DE1760210B2 - Verfahren zum Herstellen eines elastischen Kerngarns - Google Patents

Description

100%,

definiert ist und 1 die Länge des Garns in vollkommen gestrecktem Zustand, /' die Länge des Garns bei der Entspannung bedeutet »

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem ersten und dem zweiten Drehen eine Thermofixierbehandlung angewandt wird, wodurch die durch das Drehen, Aufdrehen und Entspannen verursachte örtliche Verschiebung zwisehen den Einzelfäden und die Verformung derselben stabil fixiert wird.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines elastischen Kerngarns, bei dem ein in gestrecktem Zustand gehaltenes elastisches Garn mit einem unelastischen Garn gefacht, dann ein erstesmal gedreht, dann wieder aufgedreht und dann ein zweitesmal in gestrecktem Zustand gedreht wird.

Unter dem Ausdruck »elastischer Faden bzw. elastisches Garn« soll ein Faden hoher elastischer Eigenschaften, wie z. B. ein Gummifaden oder ein Polyurethanfaden, verstanden werden. Unter dem Ausdruck »unelastischer Faden bzw. unelastisches Garn« soll ein gesponnener Faden oder ein mehrfädiges Garn verstanden werden, wobei texturierte Fäden ausgenommen sein sollen. Der Ausdruck »elastisches Kerngarn« bedeutet einen elastischen Faden, der von einem unelastischen Faden bzw. Garn umhüllt ist.

Bei dem durch die US-PS 33 09 863 bekanntgewordenen Verfahren der einleitend genannten Art wird ein Spinnfasergarn aus Stapelfasern als unelastisches Garn verwendet und nach dem Fachen und Drehen dieses Garns mit einem im gestreckten Zustand gehaltenen elastischen Garn das erhaltene Kerngarn unter Spannung auf die Spindel einer Ringspinnmaschine aufgespult. Hierbei erfolgt eine weitere Drehung des Kerngarns.

Mit diesem Verfahren ist es schwierig, eine gleichmäßige Umhüllung des elastischen Kerns zu erzielen. Beim Entspannen des elastischen Kerngarns besteht die Gefahr, daß sich ösenartige Vorsprünge bilden, die aus der Oberfläche des Garns vorstehen. Hierdurch wird das Aussehen der aus diesem Kerngarn hergestellten Textilien wesentlich verschlechtert.

Durch die US-PS 33 03 640 ist es bekanntgeworden, bei einem elastischen Kerngarn die Bedeckung der elastischen Kernkomponente durch eine aus einem Spinnfasergarn bestehende Hüllkomponente dadurch /u verbessern, daß die Ausrichtung der einzelnen in der Länge begrenzten Fasern im Spinnfasergarn nicht so weit erfolgt, daß die Fasern parallel zueinander liegen, sondern mir so weit, daß noch eins bestimmte Zufälligkeit der Anordnung gewährleistet ist Dies wird dadurch erreicht, daß das Spinnfasergarn nur im Bereich von 11 bis 2,0 verzogen wird. Dieses Verfahren ist jedoch nicht zur Herstellung eines elastischen Kerngarns geeignet, dessen Hüllkomponente aus einer Vielzahl von Elementarfäden besteht

Aufgabe dieser Erfindung ist es, bei einem Verfahren der einleitend genannten Art eine gleichmäßige Umhüllung der Kernkomponente ohne Bildung von ösenartigen Vorsprüngen, d.h. die Herstellung eines elastischen Kerngarns zu ermöglichen, dessen Kernkomponente gleichmäßig mit einer Hüllschicht aus einem unelastischen mehrfädigen Garn bedeckt ist. Das Kerngarn soll neben einer glatten Oberfläche ausgezeichnete elastische Eigenschaften haben. Außerdem soll die Produktionsleistung sehr hoch sein, und es sollen die Herstellungskosten niedrig sein. Schließlich sollen die aus dem Kerngarn gefertigten Textilien einen angenehmen Griff und einen hervorragenden Oberflächeneffekt aufweisen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß das mit einer Vielzahl einzelner unelastischer Fäden gefachte elastische Garn zwischen dem ersten und dem zweiten Drehen um 5 bis 45% entspannt wird, wobei der Prozentsatz der Entspannung durch die Formel

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definiert ist und / die Länge des Garns in vollkommen gestrecktem Zustand, /' die Länge des Garns bei der Entspannung bedeutet

Unter vollkommen gestrecktem Zustand soll der Zustand verstanden werden, der sich einstellt, wenn das Garn einer Spannung von 0,1 (d\ + d2ln) in g/Denier ausgesetzt wird, wobei d\ die Dicke des unelastischen

Garns, d2 die Dicke des elastischen Garns jeweils in

Denier und η das Streckverhältnis des elastischen Garns während des Fachens mit dem nicht elastischen Garn bedeuten.

Das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf dem Prinzip, daß die den einzelnen Fäden der Hüllschicht während des Verdrehens verliehenen Verformungen beim Aufdrehen nicht vollständig entfernt werden und daß die einzelnen Fäden beim Aufdrehen in einen gegenseitig getrennten Zustand gebracht werden, in

dem sie noch eine Restspannung aufweisen.

Durch diese und die getrennte Anordnung der Envelfäden wird die Bedeckungseigenschaft der Hüllschicht verbessert. Dieser Effekt wird durch das Entspannen nach dem Falschverzwirnen oder während des Aufdrehens bewirkt. Durch Anwendung einer thermischen Behandlung kann der Effekt der Trennung der Fäden weiter verbessert werden.

Es wurde experimentell gefunden, daß das zweite Drehen des mehrfädigen Garns mit dem als Kernkomponente dienenden elastischen Faden die gewünschte gleichmäßige Bedeckung der Kernkomponente gewährleistet, wenn diese beim zweiten Drehen im gestreckten Zustand gehalten wird.
Das Trennen der einzelnen Fäden des mehrfädigen Garns kann in einem einzigen Prozeß durchgeführt werden, wenn eine Falschdrahtzwirnspindel verwendet wird, oder in zwei Prozessen unter Verwendung einer italienischen Zwirnmaschine, Der ersten Herstellungs-

art ist wegen der niedrigeren Kosten der Vorzug zu geben.

Als Kern können elastische Fäden, wie Polyurethanfäden oder Gummifäden, verwendet werden. Als Hüllschicht eignen sich regenerierte multifile Fäden, wie Kunstseidefäden oder Azetatseidefäden, thermoplastische synthetische Fäden wie Polyamid-, Polyester-, Polypropylen-, Polyacrylnitrilfäden oder synthetische Verbundfäden, die schrumpfbar sind.

Die Erfindung wird durch Ausführungsbeispiele an Hand von fünf Figuren näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

F i g. 2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung eines weiteren erfindungsgemä-8en Verfahrens, bei dem eine Wärmebehandlung vorgesehen ist,

Fig.3 eine schematische Darstellung einer modifizierten Ausführungsform der in F i g. 2 dargestellten Vorrichtung,

Fig.4 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Entspannung in Prozenten und der Anzahl der blanken Fäden der Kernkomponente darstellt,

Fig.5 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Entspannung in Prozenten und der Anzahl der nicht getrennten Fäden, die in der Hüllschicht des erfindungsgemäß hergestellten elastischen Garns enthalten sind, darstellt.

Bei der Vorrichtung nach F i g. 1 kann das Fachen, jo das erste Drehen, das Aufdrehen und das zweite Drehen fortlaufend in einem kontinuierlichen Arbeitsprozeß durchgeführt werden. Eine Spule 2 eines elastischen Fadens 1 wird entgegen der Einspeiserichtung mittels zweier rotierender Stützwalzen 3a, 36, auf denen die Spule 2 gelagert ist, gedreht.

Der elastische Faden 1 wird in einer Streckzone zwischen einer Führungswalze 4 und zwei Speisewalzen 9a gestreckt. Danach wird er mit einem aus vielen Einzelfäden bestehenden Garn 6 gefacht. Das mehrfädige Garn wird den Speisewalzen 9a über eine Führungswalze 8 von einer Spule 5 zugeführt, die drehbar auf einem Aufsteckgatter 7 gelagert ist. Das gefachte Garn 10 wird in einer Verdrehungszone gedreht, die sich zwischen den Speisewalzen 9a und einer Falschdrahtzwirnspindel 11 befindet. In einer Zone zwischen der Falschdrahtzwirnspindel 11 und zwei Walzen 12a und 126 wird das Garn wieder , aufgedreht. Das aufgedrehte Garn 13 wird ein zweitesmal gedreht, wenn es eine öse 14 und einen Läufer 16 passiert. Der Läufer 16 läuft auf einem Ring 15. Das hergestellte elastische Kerngarn wird von einer Haspel 17 aufgenommen.

Die Richtung der zweiten Drehung sollte umgekehrt zur Richtung der ersten Drehung sein.

Erfindungsgemäß wird das gefachte Garn, das bereits dem Dreh- und Aufdrehvorgang unterzogen worden ist, der Zone einer Entspannungsbehandlung zugeführt, so daß die Trennung der einzelnen Fäden des mehrfädigen Garns begünstigt wird. Die Entspannungsbehandlung wird kontinuierlich und gleichmäßig in einer Entspannungszone durchgeführt, die die zwei Walzen 12a, 126 und zwei Ausgabewalzen 19a und 196 enthält, welche mit einer geringeren Umfangsgeschwindigkeit rotieren als die Walzen 12a und 126. Das von der Entspannungszone gelieferte Garn wird mit einer fortlaufenden Drehung versehen, so daß ein elastisches Kerngarn entsteht. Während der Entspannungsbehandlung wird das elastische Garn in einem gestreckten Zustand gehalten.

Es ist wesentlich, die relativen Umfangsgeschwindigkeiten der drei Walzenpaare 9a und 12a, 126 sowie 19a, 196 aufeinander abzustimmen. Vorzugsweise nimmt man für die Walzen 9a und 12a, 126 die gleiche Umfangsgeschwindigkeit bzw. für die Walzen 12a, 126 eine etwas kleinere Umfangsgeschwindigkeit als für die Walzen 9a. Die Geschwindigkeitsverringerung der Walzen 12a, 126 muß in Übereinstimmung mit der Windungszahl des Falschdrahtzwirnvorgangs sein. Der Bereich, innerhalb dessen die Geschwindigkeit der Walzen 12a, 126 erniedrigt wird, mag zwischen 0 und 20% liegen. Die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen 19a, 196 muß natürlich geringer als die der Walzen 12a, 126 sein. Der Entspannungsprozentsatz des aufgedrehten Garns sei definiert als

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wobei / = die Länge des Garns bei völliger Streckung, /' = die Länge des Garns während der Entspannung des gefachten Garns.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt der Entspannungsprozentsatz zwischen 5 und 45%.

Im folgenden werdea Beispiele zur Erläuterung der beschriebenen Ausführungsform der Erfindung gegeben.

Beispiel 1

Ein elastischer Polyurethanfaden von 70 Denier wurde in der beschriebenen 'Veise mit einem multifilen Nylonfaden, der eine Gesamtdenierzahl von 140 hatte, gefacht. Dem Garn wurde mittels einer Falschdrahtzwirnspindel eine Z-Drehung von 2000 Windungen/m gegeben. Beim Aufdrehvorgang wurde dem Garn eine S-Drehung von 400 Windungen/m verliehen. Das so erhaltene elastische Kerngarn wies eine gleichmäßige und ausreichend bedeckte Oberfläche in Verbindung mit ausgezeichneten elastischen Eigenschaften auf.

Beispiel 2

Ein elastischer Polyurethanfaden von 70 Denier wurde mit einem multifilen Nylonfaden, der eine Gesamtdenierzahl von 70 hatte, nach dem in F i g. 1 dargestellten Verfahren gefacht. Der elastische Polyurethanfaden wurde zwischen der Walze 4 und den Speisewalzen 9a im Streckverhältnis von 3,5 gestreckt. Dem gefachten Garn wurden in der Falschdrahtzwirnzone 2000 Windungen/m einer S-Drehung gegeben, während das Garn um etwa 10% entspannt wurde. Danach wurde in der Entspannungszone zwischen den Walzen 12a, 126 und den Walzen 19a, 196 eine Entspannungsbehandlung des aufgedrehten Garns vorgenommen. Nach der Entspannung wurden dem Garn im gestreckten Zustand 1100 Windungen/m einer Z-Drehung gegeben. Das so erhaltene elastische Kerngarn war gleichmäßig und ausreichend umhüllt und hatte ausgezeichnete elastische Eigenschaften.

Bei dem erfindungsgernäßen Verfahren bewirkt eine Thermofixierbehandlung de«> gefachten Garns während des ersten Drehens oder während der Entspannungsbehandlung eine Trennung der einzelnen Fäden der Hüllkomponente des Garns, so daß ein elastisches Kerngarn entsteht, das eine ausgezeichnete Qualität aufweist. Die Thermofixierung ist nicht nur nützlich für eine Fixierung des getrennten Zustandes der einzelnen Fäden, sondern auch für eine Verbesserung der

Bausrhigkeit und der elastischen Eigenschaften des

Garns.

In F ι g. 2 ist eine Vorrichtung für ein erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren dargestellt, bei der eine Thermofixierbehandlung vorgesehen ist. Hier wird ein elastischer Faden 1 von einer Spule 2 geliefert, die auf zwei Stützwalzen 3a und 3b drehbar gelagert ist und sich in positiver Richtung dreht. Der Faden wird in einer Streckzone, die die Walzen 3a, 36 und zwei Speisewalzen 24a, 24b enthält, gestreckt und mit einem unelastischen synthetischen mehrfädigen Garn 6 gefacht, das über eine Fadenführung 25 von einer Spule S geliefert wird. Das Fachen beginnt an den Walzen 24a und 246. Danach wird das gefachte Garn 10 zu der Falschdrahtzwirnzone geführt. Das Garn 10 wird, während es gleichzeitig einer Thermofixierbehandlung durch die Heizeinrichtung 26a ausgesetzt wird, mittels einer Falschdrahtzwirnspindel U gedreht. Nach dem Passieren der Falschdrahtzwirnspindel 11 wird das Bereich zwischen 0,1 und 1,3. Das Entspannungsverhältnis in der Zone zwischen den Walzen 12a, 126 und den Walzen 19a, 196 liegt zwischen 5 und 45%.

Bei den Ausführungsformen nach den F i g. 2 und 3

S wird das elastische Kerngarn in einem kontinuierlichen Arbeitsprozeß hergestellt. Es können jedoch das erste Verdrehen, das Aufdrehen oder das zweite Verdrehen, die Wärmebehandlung, das Aufdrehen und die Entspannungsbehandlung sowie das zweite Verdrehen getrennt

to durchgeführt werden. Es können auch einige dieser Verfahrensschritte kombiniert werden. Hierbei kann ein ähnlicher Typ von elastischem Kerngarn hergestellt werden.

Beispiel 3

Ein elastischer multifiler Polyurethanfaden von 70 Denier wurde mit einem multifilen Nylonfaden von 70 Denier nach dem zu Fig.2 erläuterten Verfahren gefacht Der multifile Polyurethanfaden wurde zwischen

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PawiereVderFalschdrkhtzwirnspindel 11 wird das gefacht Der multifile Polyurethanfaden wurde gedrehte Garn aufgedreht und danach in der Entspan- » der Walze 36 und den Speisewalzen 24a. 246 im nungszone zwischen den Walzen 12a und 126 und 19a, Verhältnis 3,5 gestreckt Dem gefachten Garn wurde Fi 1 dtllt ist entspannt unter Verwendung einer Falschdrahtzwirnspindel U

nungszone iovisv.!».·· u«.·. .

196 — wie es in F i g. 1 dargestellt ist — entspannt Daraufhin wird das entspannte Garn mittels eines Ringzwirnverfahrens ein zweitesmal gedreht und um die Haspel 17 gewickelt

Das zu Fig.3 gehörige Herstellungsverfahren unterscheidet sich etwas von dem zu F i g. 2 gehörigen. Die Ausführungsform nach F i g. 3 ist dadurch gekennzeichnet daß die Thermofixierbehandlung. der das doublierte Gam unterzogen wird, während der Entspannung des Garns vorgenommen wird. Die Thermofixierbehandlung wird mittels eines Heizgeräts 266 in der Entspannungszone zwischen den Walzen 12a, 126 und , 196 durchgeführt Durch die Thermofixierbehand-

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unter Verwendung einer Falschdrahtzwirnspindel U eine S-Drehung von 400 Windungen/m gegeben, während das Garn einer effektiven Temperatur von 140⁰C ausgesetzt wurde. Danach wurde das Garn um etwa 10% entspannt Nach der Entspannung wurden dem Garn im gespannten Zustand 900 Windungen/m einer Z-Drehung gegeben. Das so erhaltene elastische Kerngarn hatte eine gleichmäßige ausreichend bedeckte Oberfläche, eine hohe Bauschigkeit und einen einzigarten Griff.

In den F i g. 4 und 5 ist die Beziehung zwischen dem Maß der Entspannung und dem Maß des Bedeckungsef-

isa. iwaurtiiBcuinu ~- ^{fektes des} erfindungsgemäß hergestellten elastischen

lung werden die einzelnen Fäden des thermoplastischen 35 Kerngarns grafisch dargestellt. Das Maß der Entspanmehrfädigen Garns genügend getrennt und durch die ™ng »t in Form von »Entspannungsprozenten« Wärme m einem gekräuselten Zustand gehalten. angegeben, wie sie in der vorhergehenden Beschreibung Danach wird das doublierte Garn 13 durch das definiert worden sind, während das Maß des Bedek-Ringzwirnverfahren unter Spannung verzwirnt · kungseffektes ausgedrückt^ wird durch die Anzahl der

Bei den beiden letzten Ausführungsformen kann die 40 -·■"--* j - j: j__ ην.Λ₈.

Zahl der Windungen und die Richtung der Drehung des Falschdrahtzwirnvorgangs auf die gleiche Weise gewählt werden wie bei der Ausführungsform zu Fig. Demzufolge ist es günstig, das gefachte Garn mit einer v*« ·».

größeren Anzahl von Drehungen zu versehen, um ein 45 ^Die Beziehung zwischen den »Entspannungsprozenausgezeichnetes Ergebnis zu erhalten. Es müssen jedoch ten« und der Anzahl der »blanken Kernteile« ist in auch sorgfältig die Bedingungen der Thermofixierbe- Fig.4 dargestellt Auf der Abszisse sind »Entspanhandlung beachtet werden. Die Thermofixierbehand- nungsprozente« und auf der Ordinate ist die Anzahl der lung muß in Obereinstimmung mit den Eigenschaften »blanken Kernteile« aufgetragen. Die Messung der des elastischen Fadens gewählt werden. Die wirksame 50 »blanken Kernteile« wurde bei einem Gewebe vorge-Temperatur sollte niedriger als 200⁰C, vorzugsweise nonunen, bei dem das elastische Kerngarn als Füllgarn jedoch im Bereich zwischen 80 und 180°C sein, um eine *" * ' ' ~ *"~~'

Verringerung der elastischen Eigenschaften des elastischen Kerngarns zu verhindern. Wird eine effektive Heiztemperatur von 200⁰C fiberschritten, so hat dies SS oftmals eine beträchtliche Verschlechterung der elasti- Teile des elastischen Kernfadens, die von der Oberfläche des elastischen Kerngarns sichtbar sind (im folgenden »blanke Kernteile« genannt) oder durch die Anzahl der nicht getrennten Fäden der Hüllschicht des Garns.

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verwendet worden war. Wie aus den in der Zeichnung dargestellten Ergebnissen ohne weiteres zu entnehmen ist, kann die beste Bedeckungswirkung bei etwa Entspannungsprozenten erhalten werden und das Optimum der Entspannungsprozente liegt hn Bereich zwischen 5 und 45%.

In Fig.5 ist die Beziehung zwischen den »Entspannungsprozenten« und der Anzahl der nicht getrennten

^rSiir der Wärmeeinwirkung sollte etwas *» Einzelfäden in der Hütechichtdes Garns dargestellt wie Mjaiumu* . T. , _ „_j— Gemessen wurde bei Streckung des elastischen

umsponnenen Garns mit einem Streckverhältnis von 70%. Auf der Abszisse sind die »Entspannungsprozente« und auf der Ordinate ist die Anzahl der nicht

oftmals eine betrachtliche Verschlechterung der elasti schen Eigenschaften des Garns zur Folge, insbesondere dann, wenn ein Polyurethanfaden als elastischer Kern d ii

Die Zeitdauer der Wärmeeinwirkung sollte etwas langer als die Relaxationszeit des unelastischen Fadens sein, dk, sie sollte Vorzugsweise zwischen 03 und Sekunden liegen.

Das Verhältnis des Oberschusses der Förderge-

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Sekunden lieg

Das Verhältnis des Oberschusses der Förderge- *e« und auf der Ordinate ist die Anzahl der schwmdigkeit der Walzen 24a, 246 zur Fördergeschwin- *5 getrennten Fiden aufgetragen. Es ist ersichtlich, daß digkeit der Walzen 12a 126 in der Falschdrahtzwirnzo- zuviele getrennte Fäden in der HüBschicht eise

Vhlht d Bedeckungseffektes des Garns

schwmdigkeit der Walzen 24a, 246 zur Förderg digkeit der Walzen 12a, 126 in der Falschdrahtzwirnzone hängt vom Material des Garns und der Temperatur der Thermofixiening ab. Es liegt vorzugsweise im zuviele getrennte Fäden in der HüBschicht Verschlechterung des Bedeckungseffektes des Garns zur Folge haben.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche;

1. Verfahren zum Herstellen eines elastischen Kerrigarns, bei dem ein im gestreckten Zustand gehaltenes elastisches Garn mit einem unelastischen Garn- gefacht, dann ein erstesmal gedreht, dann wieder aufgedreht und dann ein zweitesmal im gestreckten Zustand gedreht wird, dadurch gekennzeichηet, daß das mit einer Vielzahl so einzelner unelastischer Fäden gefachte elastische Garn zwischen dem ersten und dem zweiten Drehen um 5 bis 45% entspännt wird, wobei der Prozentsatz der Entspannung durch die Formel