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Elastisches Kombinationsgarn.
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Die Erfindung betrifft ein torsionsneutrales Kombinationsgarn, bestehend
aus einer elastomeren Kernkomponente und einer Umhüllungskomponente aus hochelastischen,
friktionstexturierten, synthetischen Endlosfäden, sowie ein Verfahren zu seiner
Herstellung.
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Für die Herstellung von hochelastischen-Textilien, z.B.
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Miederwaren, Badeanzüge usw. finden Umwindungsfäden, Kerngarne und
Kombinat i ons garne allgemeine Verwendung.
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So ist das klassische Umwindungsgarn bekannt, welches auf den üblichen
Umwindungszwirnmaschinen bei sehr langsamen Warengeschwindigkeiten von ca. 5 - 10
m/min. hergestellt wird, bei denen man eine enge Umwindung der zweiten Komponente
um den Seelenfaden für erforderlich hielt. Die Drehzahlen der Zwirnspindeln aber
sind auf ca. 15 000 - 25 000 U/min.
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begrenzt.
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So werden z.B. Elastomerkernstränge oder Seelenfäden durch die Verwendung
von Hohlspindeln mit Umwindungsmaterial umwunden, was nur mit relativ geringen Arbeitsgeschwindigkeiten
durchgerührt werden kann. Die so erhaltenen Umwindungsfäden
können
entweder anschließend aufgespult oder nachträglich noch verstreckt werden.
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Ferner sind Verfahren bekannt, bei denen die Elastomerkernstränge
vorher thermisch behandelt werden, bevor sie mit meist unelastischen Umhüllungskomponenten
umsponnen werden. Auch diese Verfahren arbeiten bei relativ niedrigen Arbeitsgeschwindigkeiten
und benötigen einen hohen Gewichtsanteil der Elastomerkomponente, tun noch befriedigende
Elastizitätseigenschaften zu erhalten.
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Die Verwendung von texturierten, aber nicht elastischen Fäden, die
mit dem Kernstrang kombiniert werden, ist ebenfalls beschrieben. Bei diesem Material
wird eine Elastizität von bis über 100 % angegeben, wobei aber der Elastomeranteil
sehr hoch ist.
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Verfahren, die zur Herstellung von Kerngarnen, Umwindungsfäden und
Kombinationsräden dienen, sind demnach bekannt, jedoch führen sie entweder zu Garnen
mit hohen Anteilen an Elastomerkomponente oder sind technisch nur mit sehr geringen
Arbeitsgeschwindigkeiten durchführbar.
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Gegenstand der Erfindung ist nunmehr ein torsionsneutrales Kombinationsgarn
aus Elastomerfäden als Kernkomponente und texturierten,synthetischen Endlosfäden
als Umhüllungskomponente, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Garn zu ;gXbis
55 Gew.% aus der Kernkomponente besteht und daß die Kernkomponente von paarweise
entgegengesetzt friktionstexturierten, hochelastischen, synthetischen Endlosfäden,
die jede alternierend in wechselnder Richtung echte Drehungen im Verhältnis 10 :
40 bis 90 : 60 aufweisen, als Umhüllungskomponente in wechselnden Abständen alternierend
umschlungen ist, wobei die paarweise entgegengesetzt texturierten
Fäden
sich gegenseitig teilweise überlagern, und das Garn einen Schutzdrall von 5 - Rechten
Drehungen/m aufweist.
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Dieses torsionsneutrale Kombinationsgarn wird erfindungsgemäß erhalten
durch ein Verfahren, bei dem man einen multifilen Elastomerfaden als Kernkomponente
unter definierter Spannung bei variablen Dehnungsverhältnissen ggfls. unter Erwärmung,
mit paarweise entgegengesetzt friktionstexturierten, hochelastischen, synthetischen
Endlosfäden, die jede alternierend in wechselnder Richtung echte Drehungen im Verhältnis
10 : 40 bis 90 : 60 aufweisen, zusammenführt, ggfls. durchspult und bei Geschwindigkeiten
von 100 bis 250 m/min. ringzwirnt, wobei die Komponenten so gewählt werden, daß
das erhaltene Garn zu 10 bis 55 Gew.% aus der elastomeren Komponente besteht.
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Bei der erfindungsgemäßen Verwendung der hochelastischen, texturierten
Endlosfäden zur Herstellung des Kombinationsgarns, bei der diese Umhüllungsfäden
alternierend in wechselnder Richtung echte Drehungen im Verhältnis 10 : 40 bis 90
: 60 aufweisen, kann der Anteil an Elastomerkomponente gegenüber diesem Anteil bei
den bekannten -Umwindungsfäden wesentlich geringer gehalten werden, ohne daß die
Deckkraft des elastischen Umhüllungsfadens vermindert wird.
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Das so hergestellte torsionsneutrale Kombinationsgarn besitzt von
10 % bis 55 Gew.% Anteil an Elastomerfäden als Kernkomponente und wird von hochelastischen,
friktionstexturierten, synthetischen Endlosfäden, welche alternierende Drehrichtungen
aufweisen, als Umhüllungskomponente umschlungen, wobei sich die Einzelfilamente
der Umhüllungskomponente im Drehsinn, axial verschoben, teilweise überlagern, was
zu einem Garn mit gutem Fadenschluß und trotzdem hohen Volumen bei einem geringen
Schutzdrall von 5 bis 80 echten Drehungen/m führt.
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Die Herstellung eines hochelastischen Kombinationsgarns, bestehend
aus einer elastomeren Kernkomponente und zugeführten, friktionstexturierten, hochelastischen
Umhüllungsfäden, welche aus mindestens 2 im Drehsinn gegensätzlich texturierten
Fäden bestehen, ist nunmehr mit einfachsten maschinenbaulichen Mitteln bei wesentlich
höheren Warengeschwindigkeiten als üblich möglich. Es können der Elastomerkomponente
auch mehr als 2 Umhüllungsfäden, z.B.
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4 oder 6, zugeführt werden, jedoch müssen die Umhüllungsfäden immer
paarweise entgegengesetzt friktionstexturiert sein.
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Die elastomere Kernkomponente kann in beliebigen Dehnungsverhältnissen,
jedoch unter exakter Fadenspannung dem hochelastischen Umhüllungsmaterial zugeführt
werden.
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Die Umhüllungskomponenten sind friktionstexturierte, hochelastische
Endlosfäden mit großem Volumen, die alternierend in wechselnder Richtung echte Drehungen
im Verhältnis 10 : 4G bis 90 : 60 aufweisen. Sie können beispielsweise nach dem
in der deutschen Offenlegungsschrift 1.946.791 beschriebenen Verfahren hergestellt
werden und bestehen im allgemeinen aus Polyamiden oder Polyestern, vorzugsweise
aus Polyamid-6 Sie liegen im Titerbereich von dtex 20 r 2 bis 44 f 6, wobei sie
paarweise in gegensätzlichem Drehsinn friktionstexturiert sind.
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Die elastomere Kernkomponente besteht aus multifilen Elastomerfäden,
die aus segmentierten Polyurethanen ersponnen werden, und die im Titerbereich von
20 - 400 dtex liegen.
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Der Kernstrang aus der Elastomerkomponente muß bei dem Kombinationsprozess
unter genau definierter Fadenspannung
angeführt werden, das ist
aber beim meist üblichen Überkopfabzug des Elastomerfadens nicht möglich. Deshalb
werden anstelle der üblichen Druckwalzen einer bekannten Streckzwirnmaschine Abrollvorrichtungen
eingesetzt, die in Verbindung mit dem Lieferzylinder ein exaktes Abrollorgan für
den Elastomerfaden darstellen. Dadurch wird die Zulieferung für eine exakte Fadenverdehnung
und -Spannung bei definiertem Fadeneinlauf geschaffen, mittels derer beliebige Dehnungsverhältnisse
zwischen Lieferzylinder und Galette eingestellt werden können.
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Beim Kombinationsprozeß werden die gegensätzlich friktionstexturierten
Umhüllungsfäden dem Elastomerfaden mittels Fadenführern und Fadenbremsen zugeführt.
Das so gebildete elastische Kombinationsgarn wird mit Durchspulöl versehen und spannungsreguliert
auf Kops im Ringzwirnverfahren aufgespult, wodurch es einen Schutzdrall im Bereich
von 5 bis 80 echten Drehungen/m erhält.
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Nach erfolgter Relaxation beim Aufspulen des elastischen Kombinationsfadens
sind die Einzel fäden des Fadenbündels eng ineinander verschlungen und ergeben bei
hoher Elastizität einen guten Fadenschluß und großes Volumen. Der Fadenschluß kann
zusätzlich durch Fadenschlußmittel ( Präparation ) und andererseits durch die Wahl
der texturierten Fäden beeinflußt werden. Für spezielle Einsatzzwecke kann die Dichte
der Umhüllungskomponente durch einen nachgeschalteten Ringzwirnprozeß erhöht werden.
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Wie bereits ausgeführt, ist es von besonderer Bedeutung, daß die Umhüllungskomponente
mindestens aus einem Paar entgegengesetzt friktionstexturierter, hochelastischer
Garne besteht, die über ihre Länge in wechselnden Abständen alternierend in S-i
und Z-Richtung echt gedreht sind. So
besitzt z.B. ein S-fixiertes
Garn 60 - 90 ffi Drehung in S-Richtung und 10 - 40 % in Z-Richtung. Bei der Z-Drehung
ist es umgekehrt, d.h. 60 - 90 ß Z-Drehung und 10 - 40 % S-Drehung.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht auf Grund seiner hohen Arbeitsgeschwindigkeit
eine wesentlich höhere Wirtschaftlichkeit gegenüber den bisher bekannten Verfahren.
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Die Durchführung des Verfahrens sei an Hand der Figur 1 erläutert.
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Der von dem Abrollwerk 2 kommende Elastomerfaden wird zwischen Lieferzylinder
1 und Abzugsgalette 3 vorzugsweise im Verhältnis zwischen l : 2 und 1 : 5 gedehnt.
Die texturierten Fäden werden von den Kopsen 4a und 4 b über Fadenführer 5 und Fadenbremsen
6 ebenfalls der Abzugsgalette 5 zugeführt, nach gemeinsamen Abzug mittels der Präparationsvorrichtung
7 präpariert und auf Zwirnkops 8 aufgezwirnt.
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Das so hergestellte Kombinationsgarn zeichnet sich dadurch aus, daß
es drehungsneutral ( torsionsstabil ) ist und die elastische Dehnbarkeit durch die
Umwindung nicht gehemmt ist. Es ist hochelastisch, hat guten Fadenschluß bei sehr
hohem Volumen und besitzt dabei gute Farbegalität und gute Verarbeitungseigenschaften,
was durch die Wahl der speziellen friktionstexturi erten Umhüllungskomponenten bedingt
ist.
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Das=-Garn besitzt nach der im folgenden beschriebenen Prüfmethode
eine Dehnbarkeit von ca. 100 und einen Titer von ca.
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1:2. Die Prüfung erfolgt mit einer Probenvorbelastung von 100 mp/dtex
(a-Wert). Danach wird der Prüfling mit einer Probenvorbelastung von pt00 des a-Wertes,
d.h. 1 mp/dtex belastet und gemessen (b-Wert). Das Verhältnis von a) zu b) gibt
im ge- bzw. entspannten Zustand den Titer und die Dehnbarkeit an.
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Das Volumen des Kombinationsgarnes ist dank des Charakters des texturierten
Umhüllungsgarnes bemerkenswert.
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Der Anteil der elastomeren Kernkomponente liegt für das erfindungsgemäße
Garn zwischen 10 und 55 Ges., vorzugsweise bei 30 - 40 Gew.% im entspannten Zustand
bei einer Probenvorbelastung von 1 mp/dtex.
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Die Gesamtdehnbarkeit kann zwischen 150 und 300 ffi liegen, entsprechend
der Verdehnung des Kernstranges.
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Beispiel 1: Ein Polyurethan-Elastomerfaden vom Endtiter dtex 80 wird
im Verhältnis 1 : 3,20 zwischen Lieferwerk 1 und Galette 3 bei einer Liefergeschwindigkeit
von 120 m/min. gedehnt.
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Zwei texturierte Polyamid-6-Fäden von entgegengesetztem Drehsinn,
d.h. in S- und Z-Drehung im Endtiter dtex 22/5 ( wobei der in S-Richtung gedrehte
Faden 10 - 4o ffi Z-Drehung in wechselnden Abständen, und der in Z-Richtung gedrehte
Faden 10 - 40 % S-Drehung in wechselnden Abständen aufweist ) werden bei 5 p Fadenspannung
über 2 Fadenbremsen dem Polyurethan-Elastomerfaden zugeführt und mit 120 m/min.
bei 9500 Spindel-U/min. unter einer Spannung von 0,5 - 1,top auf einen Zwirnkops
gezwirnt.
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Vor dem Aufzwirnen wird mittels der Präparationsvorrichtung ein Fadenschlußmittel
aufgebracht.
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Der Endtiter des Kombinationsgarnes beträgt dann dtex 97 im gedehnten
Zustand bei einer Probenvorlast von 100 mp/ dtex.
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Der Titer ist im entspannten Zustand bei einer Probenvorbelastung
von 1 mp/dtex = 231 dtex. Der Anteil der Elastomerkomponente liegt bei 35ffi.
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Beispiel 2 Ein Polyurethan-Elastomerfaden vom Endtiter dtex 80 wird
im Verhältnis 1 : 4,00 zwischen Lieferwerk 1 und Galette 3 bei einer Warengeschwindigkeit
von 150 m/min.
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gedehnt. Zwei texturierte hochelastische Polyamid-6-Fäden von entgegengesetztem
Drehsinn, d.h. in S- und Z-Drehung im Endtiter von dtex 80/17 ( wobei der in S-Richtung
gedrehte Faden 10 - 40 % Z-Drehung in wechselnden Abständen, und der in Z-Richtung
gedrehte Faden 10 - 40 ffi S-Drehung in wechselnden Abständen aufweist ) werden
bei 8 p Fadenspannung über 2 Fadenbremsen dem Polyurethan-Elastomerfaden zugeführt
und bei gleicher Warengeschwindigkeit mit 10 000 Spindelumdrehung/Minute unter einer
Spannung von 1,2 p auf einen geregelten Zwirnkopf gezwirnt. Vor dem Auf zwirnen
wird ein Fadenschlußmittel aufgebracht. Der Endtiter des Kombinationsgarnes beträgt
dann dtex 196,7 im gedehnten Zustand bei einer Probenvorlast von 100 mp/dtex.
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Der Titer ist im entspannten Zustand bei einer Probenvorlast von 1
mp/dtex 469,4. Der Elastomergewichtsanteil beträgt 10,21 % im gedehnten Zustand.