DE2412592A1

DE2412592A1 - Verfahren zur herstellung zusammengesetzter garne

Info

Publication number: DE2412592A1
Application number: DE2412592A
Authority: DE
Inventors: Zoltan Steve Toronyi; Ralph Carl Wirsig
Original assignee: DuPont Canada Inc
Current assignee: DuPont Canada Inc
Priority date: 1973-03-16
Filing date: 1974-03-15
Publication date: 1974-09-19
Also published as: FR2221550A1; CA1002400A; FR2221550B1; GB1453979A; US3991548A; NL7403540A; JPS5069341A; IT1005671B

Description

Patentanwälte? Or. ing-Walter Abltz _Dr. Dieter F. Morf Dr Hans-Α. Braun» 15. März 1974

TFC-69

DU PONT OP CANADA LIMITED 555 Dorchester Boulevard, West Montreal, Quebec, Kanada

Verfahren zur Herstellung zusammengesetzter Garne

Die Erfindung betrifft die Herstellung von zusammengesetzten Garnen und insbesondere zusammengesetzte Garne, die elastische Eigenschaften besitzen und vermengte Komponenten elastomerer und nicht-elastomerer Endlosfäden enthalten. Solche Garne können leicht zu. Stoffen und Kleidungsstücken verarbeitet werden, die im. Vergleich zu dem bisher erhältlichen falsehdrall-texturierten Garn eine verbesserte Elastizität besitzen, und insbesondere zu Warenstrukturen mit Stretchoder "Komfort'^Eigenschaften.

Der Ausdruck "elastomeres Garn" bezieht sich in der hier verwendeten Bedeutung auf ein Garn mit einem hohen Grad reversibler Dehnbarkeit, z, B. einer Dehnbarkeit von mehr als 100 % der ursprünglichen Länge, und typischerweise auf ein Garn» das von einem Faden oder von Fäden aus segmen-

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a.

tiertem Polyurethan (gattungsmässig als Spandex-Faser bezeichnet) gebildet wird. Die Bezeichnung "nicht-elastomeres Garn" bezieht sich in der hier verwendeten Bedeutung auf ein Garn mit einem relativ niedrigen Grad an Dehnbarkeit, z. B. von weniger als 50 % der ursprünglichen Länge beim Bruch, und typischerweise auf ein Garn, das von Fäden thermoplastischen Polymer-Haterialsr z.B. aus Polyamid oder Polyester^ gebildet wird, wie sie für die Herstellung von einfachen oder texturierten Garnen verwendet werden.

Zusammengesetzte Garne, die elastische Eigenschaften besitzen und aus elastomerem Garn zusammen mit nicht-elastomerem Multifilgarn bestehen, sind der Fachwelt vertraut.

Aus US-PS 3 069 883 ist es bekannt, ein künstliches elastomeres Garn, nämlich Polyurethan-Garn, mit wenigstens einer Lage eines nicht-elastomeren Hüllgarns zu umwickeln, während das elastomere Garn 'auf 40 bis 90 % seiner maximalen Ausdehnung im nichtumspcmenen Zustand ausgedehnt ist, wobei das Vickelgam vorzugsweise ein einfaches oder texturiertes Hultifil-Hylongam ist. Solche ein- oder mehrfach umsponnenen Garne werden bei der Herstellung von Kompressionsstoffen, z. B. für orthopädische oder Stützkleidungsstücke verwendet, bei denen die Stütz- bzw. Haltekraft von vorrangiger Bedeutung ist.

In CA-PS 719 047 ist ein zusammengesetztes Garn beschrieben, das elastomere, künstliche Fäden zusammen mit gekräuselten oder texturierten, nicht-elastomeren, künstlichen Fäden enthält. Bach dieser Patentschrift ist es bei der Herstellung des zusammengesetzten Garnes von Bedeutung, die jeweiligen Spannungen der elastomeren und der gekräuselten nichtelastomeren ¥&deiL bei ihrer Zuordnung zueinander zu lenken. Vorzugsweise liegen solche Spannungen vor, dass der gekräuselte, nicht-elastische Faden straff ist, wobei die Kräuselung "ausgezogen" bzw. der Faden geradegezogen ist,

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und dass die elastomeren Fäden im wesentlichen um den gleichen Anteil, bezogen auf ihre ursprüngliche Länge, ausgedehnt werden wie die elastomeren Fäden beim "Ausziehen" der Kräuselung.

In CA-PS 852 520 ist ein Verfahren zur Herstellung eines elastomeren Garnes beschrieben, das mit einem nicht-elastomeren Multifilgarn umsponnen ist, wobei das Verfahren darin besteht, ein elastomeres Garn zusammen mit einem verstreckten, nicht-elastomeren Multifilgarn zu einem dublierten Garn zu fachen, während das elastomere Garn in einem gedehnten Zustand gehalten wird. Das dublierte Garn wird dann durch eine Falschdrahtspindel gedreht und aufgedreht (wahlweise unter Thermofixierung). Das dublierte Garn wird sodann relaxiert und erhält unmittelbar danach einen echten Draht, während es sich in einem gedehnten Zustand befindet, bevor das Aufwickeln auf eine Packung erfolgt.

Diese bekannten Garne und die Verfahren zu ihrer Herstellung haben eine Reihe von Nachteilen. Herkömmliche einfach- oder doppelt umsponnene Garne, wie in der obengenannten US-PS 3 069 88$ beschrieben, neigen dazu, an der Garnoberfläche Faden s chi ing en zu bilden, wodurch das Aussehen beeinträchtigt wird und Festhak- und Spannungs-Schwankungs-Probleme beim Virken entstehen. Die herkömmlichen Umspinnverfahren arbeiten ausserdem mit niedrigen Produktionsgeschwindigkeiten und sind infolgedessen bezüglich Apparatur- und Arbeitskraft-Nutzgrad kostspielig. Zusammengesetzte Garne, die ein elastomeres Garn und ein gekräuseltes, nichtelastomeres Garn enthalten, wie sie in der obengenannten CA-PS 719 04-7 beschrieben sind, neigen zu einem zu geringen Zusammenhalt des Fadenbündels, wobei die Komponentenfäden dazu neigen, sich zu trennen, einen Ballon zu bilden und sich festzuhaken. Durch das oben beschriebene Drehen des zusammengesetzten Garnes kann ein verbesserter Zusammenhalt erreicht werden, woraus aber eine geringere Ergiebigkeit

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des Verfahrens und ein teureres Produkt resultiert. Ein ähnlicher Fachteil ergibt sich bei dem Verfahren nach der obengenannten CA-PS 852 520, das einen hohen Betrag an sekundärem Draht (400 bis 1100 Drehungen/m) erfordert.

Die vorliegende Erfindung stellt ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines zusammengesetzten Garnes, das ein elastomeres Garn mit einem nicht-elastomeren Multifilgarn vermengt aufweist, bei hohen Fertigungsgeschwindigkeiten zur Verfugung. Sie macht ferner ein zusammengesetztes Garn verfügbar, das ein elastomeres Garn mit einem nicht-elastomeren Multifilgarn vermengt enthält und das keinen echten Draht aufweist und einen verbesserten Fadenbündel-Zusammenhalt hat.

Zur Lösung dieser und weiterer Aufgaben stellt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines zusammengesetzten Garnes, bei dem ein elastomeres Garn bzw. Fadengut mit einem nichtelastomeren Multifilgarn bzw. -Fadengut vermengt ist, zur Verfügung, bei dem man ein elastomeres Garn und ein nichtelastomeres Multifilgarn durch eine Streck zone führt und in dieser das elastomere Garn vorübergehend dehnt und das nicht-elastomere Multifilgarn verstreckt, und bei dem man das elastomere Garn und das nicht-elastomere Multifilgarn zusammen falschdrallt, um ein falschgedralltes, dubliertes Garn zu bilden, während das flaschgedrallte, dublierte Garn bei einer Temperatur unterhalb derjenigen, bei der die Elastizität des elastomeren Garnes im wesentlichen zerstört würde, einer Thermofixierbehandlung unterworfen wird.

Die Erfindung stellt ebenso ein zusammengesetztes Garn zur Verfügung, das ein elastomeres Garn mit einem nicht-elastomeren Multifilgarn vermengt aufweist, wobei das Garn abwechselnden Draht regelloser Periodizität besitzt, jedoch über eine grössere Garnlänge einen Gesamtdraht gleich Null aufweist.

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Die Zeichnungen erläutern Ausführungsformen der Erfindung, wobei

Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Fadenlauf bei einer herkömmlichen Streckzwirnvorrichtung zeigt, die gemäss der vorliegenden Erfindung abgeändert ist,

Fig. 1A vergrössert eine Ansicht einer "wObbler"-Einrichtung,

Fig. 2 in schematischer Ansicht eine Einrichtung für zwangsweise Zuführung,

Fig. 3 vergrössert einen Teil eines 20-den-Spandex-Monofils,

Fig. 4 an einer Skizze das Aussehen eines erfindungsgemässen, zusammengesetzten Garns nach Abnahme von der Packung im spannungslosen Zustand unter einem Mikroskop,

Fig. 5 vergrössert Teile von Spandex-Monofilen, die aus erfindungsgemässen, zusammengesetzten Garnen entnommen wurden,

Fig. 6 vergrössert einen Teil eines erfindungsgemässen, zusammengesetzten Garns, das aus geformter Damenstrumpfware entnommen wurde, und

Fig. 7 vergrössert einen Teil eines Spandex-Monofils .aus einem erfindungsgemässen, zusammengesetzten Garn, das einer geformten Damenstrumpfware entnommen wurde.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform des Verfahrens gemäss der Erfindung wird von S^ und S₂ ein elastomeres Garn 10 bzw. ein nicht-elastomeres Multifilgarn 11 zugeführt. Die Garne 10, 11 laufen über eine Führung 12 bzw. 13 und weiter Seite an Seite durch den Spalt eines Paares angreifender Zuführwalzen 14, I5. Die mit vorgege-

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bener Umfangsgeschwindigkeit angetriebene Valze 15 gibt die Garne 10, 11 mit einer von ihr bestimmten Geschwindigkeit zu der Streckwalze 16 ab, die mit höherer Umfangsgeschwindigkeit als die Zuführwalze 15 angetrieben wird, um die Garne zwischen den Walzen zu verstrecken oder zu dehnen. Wenn gewünscht, kann zwischen den Zuführwalzen 14, 15 und der Streckwalze 16 ein Streckstab 17 angeordnet sein, wobei man entweder das nicht-elastomere Multifilgarn 11 oder das nicht-elastomere Garn 11 wie auch das elastomere Garn 10 um den Stab 17 führen und hierdurch eine Orientierung durch Verstrecken des Garns 11 im Wirkbereich des Stabs 17 bewirken kann. Die Garne laufen dann um die Streckwalze 16 und weiter über eine Heizeinrichtung 18, über eine Führung 19 und durch eine Falschdrahteinrichtung 20 ι äie den vereinigten Garnen einen Draht erteilt. Eine am Umfang der Streckwalze 16 angreifende Druckwalze 21 verhindert, dass der Draht über die Streckwalze 16 hinauslaufen kann. Das vereinigte, die Falschdraht einrichtung 20 verlassende Garn dreht sich auf und läuft um die Streckwalze 16 und Abstandswalze 22. Zur Verbesserung des Verhaltens beim nachfolgenden Wirken wird das vereinigte Garn dann vorzugsweise durch eine Verflechtungsdüse 23 (Interlace-Technik) und über eine Schlichtewalze 24 sowie um eine "Wobbler"- bzw. Taumel-Scheibe 25 mit exzentrischer Achse auf einer Querstange 28 / axe 'eine Querbewegung parallel zur Umlauf achse der Packung vollführt. Das vereinigte Garn wird dann auf eine oberflächengetriebene Packung 26 gewickelt, die durch eine riemengetriebene Rolle 27 in Drehung versetzt wird. Die Scheibe 25 führt eine sinusförmige Garnablegung herbei, die zu einem Variieren der sonst im wesentlichen parallelen Garnablegung auf der Packung 26 von etwa iiO° führt und hierdurch die Eigenschaften der Packung beim nachfolgenden Abspulen verbessert. Das Garn kann bei dieser und ^ener Ausführungsform ein- oder mehrmals vollständig um den Umfang der Scheibe 25 geführt werden,aber normalerweise genügt es, die Scheibe 25 lediglich im Garnlauf liegen zu haben und

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somit das Garn abzulenken. Der hier dargestellte Packungs-Aufnahmemechanismus ermöglicht die Herstellung von vereinigtem oder zusammengesetztem Garn, das alternierenden Draht unregel- "bzw. zufallsmässiger Periodizität "besitzt, jedoch über eine grössere Länge des Garns einen Gesamtdraht gleich Null aufweist. Man kann auch die Packung 26 mit geringerer Umfangsgeschwindigkeit als die Streckwalze 16 antreiben, um eine Eelaxation des zusammengesetzten Garns während des Aufwickeins zu erlauben.

Vorzugsweise erfolgt die Zuführung elastomeren Garns 10 zwangsläufig, um eine gleichmässige Spannung während der Zuführung zu erhalten. Eine hierzu geeignete Einrichtung ist in Fig. 2 erläutert; die Packung 30 des elastomeren Garns sitzt hierbei auf einer zwangsläufig angetriebenen Walze $1 und einer Leerlaufwalze 32, wobei die erstere vom Motor 33 über einen herkömmlichen Riemenantrieb 34 angetrieben wird. Die Packung 30 ist ferner auf einem Aufnehmer 35 angeordnet, der frei drehbar an einem Schwenkarm 36 sitzt, der seinerseits an einem weiteren, um einen Stift 38 schwenkbaren Arm 37 befestigt ist. Durch das Zusammenwirken der beiden angelenkten Arme vermag' die Packung 30 während ihres Kleinerwerdens mit beiden Walzen 31 und 32 Kontakt zu halten. Mit einem Handgriff 39 kann die Packung 30 in und ausser Eingriff gebracht werden.

Vorzugsweise ist das nicht-elastomere Multifilgarn 11, das durch die Zuführwalzen 14 und 15 zugeführt wird, ein nichtverstrecktes und nicht-texturiertes Garn oder Fadengut. Das nicht-elastomere Multifilgarn 11 kann aber auch ein teilweise oder vollständig verstrecktes Garn oder ein vollständig verstrecktes und texturiertes Garn oder Fadengut sein. Bei Einsatz eines nicht-elastomeren Garns, das vollständig verstreckt oder vollständig verstreckt und texturiert ist, würde man dieses nicht mittels Zuführwalzen 14 und 15 zuführen, sondern unmittelbar von S2 zu der Streckwalze 16 führen.

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Die Thermofixiertemperatur kann naturgemäss in Abhängigkeit von der Länge der Erhitzungszone und der Garngeschwindigkeit "bei einem gegebenen Verfahren variiert werden. Jedoch wer- ■ den die Thermofixiertemperaturen normalerweise etwa 39 C (70° F) unter den Temperaturen liegen, die normalerweise bei Falschdraht-Texturierungen angewandt werden, wobei sich als obere Temperaturgrenze diejenige Temperatur ergibt, bei der die Elastizität des elastomeren Garns im wesentlichen zerstört wird.

Die folgenden Beispiele erläutern die vorliegende Erfindung, ohne dass diese auf sie beschränkt ist.

Beispiel 1

Auf der oben beschriebenen und in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung wurde ein zusammengesetztes Garn unter Zuführung von 20-den-Spandex-Monofil (LYCEA ^ - von dem ein Teil vergrössert in Fig. 3 gezeigt ist - und von unverstrecktem, 7-fädigem NyIon-66-Garn hergestellt. Verfahrenshedingungen:

(a) Das Streckverhältnis, d. h. das Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeit der Streckwalze 16 zur Umfangsgeschwindigkeit' der Zuführwalze 15 betrug 2,66,

(b) die Temperatur der Heizeinrichtung18 betrug 150° ^ci

(c) die Hochgeschwindigkeits-Friktions-Falschdrahteinrichtung 20 erteilte den vereinigten Garnen 110 Drehungen pro 2,54- cm,

(d) durch den Applikator 24 wurde auf die vereinigten Garne eine Schiüälze aufgebracht und

(e) die Packung 26 wurde durch die Rolle 21 mit einer Umfangsgeschwindigkeit angetrieben, die 3 % unter der Umfangsgeschwindigkeit der Streckwalze 16 von 274- m (300 yards) pro Minute lag.

Das zusammengesetzte Garn wurde von der Packung genommen und ■spannungslos unter einem Mikroskop untersucht. Vie Fig. 4-

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zeigt, war die Spandex-Faser-Komponente (etwa in der Mitte) ait Fäden des texturierten Multifils verschlungen bzw. -wickelt. Die Spandex-Faser-Komponente zeigte sowohl Verformung ihres ursprünglich runden Querschnitts (siehe Fig. 3) als auch bleibend fixierten Falschdraht.

Für das Aussehen des zusammengesetzten Garns vor dem Verflechten ist eine in der Mitte liegende und von deutlich gebauschten Nylon-Fäden umgebene Spandex-Faser mit typischen spiraligen Falschdraht-Kräuseln charakteristisch. Wenngleich auch diese Fäden mit den Spandex-Fasern vor dem Verflechten gut vermengt sind, verfolgen sie doch auf ihrem, der allgemeinen Richtung des Spandex-Kerns folgenden Verlauf ihre eigenen Bahnen. Das Verflechten verbessert die Assoziation der elastomeren und nicht-elastomeren Fäden, und das verflochtene Garn zeigt während des Virkens ein verbessertes Verhalten. Der Fachmann kennt noch eine Anzahl anderer Verfahren, um Fadenassoziation und Verhalten beim Wirken zu verbessern.

Die Spandex-Faser-Komponente wurde darm aus dem in Fig. 4-dargestellten, zusammengesetzten Garn entnommen und spannungslos unter ein Mikroskop gelegt. Ein vergrössert gezeigtes Teil dieser Spandex-Faser-Komponente ist in Fig. mit 30 bezeichnet.

Messungen der physikalischen Eigenschaften des zusammengesetzten Garns und seiner Komponentengarne ergaben:

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TFC-69	Zusammen-	Fylon-66-	2412592
	gesetztes Garn	Komponente	Spandex-
	29,85*	24,36*	Komponente
Titer (g/9000 m)	98,58	80,65	14,0**
Bruchdehnung (%)	3,93	3,97	389,15
Festigkeit (g/den)		1,59

Bei der Messung des Fadentiters (Denier) waren die Garne gerade so weit gedehnt, dass die Kräusel des Nylon-Garns ausgezogen wurden.

Der Fadentiter (Denier) wurde auf folgende Weise gemessen: Die Spandex-Komponente wurde von den Nylon-Fäden getrennt und bei Spannung Null auf eine Rolle gewickelt, die eine spiralförmige Nut in ihrer Oberfläche aufwies, wobei jede Windung 9,0 cm mass. Das Gewicht von zehn Windungen wurde auf einer Präzisionswaage gemessen und in Denier mit der Benennung g/9000 m umgewandelt.

Bei einer gerade genügenden Ausdehnung des zusammengesetzten Garns, um die Kräusel des Nylon-Garns auszuziehen, machte die Spandex-Komponente 18,4 % des Gesamttiters des zusammengesetzten Garns aus.

Der Titer der Spandex-Faser war bleibend von 20 auf 14 den verringert, was einer Verringerung von 30 % entspricht. Diese auf die Wärmebehandlung an der Heizeinrichtung 18 zurückzuführende Verringerung des Titers ist in CA-PS 621 569 erläutert·

Beispiel 2

Ein zusammengesetztes Garn wurde unter Zuführung von Monofilament-LYCRA --Spandex-Fasergut mit 20 den und unter Zuführung von unverstrecktem Nylon-66-Garn mit sieben Einzelfäden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass unmittelbar vor dem Schmälzen das kombinierte Garn (ein zweites Mal) über die Heizeinrichtung 18 geführt wurde. Diese zusätzliche Wärmebehandlung wird als "Mach-Behandlung" bezeichnet.

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Die gemessenen physikalischen Eigenschaften des nachbehandelten zusammengesetzten Garns zeigten keinen erheblichen Unterschied gegenüber denen des zusammengesetzten Garns von Beispiel 1.

Die Spandex-Faser-Komponente wurde aus dem nach-behandelten, zusammengesetzten Garn von einer Packung abgenommen und spannungslos unter ein Mikroskop gelegt. Der vergrösserte Teil dieser Spandex-Faser-Komponente ist in Fig. 5 durch die Bezugsziffer 31 bezeichnet. Ein Vergleich dieser Spandex-Faser-Komponente 31 und der Spandex-Faser-Komponente 30 des zusammengesetzten Garns von Beispiel 1 (ohne Nach-Behandlung) zeigt, dass in der Spandex-Faser-Komponente durch die Nach-Behandlung die Kräuselungsentwicklung erhöht ist.

Die zusammengesetzten Garne von Beispiel 1 und Beispiel 2 wurden auf einer Wirkmaschine mit vier Legeschienen (fourfeed knitting machine) zusammen mit 7-fädigem, regulärem, texturierten! Nylon-66-Garn von 20 den, das in aufeinanderfolgenden Maschenreihen mit dem zusammengesetzten Garn abwechselte, getrennt zu Damenstrumpfware gewirkt. Die Strumpfware wurde nach dem üblichen Fertigmachverfahren verarbeitet. Folgende Resultate ergaben sich aufgrund einer Prüfung der fertig geformten Strumpfware:

(1) Die Eignung zum Wirken war ausgezeichnet;

(2) die Strumpfware zeigte starkes und ausgezeichnetes Erholungsvermögen (im Vergleich zu gegenwärtig im Handel erhältlichen Produkten) und ebenso eine hohe Klarheit des Maschenbildes und gute Feinheit;

(3) eine mikroskopische Prüfung des der Strumpfware entnommenen Garns zeigte, dass der dem zusammengesetzten Garn gegebene Zwirn permanent blieb (siehe Fig. 6),

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wie es der der Spandex-Faser selbst gegebene Zwirn tat, wenn sie von dem zusammengesetzten Garn getrennt wurde (siehe Fig. 7).

Die obigen Beispiele heziehen sich auf zusammengesetztes Garn mit niedrigem Fadentiter, das für Strumpfware geeignet ist, selbstverständlich kann das erfindungsgemässe Verfahren jedoch auch bei der Herstellung zusammengesetzter Garne verwendet werden, die für Erzeugnisse mit höherem Fadentiter wie z.B. Wirkwaren, Herrensocken und andere Erzeugnisse geeignet sind.

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Claims

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Patentanspruch

Verfahren zur Herstellung eines zusammengesetzten Garns, das ein elastomeres Garn enthält, das mit einem nichtelastomeren Multifilgarn vermengt ist, indem dem elastomeren Garn und dem nicht-elastomeren Garn zusammen ein Falschdraht erteilt wird und das sich ergebende, einen Falschdraht aufweisende, dublierte Garn einem Thermofixierarbeitsgang unterworfen wird, wobei das elastomere Garn dem Falahdraht-Arbeitsgang in einem vorübergehend gedehnten Zustand zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das nicht-elastomere Garn und das elastomere Garn vor dem Falschdraht-Arbeitsvorgang zusammen durch eine Streckzone geführt werden und hierdurch dem elastomeren Garn die gewünschte zeitweilige Dehnung erteilt wird, während das nicht-elastomere Garn verstreckt wird.

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