Verfahren zur Herstellung von reckbaren Strickwaren
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von reckbaren Strickwaren unter Verwendung von verstreckten Verbundfilamenten, die aus in Längsrichtung miteinander verschmolzenen thermoplastischen Fasern mit unterschiedlichem Schrumpfungsvermögen bestehen und eine entwickelbare Kräuselung aufweisen, welche auf der Strickware entwickelt wird.
Dabei soll der Ausdruck Strickwaren sowohl Strickwaren im engeren Sinne, die durch aufeinanderfolgende Maschenbildung erzeugt werden, als auch Wirkwaren im engeren Sinne, die durch gleichzeitige Maschenbildung erzeugt werden, umfassen. Als Verbundfilamentle werden insbesondere Zweikomponentfasern verwendet, das sind solche, die aus zwei fest miteinander verbundenen Komponenten bestehen.
Die Herstellung von thermoplastischen Verbundfilamenten ist bereits aus der USA-Patentschrift Nummer 2439 815 bekannt. Dort ist auch angegeben, dass man solchen Verbundfilamenten durch Verstrecken eine latente Kräuselung verleihen kann, die nachträglich durch Anwendung von Wärme entwickelbar ist. Diese Kräuselung ergibt sich daraus, dass die verschiedenen miteinander verschmolzenen Einzelfasern Komponenten des verstreckten Verbundfilaments bei Erwärmung auf eine entsprechende Temperatur eine unterschiedliche Schrumpfung aufweisen.
Aus der genannten Patentschrift ist es weiter bekannt, die genannten Verbundfilamente - entweder in Form endloser Fasern oder als Stapelfasern - zu Garnen zu verarbeiten und auch aus solchen Garnen Strick- oder Webwaren herzustellen; dabei ist vorgesehen, die latente Kräuselung der Verbundfilamente entweder vor dem Verspinnen oder am Garn oder am Textilmaterial zu entwickeln, wobei angestrebt wird, eine schrumpf- und bügelfeste Ware mit Hilfe einer kontrollierten Schrumpfung und Kräuselung der Verbundfilamente herzustellen.
Aus der französischen Patentschrift Nr. 1146266 ist die Herstellung von gezwirnten Garnen - im einfachsten Falle aus zwei Monofilamenten - bekannt, welche Garne entweder gekräuselt sind oder eine entwickelbare Kräuselung aufweisen. Hierbei wird die Kräuselung durch Verwendung von Monofilamenten verschiedenen Schrumpfungsvermögens und Wärmebehandlung des Garns bzw. des daraus hergestellten Textilmaterials erzeugt.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich nicht, wie die genannte USA-Patentschrift, auf die Herstellung von Textilmaterial aus Garnen, die durch Verzwirnen einer Anzahl von Verbundfilamenten hergestellt sind, und auch nicht, wie die genannte französische Patentschrift, auf die Herstellung und Verarbeitung von Garnen, die durch Verzwirnen einer Anzahl von Monofilamenten hergestellt sind; sie befasst sich vielmehr mit der Her- stellung von vorzugsweise feinen, reckbaren Strick- und Wirkwaren, wie Damenstrümpfe, aus einzelnen Verbundfilamenten, die eine entwickelbare Kräuselung aufweisen.
Bei der Herstellung von Textilwaren aus solchen einzelnen Verbundfilamenten tritt ein besonderes Problem auf; die aus den einzelnen Verbundfilamenten direkt hergestellten Waren zeigen nämlich meist nach dem Entwickeln der Kräuselung ein unruhiges Maschenbild und eine wellige Oberfläche, was für eine marktfähige Ware nicht annehmbar ist.
Demgemäss besteht der Zweck der Erfindung darin, den soeben genannten Nachteil durch geeignete Massnahmen bei der Herstellung der Strickware zu beseitigen, um dadurch eine einwandfreie feine Strickware, insbesondere Damlenstrümpfe, herstellen zu können.
Das Verfahren der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zwecks Herstellung reckfähiger Gestricke mit glatter Oberfläche die verstreckten Verbundfilamente durch eine Zwirn- oder Falschzwirnvorrichtung so weit hochgedreht werden, dass der mittlere Drallwinkel für die in einer Masche der fertigen Strick ware enthaltene Länge des Verbundfilamentes mindestens 205 beträgt, dass die so hochgedrehten Verbundfilamente fixiert werden, dass die fixierten Verbundfilamente einzeln zu einer Strickware verarbeitet wer-.
den und die latente, den noch nicht vorbehandelten Verbundfilamenten eigene Kräuselung auf der Strickware entwickelt wird.
Brauchbare Verbundfilamente können durch Zusammenspinnen von zwei verschiedenen thermoplasti- schen Polymermaterialien durch eine gemeinsam Spinn- düse gewonnen werden. Ein derartiges Verbundfilament entwickelt bei geeigneter Nachbehandlung, beispielsweise einer Quell- oder Hitzebehandlung, eine Kräuselung.
Die Verbundfilamente können so aufgebaut sein, dass deren Komponenten, die ein unterschiedliches Schrumpfvermögen aufweisen, in Seite-an-Seite-Anordnung oder in konzentrischer Mantel-Kern-Anordnung aneinanderhaften.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnung durch einige Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt eines Verbundfilamentes,
Fig. 2 ein Stück eines Verbundfilamentes in ge kräuseltem Zustand,
Fig. 3 eine Seitenansicht eines gedrehten Verbundfilamentes,
Fig. 4 eine Ansicht eines Verbundfilamentes mit abschnittweise entgegengesetztem Drall,
Fig. 5 ein vergrössertes Maschenbild eines Strumpfes, der nach dem Verfahren der Erfindung hergestellt wurde und
Fig. 6 ein entsprechendes Maschenbild eines Strump fes als Vergleichsprobe.
Die in dieser Beschriebung benutzte Bezeichnung < :Phasengrenzrichtung bedeutet die Richtung der Grenzfläche PQ, an der die beiden das Verbundfilament bildenden Komponenten A und B gemäss Fig. 1 miteinander verbunden sind. Die Grenzfläche kann bei Zweikomponentenfilamenten auch exzentrisch angeordnet sein.
Wenn in Fig. 1 das Sckrumpfungsvermögen von Komponente B grösser als dasjenige der Komponente A ist, dann muss sich das Filament bei Anwendung einer Hitzebehandlung, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, so krümmen, dass die Komponente B auf der Innenseite der Biegungen liegt.
Wenn nun die Verbundfilamente im gestrickten Material in Maschen an der Salleist (Seitenkante) neben einanderjiegen oder im Material gleiche Phasengrenzrichtung haben und vor allem dann, wenn die Oberfläche der Strickware parallel zu der Grenzfläche der zwei Komponenten A und B liegt, dann werden sich die Filamente gleichmässig in der gleichen Richtung krümmen und infolgedessen eine wellige Oberflächenkontur der Strickware erzeugen.
Zur Erreichung des gewünschten Zwecks müssen die Verbundfilamente so behandelt werden, dass die Phasen ,renzrichtungen eine praktisch gleichförmige Verteilung in allen Richtungen des dreidimensionalen Raumes annehmen. Dies wird dadurch erreicht, dass die Verbundfilamente so weit hochgedreht werden, dass der mittlere DrallwinBel für die in einer Masche der fertigen Strickware enthaltene Länge des Verbundfilamentes, kurz mittlerer Drallwinkel pro Masche genannt, mindestens 20 , vorzugsweise 305 oder noch mehr erreicht.
Wenn innerhalb einer Masche eine Veränderung der Phasengrenzrichtung um 300 vorliegt, dann beträgt die Summe der Veränderungen in drei benachbarten Maschen bereits 90±, was zur Folge hat, dass keinerlei bemerkbare Wellung der Maschen im gestrickten Material auftritt. Es ist im allgemeinen jedoch nicht erforderlich, die Phasengrenzrichtung um mehr als 3600 pro lasche zu ändern.
Die Veränderung der Phasengrenzrichtung kann durch Hochdrehen des Verbundfilamentes mit gleichbleibender Drehrichtung oder mit abschnittsweise wech- selnder Drehricntung (sog. Falschdrallverfahren) erzeugt werden. Der mittlere Drallwinkel ist bei gleichbleibender Drehrichtung gleich der mittleren Änderung der Phasengrenzrichtung pro Einzelmasche, errechnet aus einer grösseren Maschenzahl.
Als mittlerer Drallwinkel pro Masche bei Falschdraht soll die Summe der Absolutwerte der Drallwinkel der einzelnen Abschnitte gleichgerichteter Drehung in einer grösseren Fadenlänge, dividiert durch die auf diese Länge kommende Maschenzahl, verstanden werden.
Fig. 3 zeigt ein Verbundfilament nach seiner Drehung und Fixierung. Fig. 4 zeigt denselben Faden nach einer Falsehdrallbehandlung und Fixierung. Die zugehörigen Pfeile zeigen den Verlauf der Phasengrenzrichtung. Aus der Zeichnung wird ersichtlich, dass der mittlere Drallwinkel in Fig. 3 und der mittlere Drallwinkel im soeben definierten Sinne in Fig. 4 die gleichen Werte haben, nämlich jeweils 3600. Die Drehung der Phasengrenzrichtung kann im Verlauf von jeweils drei bis vier, vorzugsweise von jeweils zwei Maschen oder einer Masche, ihre Richtung umkehren.
Die Maschengrössen in Strickwaren werden aus Gründen der Abnutzung im allgemeinen innerhalb bestimmter Grenzen gewählt. Fn vielen Fällen liegt die zur Herstellung einer Masche benötigte Fadenlänge im Bereich von 0,5 mm bis zu einigen mm. Bei nahtlosen Damenstrümpfen beispielsweise liegt die Maschenlänge im Bereich von etwa 0,5 bis etwa 3 mm. In diesem Falle kann man dem Verbundfilament einen Drall von mindestens 50 Umdrehungen pro Meter erteilen.
Ein Falschdraht kann dem Filament durch die nachstehend beschriebenen Verfahrensschritte erteilt werden. Zunächst wird das Filament hochgedreht und dann zwecks Fixierung des Dralls hitzebehandelt, und zwar entweder durch trockene oder auch durch nasse Erhitzung. Danach wird das Filament in entgegengesetzter Richtung gedreht, derart, dass es scheinbar keinen Drall aufweist. Durch die Wechselwirkung zwischen der ersten fixierten Drehung und der nachfolgenden Rückdrehung wird das Ausmass des örtlichen Dralls so bestimmt, wie es oben angegeben ist. Es ist dabei möglich, durch Auswahl der Bedingungen für die Fixierung des Dralls und das Drehen und Falschdrehen einen hochwirksamen örtlich begrenzten Drall zu erzielen.
Man kann dies beispielsweise erreichen durch ein erstes Hochdrehen mit einer Drehungszahl von mindestens 100 T/m, durch nachfolgendes Fixieren des Dralls und durch eine gleich grosse Rückdrehung. Durch eine weitere Erhitzung des Filamentes-ist es möglich, bei dieser Falsehdrallbehandlung eine gegebenenfalls noch verbliebene Drallspannung aus dem Filament zu entfernen.
Die vorliegende Erfindung ist besonders nützlich bei der Herstellung von nahtlosen Damenstrümpfen mit glatter und gleichförmiger Oberfläche. Ausserordentlich nützlich erweist sich die Erfindung aber auch bei der Herstellung von Strickwaren mit gewissen Typen von Maschen, beispielsweise beim Flachstiticken. Die Er findung erweist sich jedoch auch als brauchbar für Netzmaschenstricken und laufmaschensicheres Stricken sowie andere Strickarten, bei denen das Oberflächenaussehen erheblich verbessert wird.
Nachstehend werden einige Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen Verfahrens beschrieben. In diesen Beispielen werden Verbundfilamente aus Polyamid verwendet. Es versteht sich jedoch, dass der Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung sich nicht auf derartige Filamente beschränkt. Allgemein sind Verbundfilamente aus beliebigen thermoplastischen Polymeren brauchbar, soweit sich aus diesen Filamente herstellen lassen, denen eine entwickelbare Kräuselung verliehen werden kann.
Beispiel 1
Ein durch Polymerisieren von 15 Gewichtsteilen Hexamethylendiaminterephthalat und 85 Gewichtsteilen Caprolactam in einer Stickstoffatmosphäre bei 260 C hergestelltes Polymer und Polycaproamid wurden gleichzeitig durch eine Spinndüse zur Herstellung eines Verbundfilamentes mit einer Seite-an-Seite-Anordnung in einem Verhältnis von 1:1 Volumteilen zusammen ausgesponnen.
Das Filament wurde dann bei Zimmertemperatur auf das 4,4fache seiner ursprünglichen Länge verstreckt, wodurch ein Monofilament von 15 Denier erhalten wurde. Zweckes Herstellung einer Vergleichsprobe wurde einem Teil dieses Filamentes ein Drall entsprechend einer Drehungszahl von 20 T/m erteilt; zwecks Herstellung einer Probe nach dem Verfahren der Erfindung wurde einem anderen Teil des Fadens eine Drehung von 170 T/m erteilt. Nachdem durch Behandlung in einer Wärmekammer bei 70 C während 10 Minuten der Drall fixiert war, wurden die beiden Verbundfilamente auf Strickmaschinen zuBeinteilen nahtloser Damenstrümpfe verarbeitet. DasOberflächen aussehen der Maschen unterschied sich nach dem Stricken in keiner Weise von dem der üblichen Nylonstrümpfe.
Die gestrickten Proben wurden im entspannten Zustand zwecks Entwicklung ihrer Kräuselungen bei 110± C 5 Minuten lang mit gesättigtem Dampf behandelt. Nach dem Trocknen wurden die Proben auf übliche Aluminiumunterlagen gebracht, bei 120± C 45 Sekunden lang mittels gesättigtem Dampf fixiert und anschliessend getrocknet und gekühlt. Auf diese Weise erhielt man nahtlose Strumpfware hoher Reckbarkeit.
Die in Fig. 5 wiedergegebene photographische Aufnahme der erfindungsgemäss hergestellten Probe aus dem Verbundfilament der Drehungszahl 170 T/m zeigt ein regelmässiges Maschenbild. Dagegen zeigt die photographische Aufnahme gemäss Fig. 6 der Vergleichsprobe aus dem Verbundfilament der Drehungszahl 20 T/m, entsprechend einem Drallwinkel von etwa 7 bis 14 pro Masche, ein unregelmässiges Maschenbild. Die Länge des Filamentes in einer Masche betrug bei beiden Proben 1-2 mm. Bei der aus dem Filament der Drehung 170 pro Meter gestrickten Probe betrug der Drallwinkel pro Einzelmasche 60-1 20±; es zeigt sich, dass hierbei ein zufriedenstellendes Ergebnis erreicht ist.
Beispiel 2
Eine durch Copolymerisieren von 4 Gewichtsteilen Nylon 66-Salz und 6 Gewichtsteilen Nylon 610-Salz gewonnenes Copolymerisat mit einer bei 30 C in Metakresol gemessenen Eigenviskosität von 0,04 und ein Nylon 66 mit einer unter den gleichen Bedingungen bestimmten Eigenviskosität von 0,31 wurden gleichzeitig in einem Verhältnis von 1:1 Volumteilen durch eine Spinndüse zu einem Verbundfilament ausgesponnen; nach dem Verstrecken auf das 44fach der ursprünglichen Länge bei einer Temperatur von 1050 C erhielt man ein Monofilament von 15,3 Denier.
Diesem Monofilament wurde auf einer Falschzwirnmaschine vom Typ CS-3 der Firma Ernest Scrage & BR< Sons Ltd., England, ein Falschdrall von 1500 T/m bei einer Heiztemperatur von 140 C in einer ersten Fixier zone erteilt, für welche die Abzugswalze eine um 3 9±' grössere Umfangsgeschwindigkeit als die Lieferwalze hatte; anschliessend wurde das Filament bei einer Berührungsdauer von 0,3 Sekunden über eine auf eine Temperatur von 120 C erhitzte Aluminiumplatte, wobei die Umfangsgeschwindigkeit der Abzugswalze die ser Fixierzone um 1 1X grösser war als die der vor- angehenden Walze, zwecks Beseitigung der noch vorhandenen Drallspannung geführt und nach dieser Fixierung auf eine Spule aufgewickelt.
Das so erhaltene Filament wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 zu einer Strumpfware verstrickt. Die Maschenlänge der Ware betrug 1 mm, der mittlere Drallwinkel pro Masche lag bei 29-300.
Diese Strumpfware zeigte ein hervorragend gutes Maschenbild und vorzügliche elastische Dehnung; sie war faltenfrei und erwies sich als überlegen gegenüber solcher Strumpfware, die aus Verbundfilamenten ohne Falschzwirnung hergestellt war.
Beispiel3
Durch Polymerisieren eines Gemisches von 90 Gewichtsteilen e-Caprolactam und 10 Gewichtsteilen Hexamethylendiamin-terephthalat bei 270 C während 6 Stunden in einer Stickstoffatmosphäre wurde ein Copolyamid mit einer Eigenviskosität 1,29 hergestellt.
Dieses Copolyamid wurde zusammen mit Nylon 6, das eine Eigenviskosität von 1,0 besass, gleichzeitig durch eine Spinndüse in einem Verhältnis von 1:1 Volumteilen zu einem Verbundfilament in Seite-an-Seite-Anordnung schmelzversponnen. Das Filament wurde auf das 3,9fache der ursprünglichen Länge bei Zimmertemperatur gestreckt, wodurch man ein Filament von 15 Denier erhielt. Einem Teil dieses Filamentes wurden zwecks Herstellung von Vergleichsproben Dralle von 20 und 40 T/m, einem anderen Teil zwecks Herstellung einer Probe nach dem Verfahren der Erfindung Dralle von 60, 80, 100, 120, 150 und 220 T/m erteilt; die aufgedrehten Filamente wurden auf Aluminiumspulen aufgewunden.
Nach dem Erhitzen auf eine Temperatur von 700 C während 15 Minuten zwecks Fixierung ihres Dralls wurden mit diesen Filamenten jeweils die Beinteile von Strümpfen auf einer 400-Nadel-Strumpfstrickmaschine der Firma Scott und Williams, Inc., Laconia, gestrickt. Das Oberflächenaussehen der Strickwaren war gleichförmig und zeigte keine Unterschiede gegenüber normalen nahtlosen Strümpfen. Die so hergestellten Proben wurden zwecks Entwicklung der Kräuselung während 15 Minuten bei leiner Temperatur von 1070 C in gesättigtem Dampf ohne Zugspannung behandelt. Nach dem Trocknen wurden die Proben auf normale Aluminiumunterlagen gebracht und mittels gesättigtem Dampf während 45 Sekunden bei 1110 C fixiert. Nach dem Trocknen und Kühlen wurden die Proben von den Unterlagen entfernt.
Die Maschenlänge betrug hierbei 1 mm; die mittleren Drallwinkel waren demgemäss bei den Vergleichsversuchen 7,2 und 14,40; bei den Versuchen zum Verfahren der Erfindung betrug er da gegen 21,6'; 28,80; 360; 43,20; 540 und 79,10 pro Masche.
Photographische Aufnahmen in vergrössertem Massstab von diesen Proben zeigten, dass die Proben mit einem mittleren Drallwinkel von 21,6 und mehr pro Masche eine bessere Giattheit der Oberfläche besassen und dass ein mittlerer Drallwinkel von 360 eine praktisch wellenfreie Oberfläche ergab. Bei Drallwinkeln von 53,20 und darüber zeigte keine der Proben einen weiteren erkennbaren verbesserten Effekt. Diese Befunde stehen völlig im Einklang mit der Theorie über die Verteilung der Phasengrenzrichtungen, wie sie im vorangehenden Teil der Beschreibung erläutert worden ist.
Beispiel 4
Einem Bündel von 5 Monofilamenten von je 15 Denier, die in gleicher Weise hergestellt waren wie in Beispiel 3, wurde ein Linksdrall von 1500 T/m erteilt; danach wurde das Bündel auf eine Aluminiumspule aufgewunden. Die Spule wurde zum Fixieren in Dralls 20 Minuten lang bei 700 C mit gesättigtem Dampf behandelt. Nach dem Trocknen wurde das Bündel einem Rechtsdrall von 1500 T/m unterworfen.
Durch Fixieren des Rechtsdralls in gleicher Weise erhielt man in jedem Monofilament örtlich begrenzte Dralle. Das Bündel wurde dann in fünf Monofilamente aufgetrennt. Diese wurden zu Beinteilen von nahtlosen Strümpfen verstrickt, wie in Beispiel 3 beschrieben.
Die Maschenlänge betrug bei diesen Strümpfen 1-2 mm, der Drallwinkel etwa 6800 pro cm; der mittlere Drallwinkel war also etwa 68-1360 pro Masche. Die dabei erhaltenen reckbaren Strümpfe zeigten eine bemerkenswert glatte Oberfläche.