Anzahl Düsen z B zwei oder vier oder mehr eingesetzt werden können Im Vordergrund ist jedoch aber eine ungerade Zahl, also drei oder gegenenfalls fünf Düsen

Die Figur 6 zeigt eine im industriellen Aufbau montierte Versuchsanordnung wobei die Druckluftzufuhrung nicht sichtbar hinter der Wand angeordnet ist Rechts oben auf dem Bild ist eine Spule 50, welche z.B. Elastan sein kann, als Endiosfilament bzw Filament 20 Das Endlosfilamentgam 20 wird über eine Garnspannungseinrichtung 51 sowie einem Drallstopper 41 (Stopper) der unten an der Figur 6 nochmals in grosserem Massstab dargestellt ist, direkt einem dreiteiligen Drallerzeuger 30' zugeführt. Auf der linken Bildseite ist die Zufuhrung des Spunyarn 22, welches über ein Galettensystem 52 ebenfalls über den Drallstopper 41 dem Drallerzeuger 30' zugeführt wird Der Drallstopper 41 kann eine bekannte Ausfuhrung sein, mit einer V- formigen Laufbahn, welche durch eine Vielzahl entsprechend abstehender stumpfer Nadelkorpem gebildet wird Nach dem Drallerzeuger 30' kann das verbundene Spunjetgam einem Winder 53 zugeführt werden

Bei sehr ausgedehnten, langer zurückliegenden Versuchsreihen nach einer Textuπer duse entsprechend W095/23886 wurden drei Detorque-Dusen benutzt, um beim Garn die Haarigkeit zu reduzieren Mit einer solchen 3-fach Detorque-Einheit wurde versucht, ein Baumwollgarn Ne 78/1 gek. 2-fach mit einem Lycra dtex 44 zu kombinieren (500m/mιn 2bar, OF 4%) Es gab zwar eine beachtlich gute Verbindung der beiden Komponenten Diese war für die Weiterverarbeitung jedoch nicht genügend Durch den Einsatz eines Drallstoppers vor der ersten Drallduse und durch die Dusenanordnung Z-S-Z oder auch S-Z-S gelang es im Labor, ein Kombinationsgarn zu erzeugen, welches regelmassig und schiebefest verbunden war Das Garn konnte ohne Schwierigkeiten direkt auf einer Laborstrickmaschine verstrickt werden Es zeigte sich, dass sich haarige Fasergarne besser mit niedrigem Luftdruck und höherer Geschwindigkeit verbinden lassen als Garne, die sehr wenig haarig sind Die Staub und Faserfreisetzung nimmt jedoch mit gröberen Garnen zu (grobe Garne sind weniger gedreht) Das Problem des Faserfluges hess sich nicht absolut beseitigen, ist jedoch wesentlich geringer als beim Einsatz von Luftverwirbelungsdusen Die Verflugung ist abhangig vom Dusendruck, der Geschwindigkeit und vor allem von den Eigenschaften des Fasergarnes (kard gek Langstapel Mittelstapel, Kurzstapel, Stapelspinnverfahren wie, Ring, OpenEnd oder Luft) Der Faserflug konnte jedoch, wie in weiteren Optimierungsversuchen ermittelt wurde, so stark reduziert werden, dass dieser in der industriellen Praxis nicht mehr stört

In der Folge wird nun eine Versuchsreihe mit Varianten A - E mit folgenden Grunddaten beschrieben Dabei sind die Endprodukte als neue "Spunjetgarne" in den Figuren 7 Var A - E dargestellt

Variante A

Bei diesem Versuch wurden als Endlosfilament ein Lycra dtex 44 mit Bauwollstapelfasergarnen Ne 78/1 /2-fach verbunden Beim Fasergarn handelte es sich um zwei parallele nicht verzwirnte Stapelfasergarne Für den Versuch wurde eine 3er Dusenanordnung Z-S-Z verwendet mit nur einem Drallstopper am Einlauf Der Luftdruck wurde im Mittel bei 3 bar bei Luftdruckzufuhrung an die Düsen eingestellt Die Transportgeschwindigkeit wurde von 200 bis 500 m/min variiert Variante A zeigt eine Garngeschwindigkeit von 300 m/min Im konkreten Fall wurde dabei bei der Versuchsanordnung die optimale Qualität erreicht Die Verbindung (Figur 7, Var A) ist wie aus dem Muster ersichtlich kontinuierlich Es sind also keine Punkte wie bei der Verwirbelung sichtbar Die Verbindungsstellen wurden über kurze und regelmassige Abstände hergestellt, so dass das neue Mehrkomponenten-garn z B direkt gezwirnt oder verstrickt werden kann

Variante B:

(Lycra dtex 78) Es wurde ein etwas gröberes Filament mit einem ebenfalls gröberen Stapelfaser-Mischgarn bestehend aus 50% Polyesterstapelfasern sowie 50 % Baumwollfasern verbunden Die Einstellungen wurden ahnlich gewählt wie bei Var A jedoch konnte der Luftdruck auf etwa 2 bar reduziert werden Die Qualität des neuen Produktes erlaubt zwei weitere Verarbeitungsgebiete Das neue Spunjetgarn kann direkt auf einer Strickmaschine verarbeitet oder auf einer Doppeldrahtmaschine gezwirnt werden, was bis anhin verfahrenstechnisch gar nicht möglich war Dies gestattet, das an sich sehr leistungsfähige Doppeldrahtverfahren für das Hochdrehen solcher Kombinationsgarne zu nutzen

Variante C.

Hier wurde ein kardiertes Bauwollgarn eingesetzt, das bekannterweise kürzere Faserlangen und eine geringere Drehungsdichte aufweist Die beste Qualltat wurde erreicht, wenn der freie Abstand zwischen je zwei Detorquedusen bis etwa auf die Lange der mittleren Faserlangen reduziert wurde Der freie Abstand zu dem Drallstppper konnte etwas grosser sein. Hier zeigte sich eine gewisse direkte Abhängigkeit des freien Abstandes zwischen den Düsen fA bzw fAD und Drallstopper und den mittleren Stapellangen In Bezug auf den weiteren Einsatz der neuen Kombigarne gelten die Ausfuhrungen wie zu Variante B

Variante D/E:

Bei der Versuchreihe D wurde als Ausgangsmateπal ein DTY (draw textured filament yarn) zusammen mit einem Baumwollstapelfasergarn verwendet.

Bei E wurde dagegen ein nicht textuπertes FDY (fully draw filament yarn) bzw Glattgarn verwendet Es zeigte sich, dass in beiden Fallen die Verbindung kontinuerlich, regelmassig und genügend ist für die Weiterverarbeitung in der Weberei oder Strickerei Die Transportgeschwindigkeit lag, weil der Anteil bzw die Filamentzahl relativ hoch ist, optimal bei 400 bis 500 m/min

Es ist zu erwarten, dass je nach Qua tatsanforderung auch höhere Transportgeschwindigkeiten z B bis 800... 1000 m/min oder mehr möglich sein werden

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines Mischgarnes bestehend aus wenigstens einem Endlosfilamentgam sowie wenigstens einem Stapelfasergarn bzw Spunyarn, d a d u rc h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Spunyarn und das Filamentgam gemeinsam durch eine Luftbehandlungsdusenemrichtung gefuhrt und dabei über eine kurze Strecke gehalten werden, wobei die Verbindung durch die Erzeugung eines falschen Dralles auf den schnell durchlaufenden Garnen kontinuierlich erzeugt und das Filamentgam im Spunyarn verankert wird.

2 Verfahren nach Anspruch 1, d a d u rc h g e k e n n z e i c h n et, dass der Langenbereich der Falschdrallerzeugung beidseits der Luftbehandlungsdusenemrichtung begrenzt, zur ortlichen Intensivierung der Drallwirkung auf die Garnverbindung.

3 Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u rc h g e k e n n z e i c h n et, dass die Luftbehandlungsdusenemrichtung wenigstens eine Luftduse mit durchgehendem Garnkanal, sowie eine tangential in den Garnkanal einmundende Luftzufuhrung aufweist.

4 Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d ad u r c h g e k e n n z e i c h n et, dass die Drallerzeugung wenigstens zwei-, vorzugsweise dreistufig ausgebildet ist mit jeweiligem Drehsinnwechsel und Abstand zwischen den Stufen

5 Vorrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n et, dass der Drallerzeuger aus drei einzelnen Detorquedusen besteht, mit zweimaligem S Drall sowie einen Z-Drall, oder zweimaligem Z-Drall sowie einem S-Drall

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d ad u rc h g e k e n nze i c h net, dass der freie Abstand zwischen den Drallerzeugerstellen 5 bis 100 mm betragt und wenigstens am Einlauf das Spunyarn und das Filamentgam gemeinsam über einen Fadenführer laufen.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u rc h g e k e n nze i c h n et, dass für die Herstellung eines kombinierten Garnes mit Elastan im wesentlichen das Spunyarn der Titer des Mischgarnes bestimmt, wobei das Spunyarn wenigstens 70%, vorzugsweise mehr als 90% des Mischgarnes ausmacht.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d ad u rc h g e k e n n z e i c h n et, dass der Luftdruck der Luftzuführung 1 bis 5 bar vorzugsweise 2 bis 4 bar betragt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d ad u rc h g e ke n nze i c h n et, dass das Endlosfilamentgam aus einem oder mehreren Endlos-Elastanfaden besteht.

10. Vorrichtung zur Herstellung eines Mischgarnes durch Verbindung wenigstens eines Endlosfilamentgarnes, insbesondere eines Endlos-Elastanfadens, und wenigstens eines Stapelfasergarnes, bzw. Spunyarn, d ad u rc h g e k e n nz e i c h n et, dass sie wenigstens einen Drallerzeuger aufweist, mit einem Druckluftanschluss für die Drallerzeugung, zur Verbindung von einem oder mehreren Stapelfasergarnen mit einem oder mehreren Endlosfilamentgamen und vorzugsweise einem Drallstopper in dem Einlaufbereich zu dem Drallerzeuger.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u rc h g e k e n n z e i c h n et, dass der Drallerzeuger als dreistufige Luftdüse ausgebildet ist, mit einem durchgehenden Garnkanal sowie einer tangential in den Garnkanal einmundenden Luftzuführung, mit zweimaligem Drehsinnwechsel, wobei der Drallerzeuger vorzugsweise aus drei einzelnen Detorquedusen besteht, mit zwei S-sowie einer Z- Düse, oder zwei Z-Düsen sowie einer S-Düse.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11 , d a d u rc h g e k e n nz e i c h n et, dass sie dreiteilig ausgebildet ist, mit jeweils einem freien Abstand zwischen den zwei benachbarten Einzeldrallerzeugern, wobei der freie Abstand 5 bis 100 mm betragt.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, d a d u rc h g e k e n nz e i c h n et, dass die mittlere Düse in Bezug auf die anderen beiden, wenigstens in einer Ebene einen Versatz aufweist, zur stabileren Fuhrung des Garnes bzw. der Vermeidung des Herausspπngens des Fadens.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, d a d u rc h g e ke n n z e i c h n et, dass der Drallerzeuger dreiteilig ausgebildet, mit drei identischen Detorquedusen, wobei die mittlere der Detorquedusen mit entgegengesetzt gerichtetem Drehsinn eingesetzt ist, und alle drei vorzugsweise auf einem gemeinsamen Druckluft- verteilkorper angeordnet sind.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, d ad u rc h g e ke n nz e i c h n et, dass sie als Baugruppe eine Drallerzeugeremheit bildet mit einem gemeinsamen Druckluftanschluss und vorzugsweise fix angeordneten Gamfuhrern oder einem Drallstopper am Einlauf.

16. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, d ad u rc h g e k e n nz e i c h n et, dass zwei oder mehrere Stapelfasergarne und zwei oder mehrere Filamentgarne verbunden werden.

17. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Anspruch 10 bis 15, d a du rc h g e ke n nze i c h n et, dass ein oder mehrere Stapelfasergarne und ein oder mehrere Elastanfaden verbunden werden