Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel¬ lung von Spinnfasergarnen aus oder mit Faserkabeln durch Reißen der endlosen Filamente des Faserkabels zu Spinnfasern und deren Umwandlung zum Garn in einem kontinuierlichen Prozeß, sowie eine Vorrich¬ tung zur Durchführung des Verfahrens.

Chemiespinnfasern werden bekanntlich als endlose Filamente ersponnen und erst im Verlaufe der weite¬ ren Herstellung zu Spinnfasern geschnitten, um sie in derselben Weise verarbeiten zu können, wie

Naturfasern mit endlicher Länge. Es ist auch be¬ kannt, Chemiefaserkabel durch Schneiden oder Reißen in einem speziellen Streckwerk zum S'pinnfaserband zu konvertieren, ohne daß dabei die ideale Paral- lellage der Filamente des Kabels zerstört wird. In der DE-PS 674 957 ist eine Vorrichtung beschrieben, mit der Faserkabel über eine Krempel zum Faserband umgewandelt werde .

Alle diese Verfahren vermeiden aber nicht die aufwendigen Streck-, oublier- und Verfeinerungs¬ prozesse, die auch für die Verarbeitung von Natur¬ fasern notwendig sind. Es wurden deshalb Verfahren und Vorrichtungen entwickelt, bei denen ein Faser¬ kabel durch Reißen und Verfeinern desselben in einem Streckwerk, sowie anschließende Verfestigung des dabei entstehenden Faserbandes durch Drehung direkt zum Garn gesponnen wird. Derartige Verfahren sind ausführlich beschrieben in "Technische Mit¬ teilungen der Denkendorf Forschungsgesellschaft für Chemiefaserverarbeitung m.b.H." Nummer TM 522-147-

In der Japanischen Patentbekanntmachung Sho 48-25372 ist ein Verfahren beschrieben, bei dem ein Faserkabel zwischen Streckwerkswalzen gerissen, anschließend gekräuselt, dann dem Öffner einer Rotorspinnmaschine zugeführt und direkt zum Garn versponnen wird.

Bei diesen sog. Direktspinnverfahren wird das Faserkabel in einem aus mehreren Walzen oder Wal¬ zenpaaren bestehenden Streckwerk soweit verdehnt, daß die Filamente zu Spinnfasern gerissen werden. Die Vorrichtung dafür ist verhältnismäßig aufwen¬ dig. Es können nur völlig drehungs- und verwirbe- lungsfreie Faserkabel in der Stärke 0.4 bis 2 ktex verarbeitet werden.

Beim Verdehnen -neigt das Faserkabel zu Kolonnenris¬ sen. Darunter versteht man Stellen, an denen gleichzeitig mehrere Filamente reißen. Dies führt zu Ungleichmäßigkeiteπ im Garn oder gar zu Faden¬ brüchen. Es findet auch keinerlei Durchmischung mehr statt, die entstandene ^" Jngleichmäßigkeiten verringern könnte.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren zu entwickeln und eine Vorrichtung dazu zur Verfügung zu stellen, das die genannten Nachteile des Direktspinnens vermeidet und damit auf kostengünstige Art und Weise ein Garn hoher Gleichmäßigkeit und Qualität herzustellen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und eine Vorrichtung gelöst, wie sie im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches beschrieben sind. Die Unteran- Sprüche zeigen vorteilhafte Weiterführungen des Erfindungsgedankens.

Offen-End-Spinnverfahren zeichnen sich durch eine hohe Produktivität aus. Sie eignen sich deshalb in besonderem Maße für die Anwendung bei Direktspinn- verfahren.

Bei den bekannten Offen-End-Spinnverfahren wird das Faserband durch eine Öffnereinrichtung bis zur Einzelfaser aufgelöst und diese der eigentlichen Spinneinrichtung zur Drehungserteilung zuge ührt. Die Auflösung bis zur Einzelfaser kann mittels entsprechend garnierter Walzen erfolgen, die die Fasern aus der Speiseeinrichtung einzeln auskämmen. Die Fasern werden im Luftstrom zur Spinneir_richtung transportiert.

Für die Erfindung ist es unwesentlich,* ob die

Drehungserteilung nach dem Rotorverfahren oder nach dem Frikticnsverfahren erfolgt. ^■ ■

Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß nach diesem Verfahren auch Faserkabel verarbeitet werden können. Dabei ist es zweckmäßig, die öffnereinrich-

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tung durch eine P.eißeinrichtung zu ersetzen. Die einzelnen Filamente des Faserkabels werden infolge der Kämmwirkung der Öffner- bzw. Reißwalze bis zum Bruch verdehnt und dadurch gerissen. Voraussetzung dafür ist, daß die Reißwalze an den Filamenten ausreichend hohe Reibungskräfte aufbauen kann und die Filamente in der Speiseeinrichtung so geklemmt werden, daß sie nicht durchrutschen können.

Um eine absolut sichere Klemmung des Faserkabels zu erhalten, wird die Speiseeinrichtung gemäß Fig.3 als Walzentrio ausgebildet.

Eine sichere Klemmung in der Speiseeinrichtung erhält man aber auch, wenn im Faser a ^' bel eine ausreichend hohe Vorspannung aufgebaut und dadurch die Klemmstelle selbst entlastet wird. Diese

Vorspannung kann durch ein Lieferwerk, mit entspre¬ chend niedrigerer Umfangsgeschwindigkeit einge¬ stellt werden. Es kann aber auch schon ausreichen, das Kabel über feststehende oder abgebremst rotie- rende Zylinder zu umschlingen.

Zweckmäßig ist es auch, die Zugkraft schon im Kabel zwischen Klemmstelle und Reißwalze durch die Rei¬ bung des Kabels an einer mehr oder weniger stark gewölbten Führungsplatte abzubauen. Damit kann die Klemmstelle ebenfalls wirksam entlastet werden.

Die durchgeführten Versuche haben gezeigt, daß mit einer für die Öffnereinrichtung normalen Garnierung der Reißwalze in den Filamenten für deren Reißen ausreichend hohe Reibungskräfte aufgebaut werden können.

Die Stapellänge der gerissenen Fasern ist abhängig von der Entfernung zwischen dem Punkt an der Rei߬ walze, an dem im Filament so hohe Reibungskräfte

aufgebaut sind, -uaft dessen Zugkraft überschritten wird und dem Klemmpunkt, bzw. einer Stelle vor dem Klemmpunkt, an der die Zugkraft im Filament durch Reibung merkbar reduziert wird . Die mittlere Sta- pellänge ist damit durch die geometrische Anordnung von Speiseeinrichtung und Reißwalze, durch die Ausbildung einer event. Führungseinrichtung zwi¬ schen Klemmpunkt und Reißwalze, durch die Garnie¬ rung der Reißwalze und durch die Reibungseigen- schaften der Filamente zu beeinflussen. Die Um¬ fangsgeschwindigkeit der Reißwalze beeinflußt die Reibung erheblich und wirkt sich deshalb ebenfalls auf die mittlere Stapellänge aus.

Der Abstand zwischen Speiseeinrichtung und Reißwal- ze kann nicht beliebig groß werden, da gerade in diesem Bereich eine ausreichende Führung der Fila¬ mente bzw. der gerissenen Fasern notwendig ist. Vorteilhaft ist es deshalb, zwischen Speiseeinrich¬ tung und Reißwalze ein Führungselement anzubringen. An diesem darf allerdings nicht zu früh zu viel

Reibung aufgebaut werden, da sonst die Stapellänge verringert wird. Als Führungselement eignet sich deshalb besonders eine Platte, die zur Reißwalze hin nur schwach gewölbt ist. Durch einen am Ende der Platte angebrachten Zahnkamm wird das Faserka¬ bel besonders schonend in die Reißwalze einge¬ bracht._ In Richtung Speiseeinrichtung kann diese Wölbung stärker werden, um diese zu entlasten. Das Faserkabel soll von der Führungsplatte in die Reiß- walze ohne wesentliche Richtungsänderung einge¬ führt werden.

Zur Verringerung der Reibung zwischen Faserkabel und Führungsplatte, sowie auch zwischen den einzel¬ nen Filamenten, kann es zweckmäßig sein, die Füh- rungsplatte mittels eines Vibrators in hochfrequen¬ te Schwingung zu versetzen.

Üblicherweise wird man mit einer Reißeinrichtung, bei der die Öffnerwalze die Funktion der Reißwalze mit übernimmt, eine befriedigende Stapellänge erreichen, obwohl die Umfangsgeschwindigkeit dieser Öffnerwalze wegen deren anderen Aufgaben für das Reißen schon verhältnismäßig hoch ist. Bei Kabeln mit empfindlichen Fasern kann es aber notwendig sein, die Funktion der Öffnerwalze und das Reißen voneinander zu trennen. Es ist dann möglich, die Umfangsgeschwindigkeit der Reißwalze zu reduzieren und damit den Anteil an kurzen Fasern zu verrin¬ gern.

Zur Herstellung von Mischgarnen können der Speise¬ einrichtung auch Faserkabel aus verschiedenen Roh- Stoffen gleichzeitig zugeführt und gemeinsam geris¬ sen werden. Die Komponenten vermischen sich bei der anschließenden Garnbildung sehr gut.

Auf diese Weise können grundsätzlich auch Faserka¬ bel und Faserbänder gemeinsam verarbeitet werden. Dafür ist es besonders vorteilhaft, verschiedene, der Vorlage angepaßte, Speiseeinrichtungen zu ver¬ wenden. Diese können bezüglich der Reißwalze in unterschiedlichem Winkel angebracht werden. Vor¬ teilhaft ist -es dabei, die Speiseeinrichtungen verschieden garnierten Teilen der Reiß- bzw. Auflö- sewalzen zuzuordnen. Diese liegen vorzugsweise koaxial nebeneinander. Sie sind jedoch ein und derselben Spinneinrichtung zugeordnet.

Die für das Verfahren verwendeten Faserkabel können z.B. aus den Rohstoffen Polyacrylnitril, Polyamid, Polyester oder auch regenerierter Zellulose herge¬ stellt sein. Prinzipiell kommen dafür aber auch Kabel bzw. Bänder aus sehr langstapeligen Naturfa¬ sern, die ohne Reißen auf OE-Maschinen sonst nicht zu verarbeiten wären, infrage.

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Besonders kostengünstig ist es,- für das Verfahren z.B. durch Schnellspinnen ausreichend vororientier¬ te Chemiefaserspinnkabel zu verwenden. Beim Reißen werden diese dann voll ausgereckt. Unverstreckte Faserenden wurden dabei nicht beobachtet.

Es können auch normale Spinnkabel vorgelegt werden. Zweckmäßigerweise werden diese jedoch vor Einlauf in die Speiseeinrichtung zusätzlich verstreckt.

Je feiner die zum Garn zu verarbeitenden Fasern sind, desto mehr neigen sie bei der üblichen

Arbeitsweise - Auflösen der Fasern auf Krempeln bzw. Karden und deren Zusammenfassung zu Faserbän¬ dern, Doublieren und Verstrecken dieser Bänder bis zum Garn - infolge ihres höheren Schlankheitsgrades zur Bildung von Noppen und Nissen. Dieser Fehler kann dann einigermaßen beherrscht werden, wenn die Verarbeitungsgeschwindigkeiten und der Material¬ durchsatz bei diesen Prozessen gegenüber der Ar¬ beitsweise mit gröberen Fasern erheblich reduziert werden. Andererseits bieten diese feinen Fasern aber große Vorteile hinsichtlich der Qualität und des Griffes der daraus hergestellten Garne und Textilien.

Es ist bekannt,daß gerade die nach Offen-End-Spinn- verfahren hergestellten Garne und daraus gefertigte Textilien einen besonders harten un .rauhen Griff aufweisen. Infolge der vergleichsweise wenig orien¬ tierten Anordnung der Fasern in Garn benötigen Offen-End-Garne zur Erzielung guter Lauf igenschaf- ten an der Spinnmaschine und für gute Garneigen- scbaften mehr Fasern im Garnquerschnitt als konven¬ tionell hergestellte Garne. Weiter ist bekannt, daß bei der Verwendung feinerer Fasern Offen-End-Garne mit wesentlich weniger Drehung hergestellt werden können.

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Deshalb ist zur Herstellung von Offm-End-Garnen die Verwendung besonders feiner Fasern erwünscht. Dem stehen jedoch die geschilderten Schwierigkeiten bei der Vorbereitung dieser feinen Fasern nach konventionellen Methoden entgegen.

Fasern in einer Stärke von weniger als zwei dtex lassen sich nach diesem Verfahren besonders gut reißen. Die Reißkraft der Einzelfaser ist beim feineren Titer niedriger. Die relative Faserober- fläche und deshalb auch die Reibung zwischen Faser und Öffner- bzw. Reißwalze nimmt zu. Die Klemmung eines Kabels mit feinerem Ξinzeltiter ist besser. Deshalb verläuft das Reißen problemloser als bei gröberen Fasern.

Andererseits nehmen die Verarbeitungsschwierigkei¬ ten bei der konventionellen Fahrweise mit feiner werdendem Fasertiter zu. Deshalb empfiehlt sich besonders die Verwendung von Faserkabeln mit einem Filamenttiter von weniger als 1 dtex.

Zur Herstellung von Garnen aus Faserkabeln mit dem beanspruchten feinen Filamenttiter können sogar OE-Spinneinrichtungen verwendet werden, die gegenüber der herkömmlichen Bauart nur wenig verändert sind. Infolge der höheren -Haftung der feineren Fasern in der Garnitur der Reißwalze und auch infolge der geringeren Fasermasse, empfiehlt sich jedoch eine höhere Drehzahl der Reißwalze.

Anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele und Zeichnungen soll die Erfindung weiter erläutert werden:

Fig.1 ^* zeigt ^* sch-.ijύiisc'-. ^' eine Vorrichtung zum Di¬ rektspinnen von Faserkabeln mit einer OE-Ro- torspinneinrich ung

Fig.2 zeigt einen Ausschnitt aus einer Vorrichtung zum Direktspinnen von Faserkabeln mit einer OE-Friktions-Spinneinrichtung

Fig.3 zeigt im Detail die Ausführung der Führungs¬ platte zwischen Liefereinrichtung und Rei߬ walze

Fig.4 zeigt eine Ausführung mit getrennter Funktion von Öffner- und Reißwalze

In Fig-1 wird ein Faserkabel (1) aus der Kanne (2) abgezogen und über eine Speiseeinrichtung (3) der Reißwalze (4) zugeführt. Dort werden die Filamente des Kabels zerrissen und zu Einzelfasern aufgelöst. Im Faserleitkanal (5) werden die gerissenen und aufgelösten Fasern durch einen Luftstrom zum Rotor (6) transportiert und dort in der Rotorrille abge¬ legt. Das Garn wird aus der Rotorrille durch die Düse (7) abgezogen und erhält dabei seine Drehung. Das fertige Garn wird auf die Spule (8) aufgewun¬ den.

In Fig.2 wird das Faserkabel (1) über, die Speise¬ einrichtung (3) der Reißwalze (4) zugeführt. Dort werden die Filamente des Kabels zerrissen und zur Einzelfaser aufgelöst. Durch Zentrifugalkräfte und Luftströmung gelangen diese in den Zwickel zwischen den Friktionswalzen (9), wo sie zum Garn geordnet und gedreht werden. Das fertige Garn wird auf die Spule (8) aufgewunden.

• In Fig.3 wird das Fasεt'iabel (1) üner ein Zuführ¬ walzentrio (3a), die Speisemulde (3b) und die Füh¬ rungsplatte (3c) der Reißwalze (4) zugeführt. Von dieser werden die gerissenen Fasern zum Faserleit- kanal (5) transportiert.

In Fig.4 wird das Faserkabel (1) über eine ähnlich aufgebaute Zuführeinrichtung (3) wie in Fig.3 der Reißwalze (4) zugeführt. Die Öffnεrwalze (4a), die eine wesentlich höhere Umfangsgeschwindigkeit als die Reißwalze hat, kämmt die gerissenen Fasern aus der Reißwalze aus und transportiert sie zum Faser¬ leitkanal (5) .