DE4121638A1 - Garn, insbesondere naehgarn, sowie verfahren zur herstellung eines derartigen garnes - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Garn, insbesondere ein Nähgarn mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Pa­ tentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Garnes mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 17.

Es ist eine Vielzahl von Garnen mit unterschiedlichen Konstruktionen sowie entsprechender Herstellungsverfahren bekannt. So können derartige Garne grundsätzlich aus Multi­ filamentfasern, aus Stapelfasern oder einer Mischung aus Multifilamentfasern mit Stapelfasern ersponnen werden, wobei zusätzlich ein solches Garn noch verzwirnt werden kann, um so den Fadenschluß und damit die Beständigkeit des Garnes gegenüber mechanischen Beanspruchungen zu verbessern.

Auf dem Anwendungsgebiet der Nähgarne werden häufig Zwirne eingesetzt, die aus mindestens zwei, in der Regel multi­ filen Garnkomponenten bestehen, wobei diese beiden, mit­ einander verzwirnten Garnkomponenten sowohl in bezug auf die Elementarfadenzahl, den Titer als auch in bezug auf die Festigkeit gleich ausgebildet sind.

Weiterhin sind Garne, insbesondere auch Nähgarne, bekannt, die aus mindestens zwei multifilen Garnkomponenten gebildet sind, wobei zur Herstellung eines derartigen Garnes die beiden Garnkomponenten durch einen Fluidstrom derart mit­ einander verwirbelt werden, daß die erste Garnkomponente überwiegend im Kern des gesponnenen Garnes angeordnet ist und von daher auch als Kernkomponente bezeichnet wird und sich die zweite Garnkomponente überwiegend im äußeren Bereich des ersponnenen Garnes befindet und von daher als Mantelkomponente oder Überlage benannt wird. Bei derartigen Kern-Mantel-Garnen besitzt die Mantelkomponente eine wesent­ lich größere Länge, was dazu führt, daß die Mantelkomponente (Überlage) unter Ausbildung von Schlingen, sich selbst über­ kreuzenden Schlaufen und/oder Bögen einem derartigen Kern- Mantel-Garn ein gewisses Volumen verleiht. Diese Kern- Mantel-Garne besitzen in der Regel hervorragende Eigenschaf­ ten in bezug auf die mechanische Beständigkeit, so daß sie zunehmend auch für Nähgarne, die bei der Verarbeitung extre­ men mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt sind, eingesetzt werden.

Um bei den zuvor beschriebenen Garnen die erforderliche Festigkeit zur Verfügung zu stellen, schlägt die DE-OS 38 34 139 vor, die Kerngarnkomponente und die Mantelgarnkomponente aus demselben, hochfesten Material auszubilden. Hierbei be­ trägt die spezifische Festigkeit der multifilen Kerngarnkom­ ponente und der multifilen Mantelgarnkomponente gemäß der DE-OS 38 34 139 mindestens 40 cN/tex, vorzugsweise aber mehr.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kern-Mantel-Garn der angegebenen Art zur Verfügung zu stel­ len, das eine besonders gute mechanische Beständigkeit auf­ weist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Garn mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Das erfindungsgemäße Garn, das insbesondere auch als Näh­ garn verwendet wird, umfaßt mindestens zwei multifile Garn­ komponenten, wobei die erste Garnkomponente überwiegend den Kern des Garnes und die zweite Garnkomponente überwiegend den Mantel des Garnes bildet. Hierbei sind die beiden Garne miteinander verwirbelt, was dazu führt, daß das Kernma­ terial in Axialrichtung des gesponnenen Garnes gesehen ge­ radlinig oder nahezu geradlinig verläuft, während das multi­ file Mantelgarn (Überlage) unter Ausbildung von Schlingen, sich selbst überkreuzenden Schlaufen und/oder Bögen mit dem Kerngarn verwirbelt ist und dieses Kerngarn vollständig oder nahezu vollständig umhüllt, so daß ein derartiges Garn ein bestimmtes Volumen und somit eine bestimmte Bauschigkeit be­ sitzt. Die Einzelfilamente der zweiten Garnkomponente be­ sitzen bei dem erfindungsgemäßen Garn eine spezifische Festigkeit, die zwischen 5% und 70%, insbesondere zwischen 10% und 50% der spezifischen Festigkeit der Einzelfilamente der ersten Garnkomponente beträgt.

Das erfindungsgemäße Garn weist eine Reihe von Vorteilen auf. So konnte festgestellt werden, daß sich ein derartiges Garn besonders gut, d. h. ohne Fadenriß, verarbeiten läßt. Dies wird darauf zurückgeführt, daß bei dem erfindungsge­ mäßen Garn Fadenaufschiebungen, die als Vorstufe für einen Fadenriß anzusehen sind, nicht auftreten. Vielmehr wurde erkannt, daß bei dem erfindungsgemäßen Garn einzelne Fila­ mente, die sich während der Verarbeitung an bestimmten Maschinenteilen, beispielsweise an Umlenkrollen, Faden­ bremsen der Nadel einer Nähmaschine u. dgl., verhaken, nicht wie bei einem herkömmlichen Garn zu den unerwünschten Fa­ denaufschiebungen und damit zu einem Reißen des gesamten Garnes führen, aufgrund ihrer vorstehend angegebenen ge­ ringen spezifischen Festigkeit sofort rissen, so daß das erfindungsgemäße Garn trotz seiner relativ hohen Bauschig­ keit, die die Gefahr von sich verhakenden Einzelfilamenten erheblich vergrößert, dennoch eine ausgezeichnete Beständig­ keit gegenüber mechanischen Beanspruchungen besitzt. Mit anderen Worten wird somit bei dem erfindungsgemäßen Garn die Überlage aus einem Material erstellt, dessen Einzelfilamente bewußt eine geringe Festigkeit aufweisen, wodurch diese Ein­ zelfilamente bei einem geringfügigen Verhaken schon reißen, um so die Ausbildung von Fadenaufschiebungen und damit auch der hierauf folgende Bruch des Gesamtfadens zu verhindern.

Die Überlegenheit des erfindungsgemäßen Garnes im Vergleich zu einem herkömmlich ausgebildeten verwirbelten Kern-Mantel- Garns zeigt sich insbesondere dann, wenn aus dem erfin­ dungsgemäßen Garn ein Nähgarn erstellt wir. Hierbei konnte anhand von Hochgeschwindigkeits-Videoaufnahmen beim Nähen festgestellt werden, daß bei dem erfindungsgemäßen Nähgarn die sich während des Vernähens an Nähmaschinenteilen, ins­ besondere an dem Greifer und/oder der Nadel, verhakenden Einzelfilamente der Überlage aufgrund der vorgegebenen geringen spezifischen Festigkeit sofort rissen, ohne daß es dabei zu einem nennenswerten Abbremsen der Vorwärtsbewegung des Nähgarnes kam. Weiterhin wurde bei dem erfindungsgemäßen Garn beobachtet, daß die für das Nähen erforderliche Schlin­ genbildung des Nadelfadens einwandfrei ablief, selbst wenn abstehende Einzelfilamente verhakten. Demgegenüber wurde das konventionelle Nähgarn bei einem Verhaken der abstehenden Filamente deutlich abgebremst, da die verhakten Einzelfila­ mente nicht rissen, so daß entsprechende Aufschiebungen ausgebildet wurden und hiernach das Garn insgesamt riß bzw. das Garn nicht nähte, da die zuvor angesprochenen Schlingen des Nadelfadens nicht oder nur ungenügend ausgebildet wur­ den. Hierdurch wird erklärlich, daß das erfindungsgemäße Garn als Nähgarn im Vergleich zu einem konventionellen Näh­ garn ein deutlich verbessertes Nähverhalten besitzt, d. h. mit dem erfindungsgemäßen Nähgarn ist es im Vergleich zu dem konventionellen Nähgarn unter industriellen Nähbedingungen (5000 bis 7000 Stiche pro Minute) möglich, ohne Garnriß eine bis zu etwa 50% höhere Knopflochanzahl oder 40 bis 60% län­ gere Nähte zu erstellen.

Um bei dem erfindungsgemäßen Nähgarn die zuvor angegebenen geringeren spezifischen Festigkeiten der Einzelfilamente zu erzeugen, bestehen grundsätzlich zwei Möglichkeiten.

Die erste Möglichkeit sieht vor, daß für die Überlage eine multifile Garnkomponente eingesetzt wird, die über ihre axiale Länge gesehen von sich aus schon die zuvor ange­ gebene spezifische Festigkeit besitzt.

Bei der zweiten Möglichkeit weist das erfindungsgemäße Garn in der Überlage Einzelfilamente auf, die in Axialrichtung gesehen erste Bereiche besitzen, in denen die spezifische Festigkeit der Einzelfilamente zwischen 5% und 70%, insbe­ sondere zwischen 20% und 50%, bezogen auf die spezifische Festigkeit der Einzelfilamente der ersten Garnkomponente liegt. Mit anderen Worten weisen vorzugsweise alle Einzel­ filamente der Überlage in Axialrichtung gesehen eine Viel­ zahl von Sollbruchstellen auf, so daß bei einem Verhaken der Einzelfilamente während der Verarbeitung die Einzelfilamente in diesen ersten Bereichen (Sollbruchstellen) reißen können, wodurch die Ausbildung von Aufschiebungen und ein Gesamt­ garnbruch verhindert wird.

Zu der zuvor wiedergegebenen ersten Möglichkeit zählt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Garnes, bei dem die erste und zweite Garnkomponente aus demselben Material bestehen. Weiterhin weist das Material der zweiten Garnkom­ ponente einen Polymerisationsgrad auf, der geringer ist als der Polymerisationsgrad des Materials, aus dem die erste Garnkomponente besteht. Vorzugsweise wird bei dieser Aus­ führungsform als zweite Garnkomponente (Mantelkomponente) ein solches multifiles Synthesematerial, beispielsweise aus Polyester, Polyamid 6, Polyamid 66, Polyäthylen oder Poly­ propylen, eingesetzt, dessen mittleres Molekulargewicht zwischen 5% und 40%, insbesondere zwischen 15% und 25%, unter dem mittleren Molekulargewicht des Synthesefaser­ materials der ersten Garnkomponente liegt, wobei die mittleren Molekulargewichte durch die bekannten Normen in üblicher Weise viskosimetrisch bestimmt werden.

Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Garnes weist eine zweite Garnkomponente auf, bei der alle Einzel­ filamente oder zumindestens die im Garnquerschnitt gesehen äußeren Einzelfilamente, die unter Ausbildung der zuvor ge­ nannten Schlingen, sich selbst überkreuzenden Schlaufen oder Bögen dem Garn ein gewisses Volumen verleihen, eine absolute Einzelfilamentfestigkeit kleiner als 3,5 cN besitzen. Ins­ besondere bei Nähgarnen konnte festgestellt werden, daß die Näheigenschaften des erfindungsgemäßen Nähgarnes dann beson­ ders gut sind, wenn das Nähgarn eine zweite Garnkomponente umfaßt, deren absolute Einzelfilamentfestigkeit zwischen 0,5 cN und 3 cN, insbesondere zwischen 0,8 cN und 2 cN, liegt. Hierbei ist es unerheblich, ob diese absoluten Einzelfilamentfestigkeiten dadurch erreicht werden, daß die Multifilamente entsprechende erste Bereiche, d.h, somit Sollbruchstellen, aufweisen, oder daß die Multifilamente über ihre gesamte Länge gesehen die zuvor genannten gleich­ bleibenden Einzelfilamentfestigkeiten besitzen.

Bezüglich der Einzelfilamenttiter der Filamente der zweiten Garnkomponente ist bei dem erfindungsgemäßen Garn festzu­ halten, daß vorzugsweise hierfür solche Multifilamentgarne eingesetzt werden, deren Einzelfilamenttiter zwischen 0,4 dtex und 1,4 dtex, insbesondere zwischen 0,5 dtex und 0,7 dtex, variieren. Multifile zweite Garnkomponenten mit einem derartig feinen Einzelfilamenttiter stellen sicher, daß bei einer geringen mechanischen Beanspruchung infolge eines Verhakens der Filamente diese reißen, so daß bei dem erfindungsgemäßen Garn die Ausbildung von Fadenaufschie­ bungen und als Folge davon auch das Auftreten von Garn­ brüchen verhindert ist.

Selbstverständlich kann jedoch bei dem erfindungsgemäßen Garn auch der Einzelfilamenttiter der zweiten Garnkomponente höher liegen als die zuvor angegebenen Titer, insbesondere in einem Bereich zwischen 1,4 dtex und 2,5 dtex. Hierbei muß nur sichergestellt sein, daß die Einzelfilamente bei einem bei der Verarbeitung auftretenden Verhaken entsprechend reißen.

Bezüglich der Festigkeit der ersten Garnkomponente, die bei dem erfindungsgemäßen Garn über dessen Querschnitt gesehen überwiegend im Garninneren angeordnet ist und die vollstän­ dig oder nahezu vollständig von der zweiten Garnkomponente (Überlage) abgedeckt wird, ist allgemein festzuhalten, daß sich die Festigkeit der ersten Garnkomponente nach dem je­ weiligen Verwendungszweck des fertigen Garnes richtet. Üblicherweise werden hierfür Multifilamente mit einer spe­ zifischen Festigkeit zwischen 40 cN/tex und 270 cN/tex ein­ gesetzt. Insbesondere konnte festgestellt werden, daß bei­ spielsweise Nähgarne für normale Nähoperationen dann den Anforderungen hinsichtlich der Belastbarkeit beim Nähen vollständig genügen, wenn die spezifische Festigkeit der Multifilamente der ersten Garnkomponente zwischen 60 cN/tex und 120 cN/tex liegt. Für spezielle Nähaufgaben, so z. B. für das Nähen eines Sicherheitsgurtes oder eines Airbags, werden bevorzugt solche Nähgarne eingesetzt, deren erste multifile Garnkomponente eine spezifische Festigkeit zwischen 120 cN/ tex und 270 cN/tex aufweist.

Bezüglich des Materials der ersten Garnkomponente des er­ findungsgemäßen Garns ist festzuhalten, daß hierfür jedes Multifilamentgarn geeignet ist, das insbesondere die zuvor wiedergegebenen Festigkeiten aufweist. Hier sind speziell die hochfesten Polyestertypen mit einer spezifischen Festigkeit bis zu 90 cN/tex, Polyamid 6 mit einer spe­ zifischen Festigkeit ebenfalls bis zu 90 cN/tex, Polyäthy­ len und Polypropylen mit spezifischen Festigkeiten bis zu 80 cN/tex, hochfeste Polyäthylenfasern, insbesondere die aus Gel gesponnenen hochfesten Polyäthylenfasern, mit einer spezifischen Festigkeit von 270 cN/tex, aromatische Polyamidfasern (Aramide) mit einer spezifischen Festigkeit von 230 cN/tex, Karbonfasern, Glasfasern und/oder Sili­ katfasern zu nennen. Durch die Abdeckung der zuvor ge­ nannten Kernmaterialien, die teilweise nur sehr schwierig und aufwendig zu färben sind, mit den zuvor genannten Fasern der zweiten Garnkomponente wird es möglich, ein Garn zur Verfügung zu stellen, das neben den zuvor bereits mehrfach erwähnten ausgezeichneten mechanischen Beständigkeiten noch mit vertretbarem Aufwand vom äußeren Farbeindruck her ein­ heitlich gefärbt ist, da die gut und einfach anfärbbare Überlage, beispielsweise aus Polyester-, Polyamid 6-, Polyamid 6.6- oder Polyacrylnitrilmultifilamenten, das schlecht färbbare Kernmaterial nahezu vollständig oder voll­ ständig abdeckt, so daß im fertigen Garn, insbesondere Näh­ garn, diese Farbunterschiede zwischen dem ungefärbten bzw. schlecht durchgefärbten Kernmaterial und der gut und gleich­ mäßig gefärbten Überlage makroskopisch nicht in Erscheinung treten.

Der Einzelfilamenttiter der ersten Garnkomponente variiert bei dem erfindungsgemäßen Garn zwischen etwa 0,4 dtex und 5 dtex, vorzugsweise zwischen 0,8 dtex und 4 dtex.

Die Elementarfadenzahl der ersten Garnkomponente liegt zwischen 16 und 300, insbesondere zwischen 24 und 96, während die zweite Garnkomponente mindestens ein Multi­ filamentgarn aufweist, dessen Elementarfadenzahl zwischen 20 und 400, insbesondere zwischen 36 und 120, variiert.

Bezüglich des Gesamttiters des erfindungsgemäßen Garnes ist festzuhalten, daß dieser zwischen 50 dtex und 500 dtex, vor­ zugsweise zwischen 80 dtex und 300 dtex, variiert.

Eine besonders geeignete Ausführungsform des erfindungsge­ mäßen Garnes, das vorzugsweise als Nähgarn eingesetzt wird, sieht vor, daß das Massenverhältnis der ersten Garnkompo­ nente zur zweiten Garnkomponente zwischen etwa 90 : 10 bis etwa 50 : 50, vorzugsweise zwischen etwa 80 : 20 bis etwa 60 : 40, beträgt.

Vorstehend wurde von sich bei der Verarbeitung des Garnes verhakenden Einzelfilamenten gesprochen. Hierunter fallen alle von der Garnlängsachse abstehenden Filamentteile, ins­ besondere auch die beim Verwirbeln gebildeten Schlaufen und/oder sich selbst überkreuzenden Schlingen.

Eine besonders geeignete Ausführungsform des erfindungsge­ mäßen Garnes, das insbesondere auch hervorragend als Nähgarn verwendbar ist, sieht eine bestimmte Anordnung der ersten und zweiten Garnkomponente vor. Hierbei nimmt die zweite Garnkomponente über den Querschnitt des gesponnenen Garnes gesehen eine Fläche F₂ ein, die zweimal bis dreißigmal, insbesondere fünfmal bis fünfzehnmal, so groß ist wie die Fläche F₁, die die erste Garnkomponente (an der selben Querschnittsfläche) einnimmt. Um diese beiden Flächenwerte F₁ und F₂ zu ermitteln, wird von dem gesponnenen Garn über eine vorgegebene Länge, insbesondere über eine Länge von 1 Meter bis 4 Meter, eine Vielzahl, insbesondere 50 bis 150 Querschnitte, erstellt. In jedem Querschnitt wird dann die Fläche F₁, die die erste Garnkomponente einnimmt, derart bestimmt, daß man einen Kreis mit dem kleinstmöglichen Radius so einzeichnet, daß alle Filamente der ersten Garn­ komponente innerhalb dieses Kreises liegen. Hieraus wird dann unter Berücksichtigung des zuvor genannten kleinst­ möglichen Radius die Fläche F₁ an diesem konkreten Quer­ schnitt errechnet. Die Mittelwertbildung der verschiedenen Querschnittsflächen ergibt dann den entsprechenden Wert für die Fläche F₁. Genau nach dem selben Verfahren ermittelt man den Mittelwert der Querschnittsfläche F₂, die die Einzel­ filamente der zweiten Garnkomponente einnimmt, wobei bei der Anlage der zweiten Kreisfläche F₂ so verfahren wird, daß bei jedem Schnitt der Mittelpunkt der zweiten Kreisfläche in den Mittelpunkt der ersten Kreisfläche gelegt wird. Entsprechen­ de Versuche an Nähgarn, bei denen der Mittelwert der Fläche F₁ zum Mittelwert der Fläche F₂ ein Verhältnis von 1 : 2 bis 1 : 30, und insbesondere ein Verhältnis 1 : 5 bis 1 : 15 besitzen, haben gezeigt, daß derartige Garne bei allen Nähoperationen ein wesentlich verbessertes Laufverhalten besitzen, das sich in einer deutlich reduzierten Fadenbruchhäufigkeit und dem­ entsprechend wenig Nähmaschinenstillständen auszeichnet.

Der vorliegenden Erfindung liegt ferner die Aufgabe zu­ grunde, ein Verfahren der angegebenen Art zur Verfügung zu stellen, durch das das zuvor beschriebene erfindungsgemäße Garn besonders einfach und wirtschaftlich herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 17 gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Garnes, insbesondere eines Nähgarnes, sieht vor, daß man mindestens eine erste multifile Garnkomponente mit mindestens einer zweiten multifilen Garnkomponente durch einen Fluidstrom, insbesondere durch einen Gasstrom, miteinander verwirbelt. Hierbei wählt man bei dem erfindungsgemäßen Verfahren als zweite Garnkomponente ein solches Garnmaterial aus, dessen Einzelfilamente eine spezifische Festigkeit besitzen, die zwischen 5% und 70%, vorzugsweise zwischen 10% und 50%, der spezifischen Festigkeit der Einzelfilamente der ersten Garn­ komponente liegt.

Wie bereits vorstehend beim erfindungsgemäßen Garn be­ schrieben, kann man bei dem erfindungsgemäßen Verfahren entweder für die zweite Garnkomponente ein solches Material auswählen, das über die gesamte Länge der Filamente gesehen die zuvor beschriebene Festigkeit besitzt, oder man wählt hierfür ein Material aus, das über die Länge der Filamente gesehen gleichmäßig oder ungleichmäßig verteilte erste Be­ reiche besitzt, in denen die Filamente die zuvor wiederge­ gebene spezifische Festigkeit aufweisen. Derartige erste Bereiche, die auch vorstehend als Sollbruchstellen be­ zeichnet sind, lassen sich auf verschiedene Wege herstel­ len.

So sieht eine erste Ausführungsvariante des erfindungsge­ mäßen Verfahrens vor, daß man zur Erzeugung der ersten Be­ reiche das multifile Material der zweiten Garnkomponente vor dem Verwirbeln mit der ersten Garnkomponente über die Länge der zweiten Garnkomponente gesehen ungleichmäßig verstreckt. Vorzugsweise werden hier die Einzelfilamente der zweiten Garnkomponente in den ersten Bereichen geringer verstreckt. Dies kann man bei einer üblichen Verstreckungseinrichtung beispielsweise dadurch erreichen, daß man die Abzugsgalette, um die das zu verstreckende Multifilamentgarn geführt ist, asymmetrisch lagert. Dies führt dann dazu, daß bei jeder Umdrehung der Abzugsgalette das hierum geführte Multifila­ mentgarn der zweiten Garnkomponente unter Ausbildung eines geringer verstreckten ersten Bereiches (Sollbruchstelle) in diesem ersten Bereich geringer verstreckt wird, so daß das Material in dem ersten Bereich die zuvor genannten spezi­ fischen Festigkeiten besitzt. Vorzugsweise wird hierbei die Galette derart asymmetrisch gelagert, daß hierdurch ein Ver­ streckungsverhältnis erzeugt wird, das zwischen 30% und 90%, vorzugsweise zwischen 60% und 80%, unter dem üblichen Ver­ streckungsverhältnis liegt.

Eine zweite Verfahrensvariante des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens sieht vor, daß man zur Erzeugung der ersten Bereiche (Sollbruchstellen) in dem Multifilamentgarn der zweiten Garnkomponente eine in Garnlänge gesehen relativ kurze Strecke, die vorzugsweise zwischen 0,01 mm und 0,5 mm liegt, thermisch behandelt. Hierdurch wird in dem ersten Bereich das entsprechende Garnmaterial gezielt thermisch geschädigt, was zur Folge hat, daß in diesem ersten Bereich die Festig­ keit entsprechend reduziert ist.

Vorzugsweise führt man bei der zuvor beschriebenen Aus­ führungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens die thermische Behandlung an dem Multifilamentgarn der zweiten Garnkomponente vor dem Verwirbeln der zweiten Garnkompo­ nente mit der ersten Garnkomponente durch, wobei es jedoch selbstverständlich auch möglich ist, eine derartige thermische Behandlung an dem bereits verwirbelten Garn vor­ zunehmen, da hierbei die zweite Garnkomponente überwiegend in der Außenlage des Garnes angeordnet ist. Hierbei kann die thermische Behandlung der entsprechenden ersten Bereiche entweder durch direkten Kontakt der zu behandelnden Garn­ komponente bzw. des gesponnenen Garnes mit einem ent­ sprechenden Heizelement oder auf indirekte Weise erfolgen, wobei im letzteren Fall eine berührungslose Behandlung mit gepulsten Laserstrahlen besonders geeignet ist.

Eine andere Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens sieht vor, daß man zur Erzeugung der ersten Bereiche das Multifilamentgarn der zweiten Garnkomponente in den ersten Bereichen chemisch, vorzugsweise durch eine Hydrolyse, abbaut. Dies hat dann zur Folge, daß das mittlere Molekulargewicht der so behandelten Garne in den ersten Be­ reichen im Vergleich zu benachbarten Bereichen erheblich, beispielsweise um etwa 30% bis etwa 60%, verringert wird, so daß das Garnmaterial in den ersten Bereichen zwangsläufig einen entsprechenden Festigkeitsverlust erfährt.

Vorzugsweise wird bei dieser Ausführungsform des erfindungs­ gemäßen Verfahrens vor dem Verwirbeln auf das Multifilament­ garn der zweiten Garnkomponente eine Säure, insbesondere eine anorganische Säure, wie beispielsweise Salzsäure, Sal­ petersäure oder Schwefelsäure, oder eine Lauge, vorzugsweise Natronlauge, in einer Konzentration zwischen 1% und 10%, be­ zogen auf das Garngewicht, bereichsweise aufgetragen. Ein derartiger Auftrag der Säure oder Lauge kann beispielsweise durch ein Sprühverfahren oder mittels einer Walze, die in Umfangsrichtung gesehen mit mindestens einem, sich in Radialrichtung erstreckenden erhöhten Abschnitt versehen ist, erfolgen. Nach dem Auftragen der Säure bzw. Lauge er­ folgt eine Verweilzeit von einigen Sekunden oder vorzugs­ weise eine thermische Behandlung bei einer Temperatur zwischen 150° und 240°C, vorzugsweise bei 170° bis 190°C, wobei dann temperaturabhängig die Verweilzeiten zwischen 0,1 Sekunden und 30 Sekunden variieren.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Garnes sowie des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unter­ ansprüchen angegeben.

Das erfindungsgemäße Garn sowie das erfindungsgemäße Ver­ fahren werden nachfolgend anhand der Zeichnung und anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1a-1c schematische Querschnittsansichten einer ersten Ausführungsform; und

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform des Garnes.

Die Fig. 1a bis 1c zeigen schematisch typische Quer­ schnitte eines Garnes an unterschiedlichen Stellen dieses Garnes. Hierbei wird in den Fig. 1a bis 1c insgesamt das Garn mit 1 bezeichnet, wobei es sich bei dem abgebildeten Garn um ein solches handelt, das als Nähgarn verwendet wird. Das Garn 1 besteht aus einer ersten Garnkomponente 2, die im Kern des Garnes 1 angeordnet ist. Die erste Garnkomponente 2 umfaßt 36 Einzelfilamente 5, wobei die Fig. 1a bis 1c nur einen Teil der Filamente 5 zeigen. Die Einzelfilamente 5 sind unter Ausbildung der ersten Garnkomponente 2 relativ dicht nebeneinanderliegend angeordnet und wurden zur deut­ lichen Unterscheidung durchgehend schwarz gezeichnet. Der Gesamttiter der ersten Garnkomponente beträgt 200 dtex, die spezifische Festigkeit 62 cN/tex.

Die erste Garnkomponente 2 wird von einer zweiten Garnkompo­ nente 3 umhüllt, wobei diese zweite Garnkomponente (Über­ lage) ebenfalls eine Vielzahl von Einzelfilamenten 4 auf­ weist, von denen ebenfalls nur ein Teil eingezeichnet ist. Im Unterschied zur ersten Garnkomponente 2 besitzt die zweite Garnkomponente 3 bei den in den Fig. 1a bis 1c gezeigten Ausführungsform 48 Filamente 4. Etwa 60%-90% der Filamente 4 der zweiten Garnkomponente 3 sind mit den Fila­ menten 5 der ersten Garnkomponente 2 verwirbelt, d. h. in den Schnittansichten sind diese Filamente 4 im Bereich des Ker­ nes des Garnes und somit innerhalb der Fläche F₁ angeordnet, was in den Fig. 1a-1c dadurch zum Ausdruck gebracht wird, daß sich im Bereich der ersten Garnkomponente 2 Fila­ mente 4b der zweiten Garnkomponente 3 befinden. Der verblei­ bende Anteil, d. h. somit etwa 10% bis 40% der Filamente 4 der zweiten Garnkomponente 3 befinden sich außerhalb der Fläche F₁, was in den Fig. 1a-1c durch das Bezugs­ zeichen 4 dargestellt ist. Die spezifische Festigkeit eines jeden Einzelfilamentes 4 der zweiten Garnkomponente 3 be­ trägt etwa 35% der spezifischen Festigkeit eines jeden Fila­ mentes 5 der ersten Garnkomponente 2.

Zur Ermittlung der Fläche F₁, die die Filamente 5 der ersten Garnkomponente 2 einnehmen und die in den Fig. 1a bis 1c durch die durchgezogene Linie begrenzt wird, und zur Ermitt­ lung der Fläche F₂, die die Filamente 4 der zweiten Garnkom­ ponente 3 (Überlage) einnehmen und die durch die ge­ strichelte Linie begrenzt wird, wurden über eine Garnlänge von 4 Metern 100 Querschnitte angefertigt. Hierbei wurde über jeden Querschnitt jeweils zwei Kreisflächen gelegt, wobei die erste Kreisfläche F₁, die durch die durchgezogene Linie in den Fig. 1a bis 1c gekennzeichnet ist, so aus­ gewählt wurde, daß mit kleinstmöglichem Radius alle Fila­ mente 5 der ersten Garnkomponente 2 innerhalb dieser Kreis­ fläche F₁ liegen. Analog hierzu wurde die zweite Kreisfläche F₂ in den Querschnitt so gelegt, daß der Mittelpunkt der zweiten Kreisfläche F₂ auf den Mittelpunkt der ersten Kreis­ fläche F₁ fällt und daß alle Filamente 4, 4a der zweiten Garnkomponente 3 (Überlage) innerhalb der Kreisfläche F₂ mit dem kleinstmöglichen Radius angeordnet sind, wie dies in den Fig. 1a bis 1c durch die gestrichelte Linie ausgedrückt wird.

Von den so ermittelten 100 Flächen F₁ und 100 Flächen F₂ wurde jeweils der Mittelwert errechnet. Diese Mittelwerte wurden ins Verhältnis zueinander gesetzt, woraus sich bei der gezeigten Ausführungsform ein Verhältnis von F₁ : F₂ von 1 : 6,4 ergab.

Die in den Fig. 1a bis 1c gezeigten Querschnitte stellen typische Beispiele für die Bandbreite der möglichen Quer­ schnitte, die über die Länge in einem Garn vorhanden sein können, dar. So zeigen die schematischen Abbildungen der Fig. 1a und 1c Querschnittsformen, bei denen die erste Garnkomponente 2 relativ kompakt angeordnet ist, was sich in relativ kleinen Flächen F₁ ausdrückt. Demgegenüber unter­ scheidet sich die schematische Querschnittsansicht gemäß der Fig. 1b dadurch, daß hier die erste Garnkomponente 2 eine relativ offene Struktur und damit eine relativ große Fläche F₁ besitzt. Die Filamente 4 der zweiten Garnkomponente 3 sind bei dem schematischen Querschnitt gemäß Fig. 1a rela­ tiv gleichmäßig über die Fläche F₂ verteilt. Bei der Quer­ schnittsform gemäß Fig. 1b befindet sich demgegenüber eine relativ ungleichmäßige Verteilung der Einzelfilamente 4, was dadurch zum Ausdruck kommt, daß auch Einzelfilamente 4a relativ weit von der ersten Garnkomponente positioniert sind. Die in der Fig. 1c dargestellte Schnittansicht belegt dies noch deutlicher. Hier sind drei Filamente 4a vorhanden, die am äußersten Rand der durchbrochenen Begrenzungslinie der Fläche F₂ lokalisiert sind, so daß die Fläche F₂ ent­ sprechend groß ist.

Die Fig. 2 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform eines Garnes 1 in der Seitenansicht. Hierbei besteht dieses Garn 1 aus einer ersten Garnkomponente 2, die 36 Einzelfila­ mente 5 aufweist und die im Kern des Garnes 1 angeordnet ist. Wie der Fig. 2 zu entnehmen ist, laufen die Einzelfi­ lamente 5 in nahezu gestreckter Form in Richtung der Längs­ achse des Garnes 1. Mit diesen Einzelfilamenten 5 der ersten Garnkomponente 2 sind die Einzelfilamente 4 der zweiten Garnkomponente verwirbelt, wobei die Einzelfilamente 2 der zweiten Garnkomponente Schlaufen, Schlingen, sich selbst überkreuzende Schlaufen und Bögen bilden. Hierdurch kommt die in der Fig. 1 schematisch gezeigte Querschnittsfläche F₂ zustande.

Wie der Vergrößerung der Fig. 2a zu entnehmen ist, weist jedes Einzelfilament 4 der zweiten Garnkomponente 3 erste Bereiche 4a auf, von denen eine Vielzahl in Längsrichtung der Einzelfilamente 4 vorgesehen ist und die jeweils von­ einander beabstandet sind.

In diesen ersten Bereichen 4a ist der Titer des Einzelfi­ lamentes 4 im Vergleich zu benachbarten Bereichen 4b um etwa 20 bis etwa 60%, bei der gezeigten Ausführungsform um etwa 40%, verringert, was zur Folge hat, daß die Einzelfilamente in den ersten Bereichen 4a reißen, wenn sich das Material der Überlage bei der Verarbeitung verhakt. Somit dienen die ersten Bereiche 4a als Sollbruchstellen. Das nachfolgende Ausführungsbeispiel zeigt einen Weg auf, wie man derartige Bereiche 4a herstellt.

Ausführungsbeispiel

Es wurde ein Nähgarn hergestellt, wobei dieses Nähgarn ein vorverstrecktes Polyester-Multifilamentgarn mit einer Ele­ mentarfadenzahl von 32 und einem Titer von 200 dtex aufwies. Die spezifische Festigkeit dieses Kernmaterials betrug 60 cN/tex. Dieses Polyestermultifilament-Kerngarn wurde mit einer zweiten Garnkomponente (Effektgarn) in einer herkömm­ lichen Düse derart verwirbelt, daß das hierbei gebildete Nähgarn sich selbst kreuzende Schlingen und Schlaufen aufweist. Das Effektgarn (Polyestermultifilamentgarn) besaß eine Elementarfadenzahl von 42 und einen Titer von 96 dtex. Vor der Verwirbelung wurden die Filamente des Effektgarnes derart aufgespreizt, daß die Einzelfilamente parallel neben­ einander angeordnet waren. Auf die so aufgespreizten Fila­ mente wurde bereichsweise über eine Strecke von 0,05 mm eine 5%-ige Natronlauge über eine entsprechende Düse aufge­ spritzt, wobei die Flottenaufnahme 100% (bezogen auf das Garngewicht) betrug. Anschließend wurde das so behandelte Effektgarn kontinuierlich durch ein beheiztes Rohr geführt, wobei die Verweilzeit in dem beheizten Rohr 5 Sekunden be­ trug. Die Temperatur des geheizten Rohres war auf 200°C eingestellt. Hierdurch wurden in dem Effektgarn die vor­ stehend beschriebenen Bereiche 4a erzeugt. Festigkeitsmes­ sungen an Proben des Effektgarnes nach dem Verlassen des Heizrohres ergaben, daß die spezifische Festigkeit der Einzelfilamente der Effektgarnkomponente 40% niedriger lag als die spezifische Festigkeit der Einzelfilamente des Kern­ garnes.

Im Vergleich hierzu wurde ein zweites Nähgarn hergestellt, daß die zuvor beschriebenen identischen Effekt- und Kern­ garnkomponenten aufwies, wobei jedoch abweichend hierzu das Effektgarn nicht mit der Natronlauge behandelt wurde und somit auch keine ersten Bereiche aufwies.

Industriell durchgeführte Nähversuche zeigten, daß das Ver­ gleichsgarn bei einem rückwärts- und multidirektionalen Nähen bei Stichzahlen zwischen 4000 und 6000 Stichen pro Minute eine etwa 40% höhere Fadenbruchhäufigkeit besaß als das Nähgarn, das die vorstehend beschriebenen ersten Bereiche 4a aufwies. Dies wird darauf zurückgeführt, daß die abstehenden Kapillare der Effektgarnkomponente, die beim Nähen unerwünscht verhaken, aufgrund der ersten Bereiche sofort reißen, so daß hierbei keine Fadenaufschiebungen auftraten.

Claims (32)

1. Garn, insbesondere Nähgarn, das mindestens zwei multifile Garnkomponenten umfaßt, wobei die erste Garnkomponente überwiegend den Kern des Garnes und die zweite Garnkomponente überwiegend den Mantel des Garnes bilden und die beiden Garnkomponenten miteinander ver­ wirbelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzel­ filamente (4) der zweiten Garnkomponente (3) eine spezifische Festigkeit besitzen, die zwischen 5% und 70%, insbesondere zwischen 10% und 50%, der spezifischen Festigkeit der Einzelfilamente (5) der ersten Garnkom­ ponente (2) beträgt.

2. Garn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Garnkomponente aus demselben Material bestehen und daß die zweite Garnkomponente (3) ein mittle­ res Molekulargewicht aufweist, das zwischen 5% und 50%, insbesondere zwischen 15% und 25%, unter dem mittleren Molekulargewicht der ersten Garnkomponente (2) liegt.

3. Garn nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelfilamente (4) der zweiten Garnkomponente (3) in Axialrichtung gesehen erste Bereiche (4a) aufweist, in denen die spezifische Festigkeit zwischen 5% und 70%, ins­ besondere zwischen 10% und 50%, bezogen auf die spezifische Festigkeit der Einzelfilamente (5) der ersten Garnkomponente (2) liegt.

4. Garn nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Garnkomponente (3) Multifi­ lamente mit einer absoluten Einzelfilamentfestigkeit klei­ ner als 3,5 cN umfaßt.

5. Garn nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Garnkomponente (3) Multifilamente mit einer absolu­ ten Einzelfilamentfestigkeit zwischen 0,5 cN und 3 cN, vor­ zugsweise zwischen 0,8 cN und 2 cN, aufweist.

6. Garn nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Garnkomponente (3) Filamente mit einem Einzelfilamenttiter zwischen 0,4 dtex und 1,4 dtex, vorzugsweise mit einem Einzelfilamenttiter zwischen 0,5 dtex und 0,7 dtex, umfaßt.

7. Garn nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Garnkomponente (2) eine spezifische Festigkeit zwischen 40 cN/tex und 270 cN/tex, insbesondere zwischen 60 cN/tex und 120 cN/tex, umfaßt.

8. Garn nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Garnkomponente (2) Filamente mit einem Einzelfilamenttiter zwischen 0,4 dtex und 5 dtex, vorzugsweise zwischen 0,8 dtex und 4 dtex, aufweist.

9. Garn nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Garnkomponente mindestens ein Multifilamentgarn mit einer Elementarfadenzahl zwischen 16 und 30, insbesondere zwischen 24 und 96, aufweist.

10. Garn nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Garnkomponente (3) mindestens ein Multifilamentgarn mit einer Elementarfadenzahl zwischen 20 und 400, insbesondere zwischen 36 und 120, umfaßt.

11. Garn nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Garnkomponente (2) hochfeste Multifilamentfasern, insbesondere Polyamidfasern, Carbon­ fasern, Glasfasern, Silikatfasern, Aramidfasern, Poly­ äthylenfasern und/oder Polypropylenfasern umfaßt.

12. Garn nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die hochfeste Polyäthylenfaser eine gelgesponnene Polyäthylen­ faser ist.

13. Garn nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Garnkomponente eine Polyesterfaser, eine Polyamid 6-Faser, eine Polyamid 6.6- Faser und/oder eine Polyacrylnitrilfaser ist.

14. Garn nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Garnkomponente (3) im Quer­ schnitt des gesponnenen Garnes (1) gesehen eine Fläche (F₂) einnimmt, die 2 mal bis 30 mal, insbesondere 5 mal bis 15 mal, so groß ist wie die Fläche (F₁), die die erste Garnkomponente (2) einnimmt.

15. Garn nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Massenverhältnis der ersten Garn­ komponente zur zweiten Garnkomponente zwischen etwa 90 : 10 bis etwa 50 : 50, vorzugsweise zwischen etwa 80 : 20 bis etwa 60 : 40, variiert.

16. Garn nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das gesponnene Garn einen Gesamttiter zwischen 50 dtex und 500 dtex, vorzugsweise 80 dtex bis 300 dtex, aufweist.

17. Verfahren zur Herstellung eines Garnes, insbesondere eines Nähgarnes, nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei man die erste Garnkomponente mit der zweiten Garn­ komponente durch einen Fluidstrom, insbesondere einen Gasstrom, miteinander verwirbelt, dadurch gekennzeichnet, daß man als zweite Garnkomponente ein solches Garnmaterial auswählt, dessen spezifische Einzelfilamentfestigkeit zwischen 5% und 70%, insbesondere zwischen 10% und 50%, der spezifischen Einzelfilamentfestigkeit der ersten Garnkom­ ponente beträgt.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß man als zweite Garnkomponente ein Multifilamentgarn ver­ wendet, dessen Filamente erste Bereiche aufweisen, in denen die spezifische Einzelfilamentfestigkeit zwischen 5% und 70%, insbesondere zwischen 10% und 50%, der spezifischen Einzelfilamentfestigkeit der ersten Garnkomponente liegt.

19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekenn­ zeichnet, daß man die zweite Garnkomponente vor dem Ver­ wirbeln über die Garnlänge gesehen ungleichmäßig ver­ streckt.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß man die Einzelfilamente der zweiten Garnkomponente in den ersten Bereichen geringer verstreckt.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß man die zweite Garnkomponente in den ersten Bereichen bei einem Verstreckungsverhältnis verstreckt, das zwischen 30% und 90% unter dem üblichen Verstreckungsverhältnis liegt.

22. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekenn­ zeichnet, daß man die Einzelfilamente der zweiten Garnkom­ ponente abschnittsweise thermisch behandelt.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß man die thermische Behandlung vor dem Verwirbeln durchführt.

24. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekenn­ zeichnet, daß man die Einzelfilamente der zweiten Garn­ komponente abschnittsweise chemisch abbaut.

25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß man abschnittsweise eine Hydrolyse durchführt.

26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß man abschnittsweise eine Säure oder Lauge auf die einzelnen Filamente der zweiten Garnkomponente in einer Konzentration zwischen 1% und 10%, bezogen auf das Gesamtgewicht der zwei­ ten Garnkomponente, aufträgt.

27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß man nach dem Auftragen der Säure bzw. Lauge thermisch be­ handelt.

28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß man die thermische Behandlung bei einer Temperatur zwischen 140°C und 250°C, vorzugsweise zwischen 170°C und 200°C, durchführt.

29. Verfahren nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekenn­ zeichnet, daß man die thermische Behandlung zwischen 0,2 Sekunden und 20 Sekunden, insbesondere zwischen 2 Sekunden und 5 Sekunden, durchführt.

30. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß man den chemischen Abbau an dem ver­ wirbelten Garn durchführt.

31. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß man die thermische oder chemische Behandlung vor dem Verwirbeln der beiden Garnkomponenten durchführt und daß man die zweite Garnkomponente vor der thermischen oder chemischen Behandlung aufspreizt.

32. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß man als zweite Garnkomponente ein Multifilamentgarn mit einem Einzelfilamenttiter zwischen 0,4 dtex und 1,4 dtex, vorzugsweise zwischen 0,5 dtex und 0,7 dtex, einsetzt.