DE1760210C3 - Verfahren zum Herstellen eines elastischen Kerngarns - Google Patents

Description

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

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 Kernganis besieht 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 Kernkoinponente durch eine aus einem Spinnfasergarn bestehende Hüllkomponentc dadurch zu verbessern, daß die Ausrichtung der ein/einen in der Länge begrenzten Fasern im Spinnfasergarn nicht se weit erfolgt, daß die Fasern parallel zueinander liegen sondern nur so weit, daß noch eine bestimmte Zufälligkeit der Anordnung gewährleistet ist. Dies wird dadurch erreicht, daß das Spinnfasergarn nur irr Bereich von 1,1 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

LzI. ioo%

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 da.s Garn einer Spannung von 0,1 (d\ + d2lri) in g/Denier ausgesetzt wird, wobei dl die Dicke des unelastischen

Garns, dl 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 Einzelfäden 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 ein/einen Fäden des mehrfädigen Garns kann in einem einzigen Prozeß durchgeführt werden, wenn eine Fulschdrahtzwirnspindcl 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 Gummifaden, verwendet werden. Als Hüllschicht eignen sich regenerierte multifile Fäden, wie Kunstseidefäden oder Azetatseidefäden, thermoplastische synthetische Fäden wie Polyamid-, Polyester-, Polypropylen-, Polyacrylnitrilfäden oder synthetische Verbundfaden, die schrumpfbar sind.

Die Erfindung wird durch Ausführungsbeisp'ele an Hand von fünf Figuren näher erläutert. Es zeigt

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

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung eines weiteren erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem eine Wärmebehandlung vorgesehen ist,

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

Fig.4 ein Diagramm, dqs 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 Enispannung 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, das erste Drehen, das Aufdrehen und das zweite Drehen fortlaufend in einem kontinuierlichen Arbeitsprozeß durchgeführt werden. Eine Spule 2 eit.es 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 ^cührungswalze 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. \2b und zwei Ausgabewalzen 19;) und 196 enthalt, welche mit einer geringeren Umfangsgeschwindigkeit rotieren als die Walzen 12a und 126. Das von der Entspannung*- zone gelieferte Garn wird mit einer fortlaufenden Drehung verschen, 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 nimm; 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 Geschwindigke'tsverringerung 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

100%

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 werden Beispiele zur Erläuterung der beschriebenen Ausführungsform der Erfindung gegeben.

Beispiel 1

Ein elastischer Polyurethanfaden von 70 Denier wurde in. der beschriebenen Weise mit einem multifilen Nylonfaden, der eine Gesamtdenierzahl von 140 halte, 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 Speisewagen 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 12,7, 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 erfindungsgemäßen Verfuhren bewirkt eine Thermofixierbehandlung des gefachten Garns wahrend des errten Drchens oder während der Entspannungsbehandlung eine Trennung der einzelnen Faden 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 ein/einen Fäden, sondern auch für eine Verbesserung der

Bauschigkeit und der elastischen Eigenschaften des Garns.

In Fig. 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 Stützwalzcn 3a und 36 drehbar gelagert ist und sich in positiver Richtung dreht. Der Faden wird in einer Sireckzone, 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 5 geliefert wird. Das Fachen beginnt an den Walzen 24a und 24b. Danach wird das gefachte Garn 10 zu der Falschdrahtzwirnzone geführt. Das Garn 10 wird, >5 während es gleichzeitig einer Thermofixierbehandlung durch die Heizeinrichtung 26a ausgesetzt wird, mittels einer Falschdrahtzwirnspindel 11 gedreht. Nach dem Passieren der Falschdrahtzwirnspindel 11 wird das gedrehte Garn aufgedreht und danach in der Entspannungszone zwischen den Walzen 12a und 126 und 19a, 196 — wie es in Fig. 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 Fig. 3 ist dadurch gekennzeichnet, daß die Thermofixierbehandlung, der das doublierte Garn unterzogen wird, während der Entspannung des Garns vorgenommen wird. Die Thermofixierbehandlung wird mittels eines Heizgeräts 266 in der Entspannungszonc zwischen den Walzen 12a, 12b und 19a, 196 durchgeführt. Durch die Thermofixierbehandlung werden die einzelnen Fäden des thermoplastischen mehrfädigen Garns genügend getrennt und durch die Wärme in einem gekräuselten Zustand gehalten. Danach wird das doublierte Garn 13 durch das Ringzwirnverfahren unter Spannung verzwirnt.

Bei den beiden letzten Ausführungsformen kann die Zahl der Windungen und die Richtung der Drehung des Falschdrahtzwirnvorgangs auf die gleiche Weise gewählt werden wie bei der Ausführungsform zu Fig. 1. Demzufolge ist es günstig, das gefachte Garn mit einer größeren Anzahl von Drehungen zu versehen, um ein ausgezeichnetes Ergebnis zu erhalten. Es müssen jedoch auch sorgfältig die Bedingungen der Thermofixierbehandlung beachtet werden. Die Thermofixierbehandlung muß in Übereinstimmung mit den Eigenschaften des elastischen Fadens gewählt werden. Die wirksame 5" Temperatur sollte niedriger als 200⁰C. vorzugsweise jedoch im Bereich zwischen 80 und 180⁰C sein, um eine Verringerung der elastischen Eigenschaften des elastischen Kerngarns zu verhindern. Wird eine effektive Heiztemperatur von 200⁰C überschritten, so hat dies oftmals eine beträchtliche Verschlechterung der elastischen Eigenschaften des Garns zur Folge, insbesondere dann, wenn ein Polyurethanfaden als elastischer Kern verwendet wird.

Die Zeitdauer der Wärmeeinwirkung sollte etwas langer als die Relaxationszeit des unelastischen Fadens sein, d. h, sie sollte Vorzugsweise zwischen 0.3 und 5 Sekunden liegen.

Das Verhältnis des Überschusses der Fördergeschwindigkeit der Walzen 24a, 246 zur Fördergeschwindigkeit der Walzen i2a. I2üin der Faischdrahtzwirnzo- - Λ£ hängt -.srr. Material drsCsms und~⁴rr "^Tiperatur- ~*~ der Thermofixicrung ab. Hs liegt vorzugsweise im 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 Fig. 2 und 3 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 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 Polyurelhanfadcn von 70 Denier wurde mit einem multifilen Nylonfaden von 70 Denier nach dem zu Fig. 2 erläuterten Verfahren gefacht. Der multifile Polyurethanfaden wurde zwischen der Walze 36 und den Speisewalzen 24a, 246 im Verhältnis 3,5 gestreckt. Dem gefachten Garn wurde unter Verwendung einer Falschdrahtzwirnspindei 11 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 Fi g. 4 und 5 ist die Beziehung zwischen dem Maß der Entspannung und dem Maß des Bedeckungseffektes des erfindungsgemäß hergestellten elastischen Kerngarns grafisch dargestellt. Das Maß der Entspannung ist in Form von »Entspannungsprozenten« angegeben, wie sie in der vorhergehenden Beschreibung definiert worden sind, während das Maß des Bedek-¹ kungseffektes ausgedrückt wird durch die Anzahl der 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.

Die Beziehung zwischen den »Entspannungsprozenten« und der Anzahl der »blanken Kernteile« ist in Fig. 4 dargestellt. Auf der Abszisse sind »Entspannungsprozentc« und auf der Ordinate ist die Anzahl der »blanken Kernteile« aufgetragen. Die Messung der »blanken Kernteile« wurde bei einem Gewebe vorgenommen, bei dem das elastische Kerngarn als Füllgarr verwendet worden war. Wie aus den in der Zeichnung dargestellten Ergebnissen ohne weiteres zu entnehmer ist. kann die beste Bedeckungswirkung bei etwa 2f Entspannungsprozenten erhalten werden und da; Optimum der Entspannungsprozente liegt im Bereicr zwischen 5 und 45%.

In F i g. 5 ist die Beziehung zwischen den »Entspan nungsprozenten« und der Anzahl der nicht getrennter Einzelfäden in der Hüllschicht des Garns dargestellt Gemessen wurde bei Streckung des elastischer umsponnenen Garns mit einem Streckverhältnis vor 70%. Auf der Abszisse sind die »Entspannungsprozen te« und auf der Ordinate ist die Anzahl der nich getrennten Fäden aufgetragen. Es ist ersichtlich, dal zuviele getrennte Fäden in der Hüllschicht cini Verschlechterung do«. Bedeckungseffekte.« des Garn /ut r«;!gc Nbcn.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Λ 17 60210 Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines elastischen Kerngarns, 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 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

I-V I

100°/.,