<B>Verfahren zum nicht rein mechanischen Veredeln von textilen Flächengebilden</B> Es ist bekannt, dass durch Recken oder Dehnen von fadenförmigen Gebilden aus natürlichen oder syntheti schen Polymeren während oder kurz nach dem Spinn prozess die mechanischen Eigenschaften, die Orientie rung, die Dichteverteilung über den Querschnitt der ent stehenden Fasern usw. in kontrollierbarer Weise beein flusst werden können. Aus der Literatur lässt sich ferner entnehmen, dass Effekte verschiedener Art erhalten wer den können, wenn man Garne, Zwirne oder anderes fa- denförmiges Textilmaterial Dehnungsbehandlungen auf den üblichen für diesen Zweck verwendeten Vorrichtun gen unterwirft.
Im Texti12 Research Journal<I>31</I> (1961), S. 550, wird z. B. beschrieben, wie man durch Behand lung mit Aminoplast-Vorkondensaten unter Spannung auf Baumwollgarnen geringere Festigkeitsverluste erhält, als wenn die gleiche Behandlung ohne Dehnung erfolgt.
Im American Dyestuff Reporter 53 (1964), S. 25, wird festgestellt, dass man durch Mercerisation von Garnen unter starker Dehnung besonders intensive Mercerisa- tionseffekte erhält, nicht aber bei der Mercerisierung von Geweben.
In Chemie SS (1942), S. 12, wird dar gelegt, dass bei Regeneratcellulosefaser-Kabeln durch Verstrecken um 15 % die Festigkeit wesentlich gesteigert werden kann. Über Reckungsverfahren für Polyamid fasern finden sich Angaben in tChemische Textilfasern, Filme und Folien von Pummerer, 1. Auflage 1953, S.685.
Alle diese Effekte konnten wie erwähnt nur durch Dehnen von Einzelfasern oder Garnen parallel zu ihrer Achse erhalten werden.
Mit konventionellen Dehnungsverfahren kann man Garne und Fasern, die in Form von textilen Flächenge bilden vorliegen, weder parallel zu ihrer Achse, noch in ausreichendem Mass (bis nahe an die Bruchdehnung) noch in genügender Gleichmässigkeit über die ganze Fläche dehnen, und zwar aus folgenden Gründen:
- Eine Dehnung parallel zur Garnachse innerhalb eines textilen Flächengebildes ist nur möglich, wenn die in jedem solchen Flächengebilde vorhandene Einarbei- tungi d. h. die gegenseitige Umschlingung der Faden systeme und der dadurch bedingte wellenlinienartige oder sonstwie nicht geradelinige Lauf der zu dehnen den Garne mindestens während der Dehnung prak tisch vollständig aufgehoben, d. h. die Garne in jener Richtung in eine praktisch gestreckte Form über geführt werden.
Voraussetzung dafür ist aber, dass der die Dehnung bewirkende mechanische Zug innerhalb der Dehnungsfläche, d. h. der zu jedem Zeitpunkt in starker Dehnung befindlichen Fläche, wutgehend nur in einer Richtung wirkt. Das trifft aber bei allen bekannten Dehnungsvorrichtungen nicht zu. Voraus setzung dazu ist eine schmale Dehnungsfläche und eine Dehnung in Kleinbereichen.
- Bei den konventionellen Dehnungsverfahren wird mit grossen Dehnungsstrecken, d. h. einem grossen Ab stand zwischen den Ansatzpunkten der dehnend wir kenden Kraft gearbeitet (in einem Spannrahmen ent spricht die Dehnungsstrecke z. B. der Warenbreite). Die Dehnung ist deshalb nicht über das ganze Flä chengebilde gleichmässig (Garne sind nie ganz gleich mässig über ihre Länge bezüglich ihrer Dehnbarkeit. Leichter dehnbare Bereiche dehnen sich stark, schwe rer dehnbare bleiben weitgehend unverändert) und zu dem ist die Dehnung in der Nähe der Ansatzpunkte der dehnenden Kraft stärker als in grösserem Abstand davon.
Aus dieser Ungleichmässigkeit der Dehnung ,ergibt sich auch die Unmöglichkeit, Dehnungen bis nahe zur Bruchdehnung zu erreichen: Die leichter dehnbaren und deshalb stärker gedehnten Anteile der Fasern und Garne reissen, bevor die übrigen genügend gedehnt sind.
Konventionelle Dehnungsverfahren haben weitere Nachteile: Sie erfordern infolge der grossen Dehnungs- flächen einen hohen Kraftaufwand und sie ermöglichen keine hohen Dehnungsgeschwindigkeiten. Nun nimmt aber mit steigender Dehnungsgeschwindigkeit in den hö heren Geschwindigkeitsbereichen die Bruchlast der mei sten Fasern anfangs stark, später nur noch wenig zu, ohne dass dabei die Bruchdehnung entsprechend sinken würde (vergl. z.<B>B.</B> Journal of the Textile Institute 50 (l959), T. 41-54). Man kann deshalb bei hohen Deh nungsgeschwindigkeiten z.
B. bei Kontrolle des Deh nungsvorgangs durch Begrenzung und Steuerung der einwirkemden mechanischen Kraft die Dehnung besser regeln und differenzieren und damit mit grösserer Sicher heitsmarge höhere Dehnungen erzielen. Auch das der Dehnung der Einzelfasern entgegenwirkende Gleiten der Garnkomponenten aufeinander wird durch sehr hohe Dehnungsgeschwindigkeiten vermindert.
Nur mit einem Dehnungsverfahren, bei dem die ge nannten Nachteile nicht auftreten, kann man in wirt schaftlicher Weise produktionsmässig in ihrem Ausmass regulierbare Veränderungen durch gleichmässige, starke Dehnung von Fasern herbeiführen, die in Form von textilen Flächengebilden vorliegen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Ver fahren zum nicht rein mechanischen Veredeln von tex tilen Flächengebilden unter Ausschluss von Brücken bildungen mit Hilfe von chemischen Stoffen, das da durch gekennzeichnet ist, dass man im Verlaufe der Veredlung das Flächengebilde unter weitgehender Herab setzung der Einarbeitung in der Dehnungsrichtung. einer mindestens einstufigen Dehnung in Kleinbereichen unter wirft, wobei die di,e Dehnung bewirkende Kraft zu jedem Zeitpunkt nur innerhalb einer kleinen Fläche der Wa renbahn und weitestgehend nur in der Richtung des zu dehnenden Faden- bzw.
Fasersystems einwirkt, die An satzpunkte der dehnend wirkenden Kraft nahe beiein- anderliegen und die Dehnungsgeschwindigkeit minde stens 10 % sec beträgt, und wobei im Fall, dass während der Dehnung der zwischenmolekulare Zusammenhang des Fasermaterials herabgesetzt wurde, derselbe nach erfolgter Dehnung wieder auf mindestens den ursprüng lichen Stand gebracht wird.
Unter Einarbeitung wird vor- und nachstehend der in DIN 53 852 definierte Begriff verstanden, d. h. der Längenunterschied des aus einem Gewebe entnom menen, gestreckten Fadens zur Länge des durch die Bindungskräuselung im Gewebe verkürzten Fadens. Weitgehende Aufhebung der Einarbeitung bedeutet somit eine weitgehende Beseitigung der Bindungskräuse lung durch Dehnung, d. h. der betreffende Faden ver läuft infolge der Dehnung schon im Gewebe weitgehend gestreckt und weist somit keinen erheblichen Längen unterschied zu einem dem Gewebe entnommenen, ge streckten Faden mehr auf.
Unter der kleinen Fläche der Warenbahn , auf wel che sich die Dehnung zu jedem Zeitpunkt beschränkt, ist ein quer zur Warenbahn verlaufender, relativ zur Waren bahnbreite schmaler Streifen zu verstehen.
Dieses Kleinbereichdehnungsverfahren erfüllt die Anforderungen eines idealen Dehnungsverfahrens und ergibt denn auch Effekte, die sonst nur beim Dehnen von Garnen oder sogar Einzelfasern erhalten werden können. Die Gründe dafür sind: a) Die Dehnungsstrecken und Dehnungsbereiche sind klein bis unendlich klein. Die Dehnung ist deshalb über die ganze Länge des Fadensystems und die ganze Fläche des Flächengebildes gleichmässig.
b) Die Dehnungsfläche ist klein und die Dehnung erfolgt praktisch nur in der Richtung des zu dehnenden Fadensystems, während das andere Fadensystem inner halb der Dehnungsfläche unter einem gegenüber dem dehnend wirkenden Zug sehr geringen mechanischen Zug steht. Deshalb ist c) innerhalb der Dehnungsfläche die Einarbeitung des gedehnten Fadensystems praktisch vollständig auf gehoben, die Garne sind gestreckt und die Dehnung er folgt parallel zur Garn- bzw. Faserachse.
d) es lassen sich infolge der Gleichmässigkeit der Dehnung Dehnungen bis nahe an die Bruchdehnung er zielen.
e) Die Dehnungsgeschwindigkeit kann auf das Zehn bis Tausendfache der mit konventionellen Methoden auf Flächengebilden bei gleicher Dehnungsintensität erreich baren gesteigert werden.
f) Infolge der Kleinheit der Dehnungsfläche beträgt der Kraftaufwand beim Dehnen in vielen Fällen nur ein Bruchteil des bei konventionellen Dehnungsverfahren erforderlichen.
Diese Eigenschaften sind charakteristisch für die vorliegende Kleinbereichdehnung.
Die Kleinbereichdehnung kann auch wie folgt um schrieben werden: Dehnen eines textilen Flächengebildes in einer vor bestimmten Richtung unter Längung von Garnen bzw. Fasern im Garnverband innerhalb einer Vielzahl defi nierter, vorzugsweise gleich grosser Dehnungsbereiche (Kleindehnungsbereiche), wobei innerhalb jedes Deh nungsbereichs bzw. jeder Kleindehnungsstrecke eine Vielzahl von Fasern um praktisch den gleichen voraus bestimmten Betrag gedehnt wird.
Man erhält dabei Produkte, die wie folgt definiert werden können: Textile Flächengebilde, bestehend aus Fasern, von denen mindestens ein Teil innerhalb einer Vielzahl de finierter Dehnungsstrecken in mindestens einer Richtung gedehnt worden sind, wobei eine Vielzahl dieser Deh nungsstrecken gleiche Abmessungen aufweist und wobei eine Vielzahl von Fasern innerhalb der erwähnten Deh nungsstrecken um praktisch den gleichen Betrag gedehnt wurde, und wobei die erhaltene Längung der Garne bzw. die erhaltene Dimensionsvergrösserung gegebenenfalls nachträglich fixiert wird.
Die starke Wirkung der erfindungsgemässen Deh nungsbehandlung auf Einzelfasern und Fäden bzw. Garne lässt sich z.<B>B.</B> anhand von Röntgendiagrammen und durch Messung der Fortpflanzungsgeschwindigkeit des Schalles in den Fasern bzw. Garnen demonstrieren. Es verändern sich aber nicht nur physikalische Eigenschaf ten der Einzelfasern, sondern auch chemisch-physika- lische, was sich beispielsweise durch Bestimmung der Zugänglichkeit gegenüber Wasserdampf oder der Farb- stoffaufnahme belegen lässt.
Falls eine Kleinbereichdehnung quer zur Waren bahn mittels ineinandergreifender Kammwalzen durch geführt wird, kann die Dehnung entweder durch Be grenzung der Eindringtiefe oder durch Konstanthaltung des Drucks, mit dem die Kammwalzen gegen .die zwi schenliegende Textilbahn gepresst werden, oder aber durch eine Kombination beider Methoden gesteuert wer den.
1n der Regel sollen sich die Kammwalzen nicht über deren ganze Länge berühren, da sonst die Ein dringtiefe und damit der Dehnungsgrad ja nicht beliebig variiert werden kann. Es hat sich als zweckmässig er wiesen, die Kanten der Warenbahn durch geeignete Vor- richtung festzuhalten, um zu verhindern, dass sie infolge des auf quer zur Warenbahn ausgeübten Zugs gegen die Mitte der Bahn ausweichen (dadurch würde die Dehnung auf beiden Seiten der Warenbahn geringer als in der Mitte).
Das Festhalten der Kanten kann auf verschiedene Weise geschehen: Man kann die Waren bahn unmittelbar vor, eventuell auch noch nach deren Kontakt mit den Kammwalzen mittels an sich bekann ten Kantenführ-Vorrichtungen breit führen, oder son stige Breithaltevorrichtungen verwenden, die einem Aus weichen der Warenkante gegen die Mitte entgegenwir ken.
Eine sehr einfache noch bessere Methode zur Füh rung der Kanten besteht darin, dass auf mindestens einer der paarweise ineinandergreifenden Kammwalzen in je nen beiden Bereichen, in denen die Warenkanten lau fen, bändchenförmige oder andere Körper geeigneter Form in die Rillen eingelegt werden, welche die Kanten der Warenbahn durch hohen Reibungswiderstand am seitlichen Gleiten gegen die Mitte der Warenbahn ver hindern oder die Kanten der Warenbahn durch Be rührung mit den Kämmen der Gegen-Kammwalze eigentlich festklemmen.
Die bändchenförmigen Körper bestehen zweckmässigerweise aus einem Material, das sich elastisch zusammendrücken lässt, d. h. aus Gummi oder porenhaltigem Gummi, aus elastisch zusammen drückbaren Kunststoffen, die gegebenenfalls Poren ent halten, d. h. in Schaumform vorliegen können, oder aus Kombinationen aus elastischem und weniger elastischem Material. Der Querschnitt kann rund, eckig oder der Form der Rille der Kammwalze angepasst sein, oder eine Form aufweisen, welche z.<B>B.</B> durch Hohlräume eine leichte Komprimierbarkeit bei möglichst hohem Widerstand gegen seitliches Gleiten verbindet.
Man kann anderseits auch durch die Form der Kämme der Kammwalzen und deren Abstände voneinander das seit liche Ausweichen der Warenbahn-Kanten weitgehend vermindern oder verhindern. Nahe beieinanderstehende Kämme und Kämme, welche einen nicht sehr abgerun deten, sondern eher kantigen Querschnitt aufweisen, ver hindern das seitliche Gleiten besonders gut, wobei natür lich schneidende Kanten nicht vorhanden sein dürfen.
Die Oberfläche der Kammwalzen kann aus Metall oder aus einem anderen Material bestehen, das unter den Bedingungen der Dehnung seine Form praktisch vollständig behält und höchstens wenig beim Dehnen zusammengedrückt wird, d. h. vorzugsweise eine Härte von mindestens 100 Shore A aufweist. Wesentlich ist ein günstig liegender Gleitwiderstand des Oberflächen- materials, vor allem auch gegenüber wasserhaltiger Ware. Als günstig haben sich Reibungswerte von 0,2 bis 0,7 erwiesen (Reibungswert von feuchtem Textilmate rial auf dem betreffenden Werkstoff).
Der Abstand der Kämme der Kammwalzen muss - wenn die Dehnung noch eine Kleinbereichdehnung sein soll - höchstens 1/t(), vorzugsweise höchstens 1/-e, der Breite der Warienbahn betragen (d. h. die Dehnungs strecken müssen mindestens 10- bzw. 20mal kleiner sein als beim konventionellen Dehnen durch Zielyen an beiden Kanten der Warenbahn), und soll höchstens 10 cm, vorzugsweise aber höchstens 5 cm, betragen. Bei der bevorzugten Ausführungsform beträgt der <B>Ab-</B> stand der Kämme der Kammwalzen 1-2,5 cm, jeden falls höchstens 3 cm.
Wenn in mehreren Stufen gedehnt wird, so können bei den einzelnen Stufen gegebenenfalls verschiedene Kammformen und -abstände verwendet werden. Ander- seits sind auch Anordnungen mit Erfolg verwendet wor den, bei denen drei gleichartige ineinandergreifende Kammwalzen eine Kleinbereichdehnung in zwei Stufen bewirkten, oder bei denen mehrere kleine Kammwalzen in eine grössere eingreifen.
Bei jeder mehrstufigen Deh nung zwischen Kammwalzen ist es zur Erzielung maxi maler Dehnungseffekte wesentlich, dass das Flächen gebilde nach jeder Passage zwischen ineinandergreifen- den Kammwalzen durch an sich bekannte Mittel wie Breithalterwalzen, Spiralbreithalter usw. über die ganze Breite gleichmässig geglättet wird, d. h. die von den Kämmen bewirkte Längsfältelung flachgezogen wird, bevor die Warenbahn in das nächste Kammwalzenpaar einläuft.
Dadurch wird ,einerseits eine gleichmässige zweite Dehnungsstufe gewährleistet und man erreicht ferner, dass die Kämme des zweiten Walzenpaars die Waren nicht an den gleichen Stellen wie das erste Wal zenpaar berühren.
Vor dem Aufrollen oder Ablegen der zwischen Kammwalzen gedehnten Ware soll dieselbe natürlich ebenfalls flachgezogen werden, damit keine Falten ein fixiert werden beim Aufwellen oder der Dehnungseffekt beeinträchtigt wird.
Das Textilmaterial liegt bei der erfindungsgemässen Behandlung als textiles Flächengebilde, insbesondere als Gewebe, gegebenenfalls auch als Gewirk oder Vlies- stoff vor.
Es kann bestehen aus thermoplastischen oder nicht thermoplastischen Fasern, wie nativer oder rege nerierter Cellulose, Cellulosederivaten (z.<B>B.</B> Cellulose- estern wie Celluloseacetaten), Eiweissfasern (z.<B>B.</B> Wolle, Seide), aus Polyamiden, Acryl- oder Vinylpolymerisa- ten, Mischpolymerisaten oder Copolymerisaten von Acryl- bzw. Vinyl-Verbindungen,
Polyestern, Polyure- thanen, oder Mischungen verschiedener Fasertypen. Falls auf Dehnung parallel zur Faserachse spezielles Ge wicht gelegt wird, kann für die Herstellung ,eines Gewe bes mindestens in der zu dehnenden Richtung ein Zwirn verwendet werden, dessen Zwirndrehung nahezu der Drehung der verzwirnten Garne (aber mit umgekehrter Drehrichtung) ,entspricht.
Das Textilmaterial kann während der erfindungs mässigen Behandlung Veredlungsmittel, wie z. B. Farb stoffe, farbige bzw. farbstoffbildende Pigmente, den zwi schenmolekularen Zusammenhang herabsetzende Mittel wie z.<B>B.</B> Quellmittel enthalten, ferner Agenzien, welche die Reibung zwischen den Einzelfasern beeinflussen. Man kann also beispielsweise die Dehnung in Gegen- wart von Quellmitteln und reibungserhöhenden Agenzien durchführen, so dass ein Gleiten zwischen den die Fa ser aufbauenden Makromolekülen begünstigt, das Rut schen der Fasern aufeinander vermindert wird.
Wie erwähnt, kann die verfahrensgemässe Dehnungs behandlung so durchgeführt werden, dass der zwischen molekulare Zusammenhang innerhalb der Faser wäh rend der Behandlung gelockert ist, indem das Textil material, z.<B>B.</B> leicht bis stark quellende Agenzien ent halten kann oder indem durch physikalische Mittel, z.<B>B.</B> Hitze, der Zusammenhang zwischen den Makro molekülen gelockert wird. Nach, gegebenenfalls auch während der Dehnungsbehandlung wird der zwischen molekulare Zusammenhang des Materials wieder auf mindestens den ursprünglichen Stand gebracht.
Die Dehnungsbehandlung kann über, unter oder bei Raumtemperatur durchgeführt werden.
1n gewissen Fällen kann es wünschbar sein, dass die die Dehnung bewirkende mechanische Beanspruchung z. B. bei Geweben nicht genau parallel zu den Faden systemen, sondern in einem spitzen Winkel dazu erfolgt. In diesem Fall kann man z. B. bei Kleinbereichdehnung in Schussrichtung mittels Kammwalzen vor der Behand lung im Gewebe den Winkel zwischen Kett- und Schuss- fadensystem vorübergehend von 90 auf einen Winkel von z.
B. 75-85 bringen, oder man kann die dehnende Vorrichtung so ausbilden, dass sie eine Dehnung in einem konstanten oder variablen Winkel zum zu dehnenden Fadensystem ausübt.
Es hat sich gezeigt, dass vielfach etwas höhere Deh nungen erreicht werden können, wenn die Dehnung nicht in einer, sondern mehreren Stufen ,erfolgt, bzw. wenn die Dehnung wiederholt wird. Diese Stufen kön nen unmittelbar aufeinander folgen, z. B. durch Hinter einanderschaltung gleichartiger oder verschiedenartiger Dehnungsvorrichtungen, die aber auf das gleiche Fa densystem dehnend wirken, oder man kann zwischen den Dehnungsstufen irgendwelche, an sich bekannte tex tile Veredlungsoperationen durchführen.
Die Dehnungsbehandlung kann grundsätzlich in ir gendeinem Stadium der Veredlung, das heisst zwischen Weben und Konfektionieren, durchgeführt werden. Sie kann also vor, während, zwischen oder nach Entschlich- tungs-, Wasch-, Bleich-, Färbe-, Ouell-, z.<B>B.</B> Laugen b2handlungen im Fall von Cellulosefasern, Appretur- Behandlungen, mechanischen Verformungen, usw.
durchgeführt werden. Üblicherweise wird man aber die Dehnungsbehandlung vor allfälligen Fixierbehandlungen durchführen, die eine bestimmte Konfiguration des Flä- chengebildes bzw. der Garne und Fasern oder eine Dimensionsstabilisierung desselben durch Thermofixie- rung, kompressive Schrumpfung und/oder Vernetzung herbeiführen und bis zur weiteren Verarbeitung des Ma terials oder aber während dessen Verwendung in kon fektioniertem Zustand aufrechterhalten sollen.
Je nach dem angestrebten Zweck ist es in vielen Fällen vorteilhaft, durch Kleinbereichdehnung herbeige führte Effekte, z. B. die Faser- und Garnkonfiguration, durch Fixierbehandlungen zu fixieren, d. h. permanent zu machen. In anderen Fällen, z. B. wenn die Bruchlast eines Materials erhöht werden oder dessen Farbstoff aufnahme verändert werden soll, kann man die Einar- beitungsübertragung vollständig oder teilweise rückgän gig machen. Beispiele werden weiter hinten aufgeführt.
Als erzielbare Effekte seien genannt: Erhöhung der mechanischem Festigkeit, insbesondere der Bruchlast; weitgehende bis vollständige Übertragung der Einarbeitung von einem Fadensystem auf das andere ohne wesentlichen Flächenverlust oder sogar mit Flä chengewinn (die bisher bekanntem Verfahren bedingen ausnahmslos erhebliche bis grosse Dimensionsverluste) und unter Festigkeitszunahme für das gedehnte Faden system (bei den konventionellen Verfahren blieb die Festigkeit bestenfalls erhalten),
wobei diese Obertra- gung der Einarbeitung je nach den gewählten Verfah rensbedingungen vorübergehend ist oder permanent ge macht werden kann (Beispiele solcher Effekte: Elastizi- tätsvergrösserung im Fadensystem, auf das die Einar beitung übertragen wurde, bessere Rauhbarkeit von tex tilen Flächengebilden, bei denen die Einarbeitung ver fahrensgemäss unter Verbesserung der Reissfestigkeit des Schusses von diesem auf die Kette übertragen wurde):
Veränderung der Farbstoffaüfnahme von thermoplasti schen Fasern im Gewebeverband; Erhöhung der Elasti zität; Verminderung der Bruchdehnung; waschbestän- dige Entmischung von Fasermischungen (Mischgarnen bzw. Mischzwirnen) in der gedehnten Richtung; per manente Verformungen unter erheblichem Flächen gewinn; erhöhte Verseifbarkeit mindestens der Ober fläche von thermoplatischen Fasern, wie z.
B. von Fa sern aus acetylierter Cellulose; Erzielung von Verände rungen der Oberfläche der Fasern durch oberflächliches Verspröden der Faser und nachfolgendes Dehnen in Kleinbereichen, wodurch ein Ausfasern oder Rissigwer- den der Faseroberfläche herbeigeführt werden kann (un ter Oberflächenversprödung wird dabei das Herabset zen der Bruchdehnung der äusseren Faserschichten bzw.
das Erhöhen der Bruchdehnung der innern Faserschich ten verstanden, worauf das Fasermaterial einer Klein bereichdehnung unterworfen wird, die höher ist als die Bruchdehnung der äusseren, aber niedriger als die Bruch dehnung der inneren Faserschichten); Kräuselungseffekte durch Kleinbereichdehnung insbesondere zwischen Kammwalzen bei erhöhten Temperaturen, insbesondere zwischen beheizten Metall-Kammwalzen, deren Tempe ratur nahe der Fixiertemperatur des betreffenden ther moplastischen Fasermaterials liegt, vorzugsweise gefolgt von Nassbehandlungen bei erhöhten Temperaturen,
ge gebenenfalls auch Färbebehandlungen und Fixierbehand lungen.
Man kann das erfindungsgemässe Dehnungsverfah- ren auch dazu verwenden, in textilen Flächengebilden verklebte Faden- oder Faserkreuzungen zu lösen. Dazu trägt vor allem die erfindungsgemässe Aufhebung der Einarbeitung des gedehnten Fadensystems bei, da da durch die Berührungspunkte zwischen den beiden Fa densystemen stark beeinflusst und vor allem die Be rührungsfläche mindestens vorübergehend durch weit gehende Beseitigung der gegenseitigen Umschlingung der Fadensysteme vermindert wird.
Mit konventionellen Dehnungsverfahren ist dies schon deshalb nicht oder viel weniger gut möglich, weil ja dabei aus den beschriebe nen Gründen die Einarbeitung bestenfalls bis zu einem Gleichgewicht verschoben wird, und auch deshalb, weil gerade im Falle verklebter Fadenkreuzungen die Rei bung zwischen den Fadensystemen beim Dehnen mit grossen Dehnungsstrecken und -flächen sehr gross und die Dehnung über die Dehnungsstrecke deshalb sehr ungleichmässig ist.
Die erfindungsgemässe Dehnungsbehandlung kann ferner zur Herstellung von Flächengebilden genau vor ausbestimmbarer Dehnbarkeit verwendet werden. Für die Verstärkung von Kunststoffen durch textile Flächen gebilde ist es beispielsweise erforderlich, die Dehnbarkeit des Kunststoffes und diejenige des zur Verstärkung zu verwendenden Flächengebildes genau aufeinander ab zustimmen, denn nur so lassen sich Verstärkungseffekt; überhaupt erreichen. Dabei muss selbstverständlich die Dehnbarkeit des Flächengebildes über die ganze Fläche gleichmässig sein.
Infolge der früher dargelegten Ursa chen erhält man mit konventionellen Dehnungsverfah ren weder eine genügend gleichmässige noch eine ge nügend starke Dehnung, um diese Anforderungen zu erfüllen, noch lässt sich die Dehnung so präzise steuern, dass mit genügender Betriebssicherheit eine Dehnbarkeit genau vorausbestimmbarer Höhe zuverlässig erzielt wer den könnte.
Die Kleinberzichdchnung kann auch zur Erzielung von Effekten durch Dehnung von Fasern in stark ge quollenem Zustand dienen, wie sie üblicherweise nur bei der Behandlung von Garnen erhalten werden kön nen. Man kann beispielsweise Baumwolle mit Lauge von Mercerisierstärke oder starken Säuren behandeln, und vor und/oder während und/oder nach dem Quellen einer Kleinbereichdehnung unterwerfen. Da die Dehnung parallel zur Garn- bzw. Faserachse erfolgt, erhält man Effekte, die mit konventionellen Verfahren und Vor richtungen nicht erzielt werden können, wohl aber bei der Behandlung von Einzelfasern oder Garnen.
Vor allem bei Fasern mit relativ hohem Quellver- mögen, z.<B>B.</B> bei Cellulosefasern, ist es zweckmässig, die Dehnungsbehandlung durchzuführen, wenn das Textil material mindestens leicht gequollen eist, beispielsweise feucht bis nass ist.
Wie früher erwähnt wurde, kann die Kleinbereich- dehnung in irgendeinem Veredlungszustand des betref fenden Textilguts stattfinden, zweckmässigerweise aber vor einer Fixierbehandlung, welche eine mehr oder weniger permanente Fixierung der Dimensionen des Textilmaterials und/oder der Konfiguration der Garne und Fasern bezweckt.
Vor, während, zwischen oder nach Kleinbereich dehnungs-Behandlungen kann man polymere Körper auf- oder einlagern bzw. in situ durch Polymerisation, Pfropfpolymarisation, Polykondensation erzeugen, funk tionelle Gruppen des Textilmaterials oder von einzel nen Komponenten zur Reaktion bringen, bestehende Bindungen zwischen Molekülketten lockern oder spal ten (dauernd oder nur vorübergehend), oder allgemein Fasern oder Faserkomponenten chemisch modifizieren, mechanisch verformen oder Veränderungen der Faser oberfläche herbeiführen.
Die Kleinbereichdehnung wird vorzugsweise ganz- flächig durchgeführt, kann aber gegebenenfalls auch nur lokal erfolgen.
Die nachfolgenden Beispiele dienen der Illustration des erfindungsgemässen Verfahrens und einiger erziel barer Effekte, ohne jedoch Anspruch auf Vollständig keit zu erheben oder den Erfindungsgegenstand zu be grenzen.
<I>Beispiel 1</I> Ein Cretonne<B>(17/17</B> Fäden pro cm) aus Athylen- glykolterephthalat, Stapelfasergarn, wurde nach dem Auswaschen wie folgt behandelt: Muster a: Kleinbereichdehnung in Schussrichtung, oberflächliche Hydrolyse, Färben Muster b: Oberflächliche Hydrolyse, Färben Muster c: Kleinbereichdehnung in SchuGGriehtung, Färben Muster d:
Färben Kleinbereichdehnung: In zwei Stufen zwischen Kammwalzen, bei denen auf pneumatischem Weg der Druck auf die Ware konstant gehalten wurde, Ware vor her mit nichtionogenem Weichmacher appretiert, Deh nung in nassem Zustand bei Raumtemperatur.<B>Die Deh-</B> nung betrug 65 % der Bruchdehnung, die Dehnungs geschwindigkeit lag bei 100 % pro Sekunde.
Hydrolyse: Während 1 Std. bei 80 unter Aufrwht- erhaltung der Ausgangsdimensionen der Muster, Zusatz eines Polyglykols zur Lösungsvermittlung (10 g/1).
Färben: Mit 3 %, bezogen auf das Warengewicht, Disperse Blue 60 (Colour Index Prototype, Farbstoff, hergestellt von der ICI, Manchester, Grossbritannien, 2 m1/1 Essigsäure 75 % ig und 5 g/1 o-Phenylphenol als carrier.
Die in Kleinbereichen gedehnten Muster a und c zeigten eine bedeutend tiefere Anfärbung als die analog behandelten, aber nicht vorher gedehnten Muster b und d. Die Kleinbereichdehnung bewirkte eine Erhö hung der Reissfestigkeit in der gedehnten Richtung um 7 % und eine Breitenzunahme von 6 %. Die Festigkeits zunahme blieb gleich, wenn nach dem Dehnen thermo- fixiert wurde.
Infolge der praktisch vollständig auf die Kettfäden übertragenen Einarbeitung nach der Kleinbereichdeh- nung wies die Ware in Kettrichtung eine hohe Elastizität auf.
Anmerkung: Im Falle von Flächengebilden aus Fa sern mit hohem elastWchem Anteil an der Bruchdehnung lässt sich der Dehnungsgrad (in % der Bruchdehnung) nicht aus der blossen Dimensionsvergrösserung in der gedehnten Richtung ableiten. In diesem Falle wurde der Grad der Dehnung mittels eines sich praktisch unela stisch verhaltenden bandförmigen Materials ermittelt, das in Dehnungsrichtung auf die Warenbahn gelegt und mit dieser gedehnt wurde.
Beispiel <I>2</I> Ein Taft (56/36 Fäden pro cm) aus Nylon 6.6 wurde nach dem Auswaschen wie folgt behandelt: Muster a: Kleinbereichdehnung, Färben mit Disper- sionsfarbstoffen Muster b: ohne Kleinbereichdehnung mit Disper- sionsfarbstoffen färben Muster c: Kleinbereichdehnung, mit Säurefarbstof fen färben Muster d:
ohne Kleinbereichdehnung färben mit Säurefarbstoffen Kleinbereichdehnung in Schussrichtung: zwischen Kammwalzen in nassem Zustand, Dehnung 65 % der Bruchdehnung, Dehnungsgeschwindigkeit 50 %/sec, Breitenzunahme 10 %.
Färbung: mit Dispersionsfarbstoff 2 % Disperse Blue 60 (Colour Index Prototype) 4 % Essigsäure 30 % ig, 1 Std. kochend färben Färbung: mit Säurefarbstoff 4 % Acid red 85 (Colour Index Prototype) 4 % Essigsäure 30 % ig, 1 Std. kochend färben.
In beiden Fällen zeigten die vorher in Kleinberei chen gedehnten Muster tiefere Anfärbung als die nicht gedehnten. Bei der Färbung mit Säurefarbstoff färbten die vorher gedehnten Muster weniger streifig an als das nicht gedehnte.
<I>Beispiel 3</I> Ein Woll-Mousseline wurde in Schussrichtung wie folgt behandelt: Muster a: Filzfrei-Behandlung (Chlorierung), Behand lung mit Harnstofflösung zur Verminderung des zwi schenmolekularen Zusammenhangs, Kleinbereichdeh- nung, Auswaschen des Harnstoffs, Vernetzung mit Formaldehyd, Trocknen.
Muster b: wie Muster a, aber ohne Kleinbereich dehnung Muster c: wi Muster a, aber ohne Chlorierungs- behandlung (mit Kleinbereichdehnung) Muster c:
wie Muster a, aber ohne Chlorierungs- behandlung (ohne Kleinbereichdehnung) Kleinbereichdehnung: zwischen Kammwalzen in Schussrichtung, Eindringtiefe der Kammwalzen auf me chanischem Weg konstant gehalten,
Dehnungsgeschwin digkeit 40 %/sec.
EMI0006.0001
Dimensionszunahme <SEP> Reissfestigkeitsänderung
<tb> Muster
<tb> in <SEP> Schussrichtung <SEP> Gegenüber <SEP> den
<tb> unbehandelten <SEP> Geweben
<tb> a <SEP> +7% <SEP> +8%
<tb> b <SEP> -4% <SEP> -6%
<tb> c <SEP> +6% <SEP> +6%
<tb> d <SEP> -2% <SEP> 0% <I>Beispiel 4</I> Ein Mischgewebe aus 33 % Baumwolle und 67 % Äthylenglykolterephthalatfasern (Renforce, 30/25 Fä den pro cm), wurde nach dem Entschlichten und Blei chen wie folgt behandelt: Muster a:
Appretieren mit Farbstofflösung, in nas sem Zustand Kleinbereichdehnung, Trocknen unter Kon- stanthalten der erhaltenen Dimensionen.
Muster b: wie a, aber anschliessend Thermofixierung (2.10'/45 sec) Kleinhereichdehnung: zwischen Kammwalzen in Schussrichtung, Dehnungsgeschwindigkeit 50 %/sec, Dehnung 70 % der Bruchdehnung.
EMI0006.0017
Reissfestigkeitsveränderung
<tb> Muster <SEP> <B>gegenüber</B>
<tb> <B>unbehandelten <SEP> Mustern</B>
<tb> a <SEP> +183;
<tb> b <SEP> +21%
<tb> c <SEP> 0%
<tb> d <SEP> t <SEP> 2 <SEP> 0 <I>Beispiel 5</I> Ein entschlichteter und gebleichter Renforce aus einem Mischgarn, bestehend aus 50 % Baumwolle und 50 % Nylon 6 wurde in nassem Zustand in Schussrich- tung mittels Kammwalzen einer Dehnung in Kleinbe reichen unterworfen (Dehnungsgeschwindigkeit 100 %/ sec, Dehnung 65 % der Bruchdehnung).
Dann wurde unter Aufrechterhaltung der erhaltenen Dimensionen ge trocknet und anschliessend laugiert, wobei das Gewebe in Schussrichtung frei schrumpfen konnte. Nach dem Auswaschen wurde wieder in Schussrichtung in Klein bereichen unter gleichen Bedingungen wie vorher ge dehnt.
Die Folge Kleinbereichdehnung/Schrumpfenlassen der Baumwollkomponente/Kleinbereichdehnung hatte eine Entmischung des Schussgarns in dem Sinne zur Folge, dass die Baumwollfasern im Inneren der Garne, die Polyamidfasern vorwiegend an der Oberfläche ange reichert waren. Durch die Fixierung dieser Konfigura tion wird die Entmischung waschbeständig.
Die Reissfestigkeit des in Kleinbereichen gedehnten Gewebes lag 15 % über derjenigen eines analog behan- delten, aber nicht der Kleinbereichdehnung unterworfe nen Gewebes. Die Fertigbreite des letzteren war um 8 % geringer als diejenige des ersten. <I>Beispiel 6</I> Ein Baumwollpopeline (36/18 Fäden pro '/a franz.
Zoll) wurde nach dem Entschlichten, Bleichen und Fär ben auf 40 % Restfeuchtigkeit getrocknet und ohne Ab kühlung (Gewebetemperatur 80 ) einer Kleinbereich dehnung in Schussrichtung unterworfen (Kammwalzen, Dehnungsgeschwindigkeit 200 %/sec, Dehnung 80 % der Bruchdehnung). Der Schuss des Popelins bestand aus einem Zwirn, dessen Zwirndrehung praktisch<B>vollstän-</B> dig der Drehung der beiden Einzelgarne entsprach, aber entgegengesetzte Drehrichtung aufwies.
Die Dehnung in Kleinbereichen, während welcher die Schusseinarbeitung praktisch vollständig verschwand, währenddem die Ein arbeitung der Kette zunahm, wirkte deshalb nicht nur parallel zur Garnachse, sondern auch weitgehend par allel zur Faserachse. Anschliessend wurde getrocknet. Die Reissfestigkeit des Popelins stieg durch die Kleinbe- reichdehnung in Schussrichtung um 25 %.
<I>Beispiel 7</I> Der gleiche Popeline wie in Beispiel 6 wurde nach dem Entschlichten und Bleichen unter Längszug in Lauge von Mercerisierstärke behandelt (30' Beaume), wobei nach einer Einwirkungszeit von 60 sec in Schuss- richtung mittels Kammwalzen in Kleinbereichen in 3 Stufen gedehnt wurde. Während der Dehnung ver schwand die Einarbeitung des Schussgarns vollständig, d. h. die Dehnung in laugegequollenem Zustand erfolgte parallel zur Garnachse und weitgehend parallel zur Faserachse. Anschliessend wurde ausgewaschen, neutra lisiert und gespült.
Die so behandelte Ware zeigte mindestens ebenso guten Mercerisierglanz wie Ware, die auf einer Ketten mercerisier-Maschine mercerisiert worden war. Die er haltene Fläche war um 5 % grösser als bei nicht in Kleinbereichen, im übrigen aber gleich behandelter Ware.
Wenn das Gewebe ohne wesentliche Verminderung der bei der Kleinbereichdehnung erhaltenen Breite vom Quellmittel befreit und getrocknet wurde, so zeigte das Gewebe hohe Längselastizität. Der Schuss wies praktisch keine Einarbeitung mehr auf. Die Schussreissfestigkeit der Ware lag um 20 % höher als bei nicht in Klein bereichen gedehnter Ware, der Flächengewinn be trug 8 %.
<I>Beispiel 8</I> a) Ein Triacetat-Toile (42/30 Fäden pro cm) wurde nach dem üblichen Auswaschen wie folgt behandelt: Muster a: Kleinbereichdehnung in Schussrichtung Muster b: Kleinbereichdehnung in Schussrichtung, thermofixieren Muster c: Kleinbereichdehnung in Schussrichtung, oberflächliche Hydrolyse, färben Muster d: unbehandelt Mustere:
oberflächliche Hydrolyse, färben Kleinbexreichdehnung: zwischen Kammwalzen, Deh nungsgeschwindigkeit 100 %/sec, Dehnung 88 % der Bruchdehnung.
Thermofixieren: 45"/200' oberflächliche Hydrolyse: 300 g/1 Natronlauge, während 2 Minuten bei 60', dann spülen.
Färben: 1 % Direct blue 80, bei 95 während 60 Minuten färben, Flotte 1 : 35, Zusatz von 2 % Na triumsulfat.
EMI0006.0120
<B>Muster <SEP> Reissfestigkeitszunahme <SEP> Dimensionszunahme</B>
<tb> <B>im <SEP> Schuss</B>
<tb> a <SEP> 12% <SEP> 14%
<tb> b <SEP> <B>25%</B> <SEP> 14%
<tb> d <SEP> - <SEP> - Das Muster c wurde beim Anfärben im gleichen Bad ganz erheblich tiefer angefärbt als das nicht ge dehnte, im übrigen gleich hydrolysierte Muster d, d. h.
die Aufnahme an Direktfarbstoffen war erheblich höher, was auf einen höheren Verseifungsgrad schliessen lässt. b) Das gleiche Gewebe wurde einer Dehnung in Schussrichtung unterworfen (Kammwalzen). Die Farb- stoffaüfnahme war auch hier nach oberflächlichem Ver seifen des nicht gedehnten Musters beim Anfärben mit dem genannten Direktfarbstoff beim vorher gedehnten Muster erheblich höher.
Durchführung der Kleinbereichdehnung in Kettrich- tung: Die verwendete Vorrichtung bestand aus zwei auf einanderlaufenden endlosen Gummibändern (gewebe verstärkt, Dicke des Gummis 2,5 cm, Shore-Härte 60), die an der Berührungsstelle mittels Walzen aufeinander gepresst wurden (auf die Walzen wirkender Druck: 12 Tonnen). Das zwischen den Gummibändern laufende Gewebe wurde durch den an der Druckfuge ausgeübten Druck und die sich daraus ergebende Flächenvergrösse rung des Gummis einer starken Dehnung in Längsrich tung unterworfen (Dehnungsbereiche unendlich klein).
Beim oberflächlichen Hydrolysieren und anschlie ssenden Färben mit dem erwähnten Direktfarbstoff wur den die gleichen Resultate erhalten wie bei der Dehnung in Schussrichtung.
Die Ware wies infolge der weitgehenden Obertra- gung der Einarbeitung von der Kette auf den Schuss hohe Schusselastizität auf.
<I>Beispiel 9</I> Ein Toile aus gesponnenem Nylon 6 (38/36 Fäden pro cm) wurde ausgewaschen und gebleicht. Dann wurde er zwischen beheizten Kammwalzen einer Kleinbereich dehnung unterworfen (Walzentemperatur 190 , Deh nungsgeschwindigkeit 20/1" sec), wobei gleichzeitig (in folge der plastischen Verformung an den Berührungs stellen mit der heissen Kammwalze) eine bleibende me chanische Verformung eintrat. Die Behandlung wurde mehrmals wiederholt, so dass das Gewebe nachher eine grosse Zahl von in Kettrichtung verlaufenden feinen Rillen bzw. Rippen aufwies.
Beim anschliessenden Fär ben bei Kochtemperatur verstärkte sich diese Erschei nung eher noch, da die Berührungsstellen mit der hei ssen Walze in ihrer Konfiguration fixiert worden wa ren, währenddem der Rest der Faser nicht fixiert war und daher in der kochenden Flotte Tendenz zum Schrumpfen zeigte. Anschliessend wurde das ganze Ge webe thermofixiert (200\'/15 sec).
Bei einem erheblichen Flächengewinn wies das Ge webe eine waschfeste mechanische Verformung (Textur) auf.
<I>Beispiel 10</I> Ein Baumwoll-Gabardine wurde nach dem Ent- schlichten, Bleichen, Mercerisieren und Färben wie folgt in Schussrichtung ohne vorhergehendes Trocknen einer Kleinbereichdehnung unterworfen: Zur Behandlung wurden Kammwalzen verwendet, die relativ scharfe Kanten aufwiesen (Material: Bronze, Ril len ausgefräst, Ränder nur leicht durch Abschleifen ge glättet, aber nicht rundgeschliffen).
Das Baumwollge webe, das vorher mit 30 g/1 eines zur Selbstvernetzung befähigten Acrylpolymerisats (Primal HA 8, der Firma Rohm & Haas, Philadelphia, USA) aprretiert worden war und das nass gedehnt wurde, erfuhr eine Dehnung um 6 X': (entsprechend 70 m der Bruchdehnung). Es wurde anschliessend getrocknet und während 4 Minuten auf 130" erhitzt, um das Acrylpolymerisat zur Ver netzung zu bringen.
Eine Reaktion mit der Faser trat dabei nicht ein. Das Gewebe zeigte eine Festigkeits zunahme von 17 % und wies Längsstreifen auf, die das Aussehen eines Webeffektes hatten. Der Effekt war kochwaschbeständig, obwohl die Baumwollfaser keiner lei Vernetzungsbehandlung erfahren hatte. Der gleiche Effekt wurde erhalten, wenn das Baumwollgewebe bei der Dehnung nur Wasser enthielt.