Verfahren zur Herstellung von zusammengesetztem, bauschigem Einfachgarn aus synthetischen Endlosfilamenten
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von zusammengesetztem, bauschigem Einfachgarn aus synthetischen Endlosfilamenten und auf ein nach diesem Verfahren hergestelltes Garn.
Gewebe und Gewirke aus konventionellen Endlos filamentgarn en weisen einen charakteristischen glatten, feuchtkalten Griff auf. Derartige Produkte zeigen jedoch überlegene Verarbeitungs- und Gebrauchseigenschaften. Gewebe und Gewirke aus natürlichen Fasern und synthetischen Stapelfasern zeigen dagegen einen wünschenswerten weichen Griff und hohe Deckkraft.
Gewebe und Gewirke aus Garnen mit einem Gehalt an texturierten Endlosfilamenten zeigen wohl einen wünschenswerten weichen Griff, besitzen jedoch im allgemeinen ein derartig hohes Ausmass an Dehnbarkeit, dass sie nicht zu dimensionsstabilen Produkten verarbeitet werden können.
Hinzu kommt, dass, da die meisten texturierten Garne aus Endlosfilamenten ihre Bauschigkeit durch Kräuselung, Wellen, Knickungen oder andere Verformung der Filamente erhalten, welche durch Spannung des Garnes aufgehoben werden können, die Bauschigkeit derartiger Garne in entgegengesetzter Proportion von der Garnspannung abhängig ist. Produkte von loser Machart, wie die meisten Gewirke, können üblicherweise mit geringer Spannung auf dem Garn hergestellt werden, wodurch die Kräuselung oder Wellung des Garns erhalten bleibt. Dichte Produkte jedoch, wie die meisten Gewebe, verlangen, dass das Garn während deren Herstellung stärker gespannt ist.
Diese höhere Spannung streckt die Kräuselung oder Wellen und die dichte Konstruktion der Gewebe verhütet deren Rückbildung im wünschenswerten Ausmass, wodurch Gewebe enststehen, deren Bauschigkeit nur um ein geringes grösser ist als diejenige von Geweben aus untexturierten End losfilamentgarnen.
Typische Beispiele für den hier mehrfach besprochenen Stand der Technik sind die französirche Patentschrift Nr. 1 293 742 und britische Patentschrift Numner 1 000 366. Die in diesen beiden Patentschriften beschriebenen Garne weisen beide eine mehr oder weniger starke Zwirndrehung auf und in beiden Garnen ist das Kerngarn mit dem texturierten Umhüllungsgarn lediglich durch diese Drehung lose verbunden. Durch die Drehung wird jedoch die Bauschigkeit beeinträchtigt und durch Spannung des Garns noch weiterhin vermindert. Beim Verfahren der genannten britischen Patentschrift wird zudem das texturierte Umhüllungsgarn bei dessen Vereinigung mit dem Kerngarn gestreckt, wodurch die Kräuselung der Umhüllung bei einer nachfolgenden Hitzeentspannungsbehandlung ebenfalls in vermindertem Ausmasse auftritt.
Stapelfasergarne anderseits erhalten ihre Bauschig- keit nicht vom Kräuseln oder Wellen, sondern durch die unzusammenhängende Art der kurzen Fasern und von den Enden dieser kurzen Fasern, welche aus dem Faserverband des Garns herausstehen. Es ist seit langem ein Hauptbestreben der Hersteller synthetischer Fasern, ein ausschliesslich aus Endlosfilamenten bestehendes Garn zu schaffen, welches die wünschenswerte Bauschbeständigkeit von Stapelfasergarnen aufweist, wenn es in dichtgeschlagenen Geweben verwendet wird, damit das unerwünschte Ausfasern und Pilling von Garnen aus kurzen Stapelfasern ausgeschaltet wird und ausserdem die zahlreichen Behandlungsschritte zur Herstellung von Stapelfasern wegfallen.
In der USA-Patentschrift Nr. 2 254 881 wird ein Verfahren zur Herstellung von Kerngarn beschrieben, dessen aus ungskräuselten Filamenten oder Stapelfasern gebildeter Kern entweder kürzer ist als das ver wendete Umhüllungsgarn oder aus schrumpfbaren Fasern besteht, und dessen Umhüllung aus einem Bauschgarn aus gekräuselten künstlichen Filamenten gebildet wird. Verfahrensgemäss werden diese beiden Komponenten miteinander verzwirnt.
Um unkontrollierbares Gleiten des zur Erzielung bestmögiicher Bauschigkeit in schraubenförmigen losen Windungen mit dem Kern verzwirnten Umhüllungsgarns auf dem Kern während der Verarbeitung zu verhindern, wird dabei zwischen Kern und Umhüllung eine temporäre Klebeverbindung mittels eines entfernbaren Klebstoffs hergestellt, der nach der Verarbeitung solcher Garne zu Geweben oder Gewirken ausgewaschen werden kann. Solcherart hergestellte Garne zeigen den Nachteil, dass die Bauchig keit und Deckkraft unter Spannung vermindert werden, da die losen Zwirndrehungen gedehnt werden.
Es ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung, ein kontinuierliches und höchst kompaktes Verfahren zur Herstellung von Garn aus synthetischen Endlosfilamenten mit dem wünschenswerten weichen Griff und hohen Deckvermögen texturierter Garne zu schaffen, welches die geringe Dehnung und die längenmässige Dimensionsstabilität konventioneller Garne aufweist, das die Herstellung neuartiger Gewebe und Gewirke ermöglicht.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass ein untexturiertes Kerngarn aus mindestens einem synthetischen Endlosfilament in einer Kontaktzone mit einem Umhüllungsgarn zusammengeführt wird, und dass die vereinigten Garne miteinander falschgezwirnt und dabei im hochgedrehten Zustand dauerhaft klebend miteinander verbunden werden, bevor der falsche Zwirn zurückgedreht wird.
Das nach dem beschriebenen Verfahren hergestellte Garn ist praktisch drehungsfrei und wird aus einem inneren zusammenhängenden, lasttragenden Kern aus mindestens einem synthetischen Endlosfilament und einer daran dauerhaft klebend gebundenen Umhüllung aus einer Anzahl von texturierten synthetischen Endlosfilamenten gebildet.
Dieses Garn als Ganzes betrachtet ist also ein Einfachgarn und unterscheidet sich dadurch von einem Mehrfachzwirn aus Endlosfilamenten. In der vorliegenden Beschreibung wird die Bezeichnung Einfachgarn für ein zusammengesetztes Garn verwendet, welches aus einer Mehrzahl von Endlosfilamenten, die zu einem kompakten Strang vereinigt sind, besteht. Diese Bezeichnung unterscheidet das beschriebene Garn von Mehrfachgarnen, welche durch Zwirnen von zwei oder mehr Einfachgarnen erhalten werden.
Die texturierten synthetischen Endlosfilamente der Umhüllung sind an wahllos verteilten Bindestellen mit dem Kern dauerhaft klebend verbunden, was die Bewegung der Umhüllung in bezug auf den Kern verhindert. Hieraus geht hervor, dass das beschriebene Garn, trotzdem es ein Einfachgarn ist, als zusammengesetztes Garn bezeichnet werden muss, welches praktisch keine Drehung aufweist und trotzdem ebenso gut zu Geweben und Gewirken verarbeitet werden kann als ein Garn mit 1,97 Drehungen/cm oder mehr. Das beschriebene Garn hat vorzugsweise weniger als 0,394 Drehungen/cm, kann jedoch bis zu 1,97 Drehungen/cm aufweisen.
Bisher war es in der synthetische Fasern verarbeitenden Textilindustrie bekannt und üblich, Hoch bauschgarne aus synthetischen Endlosfilamenten herzustellen, indem ein Multifilamentgarn aus geraden Endlosfilamenten durch eine Deformierungsbehandlung texturiert wurde, beispielsweise durch Stauchkammer- oder Zahnradkräuselung. Derartige Garne erweisen sich jedoch für viele Verwendungszwecke als unbefriedigend, da, schon beim Auftreten geringer Spannungen, die Deformierung der einzelnen Filamente aufgehoben wird, wodurch die hohe Bauschigkeit und Deckkraft des Garns wegfällt. Es ist ein Merkmal der vorliegenden Erfindung, dass das neuartige Hochbausch-Einfachgarn, welches vollständig aus Endlosfilamenten hergestellt ist, dimensionsstabil ist.
Wenn das beschriebene Garn einer Spannung unterhalb der Bruchlast des Kerns ausge- setzt wird, behält dieses Garn praktisch seine vollständige Bauschigkeit, während andere texturierte Garne diese Bauschigkeit praktisch vollsta udig verlieren, wenn sie nur geringen Spannungen ausgesetzt sind.
Das texturierte Garn besteht aus einer Anzahl texturierter synthetischer Endlosfilamente aus gleichem oder verschiedenem Material wie der Kern. Die Spannung des Kerns in der Kontaktzone ist beispielsweise um 0,1-5,0 g/den grösser als diejenige der texturierten Umhüllung. In jedem Fall ist die Spannung keiner der beiden Komponenten genügend, um ein Reissen der einzelnen Filamente zu ermöglichen. Die dauerhaft klebende Bindung der Filamente der Umhüllung an diejenigen des Kerns kann durch Verwendung eines Lösungsmittels für die Filamente thermochemischer Art sein oder sie kann durch die Anwendung von Klebemitteln, wie Polyacrylharzen usw., erhalten werden.
Das beschriebene Verfahren wird im nachstehenden anhand bevorzugler Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielsweise näher erläutert.
Fig. 1 zeigt in perspektivischer Ansicht eine Vorrichtung zur Ausführung des beschriebenen Verfahrens.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung des nach dem beschriebenen Verfahren hergestellten Garns.
Fig. 3 zeigt einen Querschnitt des Garns von Fig. 2 in Längsrichtung.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird ein Garn 1 aus wenigstens einem synthetischen Endlosfilament von der Lieferquelle 2 abgezogen und dem Verstreckungsstift 4 über den Garnführer 3 zugeführt. Das von der Lieferquelle 2 gelieferte Garn kann aus irgendwelchem der bekannten faserbildenden synthetischen Materialien bestehen, welches sich für die Herstellung von für textile Verwendungszwecke geeigneten Filamenten nach den bekannten Verarbeitungsmethoden für synthetische faserbildende thermoplastische Polymere eignet Beispiele für derartige Polymere sind:
Polyäthylen, Polypropylen, Polyurethane, Copolymere von Vinylacetat und Vinylchlorid, Copolymere von Vinylidenchlorid und einem kleineren Anteil von damit copolymerisierten monoolefinischen Verbindungen, wie beispielsweise Vinylchlorid, Homopolymere von Acrylnitril und Copolymere davon mit einem kleineren Anteil von wenigstens einer damit copolymerisierten monoolefinischen Verbindung sowie Polymermischungen mit einem Hauptanteil an Acrylnitril, Copolymere von Vinylchlorid und Acrylnitril, lineare Polyester von aromatischen Dicarboxylund dihydrischen Verbindungen w.e Polyäthylenterephthalat und Copolymere aus Terephthalsäure und Bis 1 ,4-(hydroxymet-hyl)-cyclohexan, Modifikationen derartiger Polyester, lineare Polycarbonamide wie beispielsweise Polyhexamethylenadipamid, Polyhexamethylensebacamid,
polymere Monoamino-monocarboxylsäuren wie beispielsweise polymere 6-Aminocapronsäure, und andere faserbildende Polymere. Die erfindungsgemässen Garne bestehen vorzugsweise, jedoch nicht ausschliesslich, aus Polynmiden mit wiederholten intralinearen Carbonamidgruppen als integralen Bestandteil der Hauptkette im Molekül, welche allgemein als Nylongarne bezeichnet werden.
Das von der Lieferquelle 2 zugeführte Garn kann aus Einzelfilamenten mit rundem oder nichtrundem Querschnitt bestehen. Besonders beachtlich in bezug auf solche von nichtrundem Querschnitt sind trilobale Filamente. Diese Art von Filamenten trägt drei Flügel in vorzugsweise gleichem Abstand um das Zentrum angeordnet. Die äusseren Spitzen der Flügel sind praktisch einheitlich in gleicher Richtung abgebogen. Derartige Filamente sind besonders gekennzeichnet durch dreifache axiale, jedoch keine planare Symmetrie. Ausserdem können natürlich auch andere Garne mit Filamenten von nichtrundem Querschnitt verwendet werden.
Das von der Lieferquelle 2 gelieferte Garn bildet den inneren Kern des Garns. Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform des Verfahrens, in welcher ein Einfachgarn aus einer Anzahl von Endlosfilamenten zur Bildung des lasttragenden Kerns geliefert wird. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass das Garn nicht auf ein Garn eingeschränkt ist, in welchem der Kern durch ein einzelnes Garn gebildet wird. Es können zur Bildung des Kerns ebenso gut zwei oder mehrere Garne verwendet werden.
Im Hinblick darauf, dass der Kern zur Erhaltung der längenmässigen Dimensionsstabilität des resultierenden Garns dient und sowohl den Griff als auch die Flexibilität davon und von den aus diesem Garn hergestellten Produkten beeinflusst, ist es nötig, dass die den Kern bildenden Materialien, die Anzahl der im Kern enthaltenen Garne und der Gesamttiter des Kerns unter Berücksichtigung der gewünschten Eigenschaften des Endproduktes ausgewählt werden, d. h. unter Berücksichtigung der Stabilität des Garns als solches. Die Anzahl und der Titer der Einzelfilamente im Kern kann in weitem Bereich variieren und ist von den gewünschten Eigenschaften des herzustellenden Garns abhängig.
Vorzugsweise nimmt der Kern ungefähr 33 % des Gesamttiters des Garns ein, da hieraus ein guter Ausgleich zwischen Dimensionsstabilität und Bauschigkeit resultiert. Diese Mengenverteilung variiert jedoch in Abhängigkeit von den gewünschten Eigenschaften des Endproduktes im Bereich von 10-50 %.
In diesem Zusammenhang gilt allgemein, dass mit zunehmendem Gehalt an Kern die Bauschigkeit des endgültig erhaltenen zusammengesetzten Garns abnimmt.
Das Kerngarn wird durch den Garnführer 3 und um den Spannstift 4 herum der Kerngarn-Transportrolle 5 und der dazugehörenden Separatorrolle 6 zugeführt. In der Ausführungsform von Fig. 1 wird das Kerngarn normalerweise verstreckt, um ihm im Verlaufe des Verfahrens die erwünschte molekulare Orientierung zu übermitteln. Es ist daher notwendig, zur Verhinderung von Schlupf während dieses Verstreckens eine genügende Anzahl von Umwicklungen um die Transportrolle 5 und die dazugehörende Separatorrolle 6 herum zu legen. Fig. 1 zeigt ein einstufiges Verstrecken des Kerngarns beim Verstreckungsstift 7. Es wird darauf hingewiesen, dass das Verstrecken in mehreren Stufen auf bekannte Art erfolgen kann oder dass alternativ die bei diesem Verfahren verwendeten Garne auch vorher verstreckt werden können.
Nach Passieren der Zuführrolle 5 wird das Kerngarn in einer Kontaktzone mit einem texturierten Garn zusammengeführt. In der gezeigten Ausführungsform liegt diese Kontaktzone auf dem Weg des Garns gerade unterhalb dem Umlenkstift 8, dem Garnführer 8a und dem Trennstift 10. Das texturierte und das Kerngarn werden miteinander falschgezwirnt. Dabei wird das texturierte Garn an wahllos verteilten Bindestellen an den Kern gebunden. Zu diesem Zweck ist es nötig, Mittel zur Erzielung dieser Bindung zu verschaffen.
In Fig. 1 besteht das gezeigte Mittel in einem Lösungsmittelapplikator 9, in welchem das Garn über einen mit einem Lösungsmittel für das Garnmaterial gesättigten Docht läuft. Von der Transportrolle 5 läuft das Garn zum Verstreckungsstift 7, zum Umlenkstift 8 und zum Garnführer 8a und dann zum Lösungsmittelapplikator 9. Es ist nicht notwendig, dass durch den Applikator ein Lösungsmittel auf das Garn aufgetragen wird. Es kann auch ein Klebemittel verwendet werden, welches zwischen dem Kern und dem texturierten Umhüllungsgarn eine Klebeverbindung herstellt.
Es ist zu beachten, dass bei Wahl eines Klebemittels als Bindemittel sowohl das Aussehen des schlussendlichen Garnproduktes als auch dessen Färbeeigenschaften berücksichtigt werden müssen, d. h. für die meisten Verwendungszwecke sollte das Bindemittel dem fertigen Garn kein unansehnliches Aussehen übermitteln oder dessen egale Färbeeigenschaften nachteilig beeinflussen. Auch sollte dieses Mittel das Endprodukt nicht zu steif machen. Diese Überlegungen kommen selbstverständlich zusätzlich zu den Grundüberlegungen zur Erzielung einer starken Bindung zwischen Kern und Umhüllung unter Verwendung eines Bindemittels, welches im endgültigen Garn bei dessen Aufwickeln keine unerwünschte Klebrigkeit zurücklässt, hinzu.
Die Bindung der praktisch geraden Einzelfilamente des Kerngarns an die gekräuselten Filamente des Umhüllungsgarns wird vorzugsweise auf thermochemische Art erzeugt. Die beim thermochemischen Binden verwendeten chemischen Lösungsmittel wirken durch Erweichung des Garns, indem sie dieses bei den erhöhten, zum Einsatz gelangenden Temperaturen klebrig machen.
Die Lösungsmittel können aus einer bei Raumtemperatur normalerweise festen Aktivsubstanz bestehen, welche in einem inerten flüchtigen Lösemittel leicht zu einer einphasigen Flüssigkeit gelöst werden können. Wenn das das Lösungsmittel tragende Garn erhitzt wird, verflüchtigt sich das Lösemittel und die Wirkung des Wirkstoffes wird ausgelöst. Die spezifischen Lösungsmittel werden unter Berücksichtigung der Art des behandelten Garns ausgewählt.
Zur Behandlung von Nylongarnen wurden Lösungen von Multihydroxybenzolen als wirksame flüchtige Lösungsmittel befunden. Dihydroxybenzolverbindungen, welche als Wirkstoff in den Lösungsmitteln verwendet werden können, sind beispielsweise Resorcin, Hydrochinon und Brenzcatechin. Ein Trihydroxybenzol ist beispielsweise Pyrogallol. Die Multihydroxybenzole sind nicht auf die vorgenannten spezifischen Verbindungen begrenzt, da Derivate davon auch Bindung und Stabilisierung im Garn ergeben. Das bevorzugte Vorgehen besteht im Lösen der Verbindungen in einem geeigneten inerten Lösemittel. Di- und Trihydroxybenzole sind leicht löslich in Wasser, gewöhnlichen Alkoholen (Methanol, Äthanol usw.) und gewöhnlichen Äthern (Dimethyläther, Diäthyläther usw.).
Es wurde gefunden, dass eine bevorzugte Methode darin besteht, eine bestimmte Menge der Benzolverbindung in Wasser oder Methanol zu lösen. Eine wässrige oder methanolische Lösung mit einem Gehalt von 5-80 Gew.% Di- oder Trihydroxybenzol ergibt gute Resultate. Die bevorzugte Konzentration liegt im Bereich von 3040 Gew.%. Die Konzentration an Wirkstoff im flüchtigen Lösemittel hängt von vielen Faktoren ab, wie Menge der auf das Garn aufgetragenen Flüssigkeit, Polymergefüge des Garns, usw.
Ein anderes wirksames flüchtiges Lösungsmittel zur Verwendung bei der Behandlung von Nylongarnen ist geschmolzenes Chioralhydrat oder eine Lösung davon.
Chioralhydrat ist auch leicht löslich in Wasser, gewöhnlichen Alkoholen und gewöhnlichen Äthern wie oben stehend angeführt. Eine bevorzugte Methode besteht im Lösen eines bestimmten Anteils von Chioralhydrat in Wasser oder Methanol. Eine wässrige oder methanolische Lösung mit einem Gehalt von 25-90 Gew.% Chloralhydrat ergibt gute Resultate. Die bevorzugte Konzentration von Chloralhydrat in Lösung liegt im Bereich von 40-85 Gew.%.
Für die Behandlung von Aerylfasergarnen (aus Acrylnitrilpolymeren) sind Lösungen von aliphatischen cyclischen Carbonaten wirksame flüchtige Lösungsmittel. Diese Carbonate können aus der Gruppe von cyclischen Carbonaten von 1,2-, 2,3-, 1,3- dihydrischen aliphatischen Alkoholen ausgewählt werden. Derartige aliphatische cyclische Carbonate sind beispielsweise ;Zthylencarbonat, Propylencarbonat, Trimethylencarbonat, 1 ,2-Butylencarbonat, 1,3-Butylencarbonat, 2,3-Butylencarbonat, Isobutylencarbonat und Mischungen davon. Aus der vorgenannten Gruppe ist Ätbylencarbonat speziell geeignet. Eine wässrige Lösung mit einem Gehalt von 5-80 Gew.% aliphatischem cyclischem Carbonat ergibt gute Resultate.
Die bevorzugte Konzentration liegt im Bereich von 40-60 Gew.%.
Es können auch andere Bindemethoden eingesetzt werden. Beispielsweise sei das Verfahren gas aktivierter Bindung von Polyamiden erwähnt. Dieses Verfahren besteht im Binden von zwei oder mehr Polyamidgebilden, welche sich unter Spannung an ihren Kreu- zungspunkten kreuzen, durch deren Aussetzung an einen Aktivator wie gasförmiges Wasserstoffhalogenid oder Bortrifluorid und anschliessender Entfernung des aktivierenden Gases.
In der Ausführungsform von Fig. 1 wird das Lösungsmittel durch den Applikator vor dem Kontakt mit dem texturierten Garn aufgetragen. Das Kerngarn mit dem aufgetragenen Lösungsmittel läuft dann zum Trennstift 10 und wird auf die nachstehend beschriebene Art unterhalb des Trennstiftes mit dem texturierten Garn zusammengeführt. Gewünschtenfalls kann das Lösungsmittel unterhalb der Kontaktzone auf die Garne gebracht werden, während dem diese zusammen falschgezwirnt werden.
Aus der Lieferquelle 11 wird das aus einer Anzahl Endlosfilamenten bestehende Garn 12, welches als texturierte Umhüllung dienen soll, abgezogen. Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform, in welcher hierzu zwei Garne verwendet werden. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass auch nur ein einzelnes oder mehrere Garne verwendet werden können. Die Wahl der Anzahl der als texturiertes Garn zu verwendenden Garne wie auch deren Titer wird durch die gewünschten Eigenschaften des endgültigen Garns bestimmt. Es ist zu beachten, dass die texturierten Garne aus gleichem oder verschiedenem Material wie das Kernmaterial bestehen können und dass sie den gleichen oder einen anderen Titer der Einzelfilamenten aufweisen können, wie diejenigen des Kerns. Es liegt auch durchaus im Bereich des beschriebenen Verfahrens, innerhalb von Kern und Umhüllung eine Mischung verschiedener Materialien zu verwenden.
Wenn zum Beispiel für die texturierte Umhüllung zwei Garne eingesetzt werden, müssen diese nicht aus dem gleichen Material bestehen oder den gleichen Titer aufweisen und auch der Titer der Einzelfilamente braucht nicht gleich zu sein. Die Eigenschaf ten des endgültigen Produktes können durch Veränderung dieser Variablen reguliert werden. Ein die Auswahl des Materials, den Gesamttiter und den Titer pro Einzelfilament beherrschender Faktor sind die im schlussendlich aus dem erfindungsgemässen Garn herde stellten Gewebe oder Gewirke erwünschten Färbeeigenschaften. Der von diesen Produkten verlangte Griff ist auch ein solcher Faktor.
Es wird bevorzugt, dass der Anteil des verwendeten texturierten Garns im Bereich von 50-75 so des Gesamttiters des schlussendlich erhaltenen Garns liege.
Ebenfalls wird bevorzugt, dass zur Erzielung optimaler Verarbeitbarkeit, der Titer der Einzelfilamente des Kern- und des texturierten Umhüllungsgarns ungefähr gleich sei. Hieraus resultiert ein besser ausgewogenes Fertiggarn und eine bessere Verarbeitbarkeit während der Herstellung des Garns. Wie bereits angeführt, beherrscht der gewünschte Griff des endgültigen Produktes die Auswahl des Titers der Einzelfilamente des texturierten Umhüllungsgarns in grossem Ausmass. Allgemein wird der Griff des endgültigen Produktes mit zunehmendem Prozentgehalt an texturiertem Garn weicher. Auch wird der Griff des endgültigen Produktes weicher, je feiner der Titer der Einzelfilamente des texturierten Garns ist.
Durch Variierung des Titers der Einzelfilamente des texturierten Garns ist es möglich, das Aussehen des erfindungsgemässen Garns und auch die Art der daraus hergestellten Gewebe und Gewirke einzustellen. Hierdurch ist die Herstellung von Geweben und Gewirken, welche von baumwollähnlich bis zu wollähnlich variieren, möglich.
Die Garne 12 werden dem Spannstift 14 über den Garnführer 13 zugeführt. Nach einer oder mehreren Umwicklungen des Verstreckungsstiftes 14 werden die Garne der Transportrolle 15 und dazugehörenden Separatorrolle 16 zugeführt und, zwecks Verhinderung von Schlupf, in mehreren Umwicklungen darum herum gelegt.
Die Garne 12 werden dann einer Texturierungszone zugeführt. Zur Texturierung kann irgendwelche der zur Behandlung von thermoplastischen synthetischen Fasermaterialien bekannten Methoden eingesetzt werden. Beispiele dafür sind Stauchkammer-, Kanten- sowohl als auch Falschzwirn-Eräuselung.
Eine besonders geeignete Texturierungsbehandlung besteht im Zahnradkräuse]n, wie in Fig. 1 dargestellt.
Bei dieser Behandlung werden die Garne 12 einem beheizten Verstreckunggstft 17 zugeführt und in einer zur Erhitzung des Garns genügenden Anzahl Umwicklungen um diesen herum gelegt. Anschliessend werden die Garne zwischen den gekühlten Zahnrädern 18 hindurchgeführt, welche mit grösserer Umfangsgeschwindigkeit rotieren als die Transportrolle 15. Die Garne werden somit zwischen dem Verstreckungsstift 17 und den Zahnrädern verstreckt. Bei ihrem Durchlauf zwischen den Zahnrädern werden die Filamente verformt und die Verformung wird zur Erzielung der gewünschten Texturierung fixiert. Die Zahnräder 18 können speziell gekühlt werden, jedoch ist solche Kühlung zur Erzielung einer gewünschten Texturierung bei niedrigen Durchlaufgeschwindigkeiten nicht notwendig.
Zusätzlich können mehrere Durchläufe zwischen den Zahnrädern 18 gemacht werden, um das Ausmass der erziel ten Texturierung zu erhöhen. Derartige Texturierungsbehandlungen sind in der Fachwelt wohlbekannt.
Während durch ein zusammenhängendes Verfahren, in welchem die Texturierung der Garne 12 als integrale Stufe des Verfahrens durchgeführt wird, wesentliche ökonomische Vorteile erzielt werden, ist es offensichtlich, dass es auch möglich ist, die Texturierungsbehandlung als separate Behandlung durchzuführen und der Kontaktzone mit dem Kerngarn von der Lieferquelle einfach solches Garn zuzuführen, welches vorher texturiert worden war. Dies ermöglicht die Auslassung der Texturierungsbehandlung als Teil des Verfahrens und der Vorrichtung.
Das texturierte Garn wird von der Texturierungszone einem Punkt unterhalb des Trennstiftes 10 zugeführt, wo es mit dem Kerngarn 1 zusammengeführr wird. Das Kerngarn wurde durch den Bindemittelapplikator 9 in einer Weise vorbehandelt, um es für die Verbindung mit dem texturierten Garn empfänglich zu machen. Wie bereits erwähnt, kann die Verbindungsbehandlung auch nach erfolgtem Zusammenbringen des Kerns und der texturierten Garne erfolgen, wenn dies gewünscht wird.
Das texturierte Garn wird der Kontaktzone mit dem Kerngarn unter einer geringeren Spannung zugeführt als das Kerngarn. In der Ausführungsform, in welcher das Kerngarn während der Durchführung des Verfahrens verstreckt wird, ist die Spannung des Kerngarns natürlich gleich derjenigen, welche zum Verstrecken des besonderen Materials des Kerns benötigt wird.
Das texturierte Garn wird der Kontaktzone mit Voreilung zugeführt. Unter Voreilung wird verstanden, dass die Länge des texturierten Garns, (bezogen auf ausgestreckte Form), welche in der Kontaktzone während einer bestimmten Zeitdauer mit dem Kerngarn in Kontakt gebracht wird, grösser ist als die Länge des der Kontaktzone in der gleichen Zeitdauer zugeführten Kerngarns. Das Ausmass der Voreilung wird durch Anpassung der Zuführmittel des texturierten Garns im Hinblick auf die Geschwindigkeit der Transportmittel unterhalb der Kontaktzone reguliert.
Das Ausmass der Voreilung des texturierten Garns wird passenderweise bestimmt durch das Verhältnis des Gesamttiters des endgültigen Einfachgarns zu den einzelnen Titern des Kern- und texturierten Garns, welche das endgültige Produkt ergeben. Diesbezüglich hat ein bestimmtes Garn einen spezifischen Gesamttiter Td. Ein Anteil dieses Gesamttiters wird durch den Titer des Kerns eingenommen. Da der Kern nicht texturiert ist und die Art des Ausgangsmaterials und das Verstreckungsverhältnis bekannt ist, ist der Anteil des vom Kern eingenommenen Teils des Gesamttiters ein bekannter Wert Cd.
Der Titer des im endgültigen Garn enthaltenen texturierten Umhüllungsgarnes kann dann aus der nachstehenden Formel errechnet werden: SdTd-Cd
Die Differenz zwischen dem Titer des texturierten Umhüllungsgarns 5d und dem Titer des verstreckten, jedoch noch nicht texturierten Umhüllungsgarns Ud errechnet sich dann aus Sd - Ud. Diese Differenz zwischen dem wirklichen Titer der Umhüllung im endgültigen Garn und dem Titer des verstreckten, jedoch noch nicht texturierten Umhüllungsgarns ergibt, wenn er durch den Titer des verstreckten, jedoch noch nicht texturierten Garns geteilt und dann mit 100 multipliziert wird, den prozentualen Wert der Voreilung.
Somit:
Prozentuale Voreilung = Sd-Ud X 100 U(1
Diese Voreilung variiert im Bereich von im allgemeinen ungefähr 8-10û XOf und ist abhängig von der Art des als Umhüllungsgarn verwendeten texturierten Garns. Das Ausmass der Voreilung des texturierten Garns übt auf die Eigenschaften des endgültigen Garns einen bedeutenden Einfluss aus und wird daher im Hinblick auf die erwünschten Eigenschaften variiert.
Beispielsweise wird das endgültige Garn umso luftiger, je mehr Voreilung eingesetzt wird. Bei Verwendung von zahnradgekräuseltem Garn liegt die Voreilung im Bereich von 8-40 %. Ein bevorzugter Bereich an Voreilung mit dieser Art von Texturierung liegt bei 25-30 S.
Wenn die Voreilung unterhalb etwa 8 % liegt, wird eine ungenügende Luftigkeit des endgültigen Garns erhalten. Bei einer Voreilung von mehr als 40 % des zahnradgekräuselten Garns treten Verarbeitungsschwierigkeiten auf und die Aufnahme dieser Voreilung zwecks Bildung eines befriedigend zusammenhängenden Endproduktes wird schwierig. Bei Verwendung von falsch- zwirngekräuseltem Garn als Umhüllung können Voreilungen bis zu 100 % eingesetzt werden, um annehmbare Endprodukte zu erhalten.
Die Kern- und texturierten Garne werden zusammen mittels der Falschzwirnvorrichtung 19 falschgezwirnt. Jegliche zur Erzielung von 1,92 bis ungefähr 29,5 Umdrehungen/cm im Garn geeignete Falschzwirnvorrichtung kann zum Einsatz gelangen. Beispiele hierfür sind auf dem Friktionsprinzip beruhende sowohl als auch Drallröhrchen-Falschzwirnvorrichtungen.
Die dem Garn übermittelte Falschzwirnung staut sich über den Heizbloek 20 hinaus bis zum Trennstift 10 zurück. Aus der Falschzwirnung resultiert inniger Kontakt zwischen dem texturierten Garn und dem gerade verlaufenden Kern. Während diesem innigen Kontakt erfolgt die Bindung zwischen Umhüllung und Kern.
In der gezeigten Ausführungsform wird ein Bindemittel verwendet, welches ein Lösungsmittel für das Kerngarn darstellt. Beim Vorrücken des Garns durch den Heizblock 20 verflüchtigt sich das Lösungsmittel und die Bindung zwischen dem texturierten und dem Kerngarn ist vollbracht. Wie vorstehend angeführt, variiert das Ausmass der Zwirnung im Bereich von ungefähr 1,92-29,5 Umdrehungen/cm. Das Ausmass der Falschzwirnung beeinflusst die Luftigkeit des erhaltenen endgültigen Garns. Höhere Zwirnung ergibt engere Bindung zwischen dem textnrierten Garn und dem untexturierten Kern und dadurch entsteht geringere Luftigkeit im endgültigen Garn. Die Zwirnung muss jedoch genügend sein, um ein einheitliches Endprodukt zu erhalten.
Das heisst, das Endprodukt muss so sein, dass der Kern und die texturierte Umhüllung ein Einfachgarn darstellen, welches sich bei der Verarbeitung zu Geweben und Gewirken nicht auftrennt.
Das Ausmass der Falschzwirnung reguliert das Ausmass der Voreilung des texturierten Garns. Wenn jedoch die Voreilung des texturierten Garns gegenüber dem Kern für den besonderen verwendeten Typ texturierten Garns iibermässig ist wird es notwendig, zur Aufnahme dieser Voreilung ein derart grosses Ausmass an Falschzwirnung einzusetzen, dass eine beträchtliche Gefahr der Bruchbildung des Kerns auftritt. In der Praxis ist es daher notwendig, in Abhängigkeit der besonderen verwendeten Garntypen und der erwünsch ten Art des Endproduktes die optimalen Bedingungen zu bestimmen.
In der Ausführungsform von Fig. 1 ist in bezug auf die Falschzwirnzone zu beachten, dass das Kerngarn zwecks Orientierung zwischen dem Streckstift 7 und der Verstreckungs- und Abführrolle 21 und ihrer dazugehörenden Separatorrolle 22 verstreckt wird. Das für das Kern garn eingesetzte Verstreckungsverhältnis variiert je nach dem verwendeten Material. Das Ausmass der Verstreckung beeinflusst die vom Kerngarn resultierende Stabilität des Endproduktes. Allgemein kann gesagt werden, dass das Verstreckungsverhältnis bei Nylonmaterial im Bereich von ungefähr 2-4 liegt.
Dieses Verstreckungsverhältnis muss bei denjenigen Fällen ebenfalls bestimmt werden, in welchen die Verstreckung als getrennte Behandlung vor der Vereini gering von Kern und Umhüllung erfolgt.
Es ist zum Beispiel möglich, im beschriebenen Verfahren, das aufgrund der Differenz der Zuführgeschwindigkeit des Garns zwischen Transportrolle 5 und Verstreckungs- und Abführrolle 21 erzielte Ausmass an Verstreckung des Kerngarns auf geringere als die oben angeführten Werte zu reduzieren. Ein Anteil der Verstreckung wird dann durch die Falschzwirnung übernommen. Das Falschzwirnen des Kerngarns ergibt eine Verkürzung des Garnstückes zwischen der Falschzwirnvorrichtung und dem Verstreckungsstift 7, wodurch ein Teil der Verstreckung des Kerngarns erfolgt. Dies hat einen Nachteil, indem es schwierig ist, das spezifische Ausmass der durch die Falschzwirnung erfolgten Verstreckung zu kontrollieren und es besteht Neigung, dass durch ungleichmässiges Verstrecken im Kerngarn unegale Färbeeigenschaften auftreten.
Auch besteht bei Anwendung eines derartigen Ausmasses an Falschzwirnung die Neigung, dass das Kern garn selbst texturiert wird, wodurch die längenmässige Stabilität des endgültigen Garnproduktes herabgesetzt wird.
Unterhalb der Falschzwirnvorrichtung 19 wird die Falschzwirnung aufgehoben, so dass das die Falschzwirnvorrichtung verlassende Garn ein Einfachgarn mit Null Drehung darstellt. Dieses Garn läuft dann zur Verstreckungs- und Abführrolle 21 mit der dazugehörenden Separatorrolle 22 und wird, zwecks Verhinderung von Schlupf, in mehreren Wicklungen um diese herumgelegt. Die Verstreckungs- und Abführrolle wird mit einer höheren Umfangsgeschwindigkeit als die Transportrolle 5 angetrieben, um das vorstehend erwähnte Verstrecken des Kerngarns im gewünschten Ausmass zu erzielen. In Ausführungsformen, bei welchen das Verstrecken des Kerngarns als separate Behandlung erfolgt, ist es offensichtlich, dass die Rolle 21 als Transportrolle dient und die geeignete Spannung und Garngeschwindigkeit während der Behandlung verschafft.
Von der Verstreckungs- und Abführrolle wird das endgültige Garnprodukt der Aufwickelvorrichtung 23 zugeführt. In Fig. 1 ist ein Konuswickler dargestellt, jedoch kann jegliche Aufwickelvorrichtung verwendet werden, vorzugsweise ein Kreuzspul- oder Konuswickler, ohne dem Garn eine Drehung zu übermitteln, da hierdurch das Aufwickeln schneller und ökonomischer gestaltet werden kann.
Das endgültige Garnprodukt ist luftig genug, um jegliches Problem eines Zerdrückens des Spulenkerns, sogar bei allfällig auftretender Schrumpfung des Garns, auszuschalten. In einer Ausführungsform des beschriebenen Verfahrens wird zwischen dem Punkt, bei welchem das Garn die Rolle 21 verlässt und der Aufwickelvorrichtung 23, eine Entspannungsbehandlung eingeschaltet. Es kann hierbei jede in der Fachwelt bekannte Art von Entspannungsbehandlung zum Einsatz gelangen.
Beispielsweise kann ein Mehrstufen-Erhitzungs- und -Entspannungsverfahren, wie dieses bei der Entspannung von Nylon-66-Garnen verwendet wird, eingesetzt werden.
Das endgültige, bei der Durchführung des beschriebenen Verfahrens erhaltene Garn, ist somit vollständig aus Endlosfilament zusammengesetzt. Es ist ein Einfachgarn mit geringer oder gar keiner Drehung, welches ein hohes Ausmass an Bauschigkeit aufweist und trotzdem die zur Herstellung dimensionsstabiler Gewebe und Gewirke nötige längenmässige Stabilität aufweist.
Da das mit dem texturierten Umhüllungsgarn verbundene Kerngarn nicht texturiert ist, ist es nicht möglich, die längenmässige Stabilität des beschriebenen Garns dadurch zu zerstören, indem durch die Anwendung einer relativ geringen Spannung ein grosser Teil der Bauschigkeit des Garns aufgehoben wird.
Fig. 2 zeigt einen Abschnitt des nach dem beschriebenen Verfahren hergestellten Garns. Das texturierte Garn 31 bildet eine Umhüllung um den Kern 32 herum und ist mit diesem verbunden.
Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch das Garn von Fig. 2 in Längsrichtung. Diese Zeichnung zeigt den inneren zusammenhängenden Kern 32, welcher durch das texturierte, an den Kern gebundene Umhüllungsgarn 31 eingehüllt ist.
Beispiel I
Separat verstrecktes Garn mit einem Gesamttiter von 70 den aus 34 Nylon-66-Einzelfilamenten wurde mittels Passage durch eine handelsübliche Stauchkammer-Kräuselvorrichtung ohne jegliche weitere Verstrekkung texturiert. Dieses Garn wurde über den Heizblock 20 der Vorrichtung gemäss Fig. 1 der Falschzwirnvorrichtung zugeführt. Unmittelbar vor dem Kontakt mit diesem texturierten Garn wurde ein separat verstrecktes untexturiertes Nylon-6 6-Garn mit einem Gesamttiter von 70 den aus 34 Einzelfilamenten durch den Flüssigkeitsapplikator 9 mit einer Chloralhydrat Lösung benetzt. Nach ihrem Kontakt wurden die Garne zusammen mit 13,8 Drehungen/cm falschgezwirnt. Das resultierende Garn wurde auf einem Konuswickler aufgewickelt. Dieses Garn konnte zu einem Gewebe mit baumwollähnlichem Aussehen und Griff verarbeitet werden.
Beispiel II
Unter Verwendung einer in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung und nach dem beschriebenen Verfahren wurde ein Einfachgarn aus einem Kern und einem einfachen Umhüllungsgarn gebildet. Als Kern diente ein Einfachgarn aus 68 Nylon-66-Einzelfilamenten mit einem unverstreckten Gesamttiter von 700 den. Die texturierte Umhüllung wurde aus zwei Einfachgarnen aus je 68 Nylon-66-Einzelfilamenten mit einem unverstreckten Gesamttiter von je 700 den gebildet. Als Verstreckungsverhältnis während der Durchführung des Verfahrens wurde für das Kerngarn 3,2 und für das texturierte Garn 3,5 mit dem Auftreten einer gewissen Verstrekkung während des Falschzwirnens angenommen. Der Lösungsmittelapplikator wurde mit einer Lösung von 80 Gew.S Chloralhydrat in Methanol beschickt.
Das Garn nahm ungefähr 2 Gew.% der Lösung auf. Der Verstreckungsstift zur Herstellung des texturierten Garns wurde auf 2100 C gehalten. Die aus den zwei Einfachgarnen hergestellte texturierte Umhüllung wurde der Kontaktzone mit dem untexturierten Kern garn von den Kräuselzahnrädern aus mit einer Voreilung von 18,8 So, bezogen auf die Geschwindigkeit des Kerngarns, zugeführt. Die Falschzwirnvorrichtung wurde mit 5100 U./min angetrieben und verlieh dem vereinigten Strang 15,7 Drehungen/cm. Die Temperatur des Heizblockes wurde bei 2450 C gehalten.
Das resultierende Garn wurde mit einer Geschwindigkeit von 267 mm'min mit einer Spannung von 45-50 g aufgewickelt. Das resultierende Produkt war ein zusammengesetztes, praktisch drehungsfreies Einfachgarn mit einem inneren zusammenhängendel Kern und einer damit verbundenen Umhüllung von texturiertem Garn.
Dieses Garn zeigte gute längenmässige Stabilität und behielt seine Bauschigkeit auch bei Anwendung einer grossen Spannungsbelastung in Längsrichtung. Der Gesamttiter des Endproduktes betrug 650 den, die Schrumpfung in siedendem Wasser 7,3 SS und die Bruchdehnung 20,7 %.
Das Garn wurde zur Herstellung verschiedener Arten von Geweben, welche die Anwendung eines texturierten Garns von guter D:mensionsstabilität verlangen, auf die in den nachstehenden Beispielen beschriebene Art verwendet.
Beispiel III
Das Vorgehen aus Beispiel II wurde wiederholt mit der Ausnahme, dass eine 50 gew. Sige wässrige Lösung von Resorcin anstelle von Chloralhydrat verwen- det wurde. Das untexturierte Nylin-66-Garn nahm ungefähr 1 Gew.% dieser Lösung auf. Die texturierte Umhüllung aus Endlosfilamenten war in befriedigendem Ausmass an den Kern aus Endlosfilamenten gebunden, so dass das endgültige Garn ungezwirnt als Schuss beim Weben von Taft verwendet werden konnte. Der lasttragende Kern und die Bauschigkeit verleihende Umhüllung des zusammengesetzten Endproduktes ergaben Aussehen und Griff sowohl als auch Verarbeitbarkeit eines Baumwollgarns.
Gleichartig hervorragende Resultate wurden erhalten bei Verwendung von 65,5 Gew.% Resorcin in methanolischer Lösung, 29,9 Gew.% Hydrochinon in äthanolischer Lösung, 26,4 Gew.% Hydrochinon in methanolischer Lösung, einer gesättigten wässrigen Lösung von Resorcin, einer gesättigten Lösung von Pyrogallol in Methanol und ähnlichen.
In jedem Fall war das Garn aus einem gerade verlaufenden, lasttragenden Kern aus Endlosfilamenten und einer gekräuselten, Bauschigkeit verleihen den Umhüllung aus Endlosfilamenten zusammengesetzt. Andere Nylonarten, wie beispielsweise Nylon 6, können mit ähnlichen Resultaten behandelt werden. Ausserdem können Garne aus Acrylharzfilamenten durch die Anwendung einer wässrigen Lösung von Athylencarbonat oder ähnlichen behandelt werden.
Beispiel IV
Das Vorgehen von Beispiel II wurde mit der Ausnahme wiederholt, dass die Falschzwirnung auf 23,6 Drehungen/cm erhöht wurde. Das erhaltene Garn war weniger bauschig, hatte jedoch erhöhte Dimensionsstabilität in Längsrichtung.
Beispiel V
Das Vorgehen von Beispiel II wurde mit der Ausnahme wiederholt, dass nur ein einziges texturiertes Garn verwendet wurde. Das resultierende Garn war weniger bauschig, konnte jedoch zu einem Gewebe von baumwollähnlichem Aussehen und Griff verarbeitet werden.
Beispiel VI
Das Vorgehen von Beispiel II wurde mit der Ausnahme wiederholt, dass ein Kerngarn aus Polyäthylenterephthalat verwendet wurde. Das erhaltene Garn konnte zu einem Gewebe von baumwollähnlichem Aussehen und Griff verarbeitet werden.
Die nach dem beschriebenen Verfahren hergestellten Garne sind höchst vielseitig in ihrem Endverwen dtmgszweck und können auf jedem beliebigen konventionellen Webstuhl verwoben oder auf jeder beliebigen konventionellen Wirkmaschine verwirkt werden zur Verwendung in Pullovern, Jupes Kleidern, Blusen, Regen- bekleidung und anderen Allssenbekleidungsstücken, Dekken usw. Kombiniert mit anderen Fasern sind die beschriebenen Garne nützlich in der Herstellung von Skihosen und Sportsbekleidung, Anzügen usw.
Im allgemeinen können die beschriebenen Garne für die meisten Verwendungszwecke, bei welchen die dem regulären Nylon inn ewohii enden wünschenswerten Eigenschaften, jedoch ohne dessen charakteristischen groben Griff verlangt werden, eingesetzt werden. Gewebe aus den beschriebenen Garnen sind widerstandsfähiger gegen das Zerknautschen, d. h. dass daraus hergestellte Kleidungsstücke nach langem Tragen weniger zerknittert aussehen. Ausserdem wird das zerknitterte Aussehen viel schneller verschwinden, sobald der Träger eine andere Stellung einnimmt.
PATENTANSR SCI-IS
I. Verfahren zur Herstellung von zusammengesetztem, bauschigem Einfachgarn aus synthetischen Endlosfilamenten, dadurch gekennzeichnet, dass ein untexturiertes Kerngarn aus mindestens einem synthetischen Endlosfilament in einer Kontaktzone mit einem Umhüllungsgarn zusammengeführt wird, und dass die vereinigten Garne miteinander falschgezwirnt und dabei im hochgedrehten Zustand dauerhaft klebend miteinander verbunden werden, bevor der falsche Zwirn zurückgedreht wird.
II. Nach dem Verfahren gemäss Patentanspruch I hergestelltes Garn, dadurch gekennzeichnet, dass es praktisch drehungsfrei ist und durch einen inneren, zusammenhängenden, lasttragenden Kern aus mindestens einem synthetischen Endlosfilament und einer daran dauerhaft klebend gebundenen Umhüllung aus einer Anzahl von texturierten synthetischen Endlosfilamenten gebildet wird.
UNTERANSPRÜCHE
1. Verfahren gemäss Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass a) das Kerngarn einer Zone zugeführt wird, in welcher es durch Verstreckung orientiert wird, b) das Umhüllungsgarn in der genannten Zone mit einer Voreilung von 8-100 %, in bezug auf das Kerngarn, mit diesem in Kontakt gebracht wird, c) in der genannten Zone ein Bindemittel auf das Kerngarn aufgetragen wird, bevor dieses mit dem Umhüllungsgarn in Kontakt tritt, d) das Kerngarn und das Umhüllungsgarn in der genannten Zone zusammen falschgezwirnt werden, e) die Garne im gezwirnten Zustand zur Erzeugung der Bindung der Umhüllung an den Kern erhitzt werden, f) die Falschzwirnung zurückgedreht und
**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.