DE19643685C2

DE19643685C2 - Verfahren zur Herstellung einer Schar von Mischgarnen sowie deren Verwendung

Info

Publication number: DE19643685C2
Application number: DE1996143685
Authority: DE
Inventors: Burkhard Boenigk
Original assignee: Trevira & Co KG GmbH
Current assignee: Trevira GmbH
Priority date: 1996-10-23
Filing date: 1996-10-23
Publication date: 2001-05-17
Anticipated expiration: 2016-10-24
Also published as: DE19643685A1

Description

Die Erfindung betrifft die Herstellung von verwirbelten Garnen, die aus mindestens einem Multifilamentgarn als einer ersten Komponenten und einer oder mehreren weiteren Garnen, wovon mindestens ein Garn einen unterschiedlichen Aufbau aufweist, durch Verwirbeln fusioniert sind, sowie deren Verwendung, insbesondere zur Herstellung von Gewebekonstruktionen.

Multifilamentgarne müssen, um ohne Schaden und Störungen weiterverarbeitet werden zu können, einen Fadenschluß erhalten. Geschieht dies nicht oder nicht ausreichend, kann es zu beträchtlichen Problemen kommen. So kann es zu Verhakungen zwischen Filamenten verschiedener Fadenlagen kommen, es können Filamentbrüche und sogar Garnbrüche auftreten. Bei modernen Webmaschinen können Führungselemente und Luftdüsen in den Filamentverband einstechen und zu Garnbeschädigungen führen.

Das Applizieren des Fadenschlusses erfolgte in der Vergangenheit i. d. Regel ausschließlich durch Zwirnen oder Schlichten, d. h. durch kosten- und ökologiebelastende Vorgänge. Man hat, soweit funktionelle Gründe und verfahrenstechnische Grenzen dies zulassen, das Aufbringen des Fadenschlusses mittels Zwirnen oder Schlichten zunehmend durch das Verwirbeln der Multifilamentgarne substituiert.

Das Grundprinzip der Verwirbelung besteht darin, daß ein oder mehrere Filamentgarne mit Luft quer beaufschlagt werden. Dabei werden örtlich einzelne oder mehrere oder alle Filamente verwirbelt, d. h. miteinander verflochten bzw. miteinander verdreht.

Merkmale der Verwirbelung sind Formschluß und Kraftschluß der Filamente, wobei der Kraftschluß charakterisiert ist durch das Vermögen der Verwirbelungspunkte einer mechanischen Kraft zu widerstehen, also die Stabilität der Verwirbelungspunkte beschreibt. Mit Formschluß wird üblicherweise die Öffnungslänge zwischen zwei benachbarten Verwirbelungspunkten oder die Anzahl der Verwirbelungspunkte pro Längeneinheit des Fadens beschrieben, auch Dichte der Verwirbelungspunkte genannt.

In der Regel wird in der Singlegarnfahrweise verwirbelt, z. B. während des Spinnprozesses oder bei Weiterverarbeitungsprozessen wie Streckzwirnen, Strecktexturieren oder Streckspulen.

In der DE 26 11 547 B2 wird ein Verfahren und eine Vorrichtung beschrieben, wo beim Schären zur Erzielung eines besseren Fadenschlusses ein Verwirbeln der Multifilamentgarne durchgeführt wird. Von einem Fusionieren von zwei oder mehreren Multifilamentgarnen oder von einem Fusionieren eines Multifilamentgarnes mit einem oder mehreren Garnen unterschiedlichen Aufbaus zu einem Mehrkomponentengarn ist dort jedoch keine Rede.

In der US 4,933 427 wird das Streckschären eines gemischten Garns beschrieben, das durch gleichzeitiges Spinnen (cospinning) von Homopolyester und Copolyesterfilamenten erhalten worden ist. Dieses gemischte Garn wird, bevor es dem Streckschären unterworfen wird, verwirbelt.

Das Garn wird mit einer Ausrüstung versehen und zu einer Maschenware verarbeitet, die sich aufgrund des vorhandenen Copolyesterfilamente, welche eine reduzierte Fertigkeit besitzen, leicht rauhen läßt. Das Fusionieren von zwei oder mehreren Garnen, insbesondere von Mehrkomponentengarnen durch Verwirbeln nach dem Scharverwirbelungsverfahren ist dieser Patentschrift jedoch nicht zu entnehmen.

In der EP 0 635 591 A1 wird ein Multifilamentglattgarn mit geringer Öffnungsneigung und gutem Fadenschluß, ein Verfahren zur Herstellung dieser Glattgarne sowie deren Verwendung beschrieben. Das Multifilamentgarn wird zwecks Verwirbelung unter einer bestimmten Voreilung, einem bestimmten Druck und Spannung einer Verwirbelungsdüse zugeführt. Das vorgelegte Garn kann ein ein- oder mehrkomponentiges glattes Filamentgarn sein, das auch gefacht vorliegen kann. Es ist möglich, die Verwirbelung mittels einer Vielzahl von parallel geschalteten Verwirbelungsdüsen durchzuführen und die erhaltene Fadenschar zum Aufbau eines Kettbaums zu verwenden.

Das Herstellen von Mischgarnen aus einem ein- oder mehrkomponentigen Multifilamentgarn und einem weiteren Garn, das einen unterschiedlichen Aufbau aufweist wie das ein- oder mehrkomponentige Multifilamentgarn, wird in dieser Schrift nicht beschrieben oder nahegelegt.

Obwohl bereits zahlreiche Verwirbelungsverfahren, Schärverfahren und das Scharverwirbelungsverfahren bekannt ist, besteht noch ein Bedürfnis nach verbesserten Verfahren zur Herstellung von verwirbelten Mischgarnen nach dem Scharverwirbelungsverfahren, das Garne mit guten bzw verbesserten Eigenschaften liefert und das wirtschaftlich arbeitet.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren zur Herstellung von verwirbelten Mischgarnen nach dem Scharverwirbelungsverfahren zur Verfügung zu stellen, die sich durch guten Formschluß und Kraftschluß auszeichnen, die sich ohne Schlichte oder ohne Drehung auf modernen, schnell laufenden Webmaschinen als Kette und/oder Schuß verarbeiten lassen, Aufgabe der Erfindung ist es ferner, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit dem insbesondere Mischgarne hergestellt werden, die einen guten Bausch bzw. ein hohes Garnvolumen besitzen. Aufgabe der Erfindung ist es ferner, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, das kostensparend und ökologiefreundlich arbeitet, sowie die Verwendung der nach dem Verfahren hergestellten Mischgarne.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden in den Patentansprüchen 2 bis 13 beschrieben.

Die Verwendung der nach den Ansprüchen 1-13 hergestellten Mischgarne beinhalten die Ansprüche 14 und 15.

Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann z. B. auf die Weise geschehen, wie es in Abb. 1 schematisch wiedergegeben wird. Dabei werden die Systemkomponenten von einem Gatter abgezogen und der Verwirbelungsvorrichtung zugeführt, die Garne werden dann an der Schärmaschine, beispielsweise auf Teilkettbäumen, Zettelwalzen oder Kettbäumen, aufgewickelt. Dabei zeigt der obere Teil der Abb. 1 das Scharverwirbeln von zwei vollverstreckten, gar nicht oder teilverwirbelten Systemkomponenten; die mittlere Figur von Abb. 1 zeigt eine Variante, bei der eine Komponente ein Spinnfasergarn ist und die untere Figur in Abb. 1 zeigt eine Variante, bei der eine Komponente ein FOY (fully oriented yarn) oder Spinnfasergarn und die andere Komponente ein teilorientiertes Garn ist, beispielsweise LOY, MOY oder POY. Die Begriffe LOY, MOY, POY usw. sind dem Fachmann bekannt und werden z. B. in Chemiefasern/Textilindustrie Juni 1985, Seiten 411 bis 412 näher erläutert. Die untere Figur von Abb. 1 zeigt ferner, daß vor dem Verwirbeln eine der Komponenten noch kaltverstreckt werden kann.

In Abb. 2 werden zwei Varianten gezeigt, bei der nach dem Verwirbeln noch ein Schrumpfen/Relaxieren und ein Fixieren stattfindet. Bei einer Variante wird vor dem Verwirbeln noch ein Kaltverstrecken durchgeführt.

Das Fusionieren, d. h. das Fachen und Verwirbeln zu einem Mischgarn gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren beim Scharverwirbelungsverfahren kann z. B. geschehen durch Zusammenführen eines Multifiltamentgarns als der ersten Komponente und eines weiteren Multifilamentgarns, das einen anderen Aufbau aufweist wie die erste Komponente. Der Unterschied kann z. B. das verwendete Polymer, den Titer des Garnes, den Einzeltiter, das Querschnittprofil der Elementarfäden, die Farbe, die Textur, den Zwirnungsgrad, die Orientierung, den Schrumpf, den Modul, den Kraft/Dehnungsverlauf, den Schmelzpunkt, die Färbefähigkeit usw. betreffen. Die weiteren Systemkomponenten können sich in nur einer oder in mehreren der vorstehend erwähnten Eigenschaften von der ersten Komponenten unterscheiden.

Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, den durch das Verwirbeln erzeugten Fadenschluß und den dadurch erhaltenen Bausch der Garne zu steigern. Dies ist z. B. möglich, wenn eine der Systemkomponenten ein teilorientiertes Vorlagegarn ist, z. B. LOY, MOY, POY oder HOY, wobei LOY, MOY oder POY bevorzugt sind, kalt- oder niedrigtemperaturverstreckt wird, d. h. bei Temperaturen, die nur gering über der Glasumwandlungstemperatur und sehr weit unterhalb der Kristallisationstemperatur des gewählten Polymers liegen und man danach die weitere oder die weiteren Komponenten zuführt. Je nach Art der zugefügten weiteren Komponenten kann auch diese mitverstreckt und ggfls. mittexturiert werden. Es ist aber auch möglich, die weitere Komponente erst unmittelbar vor der Verwirbelungsvorrichtung zuzuführen. Sodann wird scharverwirbelt, geschrumpft/relaxiert und fixiert.

Auf diese Weise ist es möglich, den Verwirbelungsgrad und Bausch, bzw. des Volumen solcher Mehrkomponentengarne zu steigern, wenn sie nach dem Kaltverstecken, aber noch vor dem Relaxieren/Schrumpfen verwirbelt werden, dabei schrumpfen die Öffnungslängen bzw. die Dichte der Verwirbelungsknoten wird erhöht, und es bildet sich ein höherer Bausch bzw. höheres Garnvolumen aus.

Bei einem derartigen Vorgehen lassen sich die Schrumpfwerte von bis zu 50% und darüber realisieren.

Es können in der Folge z. B. Mischgarne mit den auf den Charakteristika und Synergismen der gewählten Systemkomponenten beruhenden Effekten (z. B. Krepp- und Melangeeffekt in Folge der Unterschiede Titer und/oder Orientierung sowie Farbe bzw. Anfärbung zwischen den Elementarfäden) mit einem Bausch/Volumeneffekt kombiniert werden.

Die Garne gemäß der Erfindung können konventionell geschlichtet und dann verwebt werden, es ist überraschenderweise aber auch möglich, manche dieser Mischgarne beispielsweise als Kettgarne schlichtefrei und ohne zusätzlich noch eine Drehung aufzubringen weiterzuverarbeiten, was sehr kostensparend und ökologiefreundlich ist.

In einer weiteren besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann man das Fusionieren der Garne noch verbessern bzw. verstärken, indem man Garne verwirbelt, welche aus dem gleichen Polymer bestehen, wobei aber die einzelnen Komponenten unterschiedliche Schmelzpunkte aufweisen. Hierzu gehören insbesondere Garne, welche aus Polyester, Polyamid oder Polyolefinen hergestellt worden sind, wobei Polyester und Polyamid bevorzugt sind und Polyester ganz besonders bevorzugt ist.

Üblicherweise hat thermoplastischer Polyester einen Schmelzpunkt von etwa 257°C. Modifiziert lassen sich jedoch Varianten mit Schmelzpunkten zwischen 130°C und 225°C beispielsweise herstellen. Dies ist z. B. möglich, indem man zur Herstellung der einen Komponenten Copolyester verwendet.

Das Fusionieren von Garnen aus üblichem Homopolyestern (Polyethylenterephthalat) mit solchen modifizierten Garnen führt zu den sogenannten Hybridgarnen.

Es lassen sich auch Hybridgarne herstellen, indem man mindestens eine Komponente verwendet, die ein Bikomponentengarn ist, bei dem der Elementarfaden sowohl einen niedrigtemperaturschmelzenden als auch einen hochtemperaturschmelzenden Polymerteil vereint.

Das Verbinden der einzelnen Komponenten durch Schmelzen oder Anschmelzen kann in der Weise geschehen, indem man über den Fadenquerschnitt gesehen nur einzelne Filamente miteinander verbindet; es ist aber auch möglich, die Schmelzverbindung über den ganzen Querschnitt des Fadens durchzuführen.

Über die Länge des Garns gesehen, kann das Schmelzen bzw. Anschmelzen kontinuierlich erfolgen in der Weise, daß über die gesamte Länge Schmelzverbindungen vorhanden sind. Es ist aber auch möglich, punktuell oder bereichsweise ein Anschmelzen bzw. Verschmelzen durchzuführen. Dabei können die Schmelzverbindungen in regelmäßigen Abständen, muster- oder rasterförmig vorhanden sein; es ist aber auch möglich, die Schmelzverbindungen aperiodisch aufzubringen, wobei längere und kürzere Schmelzbereiche miteinander abwechseln können.

Das Schmelzen kann durch Kontakt mit einem entsprechend erhitzten Werkzeug geschehen, beispielsweise Walzen, Riete/Kämme, Nutstäbe, Heizteile oder Vibrations- und Reibelemente, wobei auch Kombinationen beispielsweise von Walzen und Rieten möglich sind.

Eine weitere Möglichkeit, das Schmelzen zu bewirken, besteht darin, daß man berührungslos arbeitende Vorrichtungen verwendet. So ist es möglich mit Ultraschall oder mit Heißluft zu arbeiten, Laser, Hochfrequenzgeräte und dergleichen einzusetzen. Auch bei den berührungslos arbeitenden Verfahren ist es möglich, periodisch und aperiodisch zu arbeiten.

Die erfindungsgemäß hergestellten Mischgarne lassen sich besonders vorteilhaft verwenden zur Herstellung folgender Gegenstände: Gewebe, Gewebe mit einstellbarer Durchlässigkeit für Gase, Flüssigkeiten, Stäube, Festkörper oder Licht, Gittergewebe, Gewirke, u. dgl.; Schutzbekleidung, Zeltstoff oder Zeltböden, Auskleidungen für Behälter, Täschnerwaren, Materialien zur Herstellung von Schuhen und Bekleidung, Verpackungsmaterialien, maritime Textilien, textiler Baustoff, Trägermaterial, Geotextilien, zum Einsatz im Wasserbau, Segel oder Planen, Filtermaterial, Systemkomponenten für Composites, funktionelle Bekleidung, insbesondere Sportbekleidung,
Auskleidungen für Behälter, z. B. um Silo, Pool oder Container auszukleiden, Polier-, Schmirgel- oder Reinigungs-Garne, Säcke, Bänder oder sonstige technische Textilien,
Verstärkung für andere textile Flächengebilde, wie z. B. Vliesstoffe.

Die Erfindung wird durch folgende Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1 Garn

Mehrkomponentengarn PES Titer dtex 126f208 über Schärverwirbeln vereinigt aus

- FOY Titer dtex 50f80
- FOY Titer dtex 76f128

Verarbeitung

Schlichtefrei verwebt auf

- einer üblichen Webmaschine (im Handel erhältlich Type TSUDAKOMA-Luft "ZA 205 I 150") bei 680 Touren/min.
- Kette mit 6000 Fäden aus vorgenanntem Mehrkomponentengarn.
- Schuß aus vorgenanntem Mehrkomponentengarn.
- Konstruktion: Leinwandbindung L1/1 mit 40/21 Fäden pro cm in Kette/Schuß.

Beispiel 2 Garn

Mehrkomponentengarn PES Titer dtex 126f168, über Schärverwirbeln vereinigt aus

- FOY Titer dtex 76f128
- FOY Titer dtex 50f40

Verarbeitung

Schlichtefrei verwebt auf

- einer üblichen Webmaschine (im Handel erhältlich als Type TSUDAKOMA-Luft "ZA 205 I 150") bei 680 Touren/min.
- Kette mit 6000 Fäden aus vorgenanntem Mehrkomponentengarn.
- Schuß aus vorgenanntem Mehrkomponentengarn.
- Konstruktion: Leinwandbindung L1/1 mit 40/21 Fäden pro cm in Kette/Schuß.

Beispiel 3 Garn

Mehrkomponentengarn PES Titer dtex 164f104; über Streckschären vereinigt aus

- POY Titer dtex 135f24 spinngefärbt
- FOY Titer dtex 50f80 wobei

POY zunächst auf Titer dtex 76f24 kaltverstreckt, danach mit FOY durch Verwirbeln vereinigt, danach bei T = 80°C um 30% geschrumpft und erst dann bei T = 190°C fixiert wurde.

Verarbeitung

Schlichtefrei verwebt auf

Beispiel 4 Garn

Mehrkomponentengarn PES Titer dtex 158f148 melange; über Streckspulen vereinigt aus

- POY Titer dtex 84f20 spinngefärbt
- FOY Titer dtex 76f128 wobei

POY zunächst auf dtex 50f20 kaltverstreckt, danach mit dem FOY durch Verwirbeln vereinigt, danach bei T = 75°C umd 25% geschrumpft und erst dann bei T = 190°C fixiert wurde.

Verarbeitung

Schlichtefrei verwebt auf

- einer üblichen Webmaschine (im Handel erhältlich als Type RÜTI-Luft "L-5000") bei 530 Touren/min.
- Kette mit 9240 Fäden aus vorgenanntem Mehrkomponentengarn.
- Schuß aus vorgenanntem Mehrkomponentengarn.
- Konstruktion: Körper 2/2 mit 50/40 Fäden pro cm in Kette/Schuß.

Beispiel 5 Garn

Mehrkomponentengarn PES Titer dtex 176f112 über Spulverwirbeln vereinigt aus

- Titer dtex 76f32 texturiert
- Titer dtex 100f80, kaltverstreckt aus POY Titer dtex 172f80 wobei

beide Systemkomponenten gemeinsam einer Verwirbelungsdüse zugeführt, darin vereinigt, danach bei T = 80°C um 40% geschrumpft und als letztes bei T = 190°C fixiert werden.

Verarbeitung

Schlichtefrei verwebt auf

- einer üblichen Webmaschine (im Handel erhältlich als Type TSUDAKOMA-Luft "ZA 205 I 150") bei 800 Touren/min.
- Kette mit 9240 Fäden aus vorgenanntem Mehrkomponentengarn.
- Schuß aus PET Titer dtex 167f32 texturiert.
- Konstruktion: Atlasbindung A3/1 mit 54/32 Fäden pro cm in Kette/Schuß.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Schar von Mischgarnen, dadurch gekennnzeichnet, daß man ein Multifilamentgarn als ein erstes Garn mit einem oder mehreren weiteren Garnen, wovon mindestens ein Garn einen anderen Aufbau aufweist als das erste Garn, zu einem Mischgarn facht und verwirbelt und anschließend dieses Mischgarn in Form mehrerer paralleler Garne als Schar mit einem gegenseitigen Abstand der einzelnen Garne von weniger als 20 cm fuhrt und man diese Schar paralleler Garne auf einer Schär- oder Streckenschäranlage erzeugt und als Schar aufwickelt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schon parallelen Garne in einem gegenseitigen Abstand von weniger als 10 cm, bevorzugt von weniger als 5 cm geführt werden und daß diese Schar mindestens 5, bevorzugt über 50 Garne umfaßt.

3. Verfahren nach mindestens einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schar paralleler Garne als Schar, in Form eines Kettgarnes aufgewickelt wird.

4. Verfahren nach mindestens einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese Schar paralleler Garne auf einer Verstreckeinrichtung, einer sogenannten Bandstraße erzeugt wird und die Mischgarne anschließend wieder einzeln aufgespult werden.

5. Verfahren nach mindestens einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Garn ein Multifilamentgarn aus Polyamid oder einem Polyolefin ist.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Garn ein Polyestermultifilamentgarn ist.

7. Verfahren nach mindestens einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Garn ein Glattgarn oder Texturgarn ist.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eins der Garne ein teilverstrecktes Garn ist.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das teilverstreckte Garn vor dem Fachen kalt- oder niedrigtemperaturverstreckt und das verwirbelte Mischgarn geschrumpft/relaxiert und danach fixiert wird.

10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eines der weiteren Garne ein Spinnfasergarn ist.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Garne aus dem gleichen Polymer bestehen, aber jeweils einen unterschiedlichen Schmelzpunkt aufweisen.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eins der Garne ein Bikomponentengarn aus zwei Polymeren unterschiedlichen Schmelzpunkts ist.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen den einzelnen Garnen durch kontinuierliches oder periodisch oder aperiodisch unterbrochenes Schmelzen oder Anschmelzen verstärkt wird.

14. Verwendung der nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 erhaltenen Garne zur Herstellung von Geweben.

15. Verwendung der nach einem der Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 erhaltenen Garne zur Herstellung von Airbags.