DE1118142B - Verfahren zum Herstellen von Faeden und Garnen aus Kunststoff sowie eines Textilerzeugnisses aus denselben - Google Patents

Verfahren zum Herstellen von Faeden und Garnen aus Kunststoff sowie eines Textilerzeugnisses aus denselben

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DE1118142B
DE1118142B DEG17918A DEG0017918A DE1118142B DE 1118142 B DE1118142 B DE 1118142B DE G17918 A DEG17918 A DE G17918A DE G0017918 A DEG0017918 A DE G0017918A DE 1118142 B DE1118142 B DE 1118142B
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DEG17918A
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Reinhold F Stuewer
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GROVE SILK Co
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    • D02YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02GCRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G1/00Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics
    • D02G1/02Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics by twisting, fixing the twist and backtwisting, i.e. by imparting false twist

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Description

  • Verfahren zum Herstellen von Fäden und Garnen aus Kunststoff sowie eines Textilerzeugnisses aus denselben Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Fäden bzw. Garnen, die auf Grund besonderer Eigenschaften den daraus hergestellten Textilerzeugnissen, beispielsweise Geweben, Gewirken od. dgl., eine erhöhte Dehnbarkeit verleihen.
  • Zur Steigerung der Dehnbarkeit eines Textilerzeugnisses aus Garnen bzw. Einzelfäden ist es bereits vorgeschlagen worden, das Garn bzw. den Faden vor der Verarbeitung zum Textilerzeugnis zu verdrillen, so daß das fertige Erzeugnis dann aus Maschen bzw. Schuß- und Kettfäden od. dgl. besteht, die in den einzelnen Fäden bzw. Garnen Schleifehen oder ähnliche Verwindungen aufweisen. Bei Maschenware besteht ohnehin eine gewisse Dehnbarkeit in den Maschen, die jedoch durch Verwindung eines solchen verdrillten Fadens bzw. Garnes noch bedeutend erhöht wird.
  • Solche verdrillten Garne bzw. Fäden erschweren jedoch die Herstellung von Textilerzeugnissen erheblich. Es ist nämlich, um Störungen bei der Verarbeitung, beispielsweise beim Weben oder Stricken, zu vermeiden, erforderlich, das Garn bzw. den Faden unter einem gewissen Längszug zu verarbeiten, da sich sonst seitlich aus der Fadenrichtung auswandernde Schleifchen, Locken oder Zöpfe bilden. Diese Notwendigkeit, das Garn bzw. den Faden unter eine bestimmte Vorspannung zu setzen, kompliziert und verteuert erheblich die Verarbeitungsmaschinen. Man. hat deshalb dort, wo eine Verarbeitung der Fäden bzw. Garne unter einem Längszug infolge der erhöhten Kosten nicht tragbar erschien, davon abgesehen, eine entsprechende Verdrillung vorzunehmen. Andererseits hat man Fäden mit einer hohen Zwirnung einer besonderen Dehnungs- und Trocknungsbehandlung unterworfen, teils, um die Schrumpfung zu verringern, teils um das Verbleiben von Torsionsspannungen im Garn zu verhindern. Dabei hat man nach einem bekannten Verfahren das Garn nach dem Verdrillen einer besonderen Wärmebehandlung unterzogen, durch die der Drill fixiert, d. h. unter Beseitigung jeder nach außen wirksamen Torsionsspannung das Garn in seinem verdrillten Zustand festgelegt wird.
  • Darüber hinaus ist es auch bekanntgeworden, Einzelfäden in der vorgenannten Weise zu behandeln, d. h., sie zunächst zu verdrillen und dann in diesem Zustand zu fixieren. Die derart behandelten Einzelfäden zeigen zwar an ihrer Oberfläche ein Aussehen, das dem von verdrillten, aber nicht fixierten Einzelfäden entspricht; sie besitzen jedoch keinen tatsächlichen Restdrall und lassen sich wie unverdrillte tote Einzelfäden verarbeiten.
  • Nach dem vorerwähnten bekannten Verfahren wurden sowohl natürliche als auch synthetische Fäden bzw. Garne behandelt. Dabei bestand die Festlegung bzw. Fixierung in einer Wärmebehandlung, gegebenenfalls unter Anwesenheit von Wasserdampf.
  • Unter den nach dem bekannten Verfahren behandelten Fasern haben die aus mikrokristallinen, hochpolymeren Kunststoffen bestehenden Einzelfäden bzw. die daraus hergestellten Garne eine besondere Stellung. Bekanntlich zeigen Fäden aus diesen Substanzen, beispielsweise aus Polyamid, ein besonderes Verhalten bei einer Reckung: Trotz Verringerung des Fadenquerschnittes erhöht sich die Zugfestigkeit, was auf eine Ausrichtung der langen Kettenmoleküle in Längsrichtung des Fadens. zurückzuführen ist. Darüber hinaus besitzen diese Kunststoffe oft jedoch eine weitere Eigentümlichkeit, die sie von den natürlichen Textilfasern unterscheidet: Ein bestimmter ursprünglicher Spannungszustand bzw. ein zu einer bestimmten Raumform gehöriger innerer molekülarer Ordnungszustand kann durch eine geeignete Wärmebehandlung gewissermaßen eingefroren werden, so daß er sich dem Faden mehr oder weniger unauslöschlich einprägt. Diese Erscheinung, die bei einigen hochpolymeren Kunststoffen nicht nur an gereckten Fäden, sondern auch an kompakten Körpern beobachtet werden kann und mit der inneren Orientierung, den gegenseitigen molekülaren Bindungen und der gegenseitigen Verschiebbarkeit der langen Kettenmoleküle im Zusammenhang steht, hat sich ursprünglich bei aus solchen Kunststoffen hergestellten Gegenständen teilweise sehr nachteilig ausgewirkt, indem diese, je nach ihrer Vorgeschichte, keine Standfestigkeit besaßen, sondern sich im Laufe der Zeit mehr oder weniger von selbst verformten.
  • Die Erfindung hat nun diesen bisher störenden Effekt für bestimmte Zwecke, nämlich zum Herstellen besonderer Garne sowie zum Herstellen stark dehnbarer Textilerzeugnisse aus solchen Garnen bzw. auch Einzelfäden, nutzbar gemacht.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß das Garn bzw. die Fäden zunächst in praktisch spannungsfreiem Zustand einer Wärmebehandlung (Vorfixierung) unterhalb der Erweichungstemperatur des Kunststoffes unterzogen, darauf verdrillt werden und sodann der Drall bei einer niedrigeren Temperatur als bei der Vorfixierung fixiert wird, worauf das noch verbliebene Drallvermögen durch Zurückdrehen beseitigt wird.
  • Es wird also erfindungsgemäß zunächst ein wohl definierter Ausgangszustand dadurch geschaffen, daß man das Garn bzw. den Faden zunächst bis dicht unterhalb der Erweichungstemperatur des jeweiligen Kunststoffes erwärmt und damit diese Orientierung der Makromoleküle fixiert. Durch diese sogenannte Vorfixierung wird die gesamte Vorgeschichte des Fadens bzw. Garnes ausgelöscht und diesem andererseits ein Erinnerungsvermögen an den vorliegenden Zustand, in dem kein Drall vorhanden ist, eingeprägt. Temperatur und Zeitdauer der Vorfixierung können je nach Art des Kunststoffes in gewissen Grenzen variiert werden; auf diese Bedingungen wird nachstehend noch im einzelnen eingegangen. Die obere Grenze der Vorfixierungstemperatur ist dabei natürlich durch den Beginn der Erweichung bzw., falls diese Temperatur niedriger liegt, durch das Einsetzen einer Zersetzung gegeben.
  • Erfindungsgemäß wird das so vorfixierte Garn bzw. der Faden nun verdrillt. Dabei entsteht im Garn bzw. in dem Faden eine Torsionsspannung, d. h. ein aktueller Drall, der das Garn bzw. den Faden elastisch zurückzudrehen trachtet. Bei dieser Verdrillung muß selbstverständlich ein gewisser Längszug ausgeübt werden, da sonst der aktuelle Drall ein seitliches Auswandern von Teilen des Fadens bzw. der Einzelfasern des Garnes und eine Bildung von Schleifen oder Zöpfen bewirkt.
  • In diesem verdrillten Zustand erfolgt dann erfindungsgemäß eine zweite Wärmebehandlung, die weniger intensiv ist als die während der Vorfixierung vorgenommene Behandlung. Diese zweite Wärmebehandlung wird im Unterschied zur ersten Wärmebehandlung als Fixierung bezeichnet, da durch sie das Garn bzw. der Faden wiederum in seinem neuen Zustand - wenigstens teilweise - fixiert wird. Da die zweite Wärmebehandlung jedoch weniger intensiv als die vorhergehende ist, löscht sie die Erinnerung an den vorfixierten Zustand nicht aus. Das Garn wird während dieser zweiten Wärmebehandlung so lange unter Spannung gehalten und damit seine Aufdrehung verhindert, bis es wieder abgekühlt ist. Jetzt ist der neue Zustand vorläufig eingefroren, so daß der dem vorfixierten Garn erteilte aktuelle Drall - zumindest größtenteils - verschwunden ist.
  • Der jetzt noch verbliebene, meist nur geringe aktuelle Restdrall versucht natürlich, sich durch Rückdrehung bzw. beim Nachlassen des Längszuges durch Bildung von Schleifen oder Zöpfen zu entspannen. Erfindungsgemäß wird dieser aktuelle Restdrall jetzt entfernt, indem das Garn um die erforderlichen Windungen je Längeneinheit zurückgedreht wird, bis es äußerlich tot, d. h. torsionsspannungsfrei ist.
  • Das erfindungsgemäß hergestellte Garn bzw. der Faden ist äußerlich tot und läßt sich wie jedes andere tote Garn bzw. auch Einzelfaden, das bzw. der nicht die erfindungsgemäße Vorbehandlung durchlaufen hat, zu Textilerzeugnissen jeder Art verarbeiten. Das Garn bzw. der Faden birgt aber in sich einen potenziellen Drall, der durch eine geeignete Behandlung wieder zum Leben erweckt, d. h. in einen aktuellen Drall zurückverwandelt werden kann. Hierzu ist es erforderlich, das Garn bzw. den Faden einer erneuten Wärmebehandlung zu unterziehen und ihm Gelegenheit zu geben, sich an den im ersten Verfahrensschritt vorfixierten Zustand zu erinnern, d. h. in diesen Zustand zurückzukehren. Ein solches Garn bzw. ein solcher Einzelfaden besitzt also Eigenschaften, wie sie bisher bei Garnen bzw. Textilfasern nicht bekannt waren und bietet dadurch vorteilhafte neue Möglichkeiten der Verarbeitung.
  • Nach einem weiteren Erfindungsgedanken kann aus dem erfindungsgemäß hergestellten Garn oder Einzelfaden ein dehnbares Textilerzeugnis hergestellt werden, indem man das Garn oder den Faden in seinem praktisch toten Zustand verarbeitet, also beispielsweise verwebt oder verstrickt, und indem man dann das fertige Textilerzeugnis einer Wärmebehandlung bei einer niedrigeren Temperatur als der Temperatur der Vorfixierung unterzieht. Dadurch wird dann in der vorstehend angedeuteten Weise der im Garn bzw. Faden verborgene, d. h. potentielle Drall gelöst und in einen aktuellen Drall zurückverwandelt. Diese Lösung bzw. Aktivierung des potentiellen Dralles erfolgt je nach Höhe der Temperatur während der Wärmebehandlung des Textilerzeugnisses und gegebenenfalls auch der Dauer dieser Behandlung mehr oder weniger vollständig. Natürlich bleibt der nunmehr entstandene aktuelle Drall in den Fäden bzw. Garnen nicht erhalten, wenn man diesen eine Möglichkeit zur räumlichen Verlagerung gibt. Dabei bilden sich dann Schleifen oder Zöpfe, die das Netzwerk des Textilerzeugnisses, also beispielsweise seine Maschenstruktur, verzerren und dadurch das Textilerzeugnis zwangläufig elastisch auf eine kleinere Fläche zusammenziehen, wobei dieses gleichzeitig eine hohe Dehnbarkeit erhält.
  • Erfindungsgemäß wird die Wärmebehandlung des Textilerzeugnisses bei einer Temperatur vorgenommen, die unterhalb der Vorfixierungstemperatur liegt. Anderenfalls, d. h. bei Überschreiten dieser Temperatur wird nämlich die Vorfixierung mehr oder weniger gelöscht und durch eine neue Fixierung ersetzt werden, was in manchen Fällen unerwünscht sein kann.
  • Weiterhin wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß eine oder beide Wärmebehandlungen des Garnes und/oder die Wärmebehandlung des daraus hergestellten Textilerzeugnisses in einer feuchten Atmosphäre, d. h. unter Anwesenheit von Wasserdampf vorgenommen werden. Während an sich eine Wärmebehandlung von Textilfasern in feuchter Atmosphäre, ein sogenanntes Dämpfen, bekannt ist, ist es in diesem Zusammenhang neu, daß eine Behandlung in feuchter Atmosphäre sich auch günstig auf die Vorfixierung, Fixierung und Drallösung im Sinne der Erfindung auswirkt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, besondere Textilerzeugnisse, beispielsweise stark dehnbare Maschenware, wie Strümpfe od. dgl., aus praktisch toten Garnen auf den dafür geeigneten, einfachen und billigeren Textilmaschinen herzustellen und dann durch thermische Nachbehandlung dieser Textilerzeugnisse den verarbeiteten Garnen bzw. Einzelfäden nachträglich einen aktuellen Drall zu erteilen, der das Erzeugnis flächig zusammenzieht und ihm dadurch die gewünschte Dehnbarkeit verleiht.
  • Die Erfindung wird nachstehend in einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert. Beispiel I Ein 15-Denier-Polyamid-Einzelfaden wird im Anlieferungszustand ohne Verdrillung bei 129,40C unter Dampfdruck (1,76 kg/cm2) 20 Minuten lang einer Vorfixierung unterworfen. Der Faden wird dann auf einer auf 20 Windungen je Zentimeter eingestellten Maschine verdrillt und dann mit diesem Drall bei 93,3° C in feuchtigkeitsgesättigter Luft fixiert. Der Faden ist noch lebendig, aber dieser Restdrall wird durch mechanisches Aufdrehen um etwa 4,7 Windungen je Zentimeter beseitigt. Der Faden wird dann auf eine Spule oder Spindel aufgewickelt und schließlich zu einem Strickpack umgewickelt. Eine unmittelbar nach dem Aufdrehen entnommene Probe zeigt eine Neigung zum Zurückdrehen, d. h., es war vorher zu stark aufgedreht worden. Etwa 4 Stunden nach dem Aufdrehen hat eine Probe das gleiche Aussehen und die gleiche Leblosigkeit wie in dem vorfixierten Zustand. Der Faden kann zu dieser Zeit ohne Schwierigkeit verstrickt werden. Das Erzeugnis wird dann 1 bis 10 Minuten lang in kochendem Wasser einer Behandlung zur Lösung des potentiellen Dralls unterworfen. Der Haupteffekt tritt bereits in der ersten Minute ein. Der Faden wird dadurch lebendig, wobei eine Schrumpfung der Größe des gewirkten Erzeugnisses eintritt; das Erzeugnis kann jedoch im wesentlichen auf dieselbe Länge und Breite gedehnt werden, die es vor der letzten Wärmebehandlung hatte.
  • Im allgemeinen wird ein so vorbehandelter Faden seinen potentiellen Drall nach einigen Stunden zum geringen Teil lösen. Vorzugsweise dreht man deshalb entsprechend mehr auf, damit der Faden in dem Zeitpunkt, in dem er verstrickt oder sonst verarbeitet wird, tot ist. Diese selbsttätige Drallösung ist nach 24 Stunden im wesentlichen abgeschlossen, so daß eingelagerte Fäden oder Garne danach nicht mehr dazu neigen, aus dem toten Zustand in einen lebendigen überzugehen.
  • Die Behandlung zur Drallösung kann auch abgewandelt werden. Wenn Strümpfe vor dieser Behandlung gewirkt und mit Nähten versehen werden, kann die Drallösung durch Eintauchen in kochendes Wasser, durch Eintauchen in ein Farbbad von etwa 71,1° C oder dadurch bewirkt werden, daß sie zur Formung einzeln auf Bretter gezogen und für eine Zeit von 1 Minute in eine Kammer mit Dampf von etwa 115,6° C gebracht werden. Auch nicht mit Nähten versehene Strümpfe werden in Dampf von etwa 115,6° C 1 Minute lang erwärmt und dann mit Nähten versehen. In allen Fällen wird eine befriedigende Lebendigkeit im Erzeugnis entwickelt. Beispiel 1I Ein 15-Denier-Polyamid-Einzelfaden wird bei 100° C in gesättigtem Dampf ohne Verdrillung vorfixiert, dann etwa 20 Windungen je Zentimeter verdrillt, bei etwa 82,2° C fixiert und mechanisch um etwa 3,9 Windungen je Zentimeter aufgedreht, wodurch ein nicht lebendiger Faden erzielt wird. Nach dem Wirken wird das Erzeugnis mit heißem Wasser von etwa 82,2° C behandelt, wodurch es lebendig wird.
  • Im allgemeinen ist die Lebendigkeit des fixierten Materials bei einem durch die Vorgeschichte bestimmten Vorfixierungszustand um so geringer, je stärker sich die Fixierungstemperatur der Vorfixierungstemperatur nähert. Daher ergibt bei den obigen Vorfixierungen bei etwa 129,4 und 100° C ein Fixieren des verdrillten Fadens bei nachfolgend höheren Temperaturen Fäden mit unterschiedlicher und abnehmender Lebendigkeit, die dann erfindungsgemäß durch entsprechendes Aufdrehen beseitigt wird. Wenn die Vorfixierung gemäß dem ersten Beispiel bei etwa 129,4° C erfolgt, hinterläßt eine Fixierung bei etwa 93,3° C eine relative Lebendigkeit von etwa 4,7 Windungen je Zentimeter, wobei etwa 15,35 Windungen im toten Material übrigbleiben und potentiell zum größeren Teil für eine Wiederherstellung der Lebendigkeit verfügbar sind, wenn der Faden nach dem Wirken erwärmt wird. Wenn die Drallfixierung bei einer niedrigeren Temperatur erfolgt, ist die Lebendigkeit größer, und es muß eine größere Anzahl Windungen je Zentimeter aufgedreht werden, um einen nicht lebendigen Zustand zu erreichen. Wenn die Drallfixierung dagegen bei höheren Temperaturen erfolgt, brauchen zur Erzielung einer Leblosigkeit des Materials weniger Windungen aufgedreht zu werden.
  • Eine gleiche Beziehung besteht zwischen den Bedingungen für die Drallfixierung und die Drallösung. Ein Faden wie im Beispiel I, der verdrillt, bei 93,3° C fixiert und dann bis zu einem toten Zustand aufgedreht worden ist, entwickelt bei unterschiedlichen Temperaturen unterschiedliche Lebendigkeitsgrade im fertigen Erzeugnis. Bei Proben wurden beispielsweise bei 71,1° C etwa 3,9 Windungen je Zentimeter gelöst bei 11,4 noch verbleibenden Windungen; bei 82,2° C wurden 6,3 Windungen gelöst bei 9 verbleibenden Windungen; bei 100° C erfolgte eine Lösung von 8,6 Windungen bei 6,7 verbleibenden Windungen; bei 115,6° C in Dampf erfolgte eine Lösung von 10,2 Windungen bei 5,1 verbleibenden Windungen. Die Zahl der gelösten Windungen je Zentimeter stellt ein Maß für die Lebendigkeit dar, die erzielt werden kann.
  • Wenn zum Vergleich die Drallfixierung bei 76,7° C erfolgt, bei einer Aufdrehung von 5,5 Windungen zur Erzielung eines toten Zustandes, wurden bei Proben 5,1 Windungen (9,4 verbleibende) bei 60°C, 7,1 Windungen (7,5 verbleibende) bei 82,2° C und 10,2 Windungen (4,3 verbleibende) bei 100° C gelöst. Zum weiteren Vergleich: Ein Faden wird wie im Beispiel II vorfixiert (100° C), etwa 19,7 Windungen verdrillt und bei Proben die Verdrillung festgelegt bei Temperaturen von 82,2, 71,1 und 60° C. 3,9 Windungen je Zentimeter wurden von der bei 82,2° C fixierten Probe und 4,7 Windungen von den anderen zur Erzielung eines im wesentlichen toten Zustandes aufgedreht. Alle Proben wurden dann 10 Minuten lang in siedendem Wasser (10Q° C) zur Freigabe der Fixierung behandelt, nachdem sie zur Vermeidung von Schlingenbildungen einer kurzen Behandlung mit feuchtem Dampf von Atmosphärendruck ausgesetzt worden waren. Die bei 82,2° C drallfixierte Probe gab 8,6 Windungen je Zentimeter (7,1 Windungen verblieben), die bei 71,1° C festgelegte 9,8 Windungen (5,1 Windungen verblieben) und die bei 60° C festgelegte 10,6 Windungen frei (4,3 verblieben).
  • Die Auswahl der zu verwendenden Temperaturen wird bestimmt durch die erforderliche Dehnungszunahme, wirtschaftliche Bedingungen und Arbeitsanweisungen für das Färben, das Formen auf Brettern und andere Nachbehandlungen des Gewebes.
  • Wenn Textilerzeugnisse aus Fäden bzw. aus Garnen, die bei 100° C in feuchtigkeitsgesättigter Luft vorfixiert worden sind, Dampf von 105 kg/cm2 (121,1° C) ausgesetzt werden, dehnen sie sich weniger im Vergleich zu denen, bei denen die Drallösung bei niedrigeren Temperaturen durchgeführt wird. Die Vorfixierung kann schon bei Temperaturen von 100° C stattfinden und die Drallfixierung sogar bei nur 60° C; doch können aus den teilweise aufgedrehten Fäden bzw. Garnen gewirkte Strümpfe nach der Freigabebehandlung unter einem Dampfdruck von 1,05 kg/cm!- (121,1° C) auf Brettern geformt werden und ein beträchtliches Dehnungsvermögen aufweisen. Solche Strümpfe zeigen einen etwas geringeren Dehnungswiderstand als solche, die aus Fäden oder Garn. hergestellt sind, die bei 129,4° C (1,76 kg/cm2) Dampfdruck vorfixiert und in gleicher Weise drallfixiert sind, wenn das Formen auf Brettern bei einem Dampfdruck von 1,05 kg/cm2 erfolgt.
  • Es hat sich gezeigt, daß der Lebendigkeitsgrad oder die Neigung zu entsprechender Aufdrehung, die ein verdrillter Einzelfaden nach der Drallfixierung aufweist, nur sehr wenig mit den ihm anfänglich erteilten Verdrehungswindungen ansteigt, jedoch entscheidender von der Drallfixierungstemperatur abhängt. So können 15-Denier-Polyamidfäden 11,8 bis 39,4 Windungen je Zentimeter verdrillt, bei 71,1, 82,2, 93,3 -und 100° C in feuchtigkeitsgesättigter Luft oder Dampf in diesem Zustand fixiert werden und dann bis in den toten Zustand aufgedreht werden. Ein Faden, der um 11,8 Windungen je Zentimeter verdrillt und dessen Drall bei 82,2° C fixiert ist, benötigt 3,9 bis 4,7 Aufdrehwindungen, wobei ein Rest von 7,1 bis 7,9 Windungen im toten Faden verbleibt. Ein Faden, der um 25,6 Windungen je Zentimeter verdrillt und bei 82,2° C drallfixiert ist, braucht 4,7 bis 5,5 Aufdrehwindungen, wobei ein Rest von 20,08 bis 20,86 Windungen im toten Faden zurückbleibt. In jedem Falle hat die anschließende Erwärmung des Textilerzeugnisses in kochendem Wasser eine Lösung des größeren Teiles des Restdralles zur Folge, wie die oben angegebenen Werte erkennen lassen; es wird jedoch bemerkt, daß der ursprünglich um 11,8 Windungen verdrillte Faden höchstens eine Lebendigkeit von 7,9 Windungen entwickeln kann, während der um 25,6 Windungen verdrillte Faden bis zu etwa 16 Windungen zu entwickeln vermag, ohne daß besondere Maßnahmen angewandt werden.
  • In der Praxis ist gegenwärtig für gewirkte Polyamid-Strümpfe von etwa 10 bis 15 Denier eine ursprüngliche Verdrillung von 11,8 bis 23,6 Windungen je Zentimeter mit einer Drallfixierung bei 71,1 bis 82,2° C und einer Aufdrehung von 3,1 bis 6,3 Windungen zur Erzielung eines toten Zustandes am wirtschaftlichsten. Für andere Erzeugnisse, z. B. Kreppware, ist eine höhere Endlebendigkeit erwünscht, die durch stärkere ursprüngliche Verdrillung von beispielsweise bis zu 39,4 Windungen je Zentimeter für einen 15-Denier-Faden eine nachhaltigere Drallfixierung, wodurch weniger Windungen zur Erzielung eines toten Zustandes aufgedreht zu werden brauchen, und dadurch erzielt werden kann, daß man höhere Temperaturen zur Drallösung bei dem sich in entspanntem Zustand befindlichen Erzeugnis anwendet.
  • Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die Vorfixierung ohne nennenswerte Spannung im Faden oder Garn vorzunehmen, so daß eine Schrumpfung eintreten kann. Hierzu kann man so vorgehen, daß man den Faden oder das Garn auf Rohre aufwickelt, die zusammenklappbare, gewellte Abdeckungen besitzen, und dann auf diesem Rohr behandelt, oder daß man dem Faden oder Garn beim Eintritt und Austritt aus der Vorfixierungszone unterschiedliche Geschwindigkeiten gibt.
  • Die zur Lösung des verbleibenden Dralls erforderliche Zeit ist sehr kurz. Ein starker Effekt tritt bereits ein, sobald das Material in die Temperaturzone (z. B. heißes Wasser) eintritt; nach der ersten Minute tritt nur noch eine geringe Steigerung dieses Effektes ein. Bei Versuchen mit Einzelfäden zeigte es sich, daß kein nennenswerter Unterschied zwischen einer Behandlungsdauer von 10 und 30 Minuten bestand.
  • Bei Versuchen, die mit einem unverarbeitetem Einzelfaden zur Bestimmung des Lösungsprozesses angestellt wurden, wurde ein senkrechtes Rohr benutzt, das mit einem Dampferzeuger oder einer Quelle für feuchtigkeitsgesättigte Luft verbunden und in aufwärtiger Richtung durchflossen war. Es wurden dünne Strähnen von 10 Fäden und Einzelschlaufen mit einem Umfang von 111,7 cm gebildet, in der Krümmung wurde ein Gewicht von 0,25 g angeordnet und die Strähne oder Schlaufe langsam in das Rohr abgesenkt, wobei die Zahl der Verdrehungen, die die Strähne oder Schlaufe ausführte, gezählt wurde.
  • Bei einer Versuchsreihe wurde ein 15-Denier-Polyamidfaden durch Dampf von einem Druck von 1,76 kg/cm2 20 Minuten lang vorfixiert, wobei eine Schrumpfung zugelassen wurde, anschließend wurde ihm die im nachstehenden als Drall bezeichnete Anzahl Windungen erteilt und der Zustand bei einer Temperatur fixiert, die als Drallfixierung bezeichnet wird. Stücke des Fadens wurden dann mechanisch um die Anzahl Windungen aufgedreht, die hier als Drallösung bezeichnet sind. Die angefertigten Strähnen wurden in das Rohr abgesenkt und 10 Minuten darin gehalten; die auf diese Weise entwickelte Lebendigkeit, die die Windungen darstellen, um die sich die Strähnen drehen, sind in der Spalte »Strähne« und die von in gleicher Weise behandelten Einzelschlaufen in der Spalte »Schlaufe« angegeben. Die Proben wurden nach der Drallfixierung in zum Teil aufgedrehter Form zu Wirkwaren verarbeitet; die dabei erzielten Ergebnisse sind in der Spalte »Wirken« aufgeführt. Hier gibt der Buchstabe S an, daß ein befriedigendes Verarbeiten auf normalen Maschinen und Anordnungen erfolgte; der Buchstabe U gibt an, daß ein Wirken auf Sonderausrüstungen zur Vermeidung von Schlingen möglich ist, und C bedeutet, daß beim Wirken auf Standardmaschinen einige Sorgfalt notwendig wird. Der auf den Wirkballen zurückbleibende Faden wurde 2 Wochen nach der Dralllösung untersucht, um die Lebendigkeit in diesem Zeitpunkt zu bestimmen; diese Werte sind in der Spalte »nach 2 Wochen« aufgetragen.
    Tabelle
    (Werte in Windungen je Zentimeter)
    Ver- Drall- Drall- Gesamt- Nach
    drillung fixi g Lösung Findungen Wirken 2
    run Strähne (Schlaufe Wochen
    20 78 4,7 213 382 S 0
    20 67 4,7 282 554 C 2,2
    12 71 4,7 210 300 S 0,3
    12 71 3,9 268 338 C 1,5
    12 63 4,7 235 348 S 1,2
    12 63 3,9 245 360 U 1,9
    16 71 5,5 226 380 S 0
    16 71 4,3 242 415 S 1,7
    16 63 4,7 248 463 U 2,0
    26 84 4,7 206 397 S 0
    26 71 4,7 290 547 S 1,6
    39 84 4,7 254 1 490 S 0,3
    39 84 3,9 277 522 C 2,2
    39 71 5,5 336 j 665 U 1,3
    Die Wirkversuche zeigen, daß die durch den Versuch für 10 Strähnen gefundenen Werte nicht streng vergleichbar waren, wenn Fäden mit stark unterschiedlicher Verdrillung untersucht werden. So zeigt eine Probe mit einer Verdrillung von etwa 20 Windungen je Zentimeter eine Lebhaftigkeit von 213, ließ jedoch ein besseres Erzeugnis erzielen als eine Probe mit einer Verdrillung von 12 Windungen je Zentimeter und einer Lebhaftigkeit von 235, wenn die Erzeugnisse gleichen Lösungsbehandlungen unterworfen werden.
  • Die mit Einzelschlaufen gefundenen Werte schienen bezüglich des herstellbaren Erzeugnisses bessere Anhaltspunkte abzugeben als die Werte für die Strähnen.
  • Die Lebendigkeit einiger Fäden, die Sonderbedingungen beim Wirken erwünscht erscheinen ließ, hing ab von der Art des Aufdrehens durch die Zwirnmaschine, durch die der teilweise aufgedrehte Faden nicht in einen toten Zustand, zur Zeit des Wirkens, überführt wurde. Solche Effekte können natürlich dadurch, daß eine unterschiedliche Windungszahl für das Aufdrehen im Anschluß an eine bestimmte Behandlung gewählt wird, vermieden werden. Das wird bestätigt durch die letzte Spalte in der Tabelle, in der die 2 Wochen nach dem mechanischen Aufdrehen vorhandene Lebendigkeit aufgeführt ist und aus der sich ergibt, daß Fäden mit einer Lebendigkeit von 0,8 oder mehr Windungen je Zentimeter besondere Sorb falt oder Sonderausrüstungen zur Vermeidung von Schlingen erforderlich machen und daß selbst eine geringere Lebendigkeit Schwierigkeiten verursachen kann. Die Lebendigkeit des Fadens bei Ende der Drallfixierung kann hinreichend geschätzt werden, indem man sein Verhalten in einem Drallprüfgerät beobachtet, wobei Stücke von etwa 25 oder 50 cm Länge verwendet werden und deren Neigung zur Schlaufenbildung beobachtet wird, nachdem eine bestimmte Anzahl Windungen entfernt und dann zurückgedreht oder weiter aufgedreht wird, bis der Faden tot zu sein scheint, und indem dann der Rest um eine entsprechende Anzahl Windungen je Zentimeter zusätzlich aufgedreht wird, beispielsweise etwa 0,8 Windungen je Zentimeter für einen Faden von l.5 Denier bei einer Verdrillung von 20 Windungen je Zentimeter, um für einen selbsttätigen Ausgleich im Faden während der Zeit zwischen mechanischem Aufdrehen und Wirken zu sorgen.
  • Beim Wirken eines Erzeugnisses, bei dem die Lebendigkeit unerwünschte Verwirrungen verursachen kann, z. B. bei Strümpfen, werden vorzugsweise wechselweise Gänge oder Streifen aus Fäden gewirkt, die ursprünglich rechts und links verdrillt worden sind. Hierdurch wird eine örtliche Verwirrung in einem aus einem Rechtsdrallfaden gewirkten Gang durch einen angrenzenden Gang aus Linksdrallfaden kompensiert.
  • Ein Polyamidfaden wurde unter Dampfdruck von 1,76 kg/cm2 20 Minuten lang vorfixiert, wobei er auf zusamenfaltbare bedeckte Rohre aufgewickelt war. Zwei Teilmengen wurden jeweils 20 Windungen je Zentimeter rechts und links verdrillt, die 1 Stunde bei 93,3° C in feuchtigkeitsgesättigter Luft fixiert und jede Teilmenge dann mechanisch um 4,7 Windungen je Zentimeter aufgedreht. Die Fäden wurden zu Strümpfen verarbeitet, wobei sie abwechselnd in paarweisen Gängen benutzt wurden. Diese Strümpfe, die sehr gute Eigenschaften besaßen, wurden mit kochendem Wasser behandelt und dann getrocknet. Man erhielt so Strümpfe mit den gewünschten Dehnungseigenschaften. Bei kleineren Teilmengen wurde die Verdrillung bei 76,7° C fixiert, und es zeigte sich eine Neigung zur Schlingenbildung, aber dafür war die Elastizität größer. Die Dehnbarkeit wurde bestimmt. Das entspannte Maß von der Fersensplissung bis zum Saum des Strumpfes aus bei 76,7° C fixierten Fäden betrug 27,9 cm und das eines Strumpfes aus bei 83,3° C fixierten Fäden 28,7 cm. An jedem Strumpf wurde dann ein Gewicht von 150 g gehängt und die Längen nach 2 Minuten gemessen. Die Maße stiegen auf 35,5 bzw. 41,3 cm, wobei sich zeigte, daß ein geringerer Widerstand vorhanden ist, wenn eine höhere Temperatur zur Drallfixierung benutzt wurde.
  • Die Erwärmung wird vorzugsweise in Dampf oder feuchtigkeitsgesättigter Luft durchgeführt. Es können jedoch andere Dämpfe und Gase verwendet werden, wobei bemerkt wird, daß eine Ofenerwärmung höhere Temperaturen zur Erzielung eines vorgegebenen Effektes erfordert und daß das Material an keiner Stelle auf die Kleb- oder Schmelztemperaturen des synthetischen Grundstoffes erwärmt werden darf.
  • Andere gereckte Kunstfasern, z. B. aus Polyester, ergeben vergleichbare Resultate.
  • Ein mehrfädiges Polyester-Gam von 40 Denier (34 Fäden) wurde 20 Minuten lang in Dampf von 1,76 kg/cm?- Druck vorfixiert, wobei es frei schrumpfen konnte. Proben wurden bis zu 19,68 und bis zu 39,4 Windungen je Zentimeter verdrillt und dann der Drall fixiert. Dann wurden mechanisch Windungen aufgedreht, um ein im wesentlichen totes Garn zu erhalten. Nach dem Verarbeiten zu Textilerzeugnissen wurden diese in kochendes Wasser getaucht, und es ergaben sich durch die Lösung des restlichen oder potentiellen Dralles hochdehnbare Erzeugnisse. Bei einer um 20 Windungen je Zentimeter verdrillten und bei 100° C fixierten Probe wurden 3,5 Windungen gelöst, und es ergab sich, daß durch die Lösung eine Lebendigkeit von 12,6 Windungen erzeugt wurde. Bei einer anderen, um 20 Windungen verdrillten und bei 82,2° C fixierten Probe mit einer Aufdrehung von 4,7 Windungen wurde eine Lebendigkeit von 11,8 Windungen entwickelt. Bei einer dritten, 39,4 Windungen verdrillten und bei 82,2° C fixierten Probe wurden 5,5 Windungen gelöst und durch die Lösung eine Lebendigkeit von 28,8 Windungen entwickelt, wobei eine Kreppwirkung auftrat.
  • Die Ergebnisse bei Fäden oder Garnen mit unterschiedlichen Nummern sind vergleichbar, wenn der Nummer Rechnung getragen wird. Bei Einzelfäden von 10, 20 und 40 Denier war nach 20 Minuten langer Vorfixierung in Dampf mit einem Druck von 1,76 kgicm2, einer Verdrillung von 20 Windungen je Zentimeter und einer Drallfixierung bei 82,2° C in feuchtigkeitsgesättigter Luft (zuweilen als 82,2-82,2 bezeichnet, weil die Anzeigewerte von Kugelthermometern bei Feuchtigkeit und Trockenheit die gleichen sind) die scheinbare Lebendigkeit unterschiedlich. Der 10-Denier-Faden wurde tot, wenn er um 5,1 Windungen aufgedreht wurde, der 20-Denier-Faden bei 3,9 Windungen und der 40-Denier-Faden schon bei 3,1 Windungen. Ein Strumpf, der aus einem 40-Denier-Faden gestrickt wurde, bei dem abwechselnd zweigängige Bänder von rechts und links verdrilltem, derart hergestelltem Faden verwendet wurden, war völlig glatt und zeigte eine sehr große Elastizität, so daß er für medizinische Zwecke geeignet war.
  • Die Ergebnisse, die in dem obigen Beispiel für Polyesterfäden angegeben sind, sind gleichfalls bei mehrfädigen Garnen erzielbar. Solche mehrfädigen Garne werden gegenwärtig handelsmäßig normalerweise mit einem Linksdrall von etwa 0,2 Windungen je Zentimeter geliefert. Wenn diesen Garnen ein Drall von 7,9 oder mehr Windungen je Zentimeter erteilt wird, ist die Wirkung einer solchen ursprünglichen Verdrillung gegenüber der späteren Rechts-oder Linksverdrillung unwesentlich. Wenn ein ursprüngliches, mehrfädiges Garn von 20 Denier (7 Fäden von je etwa 3 Denier) 20 Minuten lang in. Dampf von 1,76 kg/cm2 Druck vorfixiert, dann 20 Windungen verdrillt und der Drall bei 93,3° C in feuchter Luft fixiert wird, erforderte seine Lebendigkeit eine Lösung von etwa 5,5 Windungen je Zentimeter, d. h., es wurden mehr Windungen entfernt als bei einem Einzelfaden von 20 Denier. Das Produkt ließ sich wie ein im wesentliches totes Garn zufriedenstellend verarbeiten. Das Erzeugnis wurde in kochendem Wasser behandelt, und es ergab sich dann ein lebendiges Garn und eine ausreichende Dehnbarkeit des Erzeugnisses.
  • Als weiteres Beispiel für die Anwendung mehrfädiger Garne wurde ein solches mit 70 Denier (34 Fäden) wie zuvor in Dampf von 1,76 kg/cm2 vorfixiert, dann 25,6 Windungen je Zentimeter verdrillt und bei 82,2-82,2 fixiert- Das Garn war im wesentlichen tot, wenn 9,4 Windungen gelöst wurden; dann wurde es verstrickt. Nach einer Behandlung mit Dampf von 100° C wies das Garn durch die Dralllösung eine Lebendigkeit von 13 Windungen je Zentimeter auf. Als weiteres Muster für ein mehrfädiges Garn wurde ein solches von 70 Denier (34 Fäden) wie zuvor vorfixiert, dann 40,6 Windungen je Zentimeter verdrillt und bei 82,2-82,2 fixiert. Das Garn war im wesentlichen tot, wenn 13 Windungen gelöst wurden, und wurde dann verstrickt. Nach einer Behandlung mit Dampf von 100° C wies das Garn eine Lebendigkeit von 19,3 Windungen auf, und das Erzeugnis zeigte eine Kreppwirkung.
  • Der Grad der ursprünglichen Verdrillung für einen bestimmten Fall hängt von der Nummer des Fadens und dem Verwendungszweck ab; er muß groß genug sein, um nach der Fixierung eine Aufdrehung zu ermöglichen, damit der Faden bzw. das Garn beim Wirken od. dgl. nicht lebendig ist, und außerdem groß genug, um nach der Drallfixierung einen potentiellen Drall zu erhalten, um die gewünschte Lebendigkeit des Fadens bzw. Garnes im Textilerzeugnis zu erzeugen. Bei Fäden unter 10 Denier, z. B. von 1 oder 2 Denier, kann der Drall in Geweben offensichtlich entsprechend höher sein, während bei solchen von 20 bis 40 Denier in weitmaschigen Wirkwaren beträchtliche Wirkungen beispielsweise mit Verdrillungen von weniger als 3,9 Windungen je Zentimeter und noch geringeren Verdrillungen bei größeren Durchmessern erzielt werden können.
  • Die Entfernung der Lebendigkeit bei dem fixierten Faden oder Garn braucht nicht bei dem einzelnen Faden durchgeführt zu werden. Es können beispielsweise zwei Einzelfäden oder zwei Garne vorfixiert, verdrillt und fixiert werden, wobei beispielsweise beide einen Linksdrall von 20 Windungen je Zentimeter besitzen. Die beiden Stücke können ohne mechanische Aufdrehung zur Entfernung der Lebendigkeit mit einem Rechtsdrall von beispielsweise 3,1 Windungen für 15-Denier-Fäden bzw. -Garne schnell zusammengelegt werden. Das bifilare Produkt ist dann im wesentlichen tot und kann so verarbeitet werden, weil das Verzwirnen die Lebendigkeit entfernt hat. Das fertige Erzeugnis kann dann zur Dralllösung weiterbehandelt werden, woraufhin in jedem Faden bzw. Garn die potentielle Lebendigkeit wieder entwickelt wird und die Wirkung eines Rechtsdralles von beispielsweise 9,8 oder 10,2 Windungen erzielt wird.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Herstellen von aus mikrokristallinen polymeren Kunststoffen bestehenden Einzelfäden bzw. Garnen ohne wesentliches Drallvermögen, dadurch gekennzeichnet, daß das Garn bzw. die Fäden zunächst in praktisch spannungsfreiem Zustand einer Wärmebehandlung (Vorfixierung) unterhalb der Erweichungstemperatur des Kunststoffes unterzogen, darauf verdrillt werden und sodann der Drall bei einer niedrigeren Temperatur als bei der Vorfixierung fixiert wird, worauf das noch verbliebene Drallvermögen durch Zurückdrehen beseitigt wird.
  2. 2. Verfahren zur Herstellung eines elastisch dehnbaren Textilerzeugnisses aus nach dem Anspruch 1 hergestellten Fäden bzw. Garnen, dadurch gekennzeichnet, daß das Textilerzeugnis nach seiner Herstellung einer Wärmebehandlung bei einer niedrigeren Temperatur als der Temperatur der Vorfixierung der Fäden bzw. Garne unterzogen wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder beide Wärmebehandlungen des Garnes und/oder die Wärmebehandlung des daraus hergestellten Textilerzeugnisses in feuchter Atmosphäre vorgenommen werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 906 320, 661538; schweizerische Patentschrift Nr. 259101; britische Patentschrift Nr. 559 369; USA: Patentschrift Nr. 2 695 509; Textil-Praxis, 1953, S. 795 bis 799.
DEG17918A 1954-12-31 1955-09-03 Verfahren zum Herstellen von Faeden und Garnen aus Kunststoff sowie eines Textilerzeugnisses aus denselben Pending DE1118142B (de)

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