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Verfahren zur Herstellung eines Vorgarnes Zusatz zu Patent . ... ...
(Patentanmeldung P 24 47 715.4) Die Erfindung betrifft die Herstellung eines Vorgarnes
aus einem Faserband aus Spinnfasern und mindestens einem die Spinnfasern umwindenden
Filamentgarn nach der deutschen Patentanmeldung P 24 47 715.4.
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Bei Vorgarnen handelt es sich um Vorprodulrte bei der Spinnfasergarnherstellung.
Spinnfasergarne werden auf Spinnmaschinen hergestellt, meist auf Ringspinnmaschinen.
In jüngster Zeit gewinnt aber auch das open-end-Spinnverfahren vor allem zur Herstellung
grober Garne an Bedeutung. Bei der Spinnfasergarnherstellung werden vorwiegend Vorgarne
aus feinen Faserbändern benötigt, welche auf der Spinnmaschine zur gewünschten Feinheit
verzogen und anschließend meist durch Drehen verfestigt werden. Ein Vorgarn, abgesehen
von sehr starken Faserbänderns z.B. Kardenbändern, muß leicht verfestigt sein, damit
es einerseits den mechanischen Anforderungen auf der Spinnmaschine gewachsen ist,
darf aber andererseits nicht zu stark verfestigt sein, damit das Verziehen und die
damit angestrebte gleichmäßige Verfeinerung des Garnes im Streck;verk der Spinnmaschine
überhaupt möglich wird und störungsfrei abläuft.
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Die mechanische Verfestigung der Vorgarne erfolgte bisher entweder
durch Aufbringen einer echten Drehung auf das Faserband, z.B, am Flyer, oder durch
Aufbringen einer Drehung in alternierender Richtung mittels einer Nitschelvorrichtung,
eines Finisseurs. Dabei wird durch die Höhe der aufgebrachten Drehungen die mechanische
Festigkeit des Vorgarns bestimmt,
Durch die Notwendigkeit; eine
Garndrehung zu erteilen, wird die maximale Geschwindigkeit bei der Vorgarnproduktion
begrenzt. Je nach Feinheit des Vorgarns und der Stapellänge liegt die Faserband-
bzw. Vorgarnliefergeschindigkeit bei dessen Herstellung zwischen t0 und 100 m/t.rin.
Sowohl Flyerenrichtung als auch ein Nitschelwerk sind technisch relativ aufwendige
Vorrichtungen.
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Durch kostspielige }hschinen und niedrige Produktionsleistung ist
deshalb die Wirtschaftlichkeit der konventionellen Spinnfasergarnherstellung stark
belastet.
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Es ist auch bekannt, Faserbänder durch spiralförmiges Umwinden mit
einem oder mehreren Fäden zu verfestigen. In der US-PS 1 732 592 wird z.B. eine
Maschine beschrieben, die sich zur Herstellung von Garnen aus schwachen oder kurzen
Fasern besonders eignet, wobei Faserbänder zunächst mit einem oder mehreren Fäden
spiralförmig umvmnden werden und anschließend den zusamplengesetzten Garnen noch
eine Drehung erteilt wird. Für die Herstellung der Garne werden für den Umwindefaden
aber Filamente verwendet, welche geeignet sind, dem fertigen Garn ein hohe Festigkeit
zu verleihen. Garngebilde dieser Art sind jedoch wegen ihrer Konstruktion und insbesondere
wegen der daraus sich ergebenden hohen Festigkeit in der Spinnfasergarnherstellung
als Vorgarnevöllig unbrauchbar.
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Aus der US-PS 2 449 595 ist ein verstärktes Plastikmaterial bekannt,
das als Verstärkung ein Gewebe enthält, welches in Kettrichtung Garne verhältnismäßig
großen Durchmessers aus Faserbändern, die mit Fäden spiralförmig umwunden sind,
aufweist, um die Einzelfasern der Faserbänder zusammenzuhalten. Aber auch dieses
hier als Kettfäden eingesetzte Garn kann wegen seiner Konstruktion und seiner hohen
Festigkeit nicht als ein Vorgarn bei der Spinnfasergarnherstellung verwendet werden.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Vorgarn zur Verfugung
zu stellen, das die aufgezeigten Nachteile nicht
aufweist, sich
ohne großen technischen Aufwand herstellen läßt und dessen Aufbau und Eigenschaften
ein problemloses Ausspinnen zu Spinnfasergarnen gestattet.
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Weiterer Zlei der Erfindung ist es ein Verfahren autzuzeigen, mit
dem es möglich ist, Spinnfasergarne bei geringem technischen Aufwand mit großer
Arbeitsgeschwindigkeit herzustellen.
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Diese Aufgabe wurde gelöst mit einem Verfahren zur Herstellung eines
Vorgarnes nach dem Patent t ... ... (Patentanmeldung P 24 47 715.4) durch Umwinden
eines unverfestigten Faserbandes mit einem Gesamttiter von 1000 bis 30 000 dtex,
vorzugsweise 2500 bis 15 000 dtex mit einem Filamentgarn, das eine Reißdehnung kleiner
als 50 %, vorzugsweise kleiner als 25 % besitzt und einen Titer von weniger als
50 dtex, vorzugsweise weniger als 15 dtex, wobei auf das Faserband 20- 300 Windungen,
vorzugsweise 30 bis 100 Windungen pro Meter aufgebracht werden und wobei das Faserband
bei der Umwindung in axialer Richtung eine Geschwindigkeit von über 50, vorzugsweise
über 100 Meter pro Minute aufweist. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sici
dadurch aus,-daß dem Faserband zwischen Lieferzylinder und Umwindestelle ein Falschdrall
erteilt wird.
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Das erfindungsgemäße Garn eignet sich zum Herstellen von Feingarn
mit Titern von 20 bis 5 000 dtex. Die Verwendung des erfindungsgemäßen Vorgarns
ist jedoch nicht beschränkt auf die Verarbeitung auf Feinspinnmaschinen, es kann
auch dem Grob-, Mittel-, Feinflyer oder anderen hiaschinen, die Vorgarn produzieren,
vorgelegt werden.
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Das erfindungsgemäße Vorgarn setzt sich im wesentlichen aus einem
Faserband varallelisierter Stspalfasern und einem ndel mehreren das Faserband spiralförmig
umschlingenden feintitrigen Filamentgarnen zusammen.
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Das Faserband, der Hauptbestandteil des Vorgarns, besteht aus spinnbaren
Natur- oder Chemiefasern,-wie Wolle, Baumwolle, Zellwolle oder Synthesefasern, bevorzugt
aus Polyester, Polyamid, Polyacrylnitril, Polyolefin oder Polyurethan.
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Die Herstellung des Faserbandes erfolgt in herkömmlicher leise nach
dem Kammgarn-, Streichgarn- oder Baunwollspinnverfahren.
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Es wird bei der Herstellung des Vorgarns aus einem Streckwerk angeliefert.
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Der Finzeltiter der Fasern liegt zwischen 0,5 dtex und 100 dtex, vorztgsmeise
zwischen 1 dtex und 20 dtex. Die Stapellänge der Fasern beträgt 5 bis 500 mm, bevorzugt
29 bis 150 mm, ganz besonder bevorzugt 35 bis 150 mm.
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Die Stärke des Vorgarns bzw, des Faserbandes richtet sich nach dem
Titer des Garnes, das aus dem Vorgarn ersponnen erden soll, und liegt zwischen 1
000 dtex und 30 000 dtex, vorzugsweise 2 500 dtex und 15 000 dtex. Die Höhe des
Verzugs auf den Spinnmaschinen ist begrenzt. Er liegt zwischen etwa 5 und 300-fach,
meist jedoch zwischen 20 und 50-fach, dies bedeutet, daß die Vorgarne je nach gewünschter
Endgarnnummer eine gewisse Stärke nicht überschreiten dürfen.
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Die erfindungsgemäße Verfestigung des unverfestigten Faserbandes in
unkonventioneller Weise ist nicht durch eine Drehung, sondern durch spiralförmiges
Umschlingen des Faserbandes durch ein oder mehrere Filamentgarxwe, bevorzugt monofi
le Filamentgalne, bewerkstelligt, welche das Faserband zusammenhalten und ihm seine
Festigkeit
erteilen. Die Spiralen der Filamentgarne können gleichsinnig angeordnet sein. Bevorzugt
sind 2 Filamentgarne, welche in gegensinniger Drehung bzw. sich überkreuzend angeordnet
sind.
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Dabei ist es besonders zweckmäßig, dem Faserband zwischen dem Austritt
aus dem Lieferzylinder des Streckwerkes, an der Stelle, an der es von dem Filamentgarn
umwenden wird, einen Falschdrall zu erteilen. Durch diesen Falschdrall werden die
Randfasern des im Streckwerk etwas breit laufenden Faserbandes besonders eingebunden
und das Vorgarn wird runder. Außerdem erhält das Faserband zwischen Lieferzylinder
und Umwindestelle einen besseren Zusammenhalt.
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Das Faserband ist 20 bis 300 mal pro Meter vom Filamentgarn bzw den
Filamentgarnen umschlungen, wobei sich die Umwindungszahlen auf die Summe der Umwindungen
ggf. aller Umwindefilamentgarne bezieht.
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Die Filamentunalwindungsgarne haben einen Titer, der niedriger alc
50 d, bevorzugt niedriger als 15 dtex ist. Er richtet sich nach Ser Stärke bzw.
nach den erforderlichen bzw. gewünschten mechanischen Eigenschaften des Vorgarnes.
Es ist wichtig, daß die Festigkeit des Vorgarnes, die in liaftlänge ausgedrückt
wird, zwischen 15 und 500 Metern, vorzugsweise 30 und 300 Metern liegt. Die Haftlänge
ist diejenige Länge des vorgarnes, die sich eben noch selbst trägt.
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»ie Haft länge darf nicht zu groß sein, da sie sonst den Verzug im
Streckwerk der Spinnmaschinen nachteilig beeinflußt, sie darf nicht zu niedrig sein,
da sonst das Vorgarn bein Abziehen von der Vorgarnspulo auseinandergleitet und was
entweder zu Vorgarnbrüchen oder zu Fehlverzügen führt. Ist das Umwindegarn ein Multifilamentgarn,
kann der Einzeltiter des .,iultfilamentgarnes dem Titer der Fasern des Faserbandes
angeglichen sein. Andererseits hat sich gezeigt, daß im fertigen Feingarn unterschiedliche
Titer das Warenbild so gut wie nicht negativ becinflusson.
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Die Reißdehnung des Filamentgarnes ist kleiner als So », vorzugsweise
kleiner als 25 %. Eine relativ niedrige Dehnung des Filamentgarnes ist vorteilhaft,
damit es im Streckwerk der Feinspinx schine in kurzen Abständen zerrissen wird.
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Die P.eßdehnllng und Reißfestigkeit werden bestimmt nach DIN 53 834
(Zugversuch an Garnen und Zwirnen).
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Die Filamentgarne bestehen aus regenerierten oder synthetischen Chemiefaserrohstoffen
wie Polyester, Polyamid, Polyacrylnitril, Polyolefin oder Zellulose. Normalerweise
stört der sehr niedrige Anteil des Unwvindefilaments im fertigen Garn den Warenausfall
nicht, bei extremen Farbstellungen z.B.
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kann es aber erforderlich sein, den Umwindefaden aus einem Material
zu wählen, das mit den selben Farbstoffklassen anfärbt wie die Stapelfasern.
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Zur Umwindung des unverfestigten Faserbandes mit dem Filamentgam oder
den Filamentgarnen gibt es verschiedene Möglichkeiten.
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Zum Beispiel kann das Filamentgarn auf kleine Spulen geringen Durchmessers
aufgebracht werden, dann wird es sol der feststehenden Spule abgezogen und zusammen
mit dem Faserband durch die Spulenachse hindurchgezogen, wobei das Faserband vom
Filamentgarn umwunden wird, und die Zahl der von der Spule abgezogenen Wicklungen
der Anzahl der auf das Faserband auf gebrachten Umwindungen entspricht. Bevorzugt
werden 2 Aggregate dieser Art hintereinander geschaltet.
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Grundsätzlich ist es auch möglich, nur das unverfestigte Faserband
durch die Spulenachse zu führen und den Umwindevorgang hinter die Filamentgarnspule
zu legen. Der Umwindepunkt muß dabei durch einen geeigneten Fadenführer festgelegt
werden.
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Diese Ausführungen sind besonders einfach,da sie keine drehenden Teile
enthalten. Das Umwinden des unverfestigten Faserbandes kann jedoch auch so erfolgen,
daß die Spule mit dem Filamentgarn durch einen Antrieb in Rotation versetzt wird,
während das Faserband mit dem Filamentgarn durch die Achse der Filamentgarnspule
hindurchgeführt wird. Auch hier ist es selUstserstan-dlich möglich, das Filamentgarn
erst nach der Spule mit dem Faserband zu vereinigen. Bei dieser Uravindevorrichtung
können größere Filamentgarnspulen verwendet werden.
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Wird der Umwindevorgang unter einer solchen Spannung des Filamentgarnes
vorgenommen, daß es sich mehr in die Seele des Vorgarnverbandes legt, wird es beim
Verzugsprozess auf der Spinnmaschine leicht zerrissen.
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Da das Umwinden des unverfestigten Faserbandes mit dem Filamentgarn
Illit sehr hoher Geschwindigkeit möglich ist, wird die Liefergeschwindigkeit des
Vorgarnes bei seiner Herstellung nur durch die Laufgeschwindigkeit des das Faserband
liefernden Strecverkes begrenzt.
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Das umwundene Vorgarn kann auf bekannte Art und Weise auf greuzspulen
aufgewunden werden. Es kann aber in einer bevorzugten Ausführungsform auch in Kannen
abgelegt werten. Es wird der Spinnmaschine zugeführt und in einem herkömmlichen
Streckwerk verfeinert. Dabei werden die Filamentgarne zerrissen.
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Der Spinnprozess erfolgt um so störungsfreier, je niedriger die Dehnung
des Umxvindungsfilamrntgarnes und je feiner der Titer der Filamentgarne gehalten
wird. Es hat sich gezeigt, daß Vorgarne mit Monofilamenten, die im Titer niedriger
als 15 dtex sind und deren neißdehnung niedriger als 25 % ist, auf modernen, hochbelastbaren
Streckwerken
reibungslos verarbeitet werden können.
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Bei niedrig belasteten Streckxverken kann es notwendig sein, den Einzugszylinder
einmal zu umschlingen.
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Das erfindun£svemäße Vorgarn ist hervorragend geeignet zur Herstellung
von Spinnfasergarnen.
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Anhand der nachfolgenden Beispiele soll die Erfindung weiter erläutert
werden.
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Beispiel 1: Aus einer Mischung von 55 % Polyäthylenterephthalatfasern
dtex 3,6 M/75 S ( = Mischtiter aus 75 Gew.% dtex 3,3 und 25 Gew.% dtex 4,0) und
45 r Wolle 21,5 /u wurde am Finisseur ein Vorgarn der Stärke 5900 dtex hergestellt.
Das Faserband entsprechender Stärke wurde dabei nicht genitschelt, sondern mit 2
Polyäthylenterephthalat-Monofilamenten dtex 10, Reißfestigkeit 39 p, Reißdehnung
6,4 % kreuzweise unrunden. Das Faserband wurde dabei durch ein Rohr vom Durchmesser
12 mm hindurchgeführt; Das Rohr war mit 2 Packungen des tIonofilamentes umwickelt,
wobei das Monofilament der einen Packung zusammen mit dem Faserband durch das Rohr
gezogen wurde und das Monofilament der zweiten Packung nach dem Austritt des einmal
mit Monofilament umvmndenen Faserbandes aus dem Rohr das Faserband in einer der
ersten Umwindung entgegengesetzten Richtung umstand. Die Vorgarn liefergeschwindigkeit
betrug 70 Meter pro Minute.
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Das so hergestellte Vorgarn wurde von jedem Monofilament pro Meter
26,5 mal umwunden. Auf ein Meter Vorgarn kamen dabei -insgesamt 53 Umwindungen.
Seine Reißkraft betrug 145 p und damit die Haft länge 26 m.-Das Vorgarn wurde auf
einer Langstapel-Ringspinnmaschine zu Garn der Stärke 250 dtex gesponnen. Die Anzahl
der Fadenbrüche war normal, ebenso die Garngleichmäßigkeit.
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Beispiel 2: Aus 100 % Polyäthylenterephthalatfasernedtex 3,3/60 mm
wurde auch am Finisseur ein Vorgarn der Stärke 4 000 dtex hergestellt. Das Faserband
wurde dabei nicht genitschelt, sondern rait 2 Polyester-Monofilamenten dtex 10,
Reißfestigkeit 39 p, Reißdehnung 6,4 % kreuzweise munden. Das Faserband wurde dabei
durch ein Rohr vom Durchmesser 8 mm hindurchgeführt. Das Rohr war mit 2 Packungen
des Monofilamentes umwickelt, wobei das ZIonofilament der einen Packung zusammen
mit dem Faserband durch das Rohr gezogen wurde und das Monofilament der zweiten
Packung nach dem Austritt des einmal mit Monofilament umwundenen Faserbandes aus
dem Rohr dieses in einer de ersten Umwindung entgegengesetzten Richtung umwand.
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Das so hergestellte Vorgarn wurde von jedem Monofilament pro Meter
40 mal umwunden. Auf ein Meter Vorgarn kamen dementsprechend eo Umwindungen.
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Seine Reißkraft betrug 108 p und damit die Haft länge 270 m.
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Das Vorgarn wurde auf einer Kurzstapel-Ringspinnmaschine zu Garn der
StazXe 25n dtex versponnen. Die Anzahl der Fadenbrüche war normal, ebenso die Garngleichmäßigkeit.
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Beispiel 3: Aus einer Mischung von 65 % Polyäthylenterephthalatfasern
dtex 3,3/38 mm und 35 % Zellwolle dtex 1,7/38 mm wurde am Baumwoll-Flyer ein Vorgarn
der Stärke 4 000 dtex hergestellt.
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Das Faserband wurde dabei nicht gedreht, sondern mit 2 Poly-Sthylenterephthalat-Monofilamenten
dtex 10, Reißfestigkeit 39 p, Reißdehnung 6,4 % kreuzweise umwunden. Das Faserband
wurde dabei durch ein Rohr vom Durchmesser 8 mm hindurchgeführt. Das Rohr war mit
2 Packungen des Monofilamentes umwickelt, wobei das Monofilament der einen Packung
zusammen mit dem Faserband durch das Rohr gezogen wurde und das Monofilament der
zweiten Packung nach dem Austritt des einmal mit Monofilament umwundenen Faserbandes
aus dem Rohr das Faserband in einer der ersten Umwindung entgegengesetzten Richtung
Aufwand. Die Vorgarnliefergeschwindigkeit betrug 120 Meter pro Minute.
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Das so hergestellte Vorgarn wurde von jedem Monofilament pro Meter
40 mal umwenden. Seine Reißkraft betrug 98 p und damit die Haft läge 245 m. Auf
ein Meter Vorgarn kamen dementsprechend insgesamt Bo Umwindungen. Das Vorgarn wurde
auf einer Kurzstapel-n.inbspinnmaschine zu Garn der Stärke 250 dtex versponnen.
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Die Anzahl der Fadenbrüche war normal, ebenso die Garngleichmäßigkeit.
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Figuren 1 und 2 stellen erfindungsgemäße Vorgarne dar. Darin bedeuten
1 die Spinnfasern und 2 das umwindende Filament. Figur 3 zeigt schpmatisch die in
Beispiel 4 benutte Vorrichtung zum Herstellen des Vorgarns mit Aufbringen eines
Falschdralls auf das Faserband zwischen Lieferzylinder und Umwindestelle.
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Beispiel 4: Aus 100 % Polyäthylenterephthalatfasern dtex 1,7/38 mm
wurde am Finisseur ein Vorgarn der Stärke 6700 dtex hergestellt. Das Faserband wurde
dabei nicht genitschelt, sondern mit 1 (einem) Polyester-Monofilament dtex 10, Reißfestigkeit
3,3 g/dtex, Reißdehnung 7,5 % umwunden. Figur 3 zeigt schematisch die für das Umwinden
des Vorgarnes benutzte Versuchseinrichtung. Die vom Auslaufzylinderpaar 3 eines
Streckwerkes gelieferte Faserlunte 4, bestehend aus Spinnfasern, wird durch das
in Halterung 5 drehbar gelagerte Rohr 6 geführt und über Verleger 7 auf Hülse 8
zur Kreuzspule 9 gewickelt, angetrieben von Auflagewalze 10.
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Rohr 6 rotiert mit definierter Geschwindigkeit, angetrieben über Scheibe
11 und Keilriemen 12, wobei der Faserlunte 4 durch ein aus dem Streckwerk der Streichgarnspinnmaschine
bekanntes Element 13 zwischen Auslaufpunkt A und Ablaufpunkt A' Falschdraht zur
Verfestigung und Abrundung erteilt wird. Mit Rohr 6 ist die aufgesteckte Spule 14
als Träger des Umwindefilaments 2 fest verbunden, so daß sich durch Abzug von der
mitrotierenden Spule 14 Filament 2 am Windepunkt W um die Faserlunte 4 legt und
diese verfestigt.
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Der auf Spule 14 aufgesteckte Ballonbegrenzer 15 kontrolliert Spannung
und störungsfreien Ablauf des Umwindefilaments 2. Im -Beispiel betrug die Luntenliefergeschwindigkeit
71 Meter pro Minute. Das Umwindefilament umschlang die Faserlunte pro Meter 45 mal.
Seine Reißkraft betrug 10.9 g, die Haftlänge 157 m bei dtex 6809 Vorgarnfeinheit.
Das Vorgarn wurde auf einer Ringspinnmaschine mit Streckwerk für Kurzfasern zu einem
Garn der
Stärke 220 dtex bei üblicher Fadenbruchzahl versponnen.
Garnfestigkeit, Dehnung und Gleichmäßigkeit waren normal und entsprachen den Werten
eines aus normal gedrehtem Flyergarn gesponnenen Garns.