DE2722319A1

DE2722319A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von garnen

Info

Publication number: DE2722319A1
Application number: DE19772722319
Authority: DE
Inventors: Meiji Anahara; Yoshiyasu Arai; Tokio Kokubu; Masanori Saka; Kunio Takeuchi
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 1977-01-10
Filing date: 1977-05-17
Publication date: 1978-07-13
Also published as: US4124972A; DE2722319B2

Description

Toyo Boseki Xabushiki Kaisha Kita-ku, Osaka, Japan

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Garnen

Sie Erfindung betrifft ein Spinnverfahren zur Herstellung eines gesponnenen Garnes bei hohem Leistungsvermögen und hoher Geschwindigkeit und trotzdem niedrigen Kosten aus chemischen Pasern wie regenerierten fasern, halbsynthetischen Fasern oder synthetischen fasern, die auf eine definierte Länge oder nicht-definierte Länge geschnitten sind oder auch natürlichen fasern tierischen oder pflanzlichen Ursprungs oder Gemische dieser fasern, insbesondere kurze fasern von weniger als 50 mm Länge.

Sie Erfindung hat auch eine Vorrichtung zum Spinnen solcher Garne zum Gegenstand.

Zur Herstellung solcher Garne wurden bisher Ringspinnverfahren, Hule-Spinnverfahren und Offenend-Spinnverfahren praktisch angewendet. Diese Spinnverfahren sind aber hln-

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sichtlich der Spinngeschwindigkeit begrenzt, da nach diesen Verfahren ein Wickelkörper oder Rotor in Drehung versetzt werden muß. In den letzten Jahren wurden neue technische Einrichtungen entwickelt, wonach ein gesponnenes Garn dadurch erhalten wurde, daß Fasex(end<^n um ein Bündel von Fasern wirr gelegt werden musste, indem das Faserbündel einen Dreh- oder nicht Drehvorgang unter Verwendung der rotierenden Wirkung einer Fluidströmung ausgesetzt wurde. Für solche Verfahren repräsentativ ist das Fluidstrahlverfahren zum Drehen von Garn nach der US-PS 3 009 309. Nach dieser Patentschrift wird ein Verfahren zur Herstellung eines neuartigen Garns mit einer sehr einfachen Vorrichtung vorgeschlagen. Das so erhaltene Garn wird "sheaf yarn¹¹ (Bündel-Garn) genannt und hat eine Garngestalt, wobei die Enden eines Teiles der kurzen Fasern fest um ein Bündel im wesentlichen paralleler Fasern derart gewickelt sind, daß die Enden der kurzen Fasern das Hauptbündel der Fasern unter ungeordneten Intervallen über die Längsrichtung aufbündeln. Auch ist in der US-PS 3 079 746 ein gebündeltes Garn aus einem nicht-gedrehten Kerngarn beschrieben, um welches Eettfasern unter Winkeln von 10 - 80° gewickelt werden. Diese Verfahren zeigen gute Effekte bei der Anwendung auf ein Faserbündel aus relativ langen Fasern von mehr als 100 mm. Wenn kurze Fasern von weniger als 50 mm Länge wie Baumwollfasern als Rohmaterial verwendet werden, werden diese Fasern nur schwierig in ein Garn umgeformt, indem eine besondere Maßnahme angewendet wird, derart, daß Fasern durch ein Sammelrohr zum wirren Verschlingen getrennt vom Hauptbündel angeliefert werden. Die Spinngeschwindigkeit wird auf eine sehr geringe Geschwindigkeit begrenzt, beispielsweise 40 yds/Min; so geht der Vorteil gegenüber

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den üblichen Spinnverfahren in erheblicher Weise verloren. Das so erhaltene Garn ist darüberhinaus von geringer Garnfestigkeit und Stabilität gegen Abrieb und ist in der Verwendung unpraktisch.

Unter diesen Bedingungen wurden über einen längeren Zeitraum diese Probleme genauer untersucht: schließlich wurde eine Reihe von Vorrichtungen gefunden, die eine Falschraddüse enthielten, welche geeignet zur Herstellung gesponnener Garne war, die eine hohe Spinngeschwindigkeit selbst bei Anwendung auf kurze Stapelfasern von weniger als 50 mm Faserlänge zulässt. Zusätzlich wird als Fluid gewöhnliche Luft oder eine bei Raumtemperatur Wasser enthaltende Luft in Form von Nebel verwendet und das gestreckte Faserbündel, das von den vorderen Rollen eines Streckrahmens angeliefert wird, wird in eine asymmetrische Dickenverteilung in der Breite oder eine Dickenverteilung gebracht, bei der beide Flügelteile dicker als der zentrale Teil sind, wodurch ein Verfahren zur Herstellung eines gesponnenen Garnes mit praktischen physikalischen Eigenschaften aus diesem Faserbündel bei hohen Geschwindigkeiten erhalten wurde.

Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung gesponnenen Garns anzugeben, welches praktische Eigenschaften aufweist, die vergleichbar mit denen üblichen gesponnenen Garnes sind, indem Faserbündel aus kurzen Fasern bei hoher Geschwindigkeit gesponnen werden, und 'zwar soll sich das Hochgeschwindigkeitsspinnverfahren auch dann anwenden lassen, wenn ein Faserbündel mit Fasern vorliegt, die weniger als 50 mm Faserlänge aufweisen.

Das Verfahren jiach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß eine Fluidfalschdrahtdüse (Falschtwistdüse) unmittelbar hinter den vorderen Rollen eines Streck-

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rahmens angeordnet wird, wobei diese Falschdrahtdüse einen Drosselteil mit geringem Durchmesser aufweist, der den oberen Teil und den unteren Teil des Garnkanals der Falschdrahtdüse verbindet und daß eine Fluidleitung am Eintrittsende des unteren Strömungeteils des Garnkanals exzentrisch und unter einem spitzen Winkel gegen die untere Strömungsteilseite des Garnkanals mündet, wobei der Drosselteil die folgenden Abmessungen aufweist

(II) 0,25 έ ^l— £" 0,7

(III) Vd₁ < 6

wobei d.| der Durchmesser (mm) des Drosselteils, d_ der Durchmesser (mm)* des unteren Strömungsteils des Garnkanals ist, 1 die Länge (mm) des Drosselteils in Axialrichtung und Ne die Garnzahl (Baumwollzahl englischer Typ) des zu spinnenden Garnes darstellt; wobei zwischen den vorderen Rollen und den Lieferrollen ein Bündel von Fasern gedreht und nicht-gedreht wird (twisting and untwisting), welches kontinuierlich von den vorderen Rollen des Sreckrahmens während des Streckvorgangs geliefert wird, wobei dieses gelieferte Faserbündel im Überschuß an die Lieferrollen zugeführt wird und dann das gesponnene Garn durch die Lieferrollen gewickelt wird. * = am Eintrittsende

Die Drehleistung und damit die Qualität des erhaltenen gesponnenen Garnes in Längsrichtung werden stabilisiert,

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nor

indem also der Drosselteil, der nach der oben genannten Formel sich ergibt und im Garnkanal der Falschdrahtdüse angeordnet ist, exzentrisch gegen die Seite angeordnet ist, die gegenüber einer Öffnungsstellung der Fluidleitung sich befindet.

Der Verwirrungs- oder Umschlingungseffekt der Faserenden wird also gesteigert, die Garnfestigkeit und die Stabilität gegen Abrieb erhöht, indem die strahlartig in dte Falschdrahtdüse eingeführte Luft Wasser von Zimmertemperatur in Form eines Nebels enthält.

Auch wird der Arbeitswirkungsgrad und die Festigkeit des so erhaltenen Garns gesteigert, indem das von den vorderen Rollen des Streckrahmens gelieferte Bündel veranlasst wird, eine asymmetrische Dickenverteilung in Richtung der Breite anzunehmen.

Neben der Erhöhung des Arbeitswirkungsgrades wird die Festigkeit des so erhaltenen Garns erhöht, indem das gestreckte von den vorderen Rollen gelieferte Faserbündel eine Dickenverteilung erhält, bei denen die beiden Flügelteile dicker als der zentrale Teil sind.

Auch soll die Diffusion der treibenden Fasern und die Feuchtigkeit verhindert werden, indem Abluft mit den treibenden Fasern eingeführt wird oder treibende Fasern und Wasser in Form von Nebel enthaltende Abluft getrennt vom Garn in eine Austragsleitung mit einem kleinen Loch geführt wird, die den Durchgang des Garns ermöglicht und weil Luft durch den Filter abgegeben wird.

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung und eine Falschdrahtdüse, die geeignet ist, solche gesponnenen Garne zu erzeugen.

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Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. In diesen zeigen:

Pig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung;

Fig. 2 ist eine Seitenansicht im Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer Falschdrahtdüse zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung;

Fig. 3 ist eine Seitenansicht einer anderen Aueführungsform der Falschdrahtdüse, welche geeignet zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung ist;

Fig. 4 ist ein Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 3 durch den Garnkanalteil der Falschdrahtdüse;

Fig. 5 ist ein vergrößerter Schnitt und zeigt das Verhalten eines Bündels von Fasern, welches von der Falschdrahtdüse im Kanal A, B, C in dieser Düse behandelt wird;

Fig. 6 ist eine schematische Darstellung und zeigt die Druckverteilung durch das Fluid gegen die Wandung innerhalb des G-arnkanals in der Stirnansicht entsprechend Fig. 4 des Garnkanals der Falschdrahtdüse;

Fig. 7 ist eine schematische Darstellung eines weiteren Beispiels einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung und die Vorrichtung ist hierbei ausgestattet mit einer Leitung für die Abgabe von Austrittsluft an die Auslaßseite der Fluidströmung der Falschdrahtdüse; ein Filter ist weiterhin vorgesehen, um treibende in der Abluft enthaltende Fasern zu entfernen;

Fig. 8 ist eine Schrägansicht einer anderen Ausführungeform der Auslaßleitung und

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die Figuren 9, 10-1, 10-2 und 11 sind schematische Darstellungen und erläutern jeweils die Dickenverteilung in Breitenrichtung des Faserbündels an der Spaltlinie zwischen den vorderen Rollen; es handelt sich um Beispiele für die Dickenverteilung, wie sie zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung geeignet ist.

Nach Fig. 1 wird ein rohes Faserbündel 2 von dem Spulenkörper 1 abgenommen und über die Garnführung 3 dem Trichter 4 zugeführt. Ein rohes Faserbündel 2 wird dann durch ein Paar von Stützrollen 5» 5' gehalten, während es in der Breite duch den Sammler 6 verengt wird, zwischen zwei Paaren von Stützrollen 5,5' und Mittelrollen 7, 7¹ bruchgestreckt wird. Anschließend wird es auf eine vorbestimmte Dicke zwischen den Paaren von Mittelrollen 7, 7' und vorderen Rollen 10, 10' gestreckt und einer Falschdrahtdüse 11 zugeführt, die benachbart den vorderen Rollen 10, 10* angeordnet sind. Die Bezugszeichen 8, 8' stehen für die Mittelrollen 7, 7¹ überdeckende Schürzen; 9 ist ein Sammler. Das gestreckte Faserbündel wird zu einer Falschdrahtdüse 11 geführt und saugenden und rotierenden Kräften aufgrund der Fluidströmung ausgesetzt, die durch das Rohr 17 zugeführt wird, welches mit dem Fluideinlaß 16 verbunden ist, wodurch es vorgeführt, zur Bildung gesponnenen Garnes 12 gedreht und entdreht (untwisted) wird. Das Faserbündel wird dann durch ein Paar von Lieferrollen 13, 13* gehalten, die bei einer Oberflächengeschwindigkeit, die geringer als die der vorderen Rollen 10, 10· ist, in Drehung versetzt sind und wird dann um den Spulenkörper 15 gewickelt, der in Kontakt mit der Trommelfläche 14 sich dreht. Um das Wickeln der Fasern um die vorderen Rollen 10, 10' zu vermeiden, ist eine pneumatische Reinigungseinrichtung 18 zusammen mit einem Rohrstück 19 im Zwischenraum zwischen der vorderen Rolle 10 und der

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Falschdrahtdüse 11 vorgesehen. Die Falschdrahtduse 11 hat den in Fig. 2 gezeigten Aufbau; der Garnkanal, durch den das Faserbündel, während es gedreht wird, geführt wird, besteht aus einem Strömungsteil A, einem unteren Strömungsteil C und einem engen den Durchmesser drosselnden A und C verbindenden Teil B. Die Gestalt des oberen Strömungsteils A ist nicht besonders begrenzt, das Ende geht jedoch an der Garneintrittsseite in eine Trichterform über und ist so geeignet, ein flaches Faserbündel 11, welches von den vorderen Rollen 10, 10' zugeführt wird zu sammeln und einzuführen und steht so den vorderen Rollen 10, 10· benachbart gegenüber. Der anschließende Teil von A ist zylinderförmig mit relativ großem Durchmesser ausgebildet und ist mit dem unteren Strömungsteil C des Garnkanals über den Drosselteil B geringen Durchmessers verbunden. Am unteren Strömungsteil C des Garnkanals öffnet sich eine Fluidleitung D exzentrisch gegen den Garnkanal und ist gegen den Auslaß des unteren Strömungsteils geneigt.

Bei dieser Falschdrahtdüse 11 ist der den oberen Strömungsteil A und den unteren Strömungsteil C verbindende Drosselteil B zylinderförmig ausgebildet; sein Durchmesser d₁ (mm) und seine Länge 1 (mm) müssen der folgenden Formel im Bezug auf die Garnzahl Ne (englisch) des zu spinnenden Garns genügen:

2/ fle 4 d₁ < 7/
0,25 £ d^dg ^. 0,7

i/a-, < 6

worin dp den Durchmesser (mm) des Anfangsendes des unteren Strömungsteils G, das mit dem Drosselteil B verbunden ist, darstellt. Wenn das zu spinnende Garn

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Ne 36 aufweist, so ist der Durchmesser d.. des Drosselteils B recht klein, insbesondere 0,3 - 1*1 nun. Zweck des Drosselteils B ist es, nicht nur das strahlartig in die Falschdrahtdüse 11 einströmende Fluid daran zu hindern, rückwärts gegen den oberen Strömungsteil des Garnkanals zu fHessen, sondern auch den Saugeffekt an der Einlaßseite des Garnkanals zu steigern. Es ist auch beabsichtigt, das Garn am Einlaßende des unteren Strömungsteils C in günstige Laufausrichtung nach der Erfindung zu bringen, um so den tragenden Drehpunkt des durch das rotierende Fluid zu drehenden Faserbündels zu fixieren und dadurch die Drehzahl der Garndrehung zu stabilisieren. Zusätzlich soll die Abmessung des Drosselteils B innerhalb des Bereiches, bei dem der Durchgang des Garns nicht gehindert wird, gewählt werden.

Um dies zu erreichen, sollte der Durchmesser d.. des Drosselteils B nicht allein, sondern in Beziehung zum Durchmesser d« des Eintrittsendes des unteren Strömungsteils C des Garnkanals bestimmt werden. Wird diese Beziehung ausgedrückt in Form d^/dp_f so ist es notwendig, daß ^d-j/^d2 innerhalb des Bereiches von nicht weniger als 0,25 bis nicht mehr als 0,7 beträgt. Wenn also der Durchmesser d₂ des Sintrittsendes des unteren Strömungsteils C des Garnkanals mehr als vierfach größer als der Durchmesser d₁ des Drosselteils B ist, so wird die auf das Faserbündel im Garnkanal der Falschdrahtdüse 11 ausgeübte Fluidkraft unstabil, was zu einer großen Schwankung bzw. zu einem Abfall in der Verdrehungszahl des Bündels führt. Wenn auch dg geringer als 1,43 (1/0,7) ist, zieht, da das Fluid dazu neigt, rückwärts gegen die Seite des oberen Strömungsteils

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A des Garnkanals zu strömen, das Fluid nicht das Faserbündel und neigt dazu, die gelieferten Fasern um die vorderen Rollen 10, 10' zu schlingen. Da der Drosselteil B dafür sorgen muß, daß das Garn glatt vorgeführt wird, ist eine übermäßige Länge des Drosselteils nicht wünschenswert; diese ist aber in gewissen Grade vom Durchmesser des Drosselteils B abhängig. Es ist jedoch notwendig, daß die Länge, ausgedrückt im Verhältnis 1/d.j, kleiner als 6 ist und liegt, vom Standpunkt einer praktischen Benützung aus, bei 1 im Bereich zwischen 1mm und 5 nun; hängt jedoch von der Dicke des durchlaufenden Faserbündels ab. Die Gestalt des unteren Strömungsteils C des Garnkanals ist nicht besonders begrenzt, wenn es eine ausreichende Abmessung hat, um eine freie Drehung des Garns oder Ballonbildung in gewissem Ausmaß zu ermöglichen. Es kann zylindrisch sein, vorzugsweise jedoch hat es konische Gestalt entsprechend Fig. 2 und erweitert sich etwas gegen den Austritt des Garnkanals.

Mit zunehmender Entfernung der Öffnung der Fluidleitung D am Garnkanal vom Eintrittsende des unteren Strömungsteils C und mit zunehmender Nähe zum Austrittsende des Garnkanals wird die dem durchtretenden Faserbündel erteilte Fasehdrahtzahl geringer. Wünschenswert soll daher D im Bereich zwischen dem Eintrittsende des unteren Strömungsteils C und dem dreifachen Durchmesser d«» gemessen am Eintrittsende, wie in Fig. 2 gezeigt, münden. DaB die Fluidleitung D sich exzentrisch gegen den unteren Strömungsteil C des Garnkanals öffnet, vorzugsweise tangential zur Innenwandung des unteren Strömungsteils C ist eine verzichtbare Bedingung, um eine Falschdrehung durch Rotation der Fluidstrahlströmung dem durch den Garnkanal in der Falschdrahtduse tretenden Faserbündel

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zu erteilen. Daß die Leitung D einen Neigungswinkel O^ bezüglich der Mittelachse des Garnkanals aufweist, ist wichtig, damit das in den unteren Strömungsteil C des Garnkanals strahlförmig eingeführte Fluid nicht nur einen verdrehenden Effekt sondern auch einen saugenden Effekt auf das gelieferte Faserbündel hat und dadurch dazu beiträgt, daß das so erhaltene gesponnene Garn 12 glatt durchläuft. Wünschenswert ist, daß die Leitung D einen Neigungswinkel von -4~- bis fi" abhängig von der Dicke des zu spinnenden Garns und der Spinngeschwindigkeit aufweist, wenn die Garnzahl im Bereich zwischen 10's bis 85's und die Spinngeschwindigkeit im Bereich zwischen 100 und 150 m/Min, beträgt.

Fig. 3 zeigt eine geschnittene Seitenansicht einer anderen Falschdrahtdüse (false-twist nozzle) nach der Erfindung mit besonders günstigem Verhalten; Fig. 4 ist eine Stirnansicht, gesehen in Richtung IV-IV der in Fig. 3 gezeigten Falschdrahtdüse. Bauliches Merkmal dieser Falschdrahtdüse ist, daß die zentrale Achse O'-O¹ des oberen Strömungsteils A und der Drosselteil B exzentrisch gegen die Seite verlaufen, die der Lage der Fluidöffnung D gegenüber liegt. Wenn nämlich die Ebene PQRS (Figuren 5 und 6) senkrecht zur mittigen Achse 0-0 des unteren Strömungsteils C des Garnkanals am Eintrittsende des unteren Strömungsteils C des Garnkanals angenommen wird und auf dieser Ebene Achsen X-X und Y-Y, die die Achse 0-0 schneiden und jeweils senkrecht und parallel zur Parallelkomponente auf dieser Ebene der Fluidleitung angenommen werden, dann müssen die mittigen Achsen O'-O' des Drosselteils B innerhalb des Halbkreises PQROP liegen, welche gebildet werden, indem man die Punkte P, Q, R, 0, P auf der Wandung des unteren Strömungsteils C des Garn-

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kanals verbindet. Nimmt man an, daß die Lage der Öffnung der Fluidleitung D am unteren Strömungsteil C im dritten Quadranten (Fig. 6) sich befindet, so besteht dieser Halbkreis PQROP aus ersten und zweiten Quadranten. Es muß vermieden werden, daß die mittige Achse O'-O¹ des Drosselteils B innerhalb des Halbkreises RSPOR (dritter und vierter Quadrant) zu liegen kommt. Der Grund hierfür ist darin zu sehen, daß das Produkt aus Länge eines Kurbelarms des zum unteren Strömungsteil sich erstreckenden Faserbündels und dem Druck der Fluidströmung so konstant wie möglich zu halten, indem das gedrehte Faserbündel einen Trägerpunkt im Drosselteil B bildet, um die auf das laufende Faserbündel ausgeübte Drehkraft zu stabilisieren. Der Drosselteil B ist ja wie erwähnt, exzentrisch angeordnet, sodaß in einer Zone, in der die durch die Fluidkraft erhaltene Drehkraft sehr stark ist, die Entfernung zwischen dem Angriffspunkt und er Abstützstelle des Faserbündels (Drosselteil B) klein wird.

Fig. 6 zeigt die Verteilung des^aui die innenwand des unteren Strömungsteils C des Garnkanalsjdurch das eingestrahlte Fluid benachbart dem Öffnungsteil der Fluidleitung D ausgeübt wird. Um das Produkt aus Druck und Länge des "Kurbelarms" des Garns in der Zentrierung um die Achse O'-O¹ des oberen Strömungsteils A des Garnkanals konstant zu halten und das Garn daran zu hindern, im negativen Druckteil im vierten in Fig. 6 gezeigten Quadranten zu verbleiben, wird die Größe der Exzentrizität von 0· zu 0, nämlich £ ., ( £ ₁ > 0 ) auf die Y-Achse und £ 2 auf die X-Achse in geeigneter Weise gewählt. Natürlich ist die Größe der Exzentrizität begrenzt. Auf der Exzentrizitätsseite darf die Innenwand des Drosselteils B nicht hinter der des unteren Strömungsteils C des Garn-

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kanals verbleiben. Somit muß die Mittelachse O'-O¹ des Drosselteils B an einer Stelle hergestellt werden, die gegen die zentrale Achse um wenigstens d./2 gegen die Innenwand am Durchmesser des Eintrittsendes des unteren Strömungsteils C verschoben ist. Vorzugsweise sollte die Mitte des oberen Strömungsteils A des Garnkanals konzentrisch zum Drosselteil B im Hinblick auf den glatten Durchgang des Garn^ auch vom Standpunkt der Herstellung der Falschdrahtdüse sein, dies ist aber nicht absolut notwendig. Indem man den Drosselteil B exzentrisch bezüglich des unteren Strömungsteils C gegen die genannte spezifische Richtung positioniert wird die von der Pluidströmung ausgeübte Yerdrehungskraft stabilisiert und physikalische Eigenschaften des Garns wie Festigkeit und Dehnung bei Bruch sowie Stabilität gegen Abrieb des gesponnenen Garns verbessert. Wenn man darüber hinaus Luft als Fluid verwendet, selbst wenn sein Lieferdruck zur Verminderung des Verbrauchsdurchsatzes abgesenkt wird, ist es möglich, ein gesponnenes Garn mit ausgezeichneten physikalischen Eigenschaften zu erhalten, die für die praktische Verwendung wichtig sind, sοdaß sich eine merkliche Verminderung in den laufenden Kosten durch Energieverminderung einstellt. Weiterhin gibt es keine wesentliche Begrenzung hinsichtlich der Faserlänge der Rohmaterialfasern. Es wird möglich, kurze Fasern, beispielsweise auf 38 mm geschnittene Polyesterfasern oder gemischte Fasern aus Polyesterfasern mit 38 mm Länge und Baumwolle zu einem Garn bei einer Geschwindigkeit von 150 m/Min, zu spinnen. Selbstverständlich besteht nicht die Notwendigkeit, zusätzliche Einrichtungen wie Kleben oder Schmelzen zur Garnbildung zu verwenden. So zeigt die Falschdrahtdüse nach der Erfindung die oben genannten Merkmale.

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Beim Drehen oder Zwirnen der Garne mittels dieser Falschdrahtduse lässt sich selbstverständlich ein besserer Dreheffekt erhalten, wenn das Garn tinter einer relativ geringen Spannung gehalten wird, indem das Garn in der Drehzone in an sich bekannter Weise im Überschuß zugeführt wird.

Als Fluid für die Falschdrahtdüse 11 nach der Erfindung ist Luft vom Standpunkt der Sicherheit, Wirtschaftlichkeit, Hygiene und den Betriebserfordernissen das geeignetste. Hochdruckluft aus einem Kompressor wird den Falschdrahtdüsen 11 auf jeder Spindel der Spinnmaschine zugeführt. Die der Falschdrahtdüse 11 zugeführte Hochdruckluft wird durch die Fluidleitung D in den unteren Strömungsteil C des Garnkanals strahlartig mit einer Neigung gegen den Garnauslaß und exzentrisch zugeführt, um so das Faserbündel zu führen, zu drehen und zu entdrehen, welches von den vorderen Rollen 10, 10' zur Bildung eines stabilen Garns zugeführt wird und vom Austrittsende des Garnkanals zusammen mit dem gesponnenen Garn ausgetragen wird. Die aus der Falschdrahtduse 11 ausgetragene Luft kann direkt in den Raum freigegeben \er den; da diese Luft jedoch gewöhnlich eine gewisse kleine Menge an Fasern und deren Fragmente in Form treibender Fasern enthält, bevorzugt man, die ausgetragene Luft, nachdem sie vom gesponnenen Garn 12 getrennt ist, zur Leitung 20 auf der Austrittsseite der Düse zu führen, die eine kleine Öffnung 21, wie Fig. 7 zeigt, aufweist und den Durchgang des Garns möglich macht und die auegetragene Luft gegen die Atmosphäre freisetzt, nachdem die treibenden Fasern am Auslaß 22 der Leitung 20 durch ein Filter 23 beliebiger Gestalt und Funktion entfernt sind. Das Filter 23 besteht aus Feindrahtgaze, die um

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die Rollen 28, 28' wie ein endloses Band sich herum erstreckt. Es entfernt die in der Austragsluft aus der Leitung 22 enthaltenden treibenden Pasern, während es sich bei niedriger Geschwindigkeit bewegt. Aus diesem Grunde kann eine aktive Ansaugeinrichtung 24 hinter dem Filter 23 auf der anderen Seite wie die Auslaßleitung 22 vorgesehen sein. Es ist auch für das Bedienungspersonal zweckmäßig, eine Einrichtung vorzusehen, welche die auf dem Filter 23 angesammelten Fasern oder Faserfragmente durch eine Kratzerrolle 27 entfernt, die in Eontakt mit dem Filter 23 in Drehung versetzt und durch einen um einen Träger 25 drehbaren Arm 26 gepresstlwird.

Um das Durchfädeln durch die Öffnung 21 der Leitung 20 zu erleichtern, bildet man diese Öffnung zweckmäßig in Form eines schmalen Schlitzes 29 aus und sorgt für eine einzige Tür 31 mit einem Scharnier 30 auf der einen Seite der in Fig. 8 gezeigten Leitung 20. Nach dem Durchfädeln reicht es aus, die Tür 31 einfach zu öffnen, das aus der Falschdrahtduse 11 durch den schmalen Schlitz 29 ausgetragene Garn 12 durchzufadeln und die Tür 31 zu schliessen, um so einen Austritt der Austragsluft zu verhindern. Der Effekt dieser Leitung 20 ist beachtlich, da, insbesondere wenn kurze Fasern unter 50 mm Länge wie Baumwolle oder kurze Polyesterstapelfasern zur Verwendung im Gemisch mit Baumwolle in den Rohmaterialfasern enthalten sind, das Verhältnis der in der ausgetragenen Luft enthaltenden treibenden Fasern groß wird, sodaß es äußerst wünschenswert ist, eine solche Art von Leitung zu verwirklichen.

Das Vermischen einer extrem geringen Wassermenge in Form eines Nebels mit der Luftströmung bei diesem Spinnverfahren führt nicht nur zu einer Verbesserung im Arbeits-

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wirkungsgrad, der Festigkeit des gesponnenen Garns bei Bruch und der Stabilität gegen Abrieb, sondern ist auch sehr wichtig, liier durch eine Verminderung in der verbrauchten Luft herbeigeführt werden kann. Druckluft kann eine extrem geringe Menge an Wasser in Form von Wasserdampf hiten, enthält jedoch gewöhnlich eine Feuchtigkeit die größer als die Menge bei gesättigtem Dampf ist, obwohl der Feuchtigkeitsgehalt von Art und Leistung der Vorrichtung abhängt, die zur Herstellung und Förderung der Druckluft Anwendung findet. Nach der Erfindung wird empfohlen, Wasser in die Druckluftleitung 17 nach einem geeigneten Verfahren fallen zu lassen, wodurch eine vorbestimmte Wassermenge gegen die strömende Drudduft an einer Stelle benachbart der Falsndrahtdüse 11 zugegeben wird. Wenn jedoch das Wasser längs der Innenwandung des Luftkanals 17 zugesetzt wird, so ist es schwierig, Wasser in die Luft in Form eines Nebele zu verteilen, sodaß es wünschenswert ist, das Wasser in den zentralen Teil des Luftkanals 17 fallen zu lassen. Obwohl die dem Wasser zuzusetzende Luftmenge von der durchgehenden Menge an zu spinnenden Fasern abhängt, so ist doch, wenn sie zu gering ist, der Effekt unzureichend; zu große Mengen vermindern die Festigkeit des Garns dagegen. Etwa 2 bis 50 ecm oder vorzugsweise 10 bis 30 ecm V/asser, bezogen auf 100 Normalliter durchtretender Luft scheinen zweckmäßig. Der Einfluß eines solchen Zumischens von Wasser ist besonders beachtenswert, wenn das behandelte Material hygroskop so wie Baumwolle und Wolle ist. Dieser Effekt ist jedoch nicht auf solch ein Material begrenzt; er wird sogar im Falle von Fasern ohne wesentliches hygroskopes Verhalten wie Polyesterstapelfasern begrenzt, insbesondere wenn die Faserlänge kurz ist. Festigkeit

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und Dehnung bei Bruch sowie Stabilität gegen Abrieb des so erhaltenen Garns liegen hoch und bilden ein festes Garn mit extrem erhöhten praktischen Eigenschaften. Man glaubt, daß solche Verbesserungen herrühren aus einem Anstieg im Reibungskoeffizienten der Fasern aufgrund der Benetzung der Fasern durch den Vasserzusatz oder durch die Entfernung von Öl von den Faseroberflächen; hierdurch werden die Faserenden eng um das Faserbündel verwirrt.

Das verwendete Wasser ist hier nicht auf reines Wasser begrenzt; es kann geringe Mengen an anderen Komponenten wie wasserlösliches Gas, Flüssigkeit und/oder wasserunlösliche Feststoffe enthalten. Wasserlösliche Feststoffe sollten aber nicht verwendet werden, da diese, wenn sie aus der Falschdrahtdüse ausgetragen werden, sich sammeln und um die Auslaßleitung unter Erzeugung von Störungen verfestigen. Somit sollte die Verwendung wasserlöslicher Schlichtemittel vermieden werden. Wasserunlösliche Feststoffe wenn sie groß sind verstopfen zudem die Düsenleitung und behindern das Leistungsverhalten der Falschdrahtdüse, sodaß sie vorher aus dem Wasser entfernt werden müssen. Das hier verwendete Wasser muß absolut von Zimmertemperatur sein. Der Austrag von Hochtemperaturdampf mit einem großen Wasseranteil durch die Falschdrahtdüse stört nicht nur den Temperatur-Feuchtigkeitszustand im Spinnraum, sondern bringt auch die Gefahr im Betrieb mit und sorgt für Probleme wie die Erzeugung von Rost auf der Maschine und den Verlust von Energie. Es ist daher wünschenswert, der Luftströmung Wasser bei einer Temperatur unterhalb 40⁰C, vorzugsweise etwa 25⁰C zuzumischen, das ohne Schwierigkeiten gehandhabt werden kann. Wird eine sehr geringe Menge an Wasser mit der strahlartig in die Falschdrahtduse einzuführenden

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Luft vermischt, so ist es notwendig, eine Austragsleitung 20 an der Auslaßseite der Falschdrahtdüse 11 anzuordnen, um ein Verspritzen des Wassers zu verhindern. Es ist auch notwendig, die Maschine und ihre Umgebung gegen Nasswerden zu schützen, indem Einrichtungen vorgesehen sind, um überschüssiges Wasser an der Auslaßseite der Austragleitung 20 zu sammeln und abströmen zu lassen. Das Garn, das durch die einen Wasseranteil von mehr als bei gesättigtem Dampf enthaltene Luftströmung gesponnen wird, ist etwas nass und enthält etwas Wasser innerhalb des Wickels. Das Garn wird aber allmählich mit Luft selbst während des Wickeins getrocknet und, nach Liegen über mehrere Stunden bis mehrere Tage nach dem Abnehmen wird es, bis der PeuchtigkeitsgiJ-Chgewichtszustand wieder erreicht ist, getrocknet, sodaß keinerlei Schwierigkeiten für die praktische Verwendung entstehen. Um jedoch die Lufttrocknung zu beschleunigen, kann das gesponnene Garn auf eine poröse Spule gewickelt werden oder es kann einerWärmebehandlung bei einer geeigneten Temperatur in einem Autoklaven ausgesetzt werden.

Wichtig ist es, daß erfindungsgemäß veranlasst wird, das an die Falschdrahtdüse gelieferte Faserbündel eine besondere Dickenverteilung in Richtung der Breite annehmen zu lassen und zwar ale weiteres wirksames Mittel, um den Arbeitswirkungsgrad und die physikalischen Eigenschaften des Garns,wie die Festigkeit,zu erhöhen.

Beispielsweise kann man der Falschdrahtduse ein Faserbündel zuführen, dessen Dicke in Richtung der Breite

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an der Spaltlinie der vorderen Rollen des Streckrahmens asymmetrisch bezüglich der Mittellinie Y- Y_Q des Faserbündels nach Fig. 9 ist. Für das Faserbündel, das solch eine Dickenverteilung aufweist, ist es wünschenswert, daß die Mitte des Garnkanals der Falschdrahtduse veranlasst wird, mit der Linie Y.. Y₁ zusammenzufallen, die durch den Schwerpunkt der Fläche der Dickenverteilung geht und die Fläche XX der vorderen unteren Rolle schneidet. Hinsichtlich der Verdrehwirkung der Falschdrahtduse bevorzugt man eine Richtung derart, daß die Fasern an der die mittige Achse YY der Breitenrichtung enthaltenden Seite von der Bodenrollenfläche XX für den Fall getrennt sind, daß das Faserbündel nach Durchlaufen der Spaltlinie der vorderen Rollen längs der vorderen Bodenrollenfläche für den Fall getrennt werden, daß das Faserbündel nach Durchlaufen der Spaltlinie der vorderen Rollen längs der vorderen unteren Rollenoberflächen vorgeführt und an die Falschdrahtdüse geliefert wird.

Der Grund, warum ein Faserbündel mit asymmetrischer Dickenverteilung einen wünschenswerten Effekt auf die Garnbildung erzeugt, ist wie folgt: Der Teil E nach Fig. 9, bei dem es sich um den zentralen Teil des Faserbündels handelt, wird regelmäßig als Verdrehungsmitte zur Bildung des Kernteils des Garns in kontinuierlicher Weise verdreht. Die Teile F und F¹ zu beiden Seiten von E liegen von der Mittellinie der vorderen Rollen ab und, beim Verdrehen, sind sie im wesentlichen aufgrund ihrer geringen Dicke frei davon, von aufeinanderfolgenden Fasern zurückgehalten zu werden. Die Teile F und F¹ können sich relativ frei bewegen und verwirren sich ungeordnet um die Eernfasern. Die

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Pasern an den Teilen G, G¹ sind an beiden Seiten schwächer zurückgehalten und können sich freier bewegen, sodaß sie um die Teile E, F, F¹ ungeordnet gewickelt werden. Werden sie durch die Falschdrahtduse entdreht (untwisted), so werden die Fasern der Teile F, F¹ um den Teil E geschlagen, der zum Kern des gesponnenen Garnes wird und der regelmäßig unter einem relativ kleinen Neigungswinkel doch relativ dicht ausgebildet ist. Um die Teile F, F' werden die Fasern der Teile G, G¹ ungeordnet unter einem größeren Neigungswinkel und/oder einem umgekehrten Neigungswinkel gewickelt und nehmen die Form eines stabilisierten Garnes mit Dreilagenstruktur an. Es ist so möglich, ein Garn zu erhalten, welches in der Benutzung höchst effektiv ist und ausgezeichnete Festigkeit aufweist. Läuft das Faserbündel längs der unteren Rollenfläche nach Durchlaufen der Spaltlinie zwischen den vorderen Rollen vor, so bringen die oben geschilderten Umstände es mit sich, daß die wünschenswerte Richtung der Falschdrehung derart ist, daß die Fasern an den Teilen F, G von der Bodenrolle getrennt werden. Werden die Fasern von der Spaltlinie geliefert, so werden sie verdreht, sodaß sie sich der Bodenrolle nähern; die freie Bewegung der Fasern wird durch die Reibung mit der Rollenfläche behindert; die verwirrten oder umwickelten Fasern werden nach dem Entdrehen lose.

Ein Faserbündel mit solch einer asymmetrischen Dickenverteilung kann hergestellt werden, indem ein relativ dickes Bündel aus Rohmaterialfasern an einen Streckrahmen geführt wird, während Bündelführungen (sog. Kollektoren, die gewöhnlich mit Streckrollen ausgestattet sind) abwechselnd von der zentralen Achse, wache das Faserbündel passiert, verschoben werden; hierdurch werden die Fasern auf eine Seite der Spalt-

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linie der vorderen Rolle bewegt, sodaß das Faserbündel schließlich eine asymmetrische Dickenverteilung aufweisen kann.

Nach einer anderen Form erzeugt das Faserbündel einen günstigen Effekt nach der Erfindung, indem beide Flügelteile des Bündels an der vorderen Spaltlinie dicker als im mittigen Teil, und zwar symmetrisch oder asymmetrisch, wie in den Figuren 10-1 und 10-2, gemacht werden. Hierzu wird das angelieferte Rohfaserbündel nach Strecken durch den Streckrahmen in zwei Teile durch einen Kollektor mit einem höheren Teil in der Mitte geteilt; oder es werden zwei Rohfaserbündel dem Streckrahmen mit gewissem Abstand untereinander zugeführt.

Zum Spinnen von Garn mit feiner Garnzahl empfiehlt es sich, daß der Η-Teil (Fig. 11), der mehr als 60 $> der Gesamtzahl der Fasern ausmacht, in den Drittelbereich der Breite des Faserbündels, wie Fig. 11 zeigt, zusammengefasst wird, während die gesamte Breite des Faserbündels beibehalten wird, wodurch ein kontinuierlicher stabiler Eernteil gebildet wird. Hierzu engt man das Faserbündel so weit wie möglich mittels des Kollektors zwischen den Streckrollen zusammen mit dem Trichter hinter den Stützrollen ein und lässt es auf einmal auf eine vorbestimmte Breite vor den vorderen Rollen expandieren. In diesem Fall ist die Dickenverteilung wünschenswert asymmetrisch bezüglich der mittigen Breitenachse, ist hierauf jedoch nicht beschränkt.

Mittels der Maßnahme nach der Erfindung erhält man also ein gesponnenes Garn, welches äußerst praktisch (highly practical) und vergleichbar mit üblichem Ringgarn ist, und zwar selbst aus einem Faserbündel aus kurzen Fasern

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von weniger als 50 mm Länge, und zwar nur dadurch, daß man die genannten Techniken nach der Erfindung allein oder in Kombination zur Anwendung bringt.

Beispiel 1

Zwei Rovings bzw. Vorgarne, jedes mit 0,3 g pro m Gewicht und mit einem Verdrehkoeffizfenten von 0,5» bestehend aus Polyesterstapelfasern (1,5 Den.χ 38 mm) wurden einer Vorrichtung gemäß Fig. 1 zugeführt:

- Garnzahl: Ne 45

- Streckrahmen: 3-Straßenstreckrahmen mit Schürze

- gesamtes Streckverhältnis zwischen vorderen und hinteren Rollen: 47

- Oberflächengeschwindigkeit der vorderen Rollen: 160 m/Min.

- Oberflächengeschwindigkeit der Lieferrollen: 152 m/Min.

- Art der verwendeten Düse: wie in Fig. 2 dargestellt

- Durchmesser der Luftleitung: 1,2 mm

- Neigungswinkel (d) der Luftleitung: 35°.

Die folgende Tabelle zeigt Arbeitszustand und Eigenschaften des gesponnenen Garns bei Wechsel der Düsenabmessungen. Die Eigenschaften des Garns umfassen Festigkeit bei Bruch (g), dargestellt durch die mittlere Festigkeit (n = 100), die mit dem Uster Automatic Yarn Strength Tester erhalten wurde, Festigkeitsveränderung (#), Dehnung bei Bruch (#) und Stabilität gegen Abrieb. Letztere ergibt sich durch die Reibzahl bis zum Garnbruch unter Verwendung des Garnabriebtesters. Das unter einer Last von 30 g untersuchte Garn wird einer wiederholten Reibbehandlung mit einer Nadel, während es durch die Nadel gebogen wird, untersucht.

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Tafel 1

Proben Düsen- Verarbeitungs-".^;r. abmessungen zustand

Eigenschaften des gesponnenen Garns

Festigk. b. Bruch (g)

CV. d. Festigk. b.Bruch

Bruchdehnung

Stabilität geg. Abrieb

1	0,4	1,5	2	Spinnen möglich	147	21	11,6	40
2	0,6	2,0	3	Spinnen möglich	172	19	12,3	51
3	0,8	2,5	3	Betrieb gut	251	14	13,2	86
4	1,0	2,5	3	Betrieb gut	242	15	14,0	73
5	1,4	2,5	3	Spinnen möglich; Garnqualität schlecht	138	21	10,6	32
6	0,8	1,5	3	Betrieb gut	207	16	12,3	71
7	0,8	2,5	10	viele Garn brüche; Betrieb unmöglich
* CV.	= Variationskoeffizient.

Wie Tafel 1 zeigt, hatten die Proben Nr. 1, 2, 3, 4 und Düsenabmessungen innerhalb des Bereichs der Erfindung. Diese Proben zeigten die Möglichkeit des Spinnens oder günstiges Verhalten, unter anderem hatten die Nummern 3,

4 und 6 gute Garnqualitäten, die für die praktische Verwendung ausreichen. Dagegen hatten die Proben Nummer

5 und 7, deren Düsenabmessungen außerhalb des Bereichs der Erfindung lagen, sehr schlechte Garnqualitäten, wenn

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sie auch spinnbar waren bzw. das Spinnen mit ihnen unmöglich war. Nach diesem Beispiel war die Dickenverteilung in Breitenrichtung des Faserbünd^ls an der Spaltlinie der vorderen Rolle wie in Pig. 10-1 dargestellt.

Beispiel 2

Ein Rohfaserband aus 65 $ Polyesterstapelfasern (1,5 den. χ 38 mm) und 35 Ί° gekämmter Baumwolle mit einem Gewicht von 4,0 g pro m wurden einer Vorrichtung ähnlich Fig. 1 unter den folgenden Bedingungen zugeführt:

- Garnzahl: Ne 20

- Streckrahmen: 4-Straßenstreckrahmen mit Schürze

- Oberflächengeschwindigkeit der vorderen Rollen: 154 m/Min.

- Oberflächengeschwindigkeit der Lieferrollen: 146 m/Min.

- Art der verwendeten Düse: entsprechend Fig. 2

- Durchmesser der Luftleitung: 1,2 mm

- Manumeterdruck der eingeführten Luft: 3,5 kg/cm .

Tafel 2
Proben Düsen- Verarbeitungs- Eigenschaften des gesponnenen Nr. abmessungen zustand Garns

	^d1	d₂ ι	2	Spinnen unmöglich	Festigk. b.Bruch (g)	CV. d. Festigk. b.Bruch (*)	Bruch dehnung W)	Stabil! ta¹ gegen Abrieb
8	0,4	1,5	3	Spinnen möglich viele Garn brüche	-	-	-	-
9	0,6	2,0	3	Vorgang fast gut	152	32	10,2	32
10	0,8	2,5	3	Vorgang fast gut	190	30	12,2	67
11	1,0	2.5		207	28	13,3	73

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ORJGINAL INSPECTED AdOO

12	1,4	2,5	3	Vorgang fast gut	182	31	11,6	52
13	1,6	2,5	3	Spinnen möglich; viele Garn brüche	151	33	10,1	38
14	1,4	1,6	3	Spinnen möglich; viele Garn brüche	100	42	7,9	13

1,4 2,0 3 Arbeitsweise 179 30 12,5 53

fast gut

Verwendet man eine Falschdrahtdüse mit Garnkanalabmessungen im Bereich der Erfindung, d.h., Proben Nr. 9,10, 11, 12, und 15, so ergab sich die Möglichkeit des Spinnens oder fast eine gute Verarbeitung, jedoch eine größere Schwankung in der Festigkeit beim Bruch, sodaß es notwendig war, bei der Verwendung aufzupassen. Die Probennummern 8 und 14 haben Garnkanalabmessungen außerhalb des Bereichs der Erfindung und zeigten die Unmöglichkeit eines Spinnens oder führten zu extrem schlechten Garnqualitäten und waren ohne Bedeutung für die Praxis.

Beispiel 3

Mischfasern aus 65 % Polyesterstapelfasern (1,5 den. χ 38 mm) und 35 % gekämmte Baumwollfasern wurden als Material verwendet; ein Streckfaserband mit 5 g pro m wurde einer Vorrichtung ähnlich Fig. 1 unter den folgenden Bedingungen zugeführt:

- Garnzahl: Ne 40

- Streckrahmen: 4-Straßenstreckrahmen vom Schürzentyp

- gesamtes Streckverhältnis zwischen vorderen und hinteren Rollen: 349

- Oberflächengeschwindigkeit der vorderen Rollen: 155 m/Min.

- Oberflächengeschwindigkeit der lieferrollen: 146 m/Min.

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- 26 -

Art der verwendeten Düse: wie in Pig. 2 und 3 gezeigt Durchmesser des Drosselteils: 0,8 mm Durchmesser des unteren Strömungsteils: 2,3 mm Manometerdruck der gelieferten Luft: 3,5 kg/cm .

Tafel 3

Probennummern	16	17	18	19	20
Düse Typ	Pig.2	Fig. 3	Fig. 3	Pig.3	Pig.3
Abmessung ^₁/ \ ί 2 (mm)	O O	+ 0,2 + 0,2	+ 0,2 - 0,2	-0,2 -0,2	-0,2 +0,2
Lage (Quadrant) desj Düsenteils		I		III	IV
j5 Festigkeit bei Bruch (g)	176	208	221	109	138
ro CV. bei Festigkeit (#)	16	13	12	32	25
g {^Dehnung bei Bruch ( ■$>)	r.,2	12,0	12,2	7,8	9,5
üj (d+>Stabilität gegen Abrieb	70	105	112	34	32

In Tafel Nr. 3 .zeigt die Probe Nr. 16 eine Düse, deren oberer Strömungsteil und unterer Strömungsteil nicht exzentrisch bezüglich einander angeordnet sind. Die Proben Nr. 17, 18 und 19 sind Düsen, deren oberer Strömungsteil und Drosselteil exzentrisch bezüglich des unteren Strömungsteils positioniert sind. Die Düsen Nr. 17 und 18, deren oberer Strömungsteil und Drosselteil beide exzentrisch gegen die gegenüberliegende Seite der Öffnungslage der Pluidleitung positioniert sind, zeigte eine gute Wirkungsweise und führte zu einem Garn mit niedriger Pestigkeitsschwankung bei Bruch, welches einem Normalgarn Nr. 16 überlegen war.

Beispiel 4

Zwei Rovings (Vorgarne) mit 0,6 g/m unter Verwendung von Baumwolle als Material wurden einer Vorrichtung entsprechend

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Pig. 7 unter den folgenden Bedingungen zugeführt:

- Garnzahl: Ne 20

-Streckrahmen: 3-Straßenstreckrahmen vom Schürzentyp

- gesamtes Streckverhältnis zwischen vorderen und hinteren Rollen: 42

- Oberflächengeschwindigkeit der vorderen Rollen: 150 m/Min.

- Oberflächengeschwindigkeit der Lieferrollen: 143 m/Min.

- Art der verwendeten Düse: wie in Fig. 3 dargestellt

- Durchmesser der Luftleitung: 1,1 mm Durchmesser

- Durchmesser des unteren Strömuncrsteils: 2,3 mm φ

- Durchmesser des Drosselteils: 0,8 mm φ

- Länge des Drosselteils: 3 mm

- Größe der Exzentrizität: ^a = 0,2 mm, £ ₂ = -0,1 mm

- Anteil der gelieferten Luft: 35 Nl/Min.

Allgemein verfügbares Trinkwasser wurde mit der eingeführten Luft vermischt und der Falschdrahtduse in Form eines Nebels zugeführt. Tafel 4 zeigt das Verhältnis zwischen dem zugeführten Wasser und den Spinngarnqualitäten. Zum Mischen des Wassers wurde ein Schmiermittel für das Zusetzen vcn Öl zu Luft in Form eines Nebels verwendet, wie er allgemein bei Druckluftgeräten Verwendung findet.

Tafel 4

jr Wassermenge Bruchfestig- CV. der Bruch- Stabilität

(cc/Min.) keit (g) Festigkeit dehnung gegen Abrieb

21	0
22	1,3
23	2,3
24	4,0
25	5,3
26	6,6
27	10,7
28	14,7

151	16	8,4
171	12	8,4
192	10	9,2
203	9	10,2
215	7	11,2
195	9	10,0
180	10	10,4
165	12	9,3
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26 49 70 76 100 51 62 67

Wie Tafel 4 erkennen lässt, wurden mit zunehmender Menge an zugemischtem Wasser die Garnquälitaten verbessert; bei übermäßiger Wassermenge jedoch neigten die Garnqualitäten zum Abfall. Eine Menge von 2,3 bis 10,7 cc/Min. war zweckmäßig. Bei jeder Probe war die Dickenverteilung in Richtung der Breite des Faserbündels auf der Spaltlinie der vorderen Rolle wie in Fig. 10-1 angegeben.

Beispiel 5

Ein Faserband (4,7 g/m), bestehend aus Polyesterfasern (1,5 den. χ 38 mm) wurde einer Vorrichtung ähnlich der der Fig. 7 unter folgenden Bedingungen zugeleitet:

- Garnzahl: Ne 30

- Streckrahmen: 4-Straßenstreckrahmen vom Schürzentyp

- Gesamtstreckverhältnis zwischen den vorderen Rollen und hinteren Rollen: 246

- Oberflächengeschwindigkeit der vorderen Rollen: 170 m/Min.

- Oberflächengeschwindigkeit der Lieferrollen: 161,5 m/Min.

- Art der verwendeten Düse: wie in Fig. 3 gezeigt

- Anteil der gelieferten Luft: 40 Nl/Min.

Tafel 5 zeigt die Ergebnisse der Eigenschaften des gesponnenen Garns, welche mit unterschiedlichen Wassermengen beim Mischen mit der eingeführten Luft mittels eines Druckschmierapparats erhalten wurden.

Tafel 5

Nr. Wassermenge Feetigk. CV. der Dehnung bei

(cc./Min.) bei Bruch Festigkeit Bruch (Jt) (g) (#)

29 0 384 14 13,7

30 1,9 460 13 16,0

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31	3,7	452	11	15,6
32	4,3	456	11	16,3
33	5,2	455	13	15,4
34	7,0	405	15	15,0
35	12,0	398	H	15,4
36	16,1	378	17	14,6
		Beispiel 6

Ein Streckfaserband (5 g/m) aus einem Fasergemisch aus 65 # Polyesterstapelfasern (1,5 den. χ 38 mm) und 35 # gekämmten Baumwollfasern wurde einer Vorrichtung ähnlich Fig. 1 unter den folgenden Bedingungen zugeleitet:

- Garnzahl: Ne 45

- Streckrahmen: 4-Straßenstreckrahmen vom Schürzentyp

- Gesamtstreckverhältnis zwischen vorderen und hinteren Rollen: 397

- Oberflächengeschwindigkeit der vorderen Rollen: 150 m/Min,

- Oberflächengeschwindigkeit der Lieferrollen: 142 m/Min.

- Art der verwendeten Düsen: wie in Fig. 3 gezeigt

- Manometerdruck der eingestrahlten Luft: 3,5 kg/cm

- Richtung der Falschdrehung: S > Z

Unter den oben genannten Bedingungen wurden gesponnene Garne aus einem Bündel von Fasern mit verschiedener bestimmter Sicke hergestellt, während Breite und Stellung des die Breite regelnden Kollektors verändert wurden. Der Grad des Garnbruche wurde beobachtet. Die Ergebnisse waren die folgenden:

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- 3β* -

Tafel 6

Einheit (mm)

	Nr.	37	38	39	40	41
Breite kontrol- Lierender Kollektor zwischen hinteren α. dritten Rollen	Breite Verschie bung geg. d.Garnachse	4 rechts 1,5	4 rechts 2,0	4 0	8 links 2,0	4 rechts 1,5
Breite kontrol- Lierender Kollektor zwischen dritten u. zweiten Rollen	Breite Verschie bung geg. d.Garnachse	7 links 0,5	7 links 1,0	7 0	7 rechts 0,7	7 rechts 0,5
Jrad des Garn bruchs		A	B	C	D	C

A kein Garnbruch

B geringer Garnbruch

C häufiger Garnbruch

D Spinnen schwierig

Die Trichterausbildug hatte 8 mm Breite und wurde gegen die zentrale Achse des die Breite kontrollierenden Kollektors zwischen den hinteren und dritten Rollen bewegt. Nach diesem Beispiel war der Schwerpunkt der Dickenverteilung des Faserbündels auf der Vorderrollenspaltlinie auf dem Liniensegment zu finden, das durch die Mitte des Drosselteils der Luftdüse verlief, d.h. auf der zentralen Achse auf der oberen Strömungsseite der Luftdüse. Diese zentrale Achse wurde veranlasst, senkrecht die Drehachse der vorderen Rollen zu schneiden. Auf der Spaltlinie der vorderen Rollen bilden die Nummern 37 und 38 eine Dickenverteilung

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- yi -

im Faserbündel wie in Fig. 9 dargestellt. Das Garn Nr. 37 wurde hinsichtlich seiner Garnqualitäten durch eine Uster Automatic Yarn Strength Tester (Testanzahlι 200 mal) gemessen, mit dem Ergebnis, daß die Bruchfestigkeit bei 181 g und die Bruchdehnung bei 12,2 1» lag. Wurde das Garn einer Wirkmaschine zugeführt, so zeigte es ausreichende praktische Eigenschaften.

Beispiel 7

Beispiel 6 wurde wiederholt unter Verwendung der Düse Nr. 17 zum Spinnen eines Ne 50-Garnes. Hier war die Dickenverteilung im Faserbündel entsprechend Fig. 10-1 durch einen Kollektor mit einem höheren Bauteil in der Mitte ausgebildet, wodurch die Garnfestigkeit sich erhöhte. Während die Festigkeit beim Bruch bei 162 g lag, wenn die Dickenverteilung regelmäßig war, erhöhte sich die Festigkeit auf 175 g bei Verwendung eines Kollektors dieser Bauart.

Beispiel 6 wurde wiederholt unter Verwendung der Düse Nr. 17 zum Spinnen eines Ne 60-Garnes. Hier wurde die Breite des die Breite kontrollierenden Kollektors zwischen den hinteren und dritten Rollen auf 3 mm ausgebildet und die Breite des die Breite kontrollierenden Kollektors zwischen den dritten Rollen und den zweiten Schürzenrollen lag bei 4 mm, wodurch sich eine Dickenverteilung des Faserbündels entsprechend Pig. 11 ergab, mit dem Ergebnis, daß fast kein Garnbruch auftrat und ein kontinuierliches Spinnen möglich war.

Patentansprüche 809828/0480

Leerseite

Claims

272231$ PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Herstellung eines gesponnenen Garnes, dadurch gekennzeichnet , daß das Garn durch eine Pluidfalschdrahtdüse bzw. Pluidfalschdralldüse unmittelbar hinter vorderen Rollen eines Streckrahmens geführt wird, wobei die Falschdrallduse einen Drosselteil kleinen Durchmessers aufweist, der den oberen Strömungsteil mit dem unteren Strömungsteil des Garnkanals der Falschdrallduse verbindet und wobei eine Fluidleitung am Eintrittsende des unteren Strömungsteils des Garnkanals sich exzentrisch und unter einem spitzen Winkel gegen die untere Strömungsteilseite des Garnkanals öffnet« wobei der Drosselteil die folgenden Abmessungen aufweist:

2$e < d₁ < 7/ {ie

0,25 £ d.,/d₂ ^ 0,7
< 6

wobei d₁ der Durchmesser (mm) des Drosselteils, d« der Durchmesser (mm) des Eintrittsendes des unteren Teils des Garnkanals, 1 die Länge (mm) des Drosselteils in Axialrichtung und Ne die Garnzahl (Baumwollzahl englischer Typ) des zu spinnenden Garnes bedeutet; daß zwischen den vorderen Rollen und den Lieferrollen ein Bündel von Fasern gedrallt und falschgedrallt wird, welches kontinuierlich von den vorderen Rollen des Streckrahmens unter Strecken geliefert wurde, wobei dieses gelieferte Faserbündel im Überschuß zu den Lieferrollen geführt wird und dann das gesponnene Garn durch die Lieferrollen gewickelt wird.

2. Verfahren zur Herstellung von Garn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Drosselteil der Falschdrall du se exzentrisch gegen die Seite angeordnet wird, die gegenüber einer Öffnungsstellung der Fluidleitung vorgesehen ist.

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ORIGINAL INSPECTED

2722313

3. Verfahren zur Herstellung eines Garns nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bündel von Rohmaterialfasern sich nur aus Fasern mit weniger als 50 mm Länge zusammensetzt.

4. Verfahren zum Herstellen eines gesponnenen Garns nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e η η ζ ei c h η e t , daß als Fluid Luft verwendet wird, die mit einem Anteil von Wasser bei Zimmertemperatur, das im Oberschuß gegenüber der Menge gesättigten Dampfes in Form von Nebel enthalten ist,vermischt wird.

5. Verfahren zum Herstellen eines gesponnenen Garns nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Dickenverteilung in Richtung der Breite des Faserbündels auf der Spaltlinie der vorderen Rollen der Streckrahmen asymmetrisch gewählt wird.

6. Verfahren zum Herstellen eines gesponnenen Garns nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 4 und 5» dadurch gekennzeichnet , daß mehr als 60 $ der Anzahl der Fasern auf der Spaltlinie der vorderen Rollen des Streckrahmens sich auf ein Drittel der Gesamtverteilungsbreite des Faserbündels konzentrieren.

7. Verfahren zur Herstellung eines gesponnenen Garns nach einem der Ansprüche 1 bis 5_f dadurch gekennzeichnet , daß die Dickenverteilung der Fasern an der Spaltlinie der vorderen Rollen derart ist, daß beide Flügelteile dicker als der Mittelteil sind.

8. Verfahren zum Herstellen von Garn nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet ,

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daß die aus der Falschdralldüse austretende Fluidströmung nach Abtrennung vom gesponnenen Garn mittels einer Leitung mit einem Garηdurchlaßloch durch ein Fil ter freigegeben wird.

9. Spinnvorrichtung, gekennzeichnet durch eine Fluidflaschdralldüse zwischen den vorderen Rollen und den Lieferrollen und unmittelbar hinter den vorderen Rollen, wobei die Falschdralldüse einen Garnkanal bestehend aus einem oberen Strömungsteil, einem Drosselteil und einem unteren Strömungsteil aufweist; und daß eine Fluidleitung am Eintrittsende des unteren Strömungsteila des Garnkanals endet und exzentrisch unter einem spitzen Winkel gegen die Seite des unteren Strömungsteils des Garnkanals sich öffnet, wobei der Drosselteil die folgenden Abmessungen aufweist:

2/ f5e L d₁ Z. 7 / \ Ne
0,25 ^ d.,/d₂ £ 0,7

worin d.. den Durchmesser (mm) des Drosselteils, d_ den Durchmesser (mm) des Eintrittsendes des unteren Strömungsteils des Garnkanals, 1 die Länge (mm) des Drosselteils in Axialrichtung und Ne die Garnzahl (englische Baumwollzahl) des zu spinnenden Garnes darstellt.

10. Spinnvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch g e k e η η zeichnet, daß der Drosselteil der Fluidflaschdralldüse exzentrisch an der Seite angeordnet ist, die der Mündung der FluidMtung gegenüber liegt.

11. Spinnvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leitung mit einem Garndurchgangsloch auf der unteren Strömungsseite

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der Falschdralldüse und ein Filter an der Austrittsseite der Leitung vorgesehen ist.

12. Spinnvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorrichtung zum Mischen einer Wassermenge von Zimmertemperatur im Überschuß bezüglich der Menge gesättigten Dampfes an einer Stelle im Rohr vorgesehen ist, die Hochdruckluft an die Falschdralldüse liefert.

13. Spinnvorrichtung nach einem der Ansprüche 9, 10, 11 und 12, dadurch gekennzeichnet , daß die Kollektoren zwischen den den Streckrahmen bildenden Rollen außer Ausrichtung mit der zentralen Achse des oberen Strömungsteils des Garnkanals der Falschdralldüse abwechselnd links und rechts angeordnet sind.

14. Spinnvorrichtung nach einem der Ansprüche 10, 11, 12, 13, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorrichtung zum Teilen des Faserstreckbündels in zwei Teile zwischen den den Streckrahmen bildenden Rollen vorgesehen ist.

15. Falschdralldüse, dadurch gekennzeichnet, daß der Garnkanal der Falschdralldüse aus einem oberen Strömungsteil, einem Drosselteil und einem unteren Strömungsteil besteht; daß eine Fluidleitung am Eintrittsende des unteren Strömungsteils des Garnkanals exzentrisch und unter einem spitzen Winkel gegen die Seite des unteren Strömungsteils des Garnkanals mündet; und daß der Drosselteil die folgenden Abmessungen aufweist: 2/ fse < d₁ < 7/ fie
0,25 < d.j/dg * 0,7

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- 36 -

wobei dL den Durchmesser (mm) des Drosselteils, dp den Durchmesser (mm) des Eintrittsendes des unteren Strö— mungsteils des Garnkanals, 1 die Länge (mm) des Drosselteils in Axialrichtung und Ne die Garnzahl (englische Baumwollzahl) des gesponnenen Garns darstellt.

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