DE1923070B2 - Verfahren zum Herstellen eines elastischen Mischgarns bzw. von textlien Fertigwaren - Google Patents

Description

-CHo-C —COO-

gende Formel bestimmt ist: 7Q den ist, weist oft eine Änderung der Spannung auf

/<- n-u -^ oder bricht während der Herstellung des zusammengesetzten Garns infolge seiner schlechten Verarbeite barkeit oder seiner schlechten Debnungsrückbil-

(1) 5 dungsfähigkeit. Aus diesem Grund wird im allgemeinen bei der Fertigung von elastischen zusaramenge-

CH₃ _J„ setzten Garnen ein Polyuräthanelaslomer-Garn benutzt, das mehr als 70 den hat. Denmifolge wird der

Polypivalolacton läßt sich leicht durch Polyraerisa- Anteil der Polyuräthan-Komponenteia innerhalb des tion der Hydroxypivalinsäure oder seiner Ester her- io erhaltenen zusammengesetzten Garns unvermeidbar stellen, wie es im USA.-Patent 2 658 055 beschrieben so groß, daß er zwischen 10 und 40 Gewichtspro-

ist, oder aber durch Polymerisation von Pivalolacto- zent liegt Dies ist auch ein großer Nachteil bei

nen, wie es im britischen Patent 766 347 beschrie- Gummigarnen. Bei diesen liegt die minimal erreich-

^{ben 5st}· bare Denierzahl bei 300.

Wenn im folgenden von einem Garn die Rede ist, 15 Obwohl die erhaltenen funktionellen Eigenschaf-

das im wesentlichen aus Polypivalolactonen besteht, ten der so gewonnenen hochelastischen Polypivalo-

so heißt dies, daß dieses Garn nicht nur Fasern ent- Iacton-Fasern bis zu einem bestimmten Ausmaß von

hält, dessen faserförmige Polymerkomponente nur den Herstellungsbedingvngen abhängen, besitzen sie

aus Poiypivalolactonen besteht. Es besteht auch aus im allgemeinen eine merJ.jar vergrößerte Steifheit im

Fasern, die aus den im folgenden beschriebenen 20 Vergleich zu konventioneller elastischen Fasern wie

Mischpolymeren zusammengesetzt sind. Das Misch- einem Gummigarn oder einem synthetisch segmen-

polymer kann in der Faser mit einem Gehalt bis zu tierten Polyuräthan-Garn. Nach der thermischen EIa-

30mol°o enthalten sein, sofern es die hochorien- stifizierung besitzt die Polypivalolacton-Faser bei-

tierte kristalline Struktur der Faser nicht stört. Die spielsweise einen Elastizitätsmodul, der wenigstens

Faser kann aus einer Mischung der oben beschriebe- 25 zehnmal größer als der von Polyuräthanelastomer-

nen Polypivalolactone oder misclhpolymerisierter Po- Fasern ist und wenigstens zwanzigmal größer als der

lypivalolactone mit einer relativ kleinen Menge ande- von einem Gummigarn. Auf Grund dieser Tatsache

rer Polymere hergestellt sein. Diese Fasern können in kann geschlossen werden, daß, um ein Polypivalolac-

Form eines Einfachfadens, in Form von Mehrfachfä- ton enthaltendes elastisches Mischgarn mit einer

den oder in Form von Stapelfasern ein Garn bilden. 30 Dehnungsrückbildungsfähigkeit zu versehen, die an-

Polypivalolacton besitzt besonders ausgeprägte genähert die gleiche ist wie bei einem ein Polyuräthanchemische Eigenschaften, die sich von denen ge- elastomer enthaltenden elastischen Mischgarn, der wohnlich benutzter Polyamide oder Polyester, wie notwendige aber ausreichende Gehalt an Polypivaloz. B. Polyäthylenterephthalat, wesentlich unterschei- Iacton-Fasern innerhalb des Michgarns weniger als den. Auf Grund der Neigung zu rascher Kristallisa- 35 ein Zehntel des Gehalts des. Polyuräthanelastomers tion ist besondere Sorgfalt bei der Auswahl der Ver- innerhalb des Mischgarns betragen irnnß.
fahr -nsbedingungen geboten, wenn durch Schmelz- Die größte Feinheit von auf dem. Markt erhältspinnen von Polypivalolactonen Fasern gebildet wer- lichem Polyuräthanelastomer-Garn beträgt etwa den. 40 den. Polyuräthanelastomer-Garn, das feiner als

Die Herstellung von für die Erfindung geeigneten 40 70 den ist, besitzt oft eine Veränderung im Zug oder

Polypivalolactonfasern ist in den deutschen Patent- bricht während der Herstellung des zusammenge-

anmeldungen P 16 60 437.8 und P 17 60 989.1 be- setzten Garns infolge seiner geringen Griffqualität

schrieben. oder schlechten Dehnungsrückbildungsfähigkeit. Aus

Obwohl die erhaltenen funktionellen Eigenschaf- diesem Grund wird im allgemeinen bei der Fertigung ten der so gewonnenen hochelastischen Polypivalo- 45 von elastischen zusammengesetzten Garnen ein Polacton-Fasern bis zu einem bestimmten Ausmaß von lyuräthanelastomer-Garn benutzt, das nielir als den Herstellungsbedingungen abhängen, besitzen sie 70 den hat. Demzufolge wird der Anteil der Polyurim allgemeinen eine merkbar vergrößerte Steilheit im äthan-Komponenten innerhalb des erhaltenen zusam-Ve-gleich zu konventionellen elastischen Fasern, wie mengesetzten Garns unvermeidbar so g^roß, daß er einem Gummigarn oder einem synthetisch segrren 50 zwischen 10 und 40 Gewichtsprozent liegt. Dies ist tierten Polyuräthan-Garn. Nach der thermischen EIa- auch ein großer Nachteil bei Gummigarnen. Bei diestifizierung besitzt die Polypivalolacton-Faser bei- sen liegt die minimal erreichbare Denterzahl bei 300. spielsweise einen Elastizitätsmodul, der wenigstens Im Gegensatz hierzu kann ein Polypivalolactonzehnmal größer als der von Polyuräthanelastomer- Garn mit einer Feinheit von etwa 1,3 den hergestellt Fasern ist und wenigstens zwanzigmal größer als der 55 werden Wegen des bemerkenswert großen primären von einem Gummigarn. Auf Grund dieser Tatsache Moduls und der ausgezeichneten Dehnungsrückbil · kann geschlossen werden, daß, um ein Polypivalolac- dungsfähigkeit kann der Anteil der Polypivalolacton enthaltendes elastisches Mischgarn mit einer ton-Komponente innerhalb des erhaltenen zusam-Dehnungsrückbildungsfähigkeit zu versehen, die an- mengesetzten Garns sehr gering sein. Ein Anteil von genähert die gleiche ist wie bei einem ein Polyuräthan- 60 höchstens 25 Gewichtsprozent, voirzugsweise von elastomer enthaltendem elastischen Mischgarn, der weniger als 10 Gewichtsprozent ist groß genug, um notwendige aber ausreichende Gehalt an Polypivalo- die Ziele dieser Erfindung zu erreichen. Abhängig Iacton-Fasern innerhalb des Mischgarns weniger als von den Anforderungen an das Endprodukt, das aus ein Zehntel de& Gehalts des Polyuräthanelastomers den elastischen zusammengesetzten Garnen hergeinnerhalb des Mischgarns betragen muß. 65 stellt ist, kann der Anteil kleiner als 5 Gewichtspro-

Die größte Reinheit von auf dem Markt erhält- zent, vorzugsweise kleiner als 1 Gewichtsprozent

lichem Polyuräthanelastomer-Garn beträgt etwa sein. Wichtig ist, daß die gewünschten funktionellen

40 den. Polyuräthanelastomer-Garn, das feiner als Eigenschaften der unelastischen Fasern, die mit der

elastischen Polypiva'tolacton-Kompofiente kombiniert werden, nicht beeinträchtigt werden, während das erhaltene zusammengesetzte Garn mit einer ausreichenden Dehnungsirückbildungsfähigkeit versehen wird. In diesem Zusammenhang sollte bei der Auswahl der Polypivalolacton-Komponenten Sorgfalt geübt werden, so daß diese einen möglichst großen primären Elastizitätsmodul besitzen, und es sollte ein minimaler aber ausreichender Anteil an elastischer Komponente gewählt werden, um das erhaltene elastische zusammengesetzte Garn mit den gewünschten elastischen Eigenschaften zu versehen.

Bekanntlich werden die Garne in dem auf die Garnbildung folgenden Prozeß mit einem gewissen Ausmaß an Zug belastet. Im Falle des Bäumens oder Strickens beträgt die Zugspannung zwischen 5 und 20 g, im Falle des Schützenschlags auf Webstühlen zwischen 20 und 30 g und im Falle des Wirkens zwischen 5 und 10 g. Wenn ein Polypivalolacton-Garn mit einem merklich hohen Modul bei einer prozentualen Dehnung unterhalb 20 geeignet ausgewählt wird, wird der erforderliche Gehalt an diesem Garn im allgemeinen 10% nicht überschreiten. Wenn dagegen ein Polypivalolacton-Garn mit kleinem primärem Elastizitätsmodul ungeeignet ausgewählt wird, ist ein größerer Gehalt an diesem Garn erforderlich. In jedem Fall soll der Gehalt des elastischen Polypivalolacton-Garns kleiner als 25 °/o sein, damit die gewünschten funktionellen Eigenschaften der anderen Faseranteile nicht beeinträchtigt werden und das erhaltene elastische Mischgarn nicht mit einem übermäßigen Widerstand gegenüber einer Ausdehnung versehen wird.

Liegt die Polypivalolacton-Komponente in Form von Fäden vor, so soll die Feinheit des Garns unterhalb 70 den, vorzugsweise unterhalb 30 den liegen. In besonderen Fällen kann sie sogar einen kleineren Wert als 20 den haben. Nur bei Anwendung der Erfindung kann ein hochelastisches zusammengesetztes Garn der gewünschten elastischen Eigenschaften mit dem oben beschriebenen relativ kleinen Anteil an dem genannten extrem feinen Garn erhalten werden. Überschreitet die Feinheit des Garns 70 den, so wird der Anteil an elastischer Komponente unvermeidbar größer, und es wird auch die Dicke des erhaltenen elastischen Mischgarns größer. Mit Ausnahme von industriellen Anwendungsfallen wie bei Fischernetzen sind derartige Grame großer Dicke im allgemeinen nicht vorteilhaft, insbesondere nicht für die Bekleidung.

Die Polypivalolacton-Komponente dieser Erfindung kann auch in Form von gesponnenen Fasern vorliegen, die durch irgendeine der konventionellen Spinnmethoden leicht herstellbar sind. Die Komponente kann in Form von gemischten Fasern benutzt werden. Die Mischung mit anderen geeigneten Fasern richtet sich nach den Erfordernissen des Endgebrauchs des erhaltenen zusammengesetzten Garns.

Die erwähnte zweite Faserkomponente kann aus der Gruppe natürlicher Fasern wie Se:de, Baumwolle oder Wolle ausgewählt sein. Es können auch regenerierte Fasern wie Viskose- oder Kupferfasern sein. Außerdem können es halbsynthetische Fasern wie ,Acetatfasern oder synthetische Fasern wie Fasern aus Polyamiden, Polyestern, Poly-a-olefmen, PoIyesteräthern, Polyaminosäure, Polyvinylalkoholen, Polyacrylnirilen oder Polyyäthem sein. Die Fasern der zweiten Komponente können in Form von Einzelfäden, Mehrfachfäden, gesponnenen Garnen, Kräuselgarnen, Mehrfachkomponentenverbundgarnen oder gemischten verzwirnten Garnen verwendet werden. Die anderen Faserkomponenten werden durch die thermische Behandlung, der das zusammengesetzte Garn zum Zwecke der Elastifizierung der Polypivalolacton-Komponente unterzogen wird, nicht merklich beeinflußt. Das heißt, daß auf die obenerwähnten anderen Faserkomponenten kein merklicher EIastifizierungseffekt ausgeübt wird. So vergrößert sich bei diesen Komponenten unter der thermischen EIastifizierungsbedingung der Polypivalolacton-Komponente ihre Dehnungsrückbildbarkeit nicht wesentlich. Durch die Anwesenheit der anderen Faserkomponente kann das erhaltene zusammengesetzte Garn mit charakteristischen Merkmalen zusätzlich zu denen, die nur durch die Polypivalolacton-Komponente gegeben sind, versehen werden. Es ist erwünscht, daß der Gesamtgehalt derartiger anderer Faseranteile (im folgenden zusätzliche Faseranteile genannt) größer als 75 Gewichtsprozent, vorzugsweise größer als 90 Gewichtsprozent des erhaltenen elastischen zusammengesetzten Garns ist. In einigen Fällen kann der Anteil abhängig von den Erfordernissen des Endgebrauchs wenigstens 95 °/o, vorzugsweise 99 °/o betragen.

Das Verfahren zur Herstellung der hochelastischen faserförmigen Zusammensetzung beginnt mit dem Vereinigen der oben beschriebenen Polypivalolacton-Garnkomponente in einem im wesentlichen ungestreckten Zustand mit der zusätzlichen Garnkomponente oder den zusätzlichen Garnkomponenten. Das so vereinigte zusammengesetzte Garn wird sodann einer thermischen Elastifizierungsbehandlung unterzogen, die bei einer Temperatur oberhalb 100° C durchgeführt wird, wobei diese Temperatur aber nicht einen Wert 20° C unterhalb der niedrigsten Temperatur der Schmelzpunkte und der Zersetzungspunkte der Faserkomponenten überschreitet.

Der Verfahrensschritt der thermischen Elastifizierung kann sowohl vor als auch nach Bildung der faserfönnigen Zusammensetzung, wie eines Gewebes aus den elastischen zusammengesetzten Garnen, durchgeführt werden.

Der beschriebene Verfahrensschritt des Vereinigens von Garnkomponenten bedeutet, daß mehr als zwei Garnkomponenten miteinander kombiniert werden, so daß sie ein einziges Garn bilden. Es besteher hierzu die folgenden Möglichkeiten.

1. Ein Verfahren zum Bilden ernes sogenannter umhüllten Garns, in dem wenigstens eine de Garnkomponenten oder Garne um die ander Garnkomoonente oder um die anderen Garni wie e:ne Spule gewickelt wird.

2. Ein Verfahren zum Bilden eines sogenanntei Kerngarns bzw. kerngesponnenen Garns, b« dem wenigstens eine der Gamkomponentei bzw. der Garne als Kern einer anderen Garn komponente im Spinnprozeß der letzteren dieni

3. Ein Verfahren zum Duplieren von wenigsten e^:ner Garnkomponente oder von Garnen m e'ner anderen Garnkomponente bzw. andere Garnen.

4. Ein Verfahren zum DuplieTen und Verzwirne wenigstens einer Gamkomponente oder vo Garnen mit einer anderen Garnkomponeni oder mit anderen Garnen.

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Im Aufbau des erhaltenen elastischen zusammen- des verwendeten Heizmediums, selbst wenn die Heiz«

gesetzten Garns kann das Polypivalolacton-Garn ent- temperatur identisch ist. Der thermische Effekt ist im

weder die Kernkomponente oder die Hüllkompo- Falle eines trockenen Heizmediums am kleinsten,

nente bilden. Betrachtet man jedoch die Tatsache, mäßig groß im Falle von Dampf und am größten im

daß das Polypivalolacton-Garn zum elastischen Ver- 5 Falle von heißem Wasser als Medium. Ein Endpro-

iialten des elastischen zusammengesetzten Garns bei- dukt der gewünschten Eigenschaften kann durch die

trägt und die zusätzliche Garnkomponente mit nicht Kombination einer optimalen Auswahl des Materials

elastischen Eigenschaften daran teil hat, die Faserei- der Polypivalolacton-Fasem und eine entsprechend

genschaften des erhaltenen elastischen Mischgarns zu geeignete Auswahl der Prozeßbedingungen bei der

bestimmen, wird das Polypivalolacton-Garn Vorzugs- io thermischen Elastifizierungsbehandlung erhalten

weise als Kernkomponente verwendet. werden. Wird als Kernkomponente eine Polypivalo-

Bei der Herstellung eines konventionellen elasti- lacton-Faser mit einer größeren thermischen Konschen zusammengesetzten Garns, bei dem als elasti- traktion ausgewählt und als Hüllkomponente ein ansehe Komponenten ein Gummigarn oder ein synthe- deres Garn mit einer kleinen thermischen Kontraktisch segmentiertes Polyuräthan-Gara dienen, erfolgt 15 tion verwendet, so erzeugt bei geeigneter thermischer das Vereinigen mit anderen Garnkomponenten oder Behandlung die thermische Kontraktion der Kern-Garnen im gestreckten Zustand. komponente eine Erweiterung der Hüllkomponente.

Im Gegensatz hierzu wird das Polypivalolacton- Das erhaltene hochelastifizierte Garn ist an der Garn dieser Erfindung während des Vereinigungs- Außenseite dicht mit zahlreichen Kräuseln und Vorgangs nicht gestreckt. Das Garn kann die Vereini- ao Schleifen der Hüllgarnkomponente bedeckt,
gungsstufe durchlaufen, ohne daß eine Variation in Das zusammengesetzte Garn kann der beschriebeder Spannung oder häufige Garnbrüche infolge be- nen thermischen Elastifizierungsbehandlung in Form trächtlicher Deformation auftreten. Die elastische eines Stranges, in einem frei kontraktierbaren ZuKomponente gemäß dieser Erfindung kann also mit stand, in einem dimensional bestimmten Zustand der zusätzlichen Komponente verbunden werden, 25 oder in einem Zustand kontrollierter Kontraktion ohne sie in einen gestreckten Zustand zu versetzen. unterworfen werden. Es kann dieser thermischen BeEiner der wesentlichsten Vorteile der Erfindung ist Handlung auch in Form einer Spule oder in Form der Wegfall einer besonderen Spannungskontrolle. eines fortlaufenden Fadenkabels unterzogen werden. Diese ist selbst dann nicht erforderlich, wenn sehr Die thermische Behandlung der zusammengesetzten feine Polypivalolacton-Garne verwendet werden. 30 Garne kann auch angewendet werden, wenn diese zu Diser Vorteil wird begleitet durch den erwünschten faserförmigen Zusammensetzungen wie gewebten, Wegfall besonderer Garnspeise- und Zugkontrollvor- gewirkten oder filzartigen Stoffen verarbeitet sind,
richtungen, die im Falle konventioneller Elasto- Zur Durchführung der thermischen Behandlung mer-Garne unerläßlich sind. Trotz des Aufwands bei können die faserförmigen Zusammensetzungen eine konventionellen Elastomer-Garnen besitzen diese 35 bestimmte Zeit lang in eine Heißluftkammer, eine nicht den hohen Grad an Dehnungsrückbildungsfä- Dampfkammer oder ein Heißwasserbad gelegt werhigkeit, wie er bei Vorhandensein eines Polypivalo- den. Die Behandlung kann auch in der Weis'^ durchlacton-Garns gegeben ist, und das Aussehen und die geführt werden, daß die faserförmigen Zusammensetfunktionellen Eigenschaften sind nicht besser ah die zungen durch diese Kammern oder das Bad laufend eines Polypivalolacton-Garns. 40 befördert werden. Außerdem können diese Behand-

Im folgenden wird der thermische Elastifizierungs- lungsarten geeignet kombiniert werden. Aus Grünprozeß im einzelnen erläutert. den der Vereinfachung des Herstellungsprozesses

Werden Polypivalolacton-Fasern bei einer Tempe- kann die thermische Behandlung auch in Verbindung ratur wenigstens über 100° C einer thermischen Be- mit dem Finishen oder Färben der erhaltenen faserhandlung unterzogen, so wird bei den Fasern in Ver- 45 förmigen Zusammensetzungen durchgeführt werden, bindung mit einer mäßigen Kontraktion eine ausge- Die bei der thermischen Elastifizierung verwendete zeichnete Dehnungsrückbildbarkeit entwickelt, d. h. Temperatur sollte in Abhängigkeit von dem Heizmedie elastischen Eigenschaften werden wesentlich ver- dium, dem Zustand des zu behandelnden zusammenbessert. Die Erscheinung hängt von der Höhe der gesetzten Garns, dem Heizsystem und der Art der Prozeßtemperatur, der Länge der Prozeßzeit und der 50 zusätzlichen unelastischen Faserkomponenten, die Art des thermischen Mediums ab. Der Grad der ther- mit den Polypivalolacton-Fasern vereinigt werden, mischen Kontraktion der Polypivalolacton-Faser va- optimal ausgewählt werden. Im allgemeinen sollte riiert in Abhängigkeit von den Prozeßbedingungen die untere Grenze der Temperatur des zusammengebei der Herstellung. Je größer beispielsweise der Zug setzten Garns während des thermischen Prozesses bei beim Spinnen ist oder das Verstreckverhältnis beim 55 100° C, vorzugsweise bei 120° C, besser jedoch bei Verstrecken, oder je größer die Prozeßtemperatur 150° C liegen. Die obere Temperaturgrenze hängt behn Verstrecken ist, desto größer ist die prozentuale im wesentlichen von den Faserarten ab, die das zuthermische Kontraktion der erhaltenen Polypivalo- sammengesetzte Garn bilden. Die obere Grenze lacton-Faser. Beim gleichen benutzten thermischen sollte wenigstens 20⁰C unterhalb der niedrigsten Medium ist die prozentuale thermische Kontraktion 60 Temperatur der Schmelzpunkte und der Zersetzungsder Fasern um so größer, je höher die Heiztempera- punkte der Faserkomponenten liegen. Ist das znsanjtur ist Im allgemeinen liegt die prozentuale Kontrak- mengesetzte Garn z. B. aus Folycaproamid-Fasern, tion, bei unverstreckten Polypivalolacton-Fasern im mit einem Schmelzpunkt von 215° C, und Polypiva-Bereich zwischen einigen Prozent bis zu den letz- lolacton-Fasern mit einem Schmelzpunkt von ten zehn Prozent und für verstreckte Polypivalo- 65 240° C zusammengesetzt, so sollte die gewählte I'jtcton-Fasern im Bereich zwischen einigen Prozent obere Grenziemperamr bei 195° C liegen, also und zwischen einigen zehn Prozent Der thenni- 20° C unterhalb des Schmelzpunktes der ersten Konische Effekt variiert auch in Abhängigkeit vom Typ ponente. Ist das zusammengesetzte Garn ans den ge-

.../-.••V

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nannteii Pölypivalolacton-Fasern und Polyäthylente- synthetisch segmentierten Polyuräthanelastomer-

rephthalat-Fasem mit einem Schmelzpunkt von Mischgarns.

265° C aufgebaut, so sollte die obere Temperatur- F i g. 1 zeigt die Kraft-Dehnungs-Hysteresis-Kurve

grenze bei 220° C liegen, also 20° C unterhalb des eines gesponnenen Kerngarns mit einer Bruchdeh-

SchmeLpunktes von Polyprvalölacton. Bestehen die 5 nung von 36°/o, dessen Kern aus einem multifilen

unelastischen Faserkomponenten aus natürlichen Fa- Polypivaloläcton-Fadert von 15 den/6 Einzelfäden

sern wie Baumwolle, Jute, Wolle oder Seide oder und dessen Hülle aus einem gesponnenen Baumwoll-

auch regenerierten Fasern, so liegen deren Zerset- garn von 60^s besteht.

zungspunkte sehr hoch. Demzufolge liegt in diesen F i g. 2 zeigt die Kraft-Dehnungs-Hysteresis-Kurve

Fällen die obere Grenztemperatur unterhalb 2O⁰C io eines doppelt umhüllten Garns mit einer Bruchdeh-

des Schmelzpunktes der Folypivalolacton-Faserkom- nung von 65 %. Der Kern besteht aus Polypivalolac-

ponente. ton von 30 den/l 2 Einzelfäden und ist umhüllt mit

Bei einer Behandlungstemperatur des zusammen- einem multifilen Nylon-6-Garn von 50 den/16 Eingesetzten Garns unterhalb 100° C ist eine relativ zelfäden. Das umhüllte Garn ist ferner mit einem gelange thermische Behandlungszeit erforderlich, um 15 sponnenen Baumwollgarn von 60^s umhüllt,
eine ausreichende Elastifirierung zu erhalten. Dies ist Die in F i g. 3 dargestellte Kraft-Dehnungs-Hysteim Hinblick auf eine wirtschaftliche Verwertung des resis-Kurve betrifft ein hochelastisches zusammengeerfindungsgemäßen Verfahrens in Fabrikationsstät- setztes Garn mit einer Bruchdehnung von 42 °/o, das ten nachteilig. Überschreitet dagegen die Temperatur durch Duplieren und Verzwirnen eines multifilen Podes zusammengesetzten Garns die oben definierte 20 lypivalolacton-Garns von 30 den/12 Einzelfäden mit obere Grenztemperatur, so erreicht das Garn den zwei gesponnenen Baumwollgarnen von 40^s/l erhal-Schmelzpunkt oder Zerseltzungspunkt der Faserkom- ten worden ist. Die Kraft-Dehnungs-Hysteresis-Kurponenten, aus denen das zusammengesetzte Garn ven sind bei einer prozentualen Dehnung erhalten, hergestellt ist. Die Folge ist ein Zusammenkleben der die 90 °/o entspricht. Die Meßbedingungen sind die Fasern und eine Verringerung der funktionellen 25 folgenden:
Eigenschaften der Faserkomponenten. _{Lä def pn)be 60 mm}

Im allgemeinen kann bei einer kürzeren Behänd- Dehnungs und

lungszeit der gleiche Grad an thermischem Behänd- Rückbildungsgrad .... 20 mm/min

lungseffekt erwartet werden, wenn die Behandlung- _{Meßinstrument} TENSIRON (Fabrikmarke

temperatur hoher ist. Wahrend die Dehnungsruckbil- 30 _{eines VQn der} Firma

dungsfähigkeit und die Elastizität der Polypivalolac- Toyosokki Co., Ltd. herge-

ton-Fasern bei einer thermischen Langzeitbehand- „_{eschwindiEkeit} stellten Dehnungsmessers)

lung der Fasern begünstigt wird, tendiert das Kraft- i^uigtauiwinuigiicu _& ,

Dehnungs-Verhalten bei einer derart langen thermi- *>? Registrierpapiers 60 mm/min

sehen Behandlung dazu, kleiner zu werden. Es muß 35 Maximaler Skalenbereich

also in Übereinstimmung mit der Art und Weise der ^des Instruments 100 g

endgültigen Verwendung eine optimale Länge der I_n den F i g. 1 bis 3 weist sowohl die Belastungsthermischen Behandlungszeit gewählt werden. kurve A als auch die Entlastungskurve B im Bereich

Der größte Vorteil der Polypivalolacton-Fasern kleiner Dehnung, nämlich unterhalb 2O°/o, einen liegt in ihrer ausgezeichneten Stabilität gegenüber 40 nach oben konvexen Teil F auf, in dem der Wert des thermischer Beanspruchung. Die Faser widersteht in Differentialkoeffizienten abnimmt, wenn der Betrag gestrecktem Zustand bei einer Erwärmung im trocke- der Kraft zunimmt. Das Vorhandensein eines derartinen Zustand einer Temperatur bis 210° C und bei _gen nach oben konvexen Teiles F ist das wesentlicherer Erwärmung im feuchten Zustand einer Tempe- _ste charakteristische Merkmal des hochelastischen ratur bis 18O⁰C. Ein derartig hoher Grad an thermi- 45 Polypivalolacton-Mischgams dieser Erfindung, welscher Stabilität kann kaum von den konventionellen _ches eine große prozentuale Dehnung, einen großen Elastomer-Fasern erwartet werden. primären Elastizitätsmodul, eine große Rückbil-

Obwohl das erfindungsgemäß hergestellte hochela- dungsfähigkeit der Dehnung und eine große Rückstische zusammengesetzte Garn einen großen Wider- federkraft besitzt. Ein derartiges charakteristisches stand gegenüber Strecken aufweist, d. h. es schwierig 5° Merkmal kamt bei keinem der konventionellen elastiist, das Garn durch eine kleine Kraft merklich zu sehen Mischgarne festgestellt werden,
dehnen, hat es trotzdem äußerst hervorragende Deh- In Fig.4 ist eine Kraft-Dehnungs-Hysteresisnungseigenschaften, wie eine große prozentuale ela- Kurve für ein elastisches zusammengesetztes Garn stische Dehnung, eine extrem große Dehmingsrück- mit einer Bruchdehnung von 16,3 °/o dargestellt. Das bildungsfähigkeit, eine große Dehnumgskraft und eine 55 Garn ist durch doppeltes Umhüllen eines Polyuräfhanmerklich schnelle Rückbildung einer aufgebrachten etastomerkerns von 210 den mit einem NyIoü-6-Dehnung. Die beschriebenen Vorteile und charakte- Endlosgarn von 50 den retellt Aus der Zeichristischen Merkmale der elastischen Garnkompo- nung ist zu entnehmen, daß sowohl die Belastungsaente dieser Erfindung werden durch das in der kurve Λ als auch die Entlastungskurve B nach ober Zeichnung dargestellte Last-Dehmings-Hysipresis- «0 konkave Teile and keine konvexen Teile wie d« Verhalten in Verbindung mit der folgenden Beschrei- Kurven der F i g. 1 bis 3 aufweisen. Eine derartige fibung deutlich gemacht. Es zeigen gürtiche Ausbildung der Kurve weist auf die Tat-

Fig.l bis 3 eine grafische Darstellung des Kraft- sache hin, daß die Probe des Mischgarns trotz dei

Dehnungs-Hysteresis-Verhaltens einiger Ausfüh- großen prozentualen Dehnung einen kleinen primä

rungsfarmen eines erfindungsgemäß hergestellten <fj ren Elastizitätsmodul besitzt, daß das znsamnienge

hoch elastifizierten Mischgarns, setzte Garn bei Anwendung einer kleinen Kraft eil

Fig.4 eine grafische Darstelba^ des Krafi-Deh- großes Ausmaß an Lang&PeTfornning aufweist ta«

rrangs-Hysteresis-Verhaltens eines konventronellen daß es trotz seiner großes Rückbildungsfähigfcei

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eine kleine Rückfederkraft besitzt, so daß dieses tionelle Eigenschaften besitzen, ohne daß mehr iris

Garn kaum vom gedehnten Zustand in den Original- die Fertigungseinrichtungen des allgemem gebrauch-

Sd zurückkehrt weil es den Kontraktionswider- liehen Typs erforderlich waren.

derTnelasSfcheiFaser oder andere externe Für die faserförmigen Zusammensetzungen dieser

rSnHPfi muß 5 Erfindung wie hochelastische zusammengesetzte

n^endefch der Kraft-Dehnungs-Hystere- Garne, Seile, Bänder, Streifen Netze, gewebte, ge-

werden die folgenden charakteristischen wirkte oder filzartige Stoffe und Faservliese gibt es

Garns der Erfindung offenbar. ^ Oberkleidung, Unterkleidung, Sportkleidung, für

Im Bereich relativ kleiner Dehnung unterhalb Socken und Badeanzüge; ferner für Haushaltsartikel 20 °/o besitzt die Kraft-Dehnungs-Hysteresis- _wie Teppiche, Decken, Bettzeug, Raumzubehör und Kurve des hochelastischen zusammengesetzten Zimmermöbel; ferner für industrielle Materialien wie Garns nach der Erfindung einen großen primä- Reifencord, Sicherheitsgurte, Fallschirme, Verankeren Elastizitätsmodul und Teile, bei denen der _tJ mngeti und Transportseile, und schließlich für medi-Wert des Differentialkoeffizienten abnimmt, _zj_nische Zwecke wie Bandagen, elastische Verbände wenn der Betrag der Dehnung zunimmt. Mit an- _und Bruchbänder, deren Worten heißt dies, daß die Kurve im Be-

reich relativ kleiner Dehnung nach oben kon- ceispiei

vexe Teile aufweist. Da diese nach oben konve- _{ao Der} j_n diesem Beispiel angewandte Umhüllung?- xen Teile in einem relativ kleinen Dehnungsbe- p_rozeß wurde mit einer Aufnahmeseschwindigkeit reich auftreten, besitzt das erfindungsgemäße _von 7_m/_mm durchgeführt. Das erhaltene umhüllte hochelastische zusammengesetzte Garn einen _{Garn aus} pdypivalolacton und Baumwolle wies großen Widerstand gegenüber einer Dehnung _96Q Drehungen/m auf. Dieser Wert wurde aus der und kann bei Anwendung einer Kraft, wie sie _aJ R_ot_ationsgeschwindigkeit der Hohlspindel zum Umgewöhnlich auf das Garn beim üblichen Weben _{hüUen des Gams} berechnet. Die thermische Behandoder Wirken auftritt, kaum gedehnt werden. |_{ung wurc}j_e unter Verwendung einer Hochdruck-Andererseits zeigt das zusammengesetzte Garn dampfeinrichtung 5 Minuten lang bei 13O⁰C durcheine starke Dehnung bei Anwendung größerer geführt. Nach dem Erhitzen wurde die Temperatur Kräfte. Wird das erfindungsgemäße hochelasti- _{3<> der} Dampfeinrichtung innerhalb 10 Minuten auf sehe zusammengesetzte Garn beispielsweise als K)O⁰C abgesenkt. Das so erhaltene elastische zuKette beim Weben eines »Kett-Stretche-Gewe- sammengesetzte Garn besaß eine gute Dehnbarkeit bes benutzt, so ist es sehr leicht, die Garnspan- _{und eme auS}g_eZeichnete Rückbildbarkeit der Dehnung während des Webens und der folgenden _{nung Es} ^_nJ_{6 zu} Unterwäsche oder leichten Gewe-Arbeitsvorgänge zu kontrollieren. Die Folge ist ^ _{ben gew}j_{rkt oder gewe}bt, und zwar sowohl in Form ein Endprodukt mit gleichförmiger Streckkraft. _{ejnes em}f_ach_{en a}ls auch in Form eines doppelten

2. Die Entlastungskurve besitzt ebenfalls im Be- Garns. Die erhaltene Kraft-Dehnungs-Hysteresisreich relativ kleiner Dehnung unterhalb 20 ⁰O Kurve des zusammengesetzten Garns entspricht der einen Teil, bei dem der Wert des Differentialko- _m F i g. 1 grafisch dargestellten Kurve. Sowohl der effizienten zunimmt, wenn der Betrag der Kraft _4O Belastungs- als auch der Entlastungs-Zyklus besitzt abnimmt. Das Auftreten eines derartigen nach ;_m Bereich kleiner Dehnung eben nach oben konveoben konvexen Teils weist auf die Tatsache hin, _xen χ_εί1 F.
daß die zurückgewonnene Formänderungsarbeit

sehr groß ist, daß eine große Rückfederkraft Beispiel ζ

und ein großes Maß an Rückbildung erwartet _{+5 Em} zusammengesetztes Garn aus Polypivalolacton werden können, selbst wenn eine große Verfor- _und Baumwolle wurde auf einer BaumwHlspinnmamung des Garns stattgefunden hat, daß die Er- _schj_ne hergestellt. Dem Garn wurde ein'- Drehungsmüdung des Garns gegenüber wiederholter Den- _{zahl von 007}Drehungen/m erteilt. Nach dem Spinnung sehr klein ist und daß das Garn eine _nen ^_1nJ_{6 das} zusammengesetzte Garn in einer außerordentliche struktorelle Stabilität und gute ₅₀ Hochdrackdampfvorrichtung 5 Minuten lang bei Konstanz seiner elastischen Eigenschaften auf- _einer Temperatur von 123° C wärmebehandelt. Obweist. gleich die Kernkomponente bei einer äußeren Be-

Auf Grand der Analyse einer großen Anzahl von trachtung des erhaltenen zusammengesetzten Garns Kraft-Dehnungs-Hysteresis-Kurven von hochelasti- nicht sichtbar ist, hatte das Garn eine mäßige Damischen zusammengesetzten Garnen gemäß dieser Er- 55 barkeit und Rückbildungsfähigkeit der Dehnung, findung eelang es den Erfindern, die Parameter, die Aus dem hochelastischen zusammengesetzten Gare sich auf diese charakteristischen Merkmale beziehen, hergestellte Sportkleidung paßte sich den verscbiedezu bestimmen. ^nen Bewegungen des diese Kleidung tragender

Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfah- menschlichen Körpers gut an. Ergänzend zu diesel rens kann auf die Installation besonderer Zugspan- 60 Flexibilität zeichnete sich das Garn durch ein( nungskontrollvorrichtungec oder die Einführung augenblickliche Verformungsrückbildung aus, fernei einer besonderen Zugspannungskontrolle verzichtet durch einen großen Widerstand gegenüber Zerknit werden Bei den bekannten Verfahren zur Herstel- tern, durch eine angenehme Feuchtigkeitsabsorp lung elastischer Mischgarne sind beide unerläßlich. tionsfähigkeit und den gleichen Grad an Wider Mit dem erfindimgsgemäßen Verfahren können 65 Standsfähigkeit gegenüber thermischer Beanspra hochelastische faserförmige Zusammensetzungen chung, den ein gewöhnliches Baumwollgewebe be hergestellt werden, welche außergewöhnliche funk- sitzt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst,

   Patentanspruch: daß der Anteil an Polypivalolactonkomponente

   höchstens 25 Gewichtsprozent beträgt und die Ver-

   Verfahren zum Herstellen eines elastischen einigung der Garnkomponenten im ungestreckten Mischgarns bzw. von textüen Fertigwaren, bei de- 5 Zustand der Polypivalolactonkomponente erfolgt,
   nen ein Faden bzw. Faserstrang aus Polypivalo- Da der Anteil an Polypivalolactonkomponente

   3acton und ein Faden bzw, Faserstrang aus im höchstens 25 Gewichtsprozent beträgt, bleiben die erwesentlichen unelastischem Material vereinigt wünschten charakteristischen Eigenschaften der unwerden uad anschließend einer thermischen Be- elastischen Garnkomponente im wesentlichen erhalhandlung oberhalb 100⁰C, aber 20⁰C unter- io ten, d h. sie werden durch den geringen Anteil an halb des niedrigsten Schmelz- bzw. Zersetzungs- Polypivalolacton nicht wesentlich beeinträchtigt. Der punktes der Garnkomponenten unterzogen wer- geringe Poiypivalolactonanteil ist andererseits ausreiden, dadurch gekennzeichnet, daß der chend, die gewünschten elastischen Eigenschaften Anteil an Polypivalolactonkomponente höchstens hervorzurufen, da der Elastizitätsmodul und die 25 Gewichtsprozent beträgt und die Vereini- 15 Rückfederkraft sehr groß sind. Die sich an die Vergung der Garnkomponenten im ungesfreckten einigung der Garnkomponente anschließende thermi-Zustand der Polypivalolactonkomponente erfolgt. sehe Behandlung des Mischgarns bzw. von aus dem

   Mischgarn hergestellten textilen Fertigwaren hat neben einer Entwicklung der elastischen Eigenschaften 20 der Polypivalolactonfaser auch eine Kontraktion zur Folge. Aus diesem Grund können die Garnkompo-

   nenten im ungestreckten, d. h ungedehnten Zustand

   der Polypivalolactonkomponente vereinigt werden, d.h. ohne Überwachung der Zugspannung beim 25 Vereinigen und es bilden sich hierdurch beim Zusammenziehen der Polypivalolactonkomponente in

   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstel- der unelastischen Garnkomponente Kräusel.
   !en eines elastischen Mischgarns bzw. von textilen Die Polypivalolactonkomponente wird vorzugs-

   Fertigwaren, bei denen ein Faden bzw. Faserstrang weise in Form eines Endlosgarns mit einer Feinheit aus Polypivalolacton und ein raden bzw. Faserstrang 3a unterhalb 70 Denier, besser 20 Denier, zugeführt. E^ aus im wesentlichen unelasiiscl ;m Material vereinigt ist vorteilhaft, wenn das Mischgarn die Polypivalowerden und anschließend einer thermischen Behänd- lactonkomponente als Kernkomponente und die unlung oberhalb 100° C, aber 20° C unterhalb des elastische Gamkomponente als die Kernkomponente niedrigsten Schmelz- bzw. Zersetzungspunktes der umgebende Hüllkomponente enthält. Das Vereinigen Garnkomponenten unterzogen werden. 35 der Polypivalolactonkomponente mit der unelasti-

   Bei dem durch die britische Patentschrift sehen Garnkomponente kann auch durch Fachen 1 046 994 bekanntgewordenen Verfahren dieser Art und Verzwirnen der Polypivalolactonkomponente ist der Anteil an Polypivalolactonkomponente größer mit der anderen Garnkomponente erfolgen,
   als der der anderen Garnkomponente. Dadurch wird Die thermische Behandlung, die vorzugsweise bei

   die Eigenschaft des Mischgarns nicht nur, soweit es 40 einer Garntemperarur oberhalb 120° C, besser oberdas Dehnungsverhalten betrifft, im wesentlichen von halb 150° C, durchgeführt wird, erfolgt zweckmäder Polypivalolactonkomponente bestimmt, die einen ßigerweise während des Festhaltens des Mischgarns schlechten Griff und kein besonders gutes Aussehen in einer bestimmten Länge.

   aufweist. Bei dem bekannten Verfahren erfolgt Das durch das erfindungsgemäße Verfahren herge-

   außerdem das Vereinigen der Garnkomponenten im 45 stellte Mischgarn bzw. die Fertigware besitzen trotz gestreckten Zustand der elastischen Komponente, eines relativ großen Anteils an unelastischen Faserd. h. unter einem bestimmten Zug dieser Kompo- komponenten ausgezeichnete Dehnungseigenschafnente. Hierbei ist das Maß der Streckung exakt ein- ten, wie eine große Bruchdehnung, eine große Rückzuhalten, um Ungleichmäßigkeiten im Aufbau und in bildung der Dehnung und eine große Rückfederkraft der Dehnung zu verhindern. Die Einrichtung zum 50 mit einem großen primären Elastizitätsmodul.
   Aufbringen und Überwachen der Streckung der ela- Unter dem Ausdruck »faserförmige Zusammenset-

   stischen Komponente während des Vereinigens ist zung« soll im folgenden irgendeine Zusammensetsomit relativ aufwendig. zung aus einem faserförmigen Material verstanden

   Bei dem durch die belgische Patentschrift 674 732 werden, wie z.B. ein gesponnener Faden, ein Garn, bekanntgewordenen Verfahren der einleitend ge- 55 ein Fadenkabel, ein Seil, ein Netz, ein gewirkter, genannten Art liegen die gleichen Verhältnisse vor. webter oder filzartiger Stoff oder ein Faservlies.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit Unter »hochelastifizierte faserförmige Zusammen-

   einem Verfahren der einleitend genannten Art die setzung« sollen faserförmige Zusammensetzungen Herstellung eines Mischgarns bzw. von textilen Fer- der erwähnten Art verstanden werden, welche einen tigwaren zu ermöglichen, die neben der gewünschten 60 mäßigen Widerstand gegenüber Dehnung besitzen, Elastizität die charakteristischen Eigenschaften der ferner einen großen primären Elastizitätsmodul, eine unelastischen Garnkomponente, wie Feuchtiskeitsad- große prozentuale Bruchdehnung und einen hohen sorption von Batimwollfasern öder den weichen Griff Grad an Dehnungsrückbildung bzw. elastischer Dehvon Wollfasern aufweisen, und die mit gleichmäßiger nung aufweisen, die ihren Ausdruck in einer beson-Beschaffenheit herstellbar sind, ohne daß während 65 deren Kraft-Dehnungs-Hysteresiskurve finden,
   des Vereinigetis der Garnkomponenten der Zug der Unter dem Ausdruck »Polypivalolacton« soll ein Polypivalolactonkomponente überwacht werden linearer Polymerester verstanden werden, dessen nuß. chemischer Aufbau im allgemeinen durch die fol-