Garne oder garnähnliche Produkte aus Einzelfäden, die durch ein Bindemittel statt durch ihre Verdrehung zusam mengehalten werden, sind bekannt. Diese bekannten Pro dukte sind jedoch entweder relativ steif und kompakt oder zeigen geringen Zusammenhalt, so dass ihre Anwendungs möglichkeiten begrenzt sind. Demgegenüber liegt der vorlie genden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Garn oder garnähnliches Produkt zu schaffen, das befriedigende Eigen schaften in bezug auf Fülligkeit, Biegsamkeit, Elastizität und Zusammenhalt aufweist.
Es ist bekannt, ein Bündel von Einzelfäden mit einem Faden aus geschmolzenem Polymer zu umspinnen, der durch eine um das Bündel rotierende Düse ausgepresst wird, wobei ein Garn oder ein garnähnliches Produkt von einem gedreh ten Garn ähnlichen Eigenschaften erhalten wird, ohne dass dem Bündel eine wirkliche Verdrehung erteilt wird.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Garnes oder eines garnähnlichen Pro duktes aus einem Bündel von Textilfäden, die von einem sie ringförmig umfassenden polymeren Material zusammengehal ten sind. Dieses erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass das Bündel von Textilfäden einer Falschzwirnung unterworfen wird, um es vorübergehend in einen verdrehten und rotierenden Zustand zu versetzen, dass auf das rotierende verdrehte Bündel während wenigstens einer Umdrehung desselben in Abständen über seine Länge ein flüssiges Polymer aufgebracht wird, wobei das Polymer auf das rotierende Bündel von mindestens einem Punkte aus aufgebracht wird, der dem Bündel während des Aufbringens in seiner Längsbewegung folgt,
aber dessen Rotation nicht mitmacht. und dass das aufgebrachte Polymer in den festen Zustand übergeführt wird.
Dadurch, dass somit abschnittsweise Bereiche, innerhalb deren eine starke Bindung vorhanden ist, mit Bereichen ohne jegliche Bindung abwechseln, können dem Garn oder garnähnlichen Produkt gleichzeitig alle oben genannten Ei genschaften verliehen werden.
Das vorliegende Patent erstreckt sich auf die unmittel baren Erzeugnisse des erfindungsgemässen Verfahrens und insbesondere auf ein nach diesem Verfahren erhaltenes Garn oder garnähnliches Produkt, bei welchem das Polymer- Material Ringe bildet, die das Bündel von Textilfäden um fassen und es in den Umfassungsbereichen kompakt ring förmig zusammenhalten und die zwischen den Ringen liegen den Teile des Bündels voluminös sind.
Aus der Patentanmeldung NL 66 08 328 bzw. der ihr entsprechenden Offenlegungsschrift DT 1 660 670 ist ein Verfahren zur Herstellung eines bauschigen Garnes mit regel- mässigen Einschnürungen bekannt, welches darin besteht, dass das Garn zwischen zwei Festpunkten unter Einwirkung eines senkrecht zur Garnlaufrichtung strömenden Gases in erzwungene Schwingung versetzt wird, wobei es in jeder Schwingungsperiode den Gasstrahl zweimal durchwandert. Dabei wird im Garn jedesmal eine Einschnürung gebildet, in welcher die Einzelfäden einen festen Schluss aufweisen, ohne indessen miteinander verbunden zu sein.
Gegenüber diesem bekannten Verfahren zeichnet sich dasjenige gemäss der vorliegenden Erfindung dadurch aus, dass die Einzelfäden sich in den Bereichen, in denen sie einen festen Schluss erhalten, vom Polymer umschlossen werden, so dass sie sich nicht mehr aus diesem Schluss lösen können und die Struktur des Garnes dauerhaft und stabil wird.
Die US-Patentschrift 3 061 998 beschreibt die Herstel lung von Bauschgarnen, indem Einzelfäden von unterschied licher Schrumpfbarkeit vereinigt und in Abständen oder an ihren Kreuzungsstellen durch Erwärmen oder Verkleben mit einander verbunden werden.
Gemäss der US-Patentschrift 2 807<B>132</B> werden zur Her- Stellung eines dekorativen Garnes mehrere Kerngarne unter Spannung mit einem Bedeckungselement schraubenförmig umwunden. Stellenweise kann die Steigung der Wicklung so gering sein, dass das Kerngarn dort auf seinem ganzen Um fang umwickelt wird und die Wicklung einen Höcker bildet, während zwischen diesen Höckern das Kerngarn grossenteils freiliegt.
Die Patentanmeldung NL 64 12 987 offenbart ein Ver fahren zur Herstellung eines praktisch geraden synthetischen Multifilamentgarns, bei welchem dessen Einzelfäden an regellos über ihre Länge verteilten Stellen miteinander da durch verklebt werden, dass sie nach schwacher Falschdre hung mit einem flüssigen, flüchtigen Lösungsmittel behandelt und dann wieder aufgedreht werden, während das Lösungs mittel verdampfte.
Gegenüber diesen bekannten Verfahren zeichnet sich das jenige gemäss der vorliegenden Erfindung durch die Be schränkung des Zusammenfassens der Einzelfäden auf kurze ringförmige Bereiche aus, was eine grössere Fülligkeit, Schmiegsamkeit und Elastizität des Garnes als Ganzes er möglicht.
Die Länge der mit Ringen aus Polymer Material versehe nen Bereiche kann für die meisten Zwecke zwischen 0,2 mm und 1 cm liegen, wogegen die Länge der dazwischenliegen den Bereiche für die meisten Zwecke zwischen 1 mm und 5 cm liegen sollte. Je nach der Verwendung kann von einem Bündel aus Fäden und/oder Stapelfasern und/oder zu Textilfasern zerfaserten Folien ausgegangen werden.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäs- sen Produktes ist dadurch gekennzeichnet, dass die Einzel fäden in den Bereichen zwischen den Ringen bei unbelaste tem Garn verschieden lang sind. Dies wird im allgemeinen erreicht durch unterschiedliche Schrumpfung der Einzelfäden nach Anbringung der Ringe, wie noch später erklärt wird. Die relativ langen Fasern werden dabei gebogen und sind dann bestrebt, das Produkt zu verlängern, während die rela tiv kurzen Fasern gerade gestreckt werden und dann bestrebt sind, das Produkt zu verkürzen. Auf diese Weise erhält man eine sehr grosse und sehr beständige Fülligkeit.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfin- dungsgemässen Produktes, bei der die Fäden zwischen den Ringen verschiedene Längen aufweisen, ist dadurch gekenn zeichnet, dass die Einzelfäden im mittleren Teil des Bündel querschnitts kürzer sind als im äusseren Teil. Durch diese Struktur wird ein ausgesprochen gefälliger optischer Effekt erzielt und dabei im allgemeinen auch die grösste Fülligkeit.
Eine weitere Ausführungsform des Produktes, bei der die Fäden zwischen den Ringen ebenfalls verschiedene Längen aufweisen, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilung der kurzen und der langen Einzelfäden regellos ist. Obwohl bei dieser Struktur die Fülligkeit im allgemeinen etwas ge ringer ist, ist sie im allgemeinen beständiger.
Ein Bündel von Einzelfäden, das bei der Durchführung des erfindungsgemäs- sen Verfahrens ein solches Produkt mit regellos verteilten kurzen und langen Fadenabschnitten liefert, kann erhalten werden durch Mischen von Stapelfasern verschiedener Schrumpffähigkeit und Herstellung eines Rohgarnes aus denselben in bekannter Weise.
Wenn die längeren und die kürzeren Einzelfäden wie erwähnt verschiedene Schrumpfung aufweisen sollen,. können diese Unterschiede in der Schrumpfung durch mannigfaltige Materialkombinationen erzeugt werden.
So können z. B. bei einer Ausführungsform die kürzeren Einzelfäden aus einem Elastomer und die längeren aus einem steiferen Material bestehen. Diese Wahl hat den Vorteil, dass sich das elastische Material leicht so weit dehnen lässt, bis die steiferen Fäden geradegestreckt sind, wobei dann diese steiferen Fäden eine verhältnismässig hohe Zugfestig- keit ergeben. Ferner wird sich das Elastomer ohne weiteres auf die kürzere Länge zusammenziehen, so dass das Material wieder seine Fülligkeit gewinnt, sobald die Spannung nach- lässt. Für Kleider und andere Zwecke;
für die feine Fasern erforderlich sind, kann als Elastomer vorzugsweise ein ther moplastisches Elastomer der Art verwendet werden, bei der die Stabilisierung durch kristalline Segmente statt durch eine wirkliche Vernetzung geschieht, wie dies beispielsweise für extrudierbaren Polyurethan-Gummi der Fall ist.
Bei einer weiteren Ausführungsform können die kürze ren Einzelfäden gekräuselte Zweikomponenten-Fasern oder -Fäden und die längeren Fäden Einkomponentenfasern oder -Fäden sein. Gekräuselte Zweikomponenten-Fasern verhal ten sich im allgemeinen wie elastomere Fasern und haben den Vorteil, dass sie mit andern Fasern (im allgemeinen in unge- kräuseltem Zustand) leichter zu mischen sind und dass eine grössere Auswahl davon zur Verfügung steht. Auf der ande ren Seite ist die Spannung im gestreckten Zustand bei kleinen Dehnungen im allgemeinen niedriger.
Wenn von kürzeren und längeren Einzelfäden in den Fäl len die Rede ist, in denen die Fasern aus etwa schraubenför mig gekräuselten Zweikomponenten-Fasern bestehen, so ist als Länge nicht die längs der Schraubenlinie, sondern die in der Achse der Schraube gemessene Länge zu verstehen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Einzelfäden Zweikomponenten-Fasern mit verschieden starker Kräuselung. Auf diese Weise ergibt sich ein Produkt von besonders hoher Dehnbarkeit, jedoch, bis zu einem ge wissen Grade, auf Kosten der Fülligkeit.
Auf kleine Längen geschnitten, kann das erfindungsge- mässe Garn oder garnähnliche Produkt vorteilhaft in Form kurzer Abschnitte, deren jeder zwei Ringe aus Polymer auf weist, als Feder- oder Daunenersatz für die Füllung von Kissen oder Steppdecken verwendet werden.
Diese Verwendung des Garnes bzw. Produktes wird an sich nicht vom vorliegenden Patent umfasst.
Obgleich der Zusammenhalt des Garnes oder garnähnli chen Produktes quer zur Längsrichtung im wesentlichen durch die Ringe bedingt ist, muss doch festgehalten werden, dass das Produkt auch mit leichter Drehung ausgeführt sein kann.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, den Querzusammenhalt des Garnes oder garnähnlichen Produk tes durch ein besonders schnelles und praktisches Verfahren zu erhalten. Es hat sich erwiesen, dass das erfindungsgemässe Verfahren viele Male schneller aufzuführen ist als mit einer echten Verdrehung und auch wesentlich schneller als mit dem in der Einleitung genannten Verfahren des Umspinnens eines Fadenbündels mit einem schraubenförmigen Faden aus geschmolzenem Polymer, das aus einer um das Fadenbündel rotierenden Düse extrudiert wird.
Wie bekannt, lässt sich eine Falschdrehung sehr schnell ausführen, und es hat sich ferner gezeigt, dass das stellenweise Aufbringen und Erhärten eines flüssigen Polymers ähnlich schnell ausgeführt werden kann.
Bekanntlich findet die Falschdrehung gewöhnlich zur Herstellung von Kräuselgarnen Verwendung, wobei die Verformungen der einzelnen Fasern in der verdrehten Form thermisch fixiert werden. Die vorliegende Erfindung zielt jedoch nicht spezifisch auf die Herstellung von Kräuselgarn ab, und die genannte Fixierung ist daher für die Ausführung des Verfahrens nicht wesentlich.
Die Falschdrehung kann auf verschiedene bekannte Ar ten verwirklicht werden. Besonders hohe Geschwindigkeit und den Vorteil, dass mit hoher Fadenspannung gearbeitet werden kann, liefert das Verfahren, bei dem die Falsch drehung von Garn oder einem garnähnlichen Produkt durch Walzen in einer im wesentlichen linearen Zone zwischen zwei Reibungsgliedern stattfindet, von denen wenigstens eines zwei oder mehrere Reibungselemente aufweist, welche nach- einander in Berührung mit dem andern Reibungsglied ge bracht werden,
während die Reibungselemente während ihrer Berührung mit dem entgegengesetzten Reibungsglied quer zur Bewegungsrichtung des Garnes verschoben und wieder in ihre Ausgangsstellung zurückgebracht werden, sobald die Berührung zu Ende ist. Die Anwendung dieses Verfahrens zum Rollen von Garn ist in einem anderen Zusammenhang in der Zeitschrift nPlastics Rubbers , Januar 1970, Seite 31, beschrieben.
Das Polymer zur Bildung der Ringe kann entweder in geschmolzener, in gelöster oder in emulgierter Form verwen det werden, aber auch in Form eines oder mehrerer Vor polymere. Entsprechend kann die Überführung in den festen Zustand entweder durch Kühlung oder Verdampfung eines Lösungsmittels oder eipes Emulgators stattfinden oder durch Koagulation der Emulsion sowie durch Aushärten des Vor polymers bzw. der Vorpolymere.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Ver fahrens kann die Zuführung des Polymers mittels einer end- 'losen Reihe punktförmiger Ablagerungen des Polymers ge schehen, welche in wiederholter Folge in Berührung mit dem rotierenden Faserbündel gebracht werden, wobei sie entlang desselben bewegt und wieder ausser Berührung von ihm ge bracht werden. Infolge der kontinuierlichen Bewegung arbei tet diese Variante des Verfahrens besonders rasch.
Die schnellste Art der Zuführung für jede der genannten punktförmigen Ablagerungen besteht darin, dass das Material durch einen Extrusionskanal, der im Behälter endet, extru- diert wird. (Die Ablagerungspunkte können auch ganz einfach die Mündungen dieser Kanäle sein.) Eine Modifika tion des Verfahrens besteht darin, dass die Ablagerungs punkte von Näpfchen gebildet werden, die mittels eines Ra kelmessers od. dgt. gefüllt werden.
Eine weitere Abart des Verfahrens ist dadurch gekenn zeichnet, dass das flüssige Polymer mittels Düsen zugeführt wird, deren jede, während sie das Polymer aufbringt, ge meinsam mit dem Fadenbündel und mit der gleichen Ge schwindigkeit und in der gleichen Richtung wie dieses bewegt wird, worauf die Düse wieder in ihre Ausgangslage zurück- 'bewegt wird, vorzugsweise mit einer viel grösseren Geschwin digkeit als derjenigen des Fadenbündels.
Diese Variante des Verfahrens benötigt etwas mehr Zeit, ermöglicht aber eine besonders genaue Dosierung des Poly- mers. Im allgemeinen wird dabei ein dünner Faden des Poly- mers von einem Ring zum andern gezogen.
Das Verfahren kann dazu benutzt werden, ein erfindungs- gemässes Garn von besonders grosser Fülligkeit zu erzeugen. Die hierfür bevorzugte Variante des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Aufbringen des Polymers die verschiedenen Einzelfäden verschieden stark geschrumpft werden, um die gewünschte Fülligkeit zu erhalten. Die besten Resultate erzielt man hierbei durch Verwendung von Einzel fäden aus unterschiedlichen Materialien, die ein unterschied liches Schrumpfverhalten aufweisen. Die Materialien brau chen jedoch nicht chemisch verschieden zu sein. Es können auch nur in dieser Hinsicht verschiedene Polymere sein.
Die verschiedene Schrumpfung kann aber auch durch un gleiche Erwärmung (und/oder Quellung) verschiedener Teile des Bündels erhalten werden.
Eine Ausführungsart des erfindungsgemässen Verfah rens zur Herstellung eines Garnes wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt: Fig. 1 eine Photographie, die in vierfacher Vergrösse- rung ein nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestell tes Garn zeigt, das mit Ringen abgebunden ist und aus ge kräuselten Zweikomponenten-Fasern besteht, welche zwi- schen den Ringen verschiedene Längen aufweisen,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform des Produktes, wobei die Fäden zwischen den Ringen verschiedene Längen aufweisen, Fig. 3 in perspektivischer Ansicht schematisch den Pro duktionsablauf beim Abbinden der Bündel mit den in Inter vallen aufeinanderfolgenden Ringen, Fig. 4 in einer Ansicht ein Detail der Extrudermatrize für die punktweise Aufbringung des Polymers bei der in Fig. 3 dargestellten Produktionsstrasse, Fig. 5 eine Seitenansicht gemäss dem Schnitt I-1 von Fig. 4,
Fig. 6 in schematischer Darstellung eine Vorrichtung mit einer hin und her gehenden Düse zum Aufbringen des Poly- mers auf das im verdrehten und rotierenden Zustand befind liche Bündel, Fig. 7 in schematischer Darstellung eine Vorrichtung zum Aufbringen des Polymers auf das rotierende verdrehte Bündel mit Hilfe eines pulsierenden Luftstromes, und Fig. 8 eine schematische Ansicht des nach dem erfindungs- gemässen Verfahren mit Hilfe einer der in Fig. 6 und 7 dar gestellten Vorrichtungen erhaltenen Produktes.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Garn sind mehrere Fäden oder Stapelfasern durch ringförmige Polymerstreifen 1, 2 und 3 miteinander verbunden. Die Fäden oder Stapelfasern 4, 5, 6 und 7 sind, jeweils zwischen den Rändern benachbar ter Ringe gemessen, verhältnismässig lang. Diese langen Fä den oder Fasern bilden Schleifen und haben die Tendenz, das gesamte Bündel zu verlängern, wogegen die stärker ver kürzten Fäden oder Stapelfasern 8 und 9 die Tendenz auf weisen, das gesamte Bündel zu verkürzen.
Der Übersichtlich keit halber werden die restlichen Fäden, beispielsweise 10, lediglich als kleine Fäserchen in der unmittelbaren Nachbar schaft der Ringe angedeutet; es sei jedoch bemerkt, dass sie im allgemeinen den gesamten Bereich zwischen benachbar ten Ringen ohne oder nur mit verhältnismässig wenigen losen Enden ausfüllen. Einige dieser Fäden oder Fasern, die nur teilweise gezeigt sind, werden relativ lang sein, andere dage gen relativ kurz. Es ist natürlich auch möglich, eine ganze Reihe von Längenabstufungen in den zwischen den Ringen liegenden Zonen vorzusehen.
Die Fäden oder Fasern 8 und 9 sind in der Zeichnung vollkommen gestreckt dargestellt; sie könnten aber auch schraubenförmig geformt sein, wie dies der Fall ist, wenn die Fäden oder Fasern aus geschrumpftem Zweikomponenten- Garn bestehen, dessen Komponenten nebeneinander liegen.
Jeder Faden bzw. jede Faser ist dann schraubenförmig mit abwechselnd rechts und links gerichtetem Windungssinn. In ähnlicher Weise können die schleifenbildenden Fäden oder Fasern 4, 5, 6 und 7 ebenfalls schraubenförmig sein, obgleich sie natürlich eine geringere Kontraktion als die Fäden 8 und 9 aufweisen müssen.
Die Erfahrung hat gezeigt, dass durch die Bildung der Schleifen das Garn eine grosse, federnde Fülligkeit erhält. Ausserdem ergibt die feste Bindung durch die in Abständen angeordneten Ringe eine hohe Biegeelastizität des garnähn lichen Produktes.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Einrichtung wird ein unge- drehtes Rohgarn oder ähnliches Ausgangsmaterial 11 von einer Spule 12 abgezogen. Es könnte aber auch direkt von einer Karde oder über eine in diesem Falle zur Fertigstellung der Einzelfäden erforderliche Verstreckungsvorrichtung von einer Extrusionseinrichtung abgenommen werden. Beim Ausgangsmaterial 11 kann es sich um irgendein Rohgarn oder ähnliches handeln. Über einen Satz von Zuführrollen 13, 14 und 15 wird das Garn in eine Zone geführt, wo es durch eine Falschdrehungseinrichtung verdreht und in Rota tion versetzt wird.
Die Falschdrehungseinrichtung weist aus beweglichen Sektoren gebildete angetriebene Walzen 16 und 17 auf. Diese Walzen rotieren entsprechend den eingezeich neten Pfeilen 18, 19. Gleichzeitig bewegt sich jeder Walzen sektor, wenn er die Eingriffslage passiert, mit konstanter Ge schwindigkeit in der durch den entsprechenden Pfeil 20 bzw. 21 gezeigten Richtung, d. h. die zwei Walzen 16 und 17 wir ken jeweils immer in entgegengesetzten Richtungen auf das Garn ein und erzeugen hierdurch die Falschdrehung. Jeweils nach dem Durchlaufen der Eingriffsstelle wird jeder Sektor wieder in seine ursprüngliche Lage zurückgeführt, um für die nächste Falschdrehungsoperation bereit zu sein, wenn er wie der in den Bereich der Eingriffsstelle gelangt.
Diese hin und her gehenden, mit den Umdrehungen synchronisierten Bewe gungen werden durch einen Satz von Nocken gesteuert. Eine nähere Beschreibung dieser Falschdrehungswalzen findet sich im Artikel Falle Twist and Stretching Process for Tape in der Zeitschrift Plastics Rubbers vom 22. Januar 1970. Diese Vorrichtung arbeitet mit besonders hoher Ge schwindigkeit, erlaubt die gleichzeitige Behandlung vieler Garne und die Anwendung eines hohen Zuges in der Ver drehungszone.
Es ist vorteilhaft, mit einer Zugspannung in der Verdrehungszone zu arbeiten, um die Reibung der Zu führmittel zu überwinden, welche der Drehung des Garnes entgegenwirken.
Im Abschnitt zwischen den Zuführrollen 14-15 und den aus beweglichen Sektoren gebildeten Walzen 16, 17 wird das Garn, das hier mit 22 bezeichnet ist, verdreht und in Rota tion versetzt; nach dem Verlassen der aus Sektoren bestehen den Walzen 16 und 17 wird jedoch das Garn, das nun mit 23 bezeichnet ist, wieder unverdreht sein. Die Aufbringung der Ringe 24 wird mittels einer Auftragwalze 25 ausgeführt, die so angetrieben ist, dass ihr Umfang der Fortbewegung des Garnes 22 folgt.
Die Auftragwalze ist, wie genauer aus den Fig. 4 und 5 hervorgeht, als Extrusionsmatrize ausge bildet: Das geschmolzene Polymer wird aus dem Extruder 26 durch ein Rohr 27 in den inneren Teil 28 der Matrize ein geführt, der jedoch die Rotation der Auftragwalze 25 nicht mitmacht.
Zwecks besserer Übersichtlichkeit zeigt die Fig. 3 nur die Herstellung eines einzigen Garnes; in Wirklichkeit werden jedoch mehrere Garne nebeneinander gleichzeitig herge stellt, wie dies aus Fig. 4 hervorgeht.
Um das geschmolzene Polymer unter den verschiedenen Garnen zu verteilen, enthält der feststehende innere Teil 28 der Matrize eine Verteilerkammer 29 mit einer Anzahl von Schlitzen 30, welche über die Länge der Auftragwalze gleichmässig verteilt sind. Jeder Schlitz 30 versorgt eine Reihe radialer Kanäle 31 in der rotierenden Auftragwalze 25. Jede Kanalreihe endet in einer kreisförmigen Reihe von Düsen, an denen das Auftragen stattfindet. Zwischen dem feststehenden inneren Teil 28 der Extrusionsmatrize und der Walze 25 ist eine Dichtung vorgesehen. Die Extrusion durch jeden der Kanäle 31 findet intermittierend statt, und zwar jeweils, wenn sich die Düse in ihrer Auftragstellung befindet.
Um eine gleichmässige Verteilung des Polymers an jeder Stelle zu sichern, liegt jede Reihe von Düsen am Grunde einer Nut 32 von halbkreisförmigem Querschnitt, wobei der Durchmesser der Nut nur geringfügig grösser ist als der Durchmesser des verdrehten Garnes 22. Der Wider stand gegen die Rotation des Garnes um seine Achse wird dadurch möglichst klein gehalten, dass die Auftragwalze das Garn nur auf einer kleinen Strecke berührt, die jedoch lang genug ist, um das Garn während der Dauer der Berührung wenigstens eine Umdrehung um seine eigene Achse ausführen zu lassen, um einen gut geformten Ring zu erhalten.
Um dies zu erreichen, ist es ferner wesentlich, die Auf tragwalze mit einer solchen Geschwindigkeit anzutreiben, dass jede Düse genau oder fast genau dem Durchlauf des Garnes folgt. d. h. sich mit im wesentlichen gleicher Ge- schwindigkeit und in der gleichen Richtung wie das Garn be wegt, solange sie Polymer auf dieses aufbringt. Zwecks bes serer Übersichtlichkeit ist der Antrieb nicht gezeigt, jedoch ist die Drehung durch den Pfeil 33 angedeutet.
Es ist auch eine Heizeinrichtung für die Extrusionsmatrize vorgesehen; doch sind deren Elemente nicht dargestellt. Ebenfalls nicht gezeigt sind die Garnführungen vor den Zu führrollen 13 und vor der Auftragwalze 25, welche Garn führungen dazu dienen, die verschiedenen Garne getrennt zu halten und eine sichere Führung der Garne in den Nuten 32 zu gewährleisten.
Zwischen der Auftragwalze 25 und den Falschdrehungs- walzen 16 und 17 werden die Ringe 24 mittels eines Wasser strahls oder eines nicht dargestellten Wasserbades stark ge kühlt. Ein Kühlbad muss jedoch so konstruiert sein, dass es die Rotation des Garnes 22 um seine Achse nicht wesent lich behindert.
Um ein Quetschen der genannten Ringe zu vermeiden, müssen die aus Sektoren bestehenden Walzen 16 und 17 mit weichem Gummi beschichtet sein, oder was praktischer ist, es kann die eine oder es können beide Oberflächen mit Nuten versehen sein, die im gleichen Abstand voneinander angeordnet sind wie die Abstände zwischen den Ringen 24. Ausserdem müssen die Druckwalze 25 und die Falschdre- hungswalzen 16 und 17 derart synchronisiert sein, dass die Ringe 24 in die Nuten zu liegen kommen und damit ein Quetschen der Ringe verhindert wird.
Hinter den Falschdrehungswalzen 16 und 17 ist ein Satz angetriebener Zusatzwalzen 36 und 37 vorgesehen, welche die Falschdrehungswalzen 16 und 17 durch Erzeugung einer Spannung im Garn 22 unterstützen, wenn letzteres im rotie renden Zustand über die Auftragwalzen 25 geführt wird.
Wie bereits erwähnt, wird eine solche Spannung ausgeübt, um den Widerstand gegen die Rotation des Garnes zu überwin den. Wenn das Rohgarn 11 aus Fäden, Fasern oder anderen Einzelfäden aus verschiedenen Materialien besteht und wenn vor und/oder während der Falschdrehung ein hoher Zug ausgeübt wird, so wird sich nach dem Aufhören der Spannung, wenn das Garn den unverdrehten Zustand ein nimmt, spontan eine ziemlich grosse Fülligkeit einstellen. Man erkennt diesen mit 34 bezeichneten Bereich vor dem Aufspulen auf die Spule 35. Die erwähnte Fülligkeit ent steht durch die unterschiedliche Schrumpfung der verschie denen Materialien.
Um eine derartige unterschiedliche Schrumpfung noch zu steigern, kann in der Einrichtung nach den Walzen 36 und 37 noch ein Ofen vorgesehen sein, doch kann eine solche Wärmebehandlung zur Entwicklung der Fülligkeit auch während des Wiederaufspulens des Garnes oder am fertigen Textilprodukt vorgenommen werden.
Falls das Produkt zur Verwendung als Federn oder Dau nen feingeschnitten werden muss, befindet sich in der Ein richtung anstelle der Spule 35 eine Schneidvorrichtung, wel che synchron zur Auftragwalze läuft, um in regelmässigen Abständen das fertige Garn noch zwischen den Ringen ab zuschneiden.
In Fig. 6 bezeichnet 22 wiederum das Garn, das in Rich tung des Pfeiles durch die dargestellte Vorrichtung läuft und in deren Bereich durch die nachfolgende Falschzwirnvor- richtung verdreht und in Rotation versetzt wird. Eine auf das verdrehte rotierende Garn gerichtete Düse 38 wird von der Schubstange 39 eines Kurbelgetriebes längs des Garnes 22 hin und her bewegt, und zwar so, dass ihre Mündung sich wäh rend eines Teiles der einen Hälfte jeder Umdrehung der Kurbel mit im wesentlichen gleicher Geschwindigkeit und in der gleichen Richtung bewegt wie das Garn, während dieses beim Rotieren vor der Düsenmündung wenigstens eine volle Umdrehung um seine eigene Achse ausführt.
Während des entsprechenden Teiles der andern Hälfte jeder Umdrehung der Kurbel bewegt sich die Düse mit im wesentlichen der gleichen Geschwindigkeit, aber im entgegengesetzten Sinn wie das Garn 22, also mit der doppelten Geschwindigkeit relativ zu ihm. Während des erstgenannten Teiles jeder Kurbelumdrehung bringt die Düse 38 das aus ihr austre tende Polymer bei jeder Umdrehung des Garnes in Form eines Ringes auf dieses auf.
Anschliessend wird mittels einer nicht dargestellten Steuervorrichtung die Zufuhr des Polymers zur Düse und somit dessen Auftragung auf das Garn unter brochen, bis die Düse 38 wieder an den Anfang der Strecke zurückgekehrt ist, die sie jeweils während des erstgenannten Teiles jeder Kurbelumdrehung zurücklegt, worauf der be schriebene Zyklus von neuem beginnt. Unterdessen ist das Garn 22 mit konstanter Geschwindigkeit weitergelaufen, so dass die Düse das Polymer beim Wiedereinsetzen von dessen Zufuhr in einem Abstand vom zuletzt aufgetragenen Ring ringförmig aufträgt.
Gemäss einer Variante dieser Ausführungsform kann die Unterbrechung der Zufuhr des Polymers durch die Düse unterbleiben, das Polymer also kontinuierlich aufgetragen werden. In diesem Falle werden die je während des erstge nannten Teiles aufeinanderfolgender Umdrehungen der Kurbel, also bei im wesentlichen gleicher Geschwindigkeit von Düse und Garn, auf dieses aufgetragenen Ringe bzw. Gruppen beisammen liegender Ringe während des restlichen Teiles jeder Kurbelumdrehung, also bei verschiedener bzw. entgegengesetzter Geschwindigkeit von Düse und Garn,' durch einen ununterbrochenen Polvmerfaden miteinander verbunden, der in einer Art Schraubenlinie mit zu- und wie der abnehmender Steigung um das Garn verläuft.
Auch in Fig. 7 ist das in Richtung des Pfeiles durch die Vorrichtung laufende Garn mit 22 bezeichnet. Durch eine feststehende Düse 40 tritt ein Faden zähflüssigen Polymers 44 kontinuierlich aus. Mit 41, 42 und 43 sind drei verschie dene Stellungen bezeichnet, welche dieser Faden im Laufe eines Arbeitszyklus nacheinander einnimmt.
In der ausgezo gen dargestellten ersten Stellung 41 ist der Polymerfaden 44 von einem aus einer Düse 45 austretenden pulsierenden Luft strom, der von einem selbsttätigen Ventil gesteuert wird, entgegen der Laufrichtung des Garnes 22 nach hinten gebla sen worden; der Luftstrom ist soeben unterbrochen worden, und der Polvmerfaden hat mit seinem freien Ende das Garn erfasst.
In der gestrichelten Stellung 43 hat das Garn seit der Unterbrechung des Luftstroms an der vom Ende des Poly- merfadens berührten Stelle mehr als eine volle Umdrehung ausgeführt, wobei es den Polymerfaden in seiner Drehung und in seiner Längsbewegung mitgenommen hat und von diesem ringförmig umschlungen worden ist; Anfang und Ende des Ringes haben sich berührt und sind miteinander verklebt. Nun setzt der Luftstrom durch die Düse 45 wieder ein, und der Polymerfaden 44 wird rasch in die erste Stellung 41 zurückgeblasen. Hierbei bildet er eine dünne Schicht, die im fertigen Produkt nach einer Schraubenlinie in entgegenge setztem Drehsinn zu den das Garn umschliessenden Ringen verlaufen wird.
Fig. 7 zeigt dieses fertige Produkt. 46 sind die vom Poly- merfaden gebildeten Ringe, 47 die nach der Beseitigung der Falschdrehung des Garnes schraubenlinienförmig um dieses laufenden Abschnitte des Polymerfadens, und 22 die durch die Ringe zusammengehaltenen Garnfäden.
Nach dem vorliegenden Verfahren hergestellte garnähn liche Produkte können für eine grosse Anzahl von textilen und sonstigen technischen Zwecken angewendet werden. Es ist möglich, ihre Feinheit in einem grossen Bereich, bei spielsweise von um 20 Denier bis zu Garnen in der Grössen- ordnung von 100 Denier zu variieren, bevorzugt ist jedoch der Bereich zwischen 5(l0 bis etwa 30 000 Denier. Die fol genden Beispiele sollen verschiedene Anwendungen illustrieren, Beispiel 1 Dieses Beispiel beschreibt die Herstellung eines bauschi gen Effektgarnes für Vorhänge.
Das Rohgarn besteht aus Zweikomponenten-Fäden aus Polypropylen und Polykaprolaktam, die nebeneinander mit tels einer dünnen Schicht eines klebefähigen ionomeren Polyäthylens verbunden sind. Das Rohgarn ist nach dem Ver fahren und mit der Einrichtung hergestellt worden, die in dem Artikel Split Film Gets a Second Look in der Zeit schrift Textile Industries vom Juli 1969 beschrieben sind.
Infolge zufälliger Unregelmässigkeiten der Matrizenteile zeigen die Fasern im Garn eine verschiedene Kräuselbarkeit nach dem Strecken, so dass auch die Verteilung dieser Unter schiede als fast regellos angesehen werden kann. Das durch schnittliche Denier der Fasern liegt bei etwa 20 und jenes des Garnes bei etwa 4000.
Mittels einer in Fig. 3 dargestellten Fertigungslinie wer den kurze Ringe aus Polypropylen in gleichen Abständen von 2 cm aufgebracht. Der Schmelzindex von Polypropylen be trägt nach ASTM D 1238-62 T, Bedingung K, etwa 10. Um ein glattes Auftragen der Ringe zu erhalten, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, ein Material mit einer derart niedrigen Zähigkeit zu verwenden. Die Ringe werden in einem Wasser bad gekühlt. Die Falschdrehung erfolgt mit sechs Umdrehun gen auf 10 cm.
Die Kräuselung wird entwickelt durch Erwärmung auf 120 C in entspanntem Zustand, wobei sich jeder der einzel nen Fäden schraubenförmig kräuselt, jedoch in verschiede nem Ausmasse. Das Aussehen des Garnes ist ähnlich dem in der Photo in Fig. 1 gezeigten. Das garnähnliche Produkt wird als Schussfaden für ein feines Gewebe mit Nylon als Kettfaden verwendet, wobei man ein sehr ansprechend aus sehendes Gewebe erhält. Beispiel 2 Dieses Beispiel beschreibt die Herstellung eines Garnes, das in kurze Stücke geschnitten als Federersatz für die Fül lung von Kissen oder Steppdecken verwendbar ist.
Für diesen Zweck sollte das Rohgarn ein kardiertes Ge misch von 4 Denier Einkomponentenstapelfasern aus Poly- äthylenteraphthalat sein, wobei das Garn wiederum ein Denier von ungefähr 4000 aufweist. Das Material für die Ringe sollte ein Kopolymer aus Polyäthylenterephthalat und Polyäthylenglykol mit einem Schmelzpunkt von 180 C und einem Schmelzindex 2 entsprechend der genannten ASTM- Spezifikation sein, jedoch letzteres mit der Bedingung E.
Die Ringe sollten so kurz und so dünn wie möglich und mit einem Zwischenraum von 4 cm aufgetragen werden. Nach der Beseitigung der Drehung kann das Garn zwischen den Rin gen in kurze Stücke geschnitten werden, von denen jedes zwei Ringe enthält. Zahlenbeispiel für Abmessungen, Arbeitsgeschwindigkeiten und Drehzahlen zu Fig. 3 bis 5.
EMI0005.0030
Faserbündel <SEP> 22
<tb> Durchmesser <SEP> mm <SEP> 2
<tb> Laufgeschwindigkeit <SEP> m/min <SEP> 300
<tb> Drehzahl <SEP> zwischen <SEP> Falsch drehungswalzen <SEP> 16, <SEP> 17 <SEP> V/min <SEP> <B>15000</B>
<tb> Dauer <SEP> einer <SEP> Umdrehung <SEP> des
<tb> Faserbündels <SEP> zwischen <SEP> 16 <SEP> und <SEP> 17 <SEP> sec <SEP> 0,004
EMI0005.0031
Falschdrehungswalzen <SEP> 16, <SEP> 17
<tb> Durchmesser <SEP> mm <SEP> 200
<tb> Umfangsgeschwindigkeit <SEP> (= <SEP> Lauf geschw.
<SEP> des <SEP> Faserbündels) <SEP> m/min <SEP> 300
<tb> mittlere <SEP> wirksame <SEP> Axialgeschw.
<tb> der <SEP> Segmente <SEP> (= <SEP> Umfangsgeschw.
<tb> des <SEP> Faserbündels <SEP> zwischen <SEP> 16+ <SEP> 17) <SEP> m/min <SEP> 95
EMI0005.0032
Auftragwalze <SEP> 25
<tb> Durchmesser <SEP> mm <SEP> 185
<tb> Umfangsgeschwindigkeit
<tb> (= <SEP> Laufgeschw. <SEP> des <SEP> Faserbündels) <SEP> m/min <SEP> 300
<tb> Berührungswinkel <SEP> des <SEP> Faserbündels <SEP> <B>25'</B>
<tb> Berührungslänge <SEP> mm <SEP> etwa <SEP> 45
<tb> Berührungsdauer <SEP> sec <SEP> etwa <SEP> 0,01
<tb> Umdrehungen <SEP> des <SEP> Faserbündels
<tb> während <SEP> der <SEP> Berührung <SEP> mit
<tb> Auftragwalze <SEP> - <SEP> 2,5