EP0472873B1 - Garn, insbesondere Nähgarn, sowie Verfahren zur Herstellung eines derartigen Garnes - Google Patents
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- EP0472873B1 EP0472873B1 EP91111734A EP91111734A EP0472873B1 EP 0472873 B1 EP0472873 B1 EP 0472873B1 EP 91111734 A EP91111734 A EP 91111734A EP 91111734 A EP91111734 A EP 91111734A EP 0472873 B1 EP0472873 B1 EP 0472873B1
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Definitions
- the present invention relates to a yarn, in particular a sewing thread, with the features of the preamble of claim 1 and a method for producing such a yarn with the features of the preamble of claim 17, known for example from DE-A-3 844 615.
- Such yarns can in principle be spun from multifilament fibers, from staple fibers or a mixture of multifilament fibers with staple fibers, such a yarn also being able to be twisted in order to improve the thread closure and thus the resistance of the yarn to mechanical stresses.
- threads are often used which consist of at least two, usually multifilament thread components, these two thread components twisted with one another both with respect to the thread Number of filaments, the titer and the strength are the same.
- yarns in particular sewing yarns, are known which are formed from at least two multifilament yarn components, the two yarn components being intermingled by a fluid flow in order to produce such a yarn such that the first yarn component is predominantly arranged in the core of the spun yarn and from is therefore also referred to as the core component and the second yarn component is predominantly located in the outer region of the spun yarn and is therefore referred to as the sheath component or layer.
- the sheath component has a much greater length, which means that the sheath component (overlay) gives a certain volume to such a core-sheath yarn with the formation of loops, self-crossing loops and / or arches.
- These core-sheath yarns generally have excellent properties in terms of mechanical resistance, so that they are increasingly being used for sewing threads which are exposed to extreme mechanical stresses during processing.
- DE 38 34 139 A1 proposes to form the core yarn component and the jacket yarn component from the same, high-strength material.
- the specific strength of the multifilament core yarn component and the multifilament sheath yarn component according to DE 38 34 139 A1 is at least 40 cN / tex, but preferably more.
- a yarn with the features of the preamble of claim 1 is known from DE 38 44 615 A1.
- the known yarn has the core-jacket structure described above and has a first yarn component which is arranged in the core of the yarn and which has a strength between 60 cN / tex and 75 cN / tex.
- the specific strength of the second yarn component, which is the sheath yarn component is specified in DE 38 44 615 A1 with 20 cN / tex to 75 cN / tex, this publication emphasizing that a high specific strength of the first yarn component (core material) is decisive to achieve the good usage properties of the well-known yarn.
- the present invention has for its object to provide a core-sheath yarn of the type specified, which has a particularly good mechanical resistance.
- the yarn according to the invention which is also used in particular as a sewing thread, comprises at least two multifilament yarn components, the first yarn component predominantly forming the core of the yarn and the second yarn component predominantly forming the jacket of the yarn.
- the two yarns are intermingled, which leads to the fact that the core material, viewed in the axial direction of the spun yarn, runs in a straight line or almost straight line, while the multifilament sheath yarn (layer) with the formation of loops, self-crossing loops and / or arches with the core yarn is swirled and completely or almost completely envelops the core yarn, so that such a yarn has a certain volume and thus a certain bulk.
- the individual filaments of the second yarn component have a specific strength which is between 5% and 70%, in particular between 10% and 50%, of the specific strength of the individual filaments of the first yarn component.
- the second yarn component over the cross-section of the spun yarn takes an area F2 that is two to thirty times, in particular five to fifteen times, as large as the area F1 that the first yarn component occupies (on the same cross-sectional area) .
- a large number, in particular 50 to 150 cross sections is created from the spun yarn over a predetermined length, in particular over a length of 1 meter to 4 meters.
- the area F 1, which occupies the first yarn component is determined in such a way that a circle with the smallest possible Draw the radius so that all filaments of the first yarn component lie within this circle.
- the area F 1 is then calculated from this specific cross-section, taking into account the aforementioned smallest possible radius. The averaging of the different cross-sectional areas then gives the corresponding value for the area F 1. Exactly the same method is used to determine the mean value of the cross-sectional area F2, which takes up the individual filaments of the second yarn component, with the second circular area F2 being moved such that the center of the second circular area is placed in the center of the first circular area with each cut .
- the yarn according to the invention has a number of further advantages. It was found that such a yarn can be processed particularly well, ie without thread breakage. This is attributed to the fact that thread suspensions, which are to be regarded as a preliminary stage for a thread break, do not occur in the yarn according to the invention. Rather, it was recognized that in the yarn according to the invention, individual filaments which are found during processing on certain machine parts, for example on deflection rollers, thread brakes on the needle of a sewing machine and the like.
- the yarn according to the invention Like., hook, not as with a conventional yarn to the unwanted thread suspensions and thus lead to tearing of the entire yarn, immediately tore due to their low specific strength, so that the yarn according to the invention, despite its relatively high bulk, which increases the risk of entangled individual filaments, nevertheless has excellent resistance to mechanical stresses.
- the overlay is made from a material whose individual filaments are deliberately low in strength, which means that these individual filaments tear with a slight interlocking, so that the formation of thread suspensions and thus also the subsequent breakage of the entire thread increases prevent.
- the superiority of the yarn according to the invention compared to a conventionally designed interlaced core-sheath yarn is particularly evident when a sewing thread is created from the yarn according to the invention.
- the sewing thread according to the invention On the basis of high-speed video recordings during sewing, it was found that the sewing thread according to the invention, the individual filaments of the cover hooking during sewing on sewing machine parts, in particular on the hook and / or the needle, immediately tore due to the predetermined low specific strength, without there was a noticeable slowdown in the forward movement of the sewing thread. Furthermore, it was observed with the yarn according to the invention that the looping of the needle thread required for sewing proceeded perfectly, even if protruding individual filaments got caught.
- the conventional sewing thread was significantly slowed down when the protruding filaments got caught, since the hooked individual filaments did not tear, so that corresponding deferrals were formed and afterwards the thread as a whole broke or did not sew, since the loops of the needle thread mentioned earlier did not or only were insufficiently trained.
- the invention Yarn as a sewing thread compared to a conventional sewing thread has a significantly improved sewing behavior, that is to say with the sewing thread according to the invention it is possible in comparison to the conventional sewing thread under industrial sewing conditions (5000 to 7000 stitches per minute), without thread breakage, up to about 50% higher Number of buttonholes or 40 to 60% longer seams.
- the first possibility provides that a multifilament yarn component is used for the overlay, which, viewed over its axial length, already has the specific strength specified above.
- the yarn according to the invention has individual filaments in the overlay which, viewed in the axial direction, have sections in which the specific strength of the individual filaments is between 5% and 70%, in particular between 20% and 50%, based on the specific strength of the individual filaments the first yarn component.
- all of the individual filaments of the overlay have a plurality of predetermined breaking points in the axial direction, so that if the individual filaments get caught during processing, the individual filaments can tear in these sections (predetermined breaking points), which prevents the formation of suspensions and a total yarn breakage.
- the first possibility reproduced above includes an embodiment of the yarn according to the invention in which the first and second yarn components consist of the same material. Furthermore, the material of the second yarn component has a degree of polymerization that is less than the degree of polymerization of the material from which the first yarn component is made.
- a multifilament synthetic material for example made of polyester, polyamide 6, polyamide 66, polyethylene or polypropylene, is preferably used as the second yarn component (sheath component), the average molecular weight of which is between 5% and 40%, in particular between 15% and 25%, is below the average molecular weight of the synthetic fiber material of the first yarn component, the average molecular weights being determined viscosimetrically in a conventional manner by the known standards.
- a preferred embodiment of the yarn according to the invention has a second yarn component in which all the individual filaments or at least the outer filaments seen in the yarn cross section, which give the yarn a certain volume by forming the loops mentioned above, self-crossing loops or arches, an absolute single filament strength less possess than 3.5 cN.
- the sewing properties of the sewing thread according to the invention are particularly good when the sewing thread comprises a second thread component whose absolute individual filament strength is between 0.5 cN and 3 cN, in particular between 0.8 cN and 2 cN. It is irrelevant whether these absolute single filament strengths are achieved in that the multifilaments have corresponding sections, i.e. predetermined breaking points, or that the multifilaments have the aforementioned constant single filament strengths over their entire length.
- multifilament yarns whose individual filament titre are between 0.4 dtex and 1.4 dtex, in particular between 0.5 dtex and 0.7 dtex, vary.
- Multifile second yarn components with such a fine single filament titer ensure that at low mechanical stress due to a hooking of the filaments, these break, so that the formation of thread suspensions and, as a result, the occurrence of yarn breaks is prevented in the yarn according to the invention.
- the individual filament titer of the second yarn component can also be higher than the titer given above, in particular in a range between 1.4 dtex and 2.5 dtex. It is only necessary to ensure that the individual filaments tear accordingly if they get caught during processing.
- the strength of the first yarn component which in the yarn according to the invention is predominantly arranged inside the yarn over its cross section and which is completely or almost completely covered by the second yarn component (overlay)
- the strength of the first yarn component changes after the the intended use of the finished yarn.
- Multifilaments with a specific strength between 40 cN / tex and 270 cN / tex are usually used for this.
- sewing threads for normal sewing operations fully meet the requirements regarding the resilience when sewing when the specific strength of the multifilaments of the first thread component is between 60 cN / tex and 120 cN / tex.
- any multifilament yarn is suitable for this, which in particular has the strengths given above.
- the high-strength polyester types with a specific strength up to 90 cN / tex
- polyamide 6 with a specific strength also up to 90 cN / tex
- polyethylene and polypropylene with specific strengths up to 80 cN / tex
- high-strength polyethylene fibers especially the gel spun high-strength polyethylene fibers with a specific strength of 270 cN / tex, aromatic polyamide fibers (aramids) with a specific strength of 230 cN / tex, and / or carbon fibers.
- the individual filament titer of the first yarn component varies in the yarn according to the invention between approximately 0.4 dtex and 5 dtex, preferably between 0.8 dtex and 4 dtex.
- the number of filaments of the first yarn component is between 16 and 300, in particular between 24 and 96, while the second yarn component has at least one multifilament yarn, the number of filaments of which varies between 20 and 400, in particular between 36 and 120.
- the total titer of the yarn according to the invention varies between 50 dtex and 500 dtex, preferably between 80 dtex and 300 dtex.
- a particularly suitable embodiment of the yarn according to the invention which is preferably used as a sewing thread, provides that the mass ratio of the first yarn component to the second yarn component is between about 90:10 to about 50:50, preferably between about 80:20 to about 60:40, is.
- the foregoing has spoken of the single filaments getting caught in the processing of the yarn. This includes all filament parts protruding from the longitudinal axis of the yarn, in particular also the loops formed and / or loops crossing one another during the intermingling.
- the present invention is also based on the object of providing a method of the type specified by which the yarn according to the invention described above can be produced particularly simply and economically.
- the method according to the invention for producing a yarn, in particular a sewing thread provides that at least one first multifilament yarn component is swirled together with at least one second multifilament yarn component by means of a fluid stream, in particular a gas stream.
- a yarn material is selected as the second yarn component whose individual filaments have a specific strength that between 5% and 70%, preferably between 10% and 50%, of the specific strength of the individual filaments of the first yarn component.
- the intermingling is carried out in such a way that the second yarn component, viewed in cross-section of the spun yarn, occupies an area F2 which is two to thirty times, in particular five to fifteen times, as large as the area F1 which the first yarn component occupies.
- Such sections which are also referred to above as predetermined breaking points, can be produced in various ways.
- a first embodiment of the method according to the invention provides that, in order to produce the sections, the multifilament material of the second yarn component is stretched unevenly over the length of the second yarn component before intermingling with the first yarn component.
- the individual filaments of the second yarn component are preferably drawn less in the sections here.
- This can be achieved with a conventional drawing device, for example, by asymmetrically storing the take-off godet around which the multifilament yarn to be drawn is guided. This then leads to the fact that with each rotation of the take-off godet the multifilament yarn of the second yarn component guided around it is drawn less in this section, forming a less stretched section (predetermined breaking point), so that the material in the section has the aforementioned specific strengths.
- the godet is preferably mounted asymmetrically in such a way that a stretching ratio is generated which is between 30% and 90%, preferably between 60% and 80%, below the usual draw ratio.
- a second process variant of the process according to the invention provides that to produce the sections (predetermined breaking points) in the multifilament yarn of the second yarn component, a relatively short distance in yarn length, which is preferably between 0.01 mm and 0.5 mm, is thermally treated. As a result, the corresponding yarn material is deliberately thermally damaged in this section, with the result that the strength is correspondingly reduced in this section.
- the thermal treatment is preferably carried out on the multifilament yarn of the second yarn component before the intermingling of the second yarn component with the first yarn component, although it is of course also possible to carry out such a thermal treatment on the already intermingled yarn , since the second yarn component is predominantly located in the outer layer of the yarn.
- the thermal treatment of the corresponding sections can take place either by direct contact of the yarn component to be treated or of the spun yarn with a corresponding heating element or indirectly, in the latter case a non-contact treatment with pulsed laser beams is particularly suitable.
- Another embodiment variant of the method according to the invention provides that the multifilament yarn of the second yarn component is broken down chemically, preferably by hydrolysis, in the sections to produce the sections. This then has the consequence that the average molecular weight of the yarns treated in this way in the sections is considerable in comparison to neighboring yarn areas, for example by about 30% to about 60%, so that the yarn material inevitably experiences a corresponding loss of strength in the sections.
- an acid in particular an inorganic acid, such as, for example, hydrochloric acid, nitric acid or sulfuric acid, or an alkali, preferably sodium hydroxide solution, is preferably used in a concentration between 1% and 10% before the intermingling onto the multifilament yarn. based on the yarn weight, applied in sections.
- an application of the acid or alkali can be carried out, for example, by a spray process or by means of a roller which, viewed in the circumferential direction, is provided with at least one raised section which extends in the radial direction.
- FIGS. 1a to 1c schematically show typical cross sections of a yarn at different locations on this yarn.
- the thread is denoted overall by 1, the thread shown being one that is used as a sewing thread.
- the yarn 1 consists of a first yarn component 2, which is arranged in the core of the yarn 1.
- the first yarn component 2 comprises 36 individual filaments 5, with FIGS. 1 a to 1 c showing only part of the filaments 5.
- the individual filaments 5 are arranged relatively close to one another with the formation of the first yarn component 2 and have been drawn black throughout to clearly distinguish them.
- the total titer of the first yarn component is 200 dtex, the specific strength 62 cN / tex.
- the first yarn component 2 is enveloped by a second yarn component 3, this second yarn component (overlay) likewise having a large number of individual filaments 4, of which only a part is also shown.
- the second yarn component 3 in the embodiment shown in FIGS. 1a to 1c has 48 filaments 4.
- About 60% -90% of the filaments 4 of the second yarn component 3 are interwoven with the filaments 5 of the first yarn component 2, ie in the sectional views these filaments 4 are arranged in the area of the core of the yarn and thus within the area F 1, which is expressed in FIGS. 1 a - 1 c by the fact that in the area of the first yarn component 2 filaments 4 b of the second yarn component 3 are located.
- the remaining portion, ie thus about 10% to 40% of the filaments 4 of the second yarn component 3 are outside the area F 1, which is shown in FIGS. 1 a - 1 c by the reference numerals 4 and 4a are shown.
- the specific strength of each individual filament 4 of the second yarn component 3 is approximately 35% of the specific strength of each filament 5 of the first yarn component 2.
- the second circular area F2 was placed in the cross section so that the center of the second circular area F2 falls on the center of the first circular area F1 and that all the filaments 4 and 4a of the second yarn component 3 (overlay) within the circular area F2 with the smallest possible radius are arranged, as is expressed in Figures 1a to 1c by the dashed line.
- FIGS. 1 a to 1 c represent typical examples of the range of possible cross sections that may be present in a yarn over the length.
- the schematic illustrations of FIGS Figures 1a and 1c cross-sectional shapes in which the first yarn component 2 is arranged relatively compact, which is expressed in relatively small areas F1.
- the schematic cross-sectional view according to Figure 1b differs in that here the first yarn component 2 has a relatively open structure and thus a relatively large area F1.
- the filaments 4 of the second yarn component 3 are relatively evenly distributed over the surface F2 in the schematic cross section according to FIG. 1a.
- FIG. 2 schematically shows a further embodiment of a yarn 1 in a side view.
- this yarn 1 consists of a first yarn component 2, which has 36 individual filaments 5 and which are arranged in the core of the yarn 1.
- the individual filaments 5 run in an almost elongated form in the direction of the longitudinal axis of the yarn 1.
- the individual filaments 4 of the second yarn component are interlaced, the individual filaments 4 of the second yarn component 3 being loops , Loops, intersecting loops and arches. This results in the cross-sectional area F2 shown schematically in FIG.
- each individual filament 4 of the second yarn component 3 has sections 8, of which a large number in the longitudinal direction the individual filaments 4 are provided and are each spaced apart.
- the titer of the single filament 4 is reduced by about 20 to about 60%, in the embodiment shown by about 40%, compared to adjacent regions 9, with the result that the single filaments in the sections 8 tear when the material of the cover gets caught during processing.
- These sections 8 thus serve as predetermined breaking points.
- the following exemplary embodiment shows a way of producing such sections 8.
- a sewing thread was produced, this sewing thread having a pre-drawn polyester multifilament thread with an elementary thread number of 32 and a titer of 200 dtex.
- the specific strength of this core material was 60 cN / tex.
- This polyester multifilament core yarn was interlaced with a second yarn component (fancy yarn) in a conventional nozzle in such a way that the sewing thread formed in this way has self-crossing loops and loops.
- the fancy yarn (polyester multifilament yarn) had an elementary thread count of 42 and a titer of 96 dtex. Before the interlacing, the filaments of the fancy yarn were spread out in such a way that the individual filaments were arranged parallel to one another.
- a 5% sodium hydroxide solution was sprayed in regions over a distance of 0.05 mm onto the filaments thus spread out over a corresponding nozzle, the liquor absorption being 100% (based on the weight of the yarn).
- the fancy yarn treated in this way was then passed continuously through a heated tube, the residence time in the heated tube being 5 seconds.
- the temperature of the heated tube was set at 200 ° C.
- Strength measurements on samples of the fancy yarn after leaving the heating tube showed that the specific strength of the individual filaments of the fancy yarn component was 40% lower than the specific strength of the single filaments of the core yarn.
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Garn, insbesondere ein Nähgarn, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Garnes mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 17, bekannt beispielsweise aus DE-A-3 844 615.
- Es ist eine Vielzahl von Garnen mit unterschiedlichen Konstruktionen sowie entsprechender Herstellungsverfahren bekannt. So können derartige Garne grundsätzlich aus Multifilamentfasern, 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 multifilen Garnkomponenten bestehen, wobei diese beiden, miteinander 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 miteinander 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 wesentlich größere Länge, was dazu führt, daß die Mantelkomponente (Überlage) unter Ausbildung von Schlingen, sich selbst überkreuzenden Schlaufen und/oder Bögen einem derartigen Kern-Mantel-Garn ein gewisses Volumen verleiht. Diese Kern-Mantel-Garne besitzen in der Regel hervorragende Eigenschaften in bezug auf die mechanische Beständigkeit, so daß sie zunehmend auch für Nähgarne, die bei der Verarbeitung extremen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt sind, eingesetzt werden.
- Um bei den zuvor beschriebenen Garnen die erforderliche Festigkeit zur Verfügung zu stellen, schlägt die DE 38 34 139 A1 vor, die Kerngarnkomponente und die Mantelgarnkomponente aus demselben, hochfesten Material auszubilden. Hierbei beträgt die spezifische Festigkeit der multifilen Kerngarnkomponente und der multifilen Mantelgarnkomponente gemäß der DE 38 34 139 A1 mindestens 40 cN/tex, vorzugsweise aber mehr.
- Ein Garn mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 ist aus der DE 38 44 615 A1 bekannt. Hierbei weist das bekannte Garn die zuvor beschriebene Kern-Mantel-Struktur auf und besitzt eine erste Garnkomponente, die im Kern des Garnes angeordnet ist und die eine Festigkeit zwischen 60 cN/tex und 75 cN/tex aufweist. Die spezifische Festigkeit der zweiten Garnkomponente, die die Mantelgarnkomponente darstellt, ist in der DE 38 44 615 A1 mit 20 cN/tex bis 75 cN/tex angegeben, wobei diese Veröffentlichung herausstellt, daß eine hohe spezifische Festigkeit der ersten Garnkomponente (Kernmaterial) entscheidend ist, um die guten Gebrauchseigenschaften des bekannten Garnes zu erreichen.
- Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kern-Mantel-Garn der angegebenen Art zur Verfügung zu stellen, das eine besonders gute mechanische Beständigkeit aufweist.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Garn mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
- Das erfindungsgemäße Garn, das insbesondere auch als Nähgarn verwendet wird, umfaßt mindestens zwei multifile Garnkomponenten, wobei die erste Garnkomponente überwiegend den Kern des Garnes und die zweite Garnkomponente überwiegend den Mantel des Garnes bilden. Hierbei sind die beiden Garne miteinander verwirbelt, was dazu führt, daß das Kernmaterial in Axialrichtung des gesponnenen Garnes gesehen geradlinig oder nahezu geradlinig verläuft, während das multifile Mantelgarn (Überlage) unter Ausbildung von Schlingen, sich selbst überkreuzenden Schlaufen und/oder Bögen mit dem Kerngarn verwirbelt ist und das Kerngarn vollständig oder nahezu vollständig umhüllt, so daß ein derartiges Garn ein bestimmtes Volumen und somit eine bestimmte Bauschigkeit besitzt. Die Einzelfilamente der zweiten Garnkomponente besitzen 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.
- Desweiteren nimmt bei dem erfindungsgemäßen Garn 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 Garnkomponente innerhalb dieses Kreises liegen. Hieraus wird dann unter Berücksichtigung des zuvor genannten kleinstmöglichen Radius die Fläche F₁ an diesem konkreten Querschnitt 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 Einzelfilamente 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. Entsprechende 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 dementsprechend wenig Nähmaschinenstillständen auszeichnet.
- Das erfindungsgemäße Garn weist eine Reihe von weiteren 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 erfindungsgemäßen Garn Fadenaufschiebungen, die als Vorstufe für einen Fadenriß anzusehen sind, nicht auftreten. Vielmehr wurde erkannt, daß bei dem erfindungsgemäßen Garn einselne Filamente, die sich während der Verarbeitung an bestimmten Maschinenteilen, beispielsweise an Umlenkrollen, Fadenbremsen der Nadel einer Nähmaschine u. dgl., verhaken, nicht wie bei einem herkömmlichen Garn zu den unerwünschten Fadenaufschiebungen und damit zu einem Reißen des gesamten Garnes führen, aufgrund ihrer vorstehend angegebenen geringen spezifischen Festigkeit sofort rissen, so daß das erfindungsgemäße Garn trotz seiner relativ hohen Bauschigkeit, die die Gefahr von sich verhakenden Einzelfilamenten erheblich vergrößert, dennoch eine ausgezeichnete Beständigkeit 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 Einzelfilamente 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 erfindungsgemäßen 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, insbesondere 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 Schlingenbildung 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 Einzelfilamente 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 wurden. Hierdurch wird erklärlich, daß das erfindungsgemäße Garn als Nähgarn im Vergleich zu einem konventionellen Nähgarn 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% längere 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 angegebene spezifische Festigkeit besitzt.
- Bei der zweiten Möglichkeit weist das erfindungsgemäße Garn in der Überlage Einzelfilamente auf, die in Axialrichtung gesehen Abschnitte besitzen, in denen die spezifische Festigkeit der Einzelfilamente zwischen 5% und 70%, insbesondere zwischen 20% und 50%, bezogen auf die spezifische Festigkeit der Einzelfilamente der ersten Garnkomponente liegt. Mit anderen Worten weisen vorzugsweise alle Einzelfilamente der Überlage in Axialrichtung gesehen eine Vielzahl von Sollbruchstellen auf, so daß bei einem Verhaken der Einzelfilamente während der Verarbeitung die Einzelfilamente in diesen Abschnitten (Sollbruchstellen) reißen können, wodurch die Ausbildung von Aufschiebungen und ein Gesamtgarnbruch 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 Garnkomponente einen Polymerisationsgrad auf, der geringer ist als der Polymerisationsgrad des Materials, aus dem die erste Garnkomponente besteht. Vorzugsweise wird bei dieser Ausführungsform als zweite Garnkomponente (Mantelkomponente) ein solches multifiles Synthesematerial, beispielsweise aus Polyester, Polyamid 6, Polyamid 66, Polyäthylen oder Polypropylen, eingesetzt, dessen mittleres Molekulargewicht zwischen 5% und 40%, insbesondere zwischen 15% und 25%, unter dem mittleren Molekulargewicht des Synthesefasermaterials 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 Einzelfilamente oder zumindestens die im Garnquerschnitt gesehen äußeren Einzelfilamente, die unter Ausbildung der zuvor genannten Schlingen, sich selbst überkreuzenden Schlaufen oder Bögen dem Garn ein gewisses Volumen verleihen, eine absolute Einzelfilamentfestigkeit kleiner als 3,5 cN besitzen. Insbesondere bei Nähgarnen konnte festgestellt werden, daß die Näheigenschaften des erfindungsgemäßen Nähgarnes dann besonders 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 ereicht werden, daß die Multifilamente entsprechende Abschnitte, d.h, somit Sollbruchstellen, aufweisen, oder daß die Multifilamente über ihre gesamte Länge gesehen die zuvor genannten gleichbleibenden Einzelfilamentfestigkeiten besitzen.
- Bezüglich der Einzelfilamenttiter der Filamente der zweiten Garnkomponente ist bei dem erfindungsgemäßen Garn festzuhalten, 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 Fadenaufschiebungen und als Folge davon auch das Auftreten von Garnbrüchen 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 vollständig oder nahezu vollständig von der zweiten Garnkomponente (Überlage) abgedeckt wird, ist allgemein festzuhalten, daß sich die Festigkeit der ersten Garnkomponente nach dem jeweiligen Verwendungszweck des fertigen Garnes richtet. Üblicherweise werden hierfür Multifilamente mit einer spezifischen Festigkeit zwischen 40 cN/tex und 270 cN/tex eingesetzt. Insbesondere konnte festgestellt werden, daß beispielsweise 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 erfindungsgemäßen 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 spezifischen Festigkeit ebenfalls bis zu 90 cN/tex, Polyäthylen und Polypropylen mit spezifischen Festigkeiten bis zu 80 cN/tex, hochfeste Polyäthylenfasern, insbesondere die Gel gesponnenen hochfesten Polyäthylenfasern, mit einer spezifischen Festigkeit von 270 cN/tex, aromatische Polyamidfasern (Aramide) mit einer spezifischen Festigkeit von 230 cN/tex, und/oder Karbonfasern zu nennen. Durch die Abdeckung dieser 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 einheitlich gefärbt ist, da die gut und einfach anfärbbare Überlage, beispielsweise aus Polyester-, Polyamid 6- oder Polyamid 6.6- multifilamenten, das schlecht färbbare Kernmaterial nahezu vollständig oder vollständig abdeckt, so daß im fertigen Garn, insbesondere Nähgarn, diese Farbunterschiede zwischen dem ungefärbten bzw. schlecht durchgefärbten Kernmaterial und der gut und gleichmäßig 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 Multifilamentgarn 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, vorzugsweise zwischen 80 dtex und 300 dtex, variiert.
- Eine besonders geeignete Ausführungsform des erfindungsgemäßen Garnes, das vorzugsweise als Nähgarn eingesetzt wird, sieht vor, daß das Massenverhältnis der ersten Garnkomponente zur zweiten Garnkomponente zwischen etwa 90:10 bis etwa 50:50, vorzugsweise zwischen etwa 80:20 bis etwa 60:40, beträgt.
- Vorstehend wurde von den sich bei der Verarbeitung des Garnes verhakenden Einzelfilamenten gesprochen. Hierunter fallen alle von der Garnlängsachse abstehenden Filamentteile, insbesondere auch die beim Verwirbeln gebildeten Schlaufen und/oder sich selbst überkreuzenden Schlingen.
- Der vorliegenden Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, 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 Garnkomponente liegt. Desweiteren führt man die Verwirbelung derart aus, daß die zweite Garnkomponente im Querschnitt des gesponnenen Garnes gesehen eine Fläche F₂ einnimmt, die zweimal bis dreißigmal, insbesondere fünfmal bis fünfzehnmal, so groß ist wie die Fläche F₁, die die erste Garnkomponente einnimmt.
- Wie bereits vorstehend beim erfindungsgemäßen Garn beschrieben, 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 Abschnitte besitzt, in denen die Filamente die zuvor wiedergegebene spezifische Festigkeit aufweisen. Derartige Abschnitte, die auch vorstehend als Sollbruchstellen bezeichnet sind, lassen sich auf verschiedene Wege herstellen.
- So sieht eine erste Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens vor, daß man zur Erzeugung der Abschnitte 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 Abschnitten 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 Multifilamentgarn der zweiten Garnkomponente unter Ausbildung eines geringer verstreckten Abschnittes (Sollbruchstelle) in diesem Abschnitt geringer verstreckt wird, so daß das Material in dem Abschnitt die zuvor genannten spezifischen Festigkeiten besitzt. Vorzugsweise wird hierbei die Galette derart asymmetrisch gelagert, daß hierdurch ein Verstreckungsverhältnis erzeugt wird, das zwischen 30% und 90%, vorzugsweise zwischen 60% und 80%, unter dem üblichen Verstreckungsverhältnis liegt.
- Eine zweite Verfahrensvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, daß man zur Erzeugung der Abschnitte (Sollbruchstellen) in dem Multifilamentgarn der zweiten Garnkomponente eine in Garnlänge gesehen relativ kurze Strecke, die vorzugsweise zwischen 0,01mm und 0,5 mm liegt, thermisch behandelt. Hierdurch wird in diesem Abschnitt das entsprechende Garnmaterial gezielt thermisch geschädigt, was zur Folge hat, daß in diesem Abschnitt die Festigkeit entsprechend reduziert ist.
- Vorzugsweise führt man bei der zuvor beschriebenen Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens die thermische Behandlung an dem Multifilamentgarn der zweiten Garnkomponente vor dem Verwirbeln der zweiten Garnkomponente mit der ersten Garnkomponente durch, wobei es jedoch selbstverständlich auch möglich ist, eine derartige thermische Behandlung an dem bereits verwirbelten Garn vorzunehmen, da hierbei die zweite Garnkomponente überwiegend in der Außenlage des Garnes angeordnet ist Hierbei kann die thermische Behandlung der entsprechenden Abschnitte entweder durch direkten Kontakt der zu behandelnden Garnkomponente bzw. des gesponnenen Garnes mit einem entsprechenden Heizelement oder auf indirekte Weise erfolgen, wobei im letzteren Fall eine berührungslose Behandlung mit gepulsten Laserstrahlen besonders geeignet ist.
- Eine andere Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, daß man zur Erzeugung der Abschnitte das Multifilamentgarn der zweiten Garnkomponente in den Abschnitten chemisch, vorzugsweise durch eine Hydrolyse, abbaut. Dies hat dann zur Folge, daß das mittlere Molekulargewicht der so behandelten Garne in den Abschnitten im Vergleich zu benachbarten Garnbereichen erheblich, beispielsweise um etwa 30% bis etwa 60%, verringert wird, so daß das Garnmaterial in den Abschnitten zwangsläufig einen entsprechenden Festigkeitsverlust erfährt.
- Vorzugsweise wird bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vor dem Verwirbeln auf das Multifilamentgarn der zweiten Garnkomponente eine Säure, insbesondere eine anorganische Säure, wie beispielsweise Salzsäure, Salpetersäure oder Schwefelsäure, oder eine Lauge, vorzugsweise Natronlauge, in einer Konzentration zwischen 1% und 10%, bezogen auf das Garngewicht, abschnittsweise 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 erfolgt eine Verweilzeit von einigen Sekunden oder vorzugsweise 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 Unteransprüchen angegeben.
- Das erfindungsgemäße Garn sowie das erfindungsgemäße Verfahren werden nachfolgend anhand der Zeichnung und anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
- Figuren 1a - 1c
- schematische Querschnittsansichten einer ersten Ausführungsform; und
- Figur 2
- eine schematische Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform des Garnes.
- Die Figuren 1a bis 1c zeigen schematisch typische Querschnitte eines Garnes an unterschiedlichen Stellen dieses Garnes. Hierbei wird in den Figuren 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 Figuren 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 deutlichen 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 Garnkomponente 3 umhüllt, wobei diese zweite Garnkomponente (Überlage) ebenfalls eine Vielzahl von Einzelfilamenten 4 aufweist, von denen ebenfalls nur ein Teil eingezeichnet ist. Im Unterschied zur ersten Garnkomponente 2 besitzt die zweite Garnkomponente 3 bei den in den Figuren 1a bis 1c gezeigten Ausführungsform 48 Filamente 4. Etwa 60% - 90% der Filamente 4 der zweiten Garnkomponente 3 sind mit den Filamenten 5 der ersten Garnkomponente 2 verwirbelt, d.h. in den Schnittansichten sind diese Filamente 4 im Bereich des Kernes des Garnes und somit innerhalb der Fläche F₁ angeordnet, was in den Figuren 1a - 1c dadurch zum Ausdruck gebracht wird, daß sich im Bereich der ersten Garnkomponente 2 Filamente 4b der zweiten Garnkomponente 3 befinden. Der verbleibende Anteil, d.h. somit etwa 10% bis 40% der Filamente 4 der zweiten Garnkomponente 3 befinden sich außerhalb der Fläche F₁, was in den Figuren 1a - 1c durch die Bezugszeichen 4 und 4a dargestellt sind. Die spezifische Festigkeit eines jeden Einzelfilamentes 4 der zweiten Garnkomponente 3 beträgt etwa 35% der spezifischen Festigkeit eines jeden Filamentes 5 der ersten Garnkomponente 2.
- Zur Ermittlung der Fläche F₁, die die Filamente 5 der ersten Garnkomponente 2 einnehmen und die in den Figuren 1a bis 1c durch die durchgezogene Linie begrenzt wird, und zur Ermittlung der Fläche F₂, die die Filamente 4 und 4a der zweiten Garnkomponente 3 (Überlage) einnehmen und die durch die gestrichelte Linie begrenzt wird, wurden über eine Garnlänge von vier 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 Figuren 1a bis 1c gekennzeichnet ist, so ausgewählt wurde, daß mit kleinstmöglichen Radius alle Filamente 5 der ersten Garnkomponente 2 innerhalb dieser Kreisfläche 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 Kreisfläche F₁ fällt und daß alle Filamente 4 und 4a der zweiten Garnkomponente 3 (Überlage) innerhalb der Kreisfläche F₂ mit dem kleinstmöglichen Radius angeordnet sind, wie dies in den Figuren 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 Figuren 1a bis 1c gezeigten Querschnitte stellen typische Beispiele für die Bandbreite der möglichen Querschnitte, die über die Länge in einem Garn vorhanden sein können, dar. So zeigen die schematischen Abbildungen der Figuren 1a und 1c Querschnittsformen, bei denen die erste Garnkomponente 2 relativ kompakt angeordnet ist, was sich in relativ kleinen Flächen F₁ ausdrückt. Demgegenüber unterscheidet sich die schematische Querschnittsansicht gemäß der Figur 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 Figur 1a relativ gleichmäßig über die Fläche F₂ verteilt. Bei der Querschnittsform gemäß Figur 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 Figur 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 entsprechend groß ist.
- Die Figur 2 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform eines Garnes 1 in der Seitenansicht. Hierbei besteht dieses Garn 1 aus einer ersten Garnkomponente 2, die 36 Einzelfilamente 5 aufweist und die im Kern des Garnes 1 angeordnet sind. Wie der Figur 2 zu entnehmen ist, laufen die Einzelfilamente 5 in nahezu gestreckter Form in Richtung der Längsachse des Garnes 1. Mit diesen Einzelfilamenten 5 der ersten Garnkomponente 2 sind die Einzelfilamente 4 der zweiten Garnkomponente verwirbelt, wobei die Einzelfilamente 4 der zweiten Garnkomponente 3 Schlaufen, Schlingen, sich selbst überkreuzende Schlaufen und Bögen bilden. Hierdurch kommt die in der Figur 1 schematisch gezeigte Querschnittsfläche F₂ zustande.
- Wie der Vergrößerung der Figur 2a zu entnehmen ist, weist jedes Einzelfilament 4 der zweiten Garnkomponente 3 Abschnitte 8 auf, von denen eine Vielzahl in Längsrichtung der Einzelfilamente 4 vorgesehen ist und die jeweils voneinander beabstandet sind.
- In diesen Abschnitten 8 ist der Titer des Einzelfilamentes 4 im Vergleich zu benachbarten Bereichen 9 um etwa 20 bis etwa 60%, bei der gezeigten Ausführungsform um etwa 40%, verringert, was zur Folge hat, daß die Einzelfilamente in den Abschnitten 8 reißen, wenn sich das Material der Überlage bei der Verarbeitung verhakt. Somit dienen diese Abschnitte 8 als Sollbruchstellen. Das nachfolgende Ausführungsbeispiel zeigt einen Weg auf, wie man derartige Abschnitte 8 herstellt.
- Es wurde ein Nähgarn hergestellt, wobei dieses Nähgarn ein vorverstrecktes Polyester-Multifilamentgarn mit einer Elementarfadenzahl 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 herkömmlichen 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 nebeneinander angeordnet waren. Auf die so aufgespreizten Filamente wurde bereichsweise über eine Strecke von 0,05 mm eine 5%-ige Natronlauge über eine entsprechende Düse aufgespritzt, 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 betrug. Die Temperatur des geheizten Rohres war auf 200° C eingestellt. Hierdurch wurden in dem Effektgarn die vorstehend beschriebenen Abschnitte 8 erzeugt. Festigkeitsmessungen 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 Kerngarnes.
- Im Vergleich hierzu wurde ein zweites Nähgarn hergestellt, daß die zuvor beschriebenen identischen Effekt- und Kerngarnkomponenten aufwies, wobei jedoch abweichend hierzu das Effektgarn nicht mit der Natrylauge behandelt wurde und somit auch keine Abschnitte 8 aufwies.
- Industriell durchgeführte Nähversuche zeigten, daß das Vergleichsgarn bei einem rückwärts- und multidirektionalen Nähen bei Stichzahlen zwischen 4.000 und 6.000 Stichen pro Minute eine etwa 40% höhere Fadenbruchhäufigkeit besaß als das Nähgarn, das die vorstehend beschriebenen Abschnitte 8 aufwies. Dies wird darauf zurückgeführt, daß die abstehenden Kapillare der Effektgarnkomponente, die beim Nähen unerwünscht verhaken, aufgrund der Abschnitte 8 sofort reißen, so daß hierbei keine Fadenaufschiebungen auftraten.
Claims (32)
- Garn (1), insbesondere Nähgarn, das mindestens zwei multifile Garnkomponenten (2, 3) umfaßt, wobei die erste Garnkomponente (2) überwiegend den Kern des Garnes und die zweite Garnkomponente (3) überwiegend den Mantel des Garnes bilden und die beiden Garnkomponenten (2, 3) miteinander verwirbelt sind und wobei die Einzelfilamente (4, 41, 4b) 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 Garnkomponente (2) beträgt, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Garnkomponente (3) im Querschnitt des gesponnenen Garnes (1) gesehen eine Fläche (F₂) einnimmt, die zweimal bis dreißigmal, insbesondere fünfmal bis fünfzehnmal, so groß ist wie die Fläche (F₁), die die erste Garnkomponente (2) einnimmt.
- Garn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste (2) und zweite (3) Garnkomponente aus demselben Material bestehen und daß die zweite Garnkomponente (3) ein mittleres Molekulargewicht aufweist, das zwischen 5 % und 50 %, insbesondere zwischen 15 % und 25 %, unter dem mittleren Molekulargewicht der ersten Garnkomponente (2) liegt.
- Garn nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelfilamente (4, 4a, 4b) der zweiten Garnkomponente (3) in Axialrichtung gesehen Abschnitte (8) aufweisen, in denen die spezifische Festigkeit zwischen 5 % und 70 %, insbesondere zwischen 10 % und 50 %, bezogen auf die spezifische Festigkeit der Einzelfilamente (5) der ersten Garnkomponente (2) liegt.
- Garn nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Garkomponente (3) Multifilamente (4, 4a, 4b) mit einer absoluten Einzelfilamentfestigkeit kleiner als 3,5 cN umfaßt.
- Garn nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Garnkomponente (3) Multifilamente (4, 4a, 4b) mit einer absoluten Einzelfilamemtfestigkeit zwischen 0,5 cN und 3 cN, vorzugsweise zwischen 0,8 cN und 2 cN, aufweist.
- Garn nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Garnkomponente (3) Filamente (4, 4a, 4b) mit einem Einzelfilamenttiter zwischen 0,4 dtex und 1,4 dtex, vorzugsweise mit einem Eimzelfilamenttiter zwischen 0,5 dtex und 0,7 dtex, umfäßt.
- Garn nach einem der Ansprüche 1-6, 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.
- Garn nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Garnkomponente (2) Filamente (5) mit einem Einzelfilamenttiter zwischen 0,4 dtex und 5 dtex, vorzugsweise zwischen 0,8 dtex und 4 dtex, aufweist.
- Garn nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Garnkomponente (2) mindestens ein Multifilamentgarn mit einer Elementarfadenzahl zwischen 16 und 300, insbesondere zwischen 24 und 96, aufweist.
- Garn nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnnet, daß die zweite Garnkomponente (3) mindestens ein Multifilamentgarn mit einer Elementarfadenzahl zwischen 20 und 400, insbesondere zwischen 36 und 120, umfaßt.
- Garn nach einem der Anprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Garnkomponente (2) hochfeste Multifilamentfasern, insbesondere Polyesterfasern, Polyamidfasern, Carbonfasern, Aramidfasern, Polyethylenfasern und/oder Polypropylenfasern, umfaßt.
- Garn nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die hochfeste Polyethylenfaser eine gelgesponnene Polyethylenfaser ist.
- Garn nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Garnkomponente (3) eine Polyesterfaser, eine Polyamid 6-Faser oder eine Polyamid 6.6-Faser ist.
- Garn nach einem der Ansprüche 1-13, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Garnkomponente (2) und die zweite Garnkomponente (3) aus Polyestermultifilamenten bestehen.
- Garn nach einem der Ansprüche 1-14, dadurch gekennzeichnet, daß das Massenverhälthis der ersten Garnkomponente (2) zur zweiten Garnkomponente (3) zwischen etwa 90:10 bis etwa 50:50, vorzugsweise zwischen etwa 80:20 bis etwa 60:40, variiert.
- Garm nach einem der Ansprüche 1-15, dadurch gekennzeichnet, daß das gesponnene Garn (1) einen Gesamttiter zwischen 50 dtex und 500 dtex, vorzugsweise 80 dtex bis 300 dtex, aufweist.
- Verfahren zur Herstellung eines Garnes (1), insbesondere eines Nähgarnes, nach einem der Ansprüche 1-16, wobei man die erste Garnkomponente (2) mit der zweiten Garnkomponente (3) durch einem Fluidstrom, insbesondere einen Gasstrom, miteinander verwirbelt und wobei man als zweite Garnkomponente (3) ein solches Garnmaterial auswählt, dessen spezifische Einzelfilamentfestigkeit zwischen 5 % und 70 %, insbesondere zwischen 10 % und 50 %, der spezifischen Einzelfilamentfestigkeit der ersten Garnkomponente beträgt, dadurch gekennzeichnet, daß man die Verwirbelung derart ausführt, daß die zweite Garnkomponente (3) im Querschnitt des gesponnenen Garnes (1) gesehen eine Fläche (F₂) einnimmt, die zweimal bis dreißigmal, insbesondere fünfmal bis fünf zehnmal, so groß ist wie die Fläche (F₁), die die erste Garnkomponente einnimmt.
- Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß man als zweite Garnkomponente (3) ein Multifilamentgarn verwendet, dessen Filamente (4, 4a, 4b) in Axialrichtung gesehen Abschnitte (8) aufweisen, in denen die spezifische Einzelfilamentfestigkeit zwischen 5 % und 70 %, insbesondere zwischen 10 % und 50 %, der spezifischen Einzelfilamentfestigkeit der ersten Garzkomponente (2) liegt.
- Verfahren nach Anspruch 17 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß man die zweite Garnkomponente (3) vor dem Verwirbeln über die Garnlänge gesehen ungleichmäßig verstreckt.
- Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß man die Einzelfilamente (4, 4a, 4b) der zweiten Garnkomponente (3) in den Abschnitten (8) geringer verstreckt.
- Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß man die zweite Garkomponente (3) in den Abschnitten (8) bei einem Verstreckungsverhälthis verstreckt, das zwischen 30 % und 90 % unter dem üblichen Verstreckungsverhälthis liegt.
- Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß man die Einzelfilamente (4, 4a, 4b) der zweiten Garnkomponente (3) abschnittsweise thermisch behandelt.
- Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß man die thermische Behandlung vor dem Verwirbeln durchführt.
- Verfahren nach Anspruch 17 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß man die Einzelfilamente (4, 4a, 4b) der zweiten Garnkomponente (3) abschnittsweise chemisch abbaut.
- Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß man abschnittsweise eine Hydrolyse durchführt.
- Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß man abschnittsweise eine Säure oder Lauge auf die einzelnen Filamente (4, 4a, 4b) der zweiten Garnkomponente (3) im einer Konzentration zwischen 1 % und 10 %, bezogen auf das Gesamtgewicht der zweiten Garnkomponente (3), aufträgt.
- Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß man nach dem Auftragen der Säure bzw. Lauge thermisch behandelt.
- 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.
- Verfahren nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, daß man die thermische Behandlung zwischen 0,2 Sekunden und 20 Sekunden, insbesondere zwischen 2 Sekunden und 5 Sekunden, durchführt.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß man den chemischen Abbau an dem verwirbelten Garn (1) durchführt.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß man die thermische oder chemische Behandlung vor dem Verwirbeln der beiden Garnkomponenten (2, 3) durchführt und daß man die zweite Garnkomponente (3) vor der thermischen oder chemischen Behandlung aufspreizt.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß man als zweite Garnkomponente (3) ein Multifilamentgarn mit einem Einzelfilamenttiter zwischen 0,4 dtex und 1,4 dtex, vorzugsweise zwischen 0,5 dtex und 0,7 dtex, einsetzt.
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