DE3140069C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vermengen von Filamenten eines oder mehrer Multifilamentgarne entsprechend dem Oberbegriff der Ansprüche 1 bzw. 14, vgl. US 40 69 565.

Fluidstrahl-Filamentvermengungseinrichtungen sind schon lange Zeit zur Herstellung drallfreier, zusammenhaltender Garne und auch zur Vereinigung einer Anzahl von Garnen zu einem zusammenhaltenden Einzelgarn, bei dem die Filamente der verschiedenen Garne miteinander vermengt sind, eingesetzt worden (vgl. z. B. US 33 64 537). Die Filamente in solchen Garnen können in Abhängigkeit von der Natur der Komponentengarne, dem apparativen Aufbau und den Vermengungsbedingungen in verschiedenen Graden von leicht bis umfassend vermengt werden. Die Verfahren bieten sich dementsprechend zu einer Vielfalt von Anwendungen vom Vereinigen feinerer Garne zu einem gröberen Garn, d. h. Dublieren, bis zum Vereinigen unterschiedlich gefärbter oder unterschiedlich färbbarer Garne zur Herstellung verschiedener Arten mischfarbener, modischer Garne, wie Melange- und Sprenkelgarne, unter Verwendung gebauschter oder nichtgebauschter Garne an.

Auf eine solche Vorrichtung und ein solches Verfahren zum Herstellen eines texturierten (gebauschten), multifilen Garns, das alternierend über seine Länge verteilt kompakte Teile und offene Teile aufweist, ist die US 40 69 565 gerichtet. Nach diesem Verfahren bringt man ein laufendes Filamentbündel mit zwei gekrümmten, im Längsabstand voneinander befindlichen Organen in Berührung, wobei der Fadenlauf an jedem Berührungspunkt eine Biegung erfährt. In dem gesamten Raum zwischen den beiden Organen wird eine laufende Filamentpassage unter Zugspannung ausgebildet. Dann wird von einer Seite des Bündels her mindestens ein Fluidstrom so gegen das Bündel in der Passage ausgetragen, daß einzelne Filamente des Bündels Vibration und regelloser und intermittierender Kreuzung in der Richtung der Strömung des ausgetragenen Fluids unterliegen. Zur Erzielung eines wirksamen Arbeitens muß der Fadenlauf an jedem Berührungspunkt sowohl aufstrom- als auch abstromseitig der Vermengungszone abgebogen sein. Wie in der Patentschrift ausgeführt, ist auch die Lage der Fluidströmung zwischen den Berührungspunkten kritisch, wobei sie sich vorzugsweise am Mittelpunkt zwischen den Berührungspunkten befindet.

Die US-PS 40 59 873 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen eines Sprenkel-Filamentbauschgarns, bei dem eine Anzahl gekräuselter Filamentgarne, die in ihrer Farbe und/oder ihrem Farbstoffaufnahmevermögen unterschiedlich sind und in denen die Filamente zwecks im wesentlichen Entfernung von Garnzusammenhalt entwirrt worden sind, der Einwirkung einer Vermengungszone unterworfen wird, aus der man das vereinigte Garn langsamer abzieht als seine Einführung in die Zone erfolgt. Die Fluidströmung vermengt nicht nur die Filamente, sondern fördert auch das anfallende Garn aus der Vermengungszone. Wie in der Patentschrift gezeigt, wird das Garn sowohl beim Eintreten in die Vermengungszone als auch beim Verlassen derselben unter im wesentlichen rechten Winkeln zum Garndurchlaß abgebogen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung eingangs genannter Art so zu verbessern, daß kein Abbiegen des Garnweges beim Eintreten in die Vermengungszone oder Verlassen derselben erforderlich ist, und daß ein energieeffizienterer Prozeß zum Vereinigen von Garnen, insbesondere zum Herstellen eines gesprenkelt anfärbbaren Teppichbauschgarns, und ein ökonomischer Prozeß, der bei höheren Garngeschwindigkeiten durchführbar ist, möglich wird.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Maßnahmen der Ansprüche 1 bzw. 14 gelöst.

Die Erfindung erweist sich als besonders wirkungsvoll und wirtschaftlich, wenn man auf das Garn oder die Garne in dem Durchlaß einen einzelnen Strahl komprimierbaren Fluids, dessen Querschnittsfläche kleiner als diejenige des Garndurchlasses ist, senkrecht aufprallen läßt, insbesondere bei Garngeschwindigkeiten von über etwa 1371 m/min.

Das Verfahren zeigt besondere Wirksamkeit und Nützlichkeit, wenn man eine Anzahl keinen oder nur geringen Zusammenhalt aufweisender Garne zu einem Einzelgarn stärkeren Zusammenhalts und von gröberem Titer vereinigt, d. h. dubliert. Eine bevorzugte Anwendung eines solchen Prozesses ist das Vereinigen von Bauschgarnen, die in Bezug aufeinander unterschiedlich anfärbbar sind, zur Herstellung von mischfarbigen Garnen, wie Melange- oder Sprenkelgarnen, praktisch jedes beliebigen Grades zwischen sehr kräftig und sehr fein. Zur Herstellung von Sprenkelbauschgarnen hohen Vermengungsgrades haben die in die Vermengungszone eintretenden Garne vorzugsweise einen Zusammenhalt- oder Kohärenzfaktor von unter 6,0. Speisegarne stärkeren Zusammenhalts führen zu geringerer Vermengung und kräftigeren Mischfarbeffekten.

Das Arbeiten ist beim Arbeiten mit einer rohrförmigen Umschließung aufstromseitig der Vermengungszone auf einer Strecke von 7,62 cm oder mehr zufriedenstellend durchführbar und vorteilhaft. Noch zufriedenstellendere Ergebnisse und gleichmäßigere Garne lassen sich mit einer Umschließungsstrecke von mindestens 12,7 cm erreichen. Eine noch bessere Durchführbarkeit und ein noch besseres Aussehen des Garns sind mit einer Fortsetzung der rohrförmigen Umschließung aufstromseitig der Vermengungszone über eine Strecke von mindestens 25,4 cm erzielt worden.

Zur Erleichterung der Filamentvermengung wird das Garn vorzugsweise von der Zone mit einer Geschwindigkeit abgezogen, die 2 bis 15% kleiner als die Geschwindigkeit seiner Vorwärtsführung zu der Zone ist, vorzugsweise 5 bis 15% kleiner, wenn gebauschte Garne direkt von einer Zone zugeführt werden, in der eine Entwirrung der Filamente des Speisegarns oder der Speisegarne durch Unterzugspannungsetzen erfolgt.

Unter bestimmten Umständen können die Durchführbarkeit des Verfahrens und das Aussehen des erhaltenen Garns verbessert werden, indem man auch seitliche Vibrationen in dem bereits behandelten Garn, während dieses von der Vermengungszone abgezogen wird, peripher unterdrückt (d. h. durch rohrförmige Umschließung abstromseitig der Zone in einer der aufstromseitigen, rohrförmigen Umschließung vergleichbaren Art und Weise). Diese zusätzliche Umschließung ist z. B. bei Speisegarnen anwendbar, die gefärbt sind und dementsprechend weniger als etwa 0,3 Gew.-% an einer Garnausrüstung enthalten.

Die Längsöffnung oder Bohrung hat vorzugsweise eine Länge von mindestens 12,7 cm, in besonders bevorzugter Weise von mindestens 25,4 cm entsprechend dem obenbeschriebenen Verfahren.

Normalerweise soll das Verhältnis des Durchmessers des Durchlasses zum Durchmesser der Längsöffnung des Rohrs mindestens etwa 1,3 betragen und vorzugsweise nicht größer als etwa 4,0 sein. Die Vorrichtung ist besonders wirksam, wenn das Ausgangsende des aufstromseitigen Rohrs sich in einem Abstand vom Eingangsende des Durchlasses im Bereich von etwa 0,32 bis 1,27 cm befindet.

Für Bauschgarne herkömmlicher Teppich-Titer, d. h. im Bereich von 1100 bis 17 000 dtex, liegen wirkungsvolle Durchmesser der Rohröffnung im Bereich von etwa 1,52 bis 6,35 mm.

Die Vorrichtung kann auch mit einem Führungsrohr von vergleichbaren Abmessungen und relativen Abstandsbemessungen zwischen dem Ausgangsende des Garndurchlasses und dem Abzieh-Mittel koaxial längs des Garnweges ausgestattet sein.

Ein Aufbringen von Wasser auf das Garn vor der Vermengung verbessert die Durchführbarkeit und den Vermengungswirkungsgrad des Verfahrens. Wasseraufbringeeinrichtungen für solche Zwecke sind als solche bekannt. Die Wasseraufbringung soll mit einer solchen Geschwindigkeit erfolgen, daß man etwa 5 bis 25 Gew.-% auf dem Garn erhält, aber die Wassermenge ist nicht entscheidend.

In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 schematisch im Aufriß eine Vorrichtung gemäß der Erfindung mit einer rohrförmigen Garnführung, die koaxial aufstrom- und auch abstromseitig einer Fluidstrahl-Filament­ vermengungseinrichtung angeordnet ist, und Fig. 2 schematisch im Aufriß eine bevorzugte Vorrichtung gemäß der Erfindung mit einer nur aufstromseitig der Strahleinrichtung vorgesehenen, rohrförmigen Garnführung, der eine Zugspannungszone und Bremsstäbe zum Entfernen von Filamentwirrung aus den Speisegarnen vorgeschaltet sind.

Die Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung gemäß der Erfindung in der Anwendung auf die Vereinigung von drei gebauschten, multifilen Speisegarnen zu einem einzigen, Zusammenhalt aufweisenden, gesprenkelt anfärbbaren Bauschgarn. Die Vorrichtung ist mit einer Maschinenträgerplatte 10 versehen, auf der eine Garnführung 12 befestigt ist, auf die eine Wasseraufbringeeinrichtung 14, eine Richtungsänderungswalze 16 und ein Mittel zum Vorwärtsführen des Garns in Form eines Paars angetriebener Walzen - der Walze 18 und der ihr zugeordneten, verschränkten Walze 20 - folgen. Weiter werden die aufstromseitige Rohrführung 30 (= Rohr 30) und die eine Eventualmaßnahme darstellende abstromseitige Rohrführung 36 (= Rohr 36) (deren Öffnungen nicht eingezeichnet sind) koaxial fluchtend von Trägern 32 bzw. 38 gehalten, wobei sich der zylindrische Garndurchlaß 33 in dem Düsenkörper 34 befindet. Der Düsenkörper 34 zeigt in seiner Querschnittsdarstellung den von der kleineren Fluidleitung 35 senkrecht geschnittenen Durchlaß 33. Der Fluidleitung 35 wird ein komprimierbares Fluid unter Druck aus einer nicht eingezeichneten Quelle zugeführt. Die Länge der durch die Wirkung der Fluidstrahleinrichtung erzeugten Vermengungszone wird durch den Zwischenraum zwischen den Rohrführungen 30 und 36 bestimmt. Das Mittel zum Abziehen des vermengten Garns aus der Vermengungszone wird von der leerlaufenden Abnahmewalze 40 gebildet. Auf die Walze 40 folgt eine - nicht eingezeichnete - Walze zur Aufmachung auf konischen Kreuzspulen oder eine andere zweckentsprechende Walzen- und Aufwickelanordnung. Die Walze 40 wird ihrer Lage nach vom Träger 42 so gehalten, daß ein gerader Garnweg von der Walze 18 zur Walze 40 definiert wird, der koaxial zu den Rohren 30 und 36 und dem Durchlaß 33 verläuft.

Wie in Fig. 1 gezeigt, werden unterschiedlich anfärbbare, multifile Speisebauschgarne 50, 52, 54 von getrennten Packungen auf einem Gatter (nicht eingezeichnet) unter der Wirkung der Walzen 18, 20 durch die Führung 12 und Wasseraufbringeeinrichtung 14 und um die Walze 16 gezogen und dann im zusammengelaufenen, aneinanderanstoßenden Zustand in das aufstromseitige Ende des Rohrs 30 und durch den Körper 34 und die Rohrführung 36 vorwärtsgeführt. Die Abnahmewalze 40 zieht die Garne als vermengtes, gesprenkelt anfärbbares, zusammenhaltendes Bauschgarn 58 ab.

Die in Fig. 2 gezeigte Vorrichtung entspricht derjenigen von Fig. 1 mit Abänderungen: Die als Eventualmaßnahme vorsehbare, abstromseitige Rohrführung 36 wurde weggelassen. Zusätzlich vorgesehen wurde eine angetriebene Zugspannwalze 24 mit der dieser zugeordneten, verschränkten Walze 22 zusammen mit in einem Sockel 26 befestigten, parallelen Bremsstäben 28 zum Entwirren von Filamenten der Speisegarne vor dem Vermengtwerden.

Die rohrförmigen Führungen stabiliseren das Garn und erlauben anscheinend auf diese Weise eine wirksamere Vermengung durch den Strahl in der Vermengungszone. Man erhält auch eine Minimierung der Bildung von Einzelfilamentschlingen, zu der es kommt, wenn "unlagige" Filamente durch den Wirrungsvorgang lagefixiert werden. Wenn gewünscht, kann man den Eingang zum Garndurchlaß leicht verengen, z. B. durch ein exzentrisches Garn-Tor der in Fig. 2 von US 40 59 873 gezeigten Art oder durch eine konzentrische Verengung, wie ein Loch kleineren Durchmessers in einer an den Eingang zum Garndurchlaß angesetzten Metallplatte, aber eine solche Verengung ergibt eine Tendenz zur Herabsetzung der Wirksamkeit der Vermengungszone, woraus eine geringere Wirrung in den Knotenbereichen resultiert. Wenn die Wirrung ohnehin mehr als zureichend ist, kann man eine solche Verengung dazu verwenden, auf das Garn während seines Austretens aus der Vermengungszone eine leichte Düsenförderwirkung auszuüben oder ein gleichmäßigeres, weniger knotiges Gefüge längs des Garns auszubilden.

Die Speisegarne für die Zwecke der Erfindung können kompakt oder gebauscht sein. Als gebauschte Speisegarne setzt man vorzugsweise die Garne ein, die durch einen Heißfluid-Strahlbauschprozeß, z. B. der in US-PS 37 81 949 beschriebenen Art, gebauscht worden sind. Solche Garne haben eine überlegene Bauschigkeit und normalerweise auf Grund von Vermengung der Filamente etwas Zusammenhalt, aber diese Vermengung liegt gewöhnlich an jeglicher Stelle längs des Garns nur bei einem Teil der Filamente und selten bei allen Filamenten an einer gegebenen Stelle vor. Aus diesem Grunde tritt beim Vereinigen von zwei oder mehr dieser Garne gemäß der Erfindung ohne vorheriges Entfernen dieser Vermengung ein Sichöffnen der Filamentbündel in einem begrenzten Ausmaß ein, so daß sich die Filamente verschiedener Garne in einem gewissen Grade vermengen können, aber wenn man das anfallende Garn dann mischfärbt, zeigt das Garn in seinem Aussehen hauptsächlich eine kräftige Mischung der Einzelgarnfarben bei nur geringer Mischung der Farben.

Wenn man diesen Zusammenhalt durch Unterzugspannungsetzen und Abbremsen der Speisegarne vor dem Miteinandervermengen entfernt, erlangen die Filamente der Garne das Vermögen, sich freier und häufiger zu öffnen und zu vermengen, wobei mehr Zonen vermischter Farben ausgebildet werden.

Der Begriff "gebauscht" bzw. "Bausch . . ." bezieht sich in der hier gebrauchten Bedeutung auf Garne mit bleibend gekräuselten Filamenten, d. h. Filamenten, die beim Entnehmen aus dem Garn ihre Kräuselung beibehalten.

Der Begriff "unterschiedlich färbbar" bezieht sich auf Garne, die sich in einer gemeinsamen Färbeflotte unter Bildung verschiedener Farben oder Farbtöne mischfärben lassen. Der Begriff umfaßt auch unterschiedlich gefärbte Garne, da solche Garne beim Färben - selbst beim Färben mit einem gemeinsamen Farbstoff - ihrer Natur nach unterschiedlich "angefärbt" bleiben, d. h. weiter unterschiedliche Färbungen zeigen.

Die Prüfung von für die Zwecke der Erfindung eingesetzten Garnen auf Filamentvermengung an Hand des Zusammenhalt- oder Kohärenzfaktors erfolgt in der bekannten Weise, indem man eine Garnprobe in vertikaler Lage unter Einwirkung der Zugspannung einklemmt, die von einem Gewicht ausgeübt wird, dessen Größe in Gramm dem 0,20fachen des Garndenier entspricht, aber nicht über 100 g beträgt. Durch das Garnbündel hindurch wird ein gewichtsbelasteter Haken eingeführt, dessen Gesamtgewicht in Gramm numerisch gleich dem durchschnittlichen Einzelfilamentdenier des Garns ist, aber nicht mehr als 10 g beträgt, und sich mit einer Geschwindigkeit von 1 bis 2 cm/s nach unten bewegen läßt, bis das Hakengewicht vom Garn getragen wird. Der Kennwert für das Ausmaß der Filamentvermengung in dem Garn ist die Strecke, über die sich der Haken längs des Garns bewegt hat, bis sein Gewicht vom Garn getragen wurde. Das Ergebnis wird als der Kohärenzfaktor ausgedrückt, der definitionsgemäß gleich 100, dividiert durch die obige, zurückgelegte Strecke in Zentimeter, ist. Da die Filamentvermengung statistisch ungeordnet ist, prüft man eine genügend große Zahl von Proben, um zu einem repräsentativen Durchschnittswert für das geprüfte Garn zu gelangen.

Bei stärker vermengten grobtitrigen Garnen, wie Teppichgarnen, die gemäß der Erfindung hergestellt werden, steht mit der Prüfung auf seitliche Auseinanderziehung ein unterscheidungsfähigeres Maß für den Garn-Zusammenhalt zur Verfügung. Zur Durchführung dieser bekannten Prüfung führt man an einem willkürlich gewählten Punkt in etwa der Mitte der Garnbündelprobe zwei Haken ein, um das Bündel in zwei Filamentgruppen zu unterteilen. Die Haken werden mit einer Geschwindigkeit von 12,7 cm/min unter einem Winkel von 90° zur Garnachse auseinandergezogen, was mittels einer Zugfestigkeitsprüfmaschine, wie einer Maschine der Bauart Instron, erfolgt, die den Widerstand gegen die Hakentrennung mißt. Man zieht das Garn vermittels der Haken auseinander, bis die ausgeübte Kraft 454 g entspricht, setzt an diesem Punkt die Maschine still und mißt als aufzuzeichnenden Wert die Entfernung zwischen den beiden Haken. Man führt an jedem Garn 10 Bestimmungen durch und ermittelt den Durchschnitt als Auseinanderziehwert. Die Garnproben für die Prüfung sollen eine Länge von mindestens 10 bis 15 cm haben und statistisch ungeordnet aus der gesamten zu prüfenden Garnpackung genommen werden.

Beispiel 1

Dieses Beispiel erläutert die Bedeutung von Garnführungen bei dem Verfahren bzw. der Vorrichtung gemäß der Erfindung in einem Versuch unter Einsatz gebauschter Speisegarne, die schon einen mäßigen Betrag an Filamentvermengung (Garn-Zusammenhalt) aufweisen, wie er gewöhnlich in Nylon-Bauschfilamentgarnen vorgelegt wird, die zur kommerziellen Verwendung als Garne zum Direktbetuften von Teppichen vorgesehen sind. Solche Garne haben gewöhnlich einen Kohärenzfaktor im Bereich von etwa 25 bis 50.

Verfahren und Vorrichtung entsprachen der Fig. 1.

Der Körper der Strahleinrichtung wies einen Garndurchlaß mit einer Länge von 2,540 ± 0,00254 cm und mit einem konstanten Durchmesser von 0,58 ± 0,00254 cm auf, der senkrecht in seiner Mitte von einer zylindrischen Fluidleitung von 0,32 ± 0,00254 cm geschnitten wurde. Dabei schnitt die Mittellinie der Fluidleitung die Mittellinie des Durchlasses auf 0,00254 cm genau. Die Ränder der Garneingangs- und -ausgangsenden des Durchlasses waren durch Abrunden auf einen Radius von 0,76 mm geglättet.

Die Strahleinrichtung wurde aus einem Metallblock aus rostfreiem Stahl (Typ 416) von 3,81 cm Breite, 2,54 cm Höhe und 2,86 cm Tiefe gefertigt. Der Durchlaß verlief durch den Block in senkrechter Richtung zwischen Kopf- und Bodenende und mittig zu beiden Enden. Die Durchlaß- Mittellinie befand sich in einer Entfernung von 1,27 cm von der Blockvorderseite, und die Fluidleitung trat von der Blockrückseite her ein. Der Blockkörper war zur Verschraubung mit einem Verteiler zum Speisen der Fluidleitung mit Druckluft ausgebildet.

Der Fluidleitung wurde Luft mit einem Druck P _ü von 10,34 bar zugeführt, die den Durchlaß mit einer Geschwindigkeit von 1,02 N-m³/min bei Umgebungstemperatur durchströmte.

Die Förderwalzen 18, 20 arbeiteten entsprechend einer Lieferung der Garne mit 914 m/min, wobei die Garne die Walzen in mindestens 8 Umschlingungen umliefen, um eine reproduzierbare Zuführgeschwindigkeit zu sichern. Mit der Wasseraufbringeeinrichtung 14 wurde auf die Garne Wasser mit 3,79 l/h aufgebracht. Die Geschwindigkeit der Aufnahmewalze für eine konische Kreuzspulaufmachung wurde entsprechend einer Garnvoreilung von den Förderwalzen zur Aufnahmewalze von 3% eingetellt.

Zur peripheren Unterdrückung seitlicher Vibrationen in dem Garn aufstromseitig der Strahleinrichtung wurde ein Stück nahtloses Handelsrohr aus rostfreiem Stahl von 27,9 cm Länge und 2,13 mm Innendurchmesser so angeordnet, daß es koaxial mit dem Garndurchlaß fluchtete und zwischen seinem Ausgangsende und dem Eingang zum Garndurchlaß ein Zwischenraum von 0,64 cm vorlag. Das Eingangsende des Rohrs war etwa 13,97 cm von der Stelle entfernt, an der die Speisegarne die Oberfläche der Förderwalze auf ihrem Weg zur Strahleinrichtung verlassen.

Unter Einsatz dieser Vorrichtung erfolgten Versuche mit drei Speisegarnen nach jeder der folgenden Arbeitsweisen:

A) Als Speisegarne - von jeweils 1361 dtex - dienten Nylon-Handels-Filamentbauschgarne (DuPont), die in einem Heißfluidstrahl-Sieb-Bauschprozeß hergestellt worden waren. Die Garne waren unterschiedlich anfärbbar; das eine Garn war mit kationischem Farbstoff (Typ 854) anfärbbar, ein anderes mit saurem Farbstoff (Typ 855) hell anfärbbar und das dritte mit saurem Farbstoff (Typ 857) tief anfärbbar. Die Garne enthielten eine herkömmliche Erzeugerspinnschlichte im Rahmen der Standardmengen von im Mittel 0,7% Schlichte auf dem Garn und von Packungsgrenzen im Bereich von 0,4 bis 1,35% Schlichte auf dem Garn.

Aus den drei Garnen wurde bei den obigen Bedingungen ein Zusammenhalt aufweisendes Einzelgarn gebildet. Eine visuelle Untersuchung mischgefärbter Stränge zeigte ein Gefüge mit periodischen Verflechtungsknotenbereichen unter Vorliegen eines beträchtlichen Betrages an Filamentvermengung (trotz der Vermengung, die schon in jedem der Speisegarne vorlag). Das Garn ergab einen Auseinanderzieh-Wert von etwa 3,18 cm.

Ein weiteres Garn wurde aus den gleichen drei Speisegarnen bei den gleichen Bedingungen, aber unter zusätzlichem Einsatz einer Rohrführung hergestellt, die die gleichen Abmessungen wie oben hatte und koaxial fluchtend abstromseitig des Düsenkörper-Garndurchlasses angeordnet wurde, wobei der Abstand zwischen dem Durchlaß-Ausgang und dem Eingang zum abstromseitigen Führungsrohr 0,64 cm betrug. Eine visuelle Untersuchung mischgefärbter Stränge des anfallenden Garns wie auch bei der Auseinanderzieh- Prüfung erhaltene Kohärenzwerte zeigten, daß das Garn im wesentlichen dem ohne das abstromseitige Rohr erhaltenen Garn entsprach.

B) Bei den gleichen Verfahrensbedingungen wie in A) wurden drei Läufe streckengefärbtes Nylon-Filamentbauschgarn (1820T-497) zur Bildung eines Zusammenhalt aufweisenden Einzelgarns gewirrt. Die Garne waren im Random- Space-Dyeing-Verfahren gefärbt worden, was ein beige/braun-geflecktes Aussehen auf den Speisepackungswickeln ergab. Auf Grund des Färbens war die Erzeugerspinnschlichte auf dem Garn auf etwa 0,25 Gew.-% vermindert. Ein unter Verwendung der aufstrom- wie auch der abstromseitigen Rohrführung wie oben hergestelltes Garn zeigte ein erwünschtes, längs des Garns regelmäßiges, periodisches Verflechtungsgefüge, aus dem ein Auseinanderzieh-Wert von 4,06 cm resultierte. Ein Arbeiten bei den gleichen Bedingungen mit der Abänderung, daß auf das Garn kein Wasser aufgebracht wurde, erbrachte einen niedrigen Vermengungsgrad, für den die Auseinanderzieh-Prüfung nicht aussagefähig war. In einem dritten Versuch wurde unter Wasseraufbringung nur die aufstromseitige Rohrführung eingesetzt. Das anfallende Garn zeigte ein nicht so erwünschtes Gefüge mit in statistisch ungeordneten Abständen längs des Garns vorliegenden Verflechtungsknotenbereichen bei einem durchschnittlichen Auseinanderzieh-Wert von 5,84 cm. Hieraus ist zu schließen, daß man beim Wirren von Speisegarnen mit niedrigen Garnschlichte-Werten, wie 0,3%, die besten Ergebnisse unter Wasseraufbringung und unter Einsatz von Rohrführungen sowohl aufstrom- als auch abstromseitig der Düseneinrichtung erhält.

Beispiel 2

Dieses Beispiel zeigt die Wirksamkeit von Rohrführungen an Hand der gleichen Speisegarne und Bedingungen wie in Beispiel 1, A) mit der Abänderung, daß zunächst aus jedem Garn der in den Speisegarnen vorliegende, mäßige Zusammenhalt (Kohärenzfaktor 25 bis 50) unter Ausbildung eines Kohärenzfaktors von unter 6,0 entfernt wird. Man unterwirft hierzu die Filamente unter Einsatz einer Vorrichtung der in Fig. 2 gezeigten Art vermittels einer Reihe paralleler Bremsstäbe einer Entwirrung unter Zugspannung. Dabei wurden vier in Mittenabständen von etwa 1,27 cm angeordnete Bremsstäbe von 6,35 cm Durchmesser aus Stahl eingesetzt. Die Geschwindigkeit der Zugspannwalzen (24, 22) wurde entsprechend der Ausbildung einer auf die Garne wirkenden Zugspannung zwischen den Walzen und den Förderwalzen von etwa 1,06 dN/tex eingestellt. Der Einsatz dieser Speisegarne von geringem Zusammenhalt erlaubt eine Erhöhung der Voreilung zwischen den Förderwalzen und der Abnahmewalze auf 10%. Mischgefärbte Stränge auf diese Weise erhaltenen Garns haben ein erwünschtes, regelmäßiges Gefüge mit periodischen Verflechtungsknotenbereichen ergeben, zwischen denen Abschnitte stark vermischter Fäden vorlagen. Die Auseinanderzieh-Prüfung erbrachte den Wert 2,29 cm.

Diese Arbeitsweise wurde bei den gleichen Bedingungen mit der Abänderung wiederholt, daß keine Aufbringung von Wasser auf das Garn mit der Wasseraufbringeeinrichtung erfolgte. Als Produkt fiel wiederum ein stark vermischtes, stark gewirrtes Garn mit einem Auseinanderzieh-Wert von 2,54 cm an, aber die periodischen, stark gewirrten Bereiche waren weniger dicht als oben. Man bedarf daher bei diesen Bedingungen keiner Wasseraufbringung, um ein gutes Produkt zu erzielen.

Das Verfahren wurde (unter Einsatz von Wasser) mit der Abänderung wiederholt, daß die Geschwindigkeit des Speisegarns auf 1828 m/min und die Voreilung auf 12% erhöht wurden. Mischgefärbte Stränge in dieser Weise hergestellten Garns zeigten im Wirrungsgefüge im Vergleich mit dem bei der geringeren Geschwindigkeit erhaltenen Garn einen ausgeprägten Unterschied. Das Gefüge des bei geringerer Geschwindigkeit hergestellten Garns mit seinen periodischen Verflechtungsknotenbereichen war durch den Charakter eines statistisch ungeordnet gemischten Filamentbündels mit längs des Garns gleichmäßigerer Dichte ersetzt. Unter Berücksichtigung der hohen Garngeschwindigkeit und relativ langsamen Luftströmung in der Düse (1,02 N-m³/min) war der Grad der Filamentvermischung sehr gut.

Aus diesen Versuchen ist zu schließen, daß Filamentbausch- Standardhandelsspeisegarne, die normale Mengen an Spinndichte (d. h. mindestens etwa 0,75%) enthalten, für ein wirkungsvolles Arbeiten nur ein aufstromseitiges Führungsrohr erfordern.

Ähnliche Ergebnisse sind in einer Versuchsreihe unter Verwendung von Führungsrohren mit Innendurchmessern von 1,52, 3,05 und 3,86 mm und Längen von 15,24 und 27,94 cm erhalten worden. Unterschiede in der Farbvermischung und im Wirrungsgrad waren bei der gesamten Versuchsreihe gering. Der Zwischenraum zwischen dem Führungsrohrende und dem Garndurchlaßeingang betrug bei allen Rohrgrößen stets 6,35 cm. Ansonsten wurden die Bedingungen im wesentlichen konstant gehalten.

Beispiel 3

In diesem Beispiel wurde der erste Versuch von Beispiel 2 bei folgenden Bedingungen im wesentlichen wiederholt: Die Speisegarne waren gleich, und die Vorrichtung entsprach wieder der in Fig. 2 gezeigten Art. Die Geschwindigkeit der Förderwalze betrug 1023 m/min. Die Speisegarne wurden bei einer Zugspannung von 1,01 dN/tex auf einen Kohärenzfaktor von unter 6,0 entwirrt. Die Vorrichtung war mit einem einzigen Führungsrohr von 27,94 cm Länge und 3,86 cm Innendurchmesser aufstromseitig der Düse versehen, wobei sein abstromseitiges Ende sich im Abstand von 6,35 mm vom Garndurchlaß-Eingang befand. Die Düse war mit der Abänderung wie in Beispiel 2 ausgebildet, daß der Durchmesser der Fluidleitung 3,96 mm betrug. Die Fluidleitung wurde mit Luft mit einem Druck P _ü von 5,17 bar bei 25°C gespeist, was eine Strömungsgeschwindigkeit von 0,64 N-m³/min ergab. Zur Wasseraufbringung wurde ein 3-Schlitz-Applikator bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 3,79 l/h eingesetzt. Die Produktgarn-Abnahmegeschwindigkeit wurde mit einer Kreuzspulaufmachungswalze auf 920 m/min gesteuert, woraus sich eine Voreilung von 11% ergab. Das Zusammenhalt aufweisende Produktgarn wurde bei einer Aufwickelspannung von 225 g zur Packung aufgewickelt. Diese Bedingungen ergaben einen Produktdurchsatz von 25,4 kg/Position/h.

Trotz des hier im Vergleich mit Beispiel 2 angewandten niedrigeren Luftdrucks zeigte ein gefärbtes Gewirk aus dem Garn, daß das Garn stärker als ein Kontrollgarn vermischt war, das bei entsprechenden Bedingungen, aber bei viel höherem Luftdruck und viel höherer Strömungsgeschwindigkeit nach dem Verfahren und mit der Vorrichtung gemäß US-PS 40 59 873 erhalten wurde.

Claims (25)

1. Verfahren zum Vermengen von Filamenten eines oder mehrerer Multifilamentgarne unter Vorwärtsführen des Garns durch eine Fluidstrahl- Filamentvermengungszone, die einen umschlossenen Garndurchlaß mit einem Garneingang, einem Garndurchlaß und einem Garnausgang aufweist, und Aufprallenlassen mindestens eines eine hohe Geschwindigkeit aufweisenden Strahls komprimierbaren Fluides auf das Garn in dem Durchlaß zum Vibrierenlassen und Vermengen von Filamenten desselben, während seitliche Filamentvibrationen in dem Garn aufstromseitig der Vermengungszone verhindert werden, dadurch gekennzeichnet, daß man das Garn längs eines Weges zu der Vermengungszone vorwärtsführt und von dieser abzieht, der im wesentlichen koaxial zu dem Durchlaß verläuft, und seitliche Filamentvibrationen in dem Garn unmittelbar aufstromseitig der Vermengungszone durch rohrförmiges Umschließen peripher über eine Strecke einschränkt, die sich erstreckt vom Beginn der Vermengungszone an einem Punkt nahe dem Garneingang und die aufstromseitig von diesem Punkt längs des Weges koaxial mindestens 7,62 cm reicht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man auf das Garn in dem Durchlaß einen Einzelstrahl des komprimierbaren Fluides aus einer Richtung senkrecht zur Längsachse des Durchlasses zum Aufprallen bringt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Durchlaß mehrere Garne zuführt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man in der Mehrzahl von Garnen mindestens zwei Garne einsetzt, die in Bezug aufeinander unterschiedlich anfärbbar sind.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß man in der Mehrzahl von Garnen mindestens ein streckengefärbtes und gebauschtes Garn einsetzt.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß man das rohrförmige Umschließen von jenem Punkt aus aufstromseitig desselben über eine Strecke von mindestens 12,7 cm fortsetzt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man das rohrförmige Umschließen von jenem Punkt aus aufstromseitig desselben über eine Strecke von mindestens 25,4 cm fortsetzt.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Garne, insbesondere die differentiell anfärbbaren Garne, in den Durchlaß mit einem Kohärenzfaktor von unter 6,0 einführt.

9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Garne in den Durchlaß mit einer Geschwindigkeit von mindestens 1371 m/min einführt.

10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 2, 3, 4, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß man von der Vermengungszone das Garn mit einer Geschwindigkeit abzieht, die 2 bis 15% kleiner als die Geschwindigkeit ist, mit der das Garn der Vermengungszone zugeführt wird.

11. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß man seitliche Filamentvibrationen auch in dem vermengten Garn abstromseitig des Garnausgangs des Durchlasses durch rohrförmiges Umschließen, das von einem Punkt nahe dem Garnausgang ausgehend sich abstromseitig desselben über eine wesentliche Strecke fortsetzt, peripher einschränkt.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man einen im wesentlichen zylindrischen Garndurchlaß verwendet.

13. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 3, 4 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß man als Garn oder mindestens eines der Garne ein gebauschtes Garn einsetzt.

14. Vorrichtung zum Vermengen von Filamenten eines oder mehrerer Multifilamentgarne mit einem Fluidstrahl-Filamentvermengungskörper, durch den sich ein Garndurchlaß mit einem Garneingang und einem Garnausgang erstreckt, wobei durch den Körper und in den Durchlaß mindestens eine Fluidleitung führt, deren Achse die Längsachse des Durchlasses schneidet, einem Mittel zum Zuführen komprimierbaren Fluides unter hohem Druck zu der Leitung, einem Mittel zum Vorwärtsführen des Garns mit gelenkter Geschwindigkeit zum Garneingang des Durchlasses, einem Mittel zum Abziehen vermengten Garns vom Garnausgang und einer zwischen dem Mittel zum Vorwärtsführen des Garns und dem Garneingang angeordneten Garnführung, die einen geraden Garnweg zwischen sich und dem Garneingang definiert, der koaxial zu dem Durchlaß verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (30) im wesentlichen von einem Rohr (30) gebildet wird, dessen Längsöffnung im wesentlichen koaxial mit dem Durchlaß (33) fluchtet und das längs eines geradlinigen Weges zwischen dem Mittel (18, 20) zum Vorwärtsführen des Garns und dem Garneingang des Durchlasses (33) angeordnet ist, wobei der Durchmesser der Längsöffnung wesentlich kleiner als derjenige des Durchlasses (33), aber genügend groß ist, um einen freien Hindurchtritt des Garns durch die Längsöffnung zu erlauben, während seitliche Filamentvibrationen und seitliche Garnbewegung in ihr peripher eingeschränkt sind, und wobei die Längsöffnung mit ihrem Ausgangsende nahe dem Garneingang des Durchlasses (33) liegt und eine Länge von mindestens 7,62 cm aufweist, um strahlinduzierte, seitliche Filamentvibrationen in dem Garn aufstromseitig des Ausgangsendes der Längsöffnung im wesentlichen zu verhindern.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine Fluideinzelleitung (35), die den Durchlaß (33) senkrecht schneidet und eine wesentlich kleinere Querschnittsfläche als der Durchlaß (33) hat.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsöffnung des Rohrs (30) eine Länge von mindestens 12,7 cm hat.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsöffnung des Rohrs (30) eine Länge von mindestens 25,4 cm hat.

18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 17, insbesondere 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Durchmessers des Durchlasses (33) zum Durchmesser der Längsöffnung des Rohrs (30) mindestens 1,3 beträgt.

19. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 18, insbesondere Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand des Ausgangsendes der Längsöffnung des Rohrs (30) vom Eingangsende des Durchlasses (33) im Bereich von etwa 0,32 bis 1,27 cm liegt.

20. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 19, insbesondere Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Längsöffnung des Rohrs (30) im Bereich von etwa 1,52 bis 6,35 mm liegt.

21. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel (18, 20) zum Vorwärtsführen des Garns mit einer Zuführgeschwindigkeit von mindestens 1371 m/min arbeitet.

22. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 21, insbesondere Anspruch 15, 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Abziehen des Garns mit einer Geschwindigkeit arbeitet, die 2 bis 15% kleiner als die Geschwindigkeit des Mittels (18, 20) zum Vorwärtsführen des Garns ist.

23. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 22, insbesondere nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel (18, 20) zum Vorwärtsführen des Garns, die Längsöffnung des Rohrs (30), der Durchlaß (33) und das Mittel zum Abziehen des Garns zwischen den Mitteln zum Vorwärtsführen und zum Abziehen des Garns einen kontinuierlichen, geraden Garnweg definieren.

24. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 23, insbesondere nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Rohr (36) zur Garnführung zwischen dem Garnausgang und dem Mittel zum Abziehen von Garn längs des Garnweges vorgesehen ist, wobei dieses zweite Rohr (36) ebenfalls eine zum Durchlaß (33) und zum Garnweg koaxiale Längsöffnung aufweist, deren Durchmesser kleiner als derjenige des Durchlasses (33) ist, aber genügt, um einen freien Hindurchtritt des gebauschten, vermengten Garns zu erlauben, während seitliche Garn- und Filamentbewegung in der Längsöffnung peripher eingeschränkt ist, und daß das zweite Rohr (36) mit seinem Garneingangsende nahe dem Durchlaßausgang angeordnet ist.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Garndurchlaß (33) eine im wesentlichen zylindrische Form hat.