Table Of ContentDK 539.385.001.5:677.474.675'126.06:
677.474.675'4.06:677.661 :687.254.81
FORSCHUNGSBERICHTE
DES LANDES NORDRHEIN-WESTFALEN
Herausgegeben durch das Kultusministerium
Nr.699
Or.-Ing. Erich Wagner
Textilingenieur-Schule Wuppertal
Studium der Drehungsverhältnisse an Perlon- und
Nylongarnen zur Herstellung von Strumpfgewirken
Als Manuskript gedruckt
SPRINGER FACHMEDIEN WIESBADEN GMBH
ISBN 978-3-663-03745-3 ISBN 978-3-663-04934-0 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-663-04934-0
G 1 i e der u n g
I. Einleitung •...•... s. 5
Ir. Bisherige Untersuchungen . . • • • . . . . . . S. 6
1. Eigenschaften des Fadens in Abhängigkeit vom
Drehungsgrad. ......••..•. S. 6
2. Eigenschaften der Gewirke in Abhängigkeit vom
Drehungsgrad. •• . . . . . S. 7
3. Abhängigkeit der Strumpfdehnung von der Maschendichte S. 8
a) Einfluß der Anzahl an Maschenreihen/cm .• S. 9
b) Einfluß der Anzahl an Maschenstäbchen/cm S. 9
4. Tragversuche an Perlonstrümpfen . • . • . . . S. 10
a) Tragdauer, Güteverfall und Verschleißursachen. • . S. 10
b) Verhalten mono- und multifiler Strümpfe •.•. S. 12
c) Einfluß der Garndrehung auf den Gebrauchswert. S. 12
IIr. Vorversuche mitnachgedrehten Perlongarnen • • . • • s. 13
IV. Hauptversuche mit Perlongarnen in Originaldrehung •• s. 16
1. Untersuchungen am Einzelfaden • s. 17
2. Untersuchungen am Gewirk .•.. s. 20
V. Zusammenfassung und Schlußfolgerungen. S. 28
VI. Literaturverzeichnis •••....... s. 30
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I. Einleitung
Für die Herstellung flachgewirkter Damenstrümpfe werden heute fast aus
schließlich endlose Polyamidgarne, wie Perlon, Nylon, Enkalon u.a. ver
wendet. Ursprünglich handelte es sich hierbei und zwar von Td 30 den. an
aufwärts um multifile (=polyfile) Garne, d.h. um solche, die aus mehre
ren Einzelfäden (Kapillarfäden) bestehen. Der Wunsch nach besonders
feinen Strumpfgewirken führte dann in den letzten Jahren zur Entwick
lung monofiler Polyamidgarne von Td 20 den. und feiner, wobei z.Zt. ein
Luxusstrumpf von einer 90 gg-Cottonmaschine aus monofilem Nylongarn
Td 7,5 den. wohl das feinste Wirkereierzeugnis überhaupt darstellt.
Beobachtungen der Praxis führten zu der eindeutigen Erkenntnis, daß
Perlon- und Nylondamenstrümpfe überwiegend nicht wie andere Strumpfer
zeugnisse durch Schäden an den Fußteilen, wie Scheuerstellen und Loch
bildungen an der Ferse und Spitze, unbrauchbar werden; ihr Gebrauchswert
wird vielmehr im wesentlichen durch die Empfindlichkeit der Strumpflänge
gegenüber ZugsteIlen und den daraus entstehenden Laufmaschen bestimmt.
Vor allem ziehen sich bei multifilen Garnen niedriger Drehung sehr
leicht einzelne Kapillarfäden aus dem Fadenverband heraus, wodurch der
Strumpf flusig wird, ein unschönes Aussehen bekommt und ZugsteIlen ent
stehen. Hinzu kommt, daß Strümpfe aus unmattierten Polyamidgarnen gerin
ger Drehung einen sehr unschönen Hochglanz aufweisen, der sich bei Ver
wendung höher gedrehter Garne wesentlich mildern läßt. Schließlich
kann erwartet werden, daß sich höhere Garndrehungen auch in der Dehnbar
keit und im zugelastischen Verhalten der Polyamidfäden sowie der daraus
hergestellten Strumpfgewirke günstig auswirken.
Monofile Polyamidgarne bedürfen für den Fadenschluß überhaupt keiner
Drehung, erweisen sich jedoch mit zunehmendem Drall biegsamer und erge
ben ein gleichmäßigeres und schöneres Maschenbild mit runderen Maschen,
die sich bei Dehnungsbeanspruchungen des Gewirks leichter weiten, ohne
hierbei den Faden abzuknicken.
Aus den vorgenannten Gründen wird als Beingarn für die Strumpflänge -
und zwar ursprünglich ganz allgemein, heute vorwiegend für teurere
Qualitätsstrümpfe - hochgedrehtes Material verarbeitet. Über die zweck
mässige Höhe dieser Garndrehung, die bisher scheinbar im wesentlichen
auf empirischem Wege bestimmt wurde, finden sich recht unterschiedliche
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Angaben. Drehungen über 1200 T/m für multifile und über 600 T/m für
monofile Garne, wie dies eine zeitlang in USA üblich war, hat man inzwi
schen, und zwar nicht nur aus Gründen der Kostenersparnis,wieder verlas
sen. Systematische Untersuchungen über die Drehungsverhältnisse an mono
filen und multifilen Polyamidgarnen und deren Auswirkung auf die Eigen
schaften der hieraus hergestellten Strumpfgewirke liegen bisher nur ganz
vereinzelt vor. Diese Lücke ve~sucht die vorliegende Arbeit teilweise
zu schließen, wobei jedoch hochelastische Spezialerzeugnisse, wie
Strümpfe aus Stretchgarnen außer Betracht bleiben.
11. Bisherige Untersuchungen
1. Eigenschaften des Fadens in Abhängigkeit vom Drehungsgrad
Mit der Ermittlung des günstigsten Drehungsgrades von Perlonstrumpfseide
beschäftigt sich el.ne Arbeit von G. EDELMANN und H. DITTRICH [1]. Diese
beschränkt sich allerdings auf polyfile Garne und verhältnismäßig grobe
Titer und zwar auf Td 45/12 als Beingarn und auf Td 60/16 als Material
für den Doppelrand. Die sehr umfangreiche Versuchsreihe ist in 16 Dre
hungsstufen unterteilt, beginnt mit einem Drehungsbeiwert von 35 mtr
(= 500 T/m für Td 45 und 430 T/m für Td 60) und erstreckt sich bis zu
einem Drehungsbeülert von 140 mtr. (= 2000 T/m für Td 45 und 1730 T/m
für Td 60).
Die Untersuchungen führten zu dem Ergebnis, daß für den Titer Td 45/12
das Maximum der Bruchlast und Bruchdehnung noch nicht erreicht ist und
mithin über 2000 T/m liegt. Demgegenüber zeigt der Titer 60/16 zwischen
1200 und 1400 Drehungen/m ein ausgesprochenes Festigkeitsoptimum, wäh
rend sich die günstigste Bruchdehnung erst bei etwa 1700 Tim einstellt.
Der bei 2/3 der Bruchlast ermittelte Elastizitätsgrad nimmt bei beiden
Titern in Abhängigk~it vom Drehungsgrad um etwa 6 - 8% ab. Hierbei ist
jedoch zu berücksichtigen, daß die Bruchlast mit der Drehung um 10-20%
ansteigtund damit auch die zur Ermittlung des Elastizitätsgrades ange
wendete Belastung mit zunehmender Drehung höher liegt. Bei gleicher
Belastung muß daher auch der Elastizitätsgrad, was in der zitierten
Arbeit experimentell nicht untersucht wurde, mit steigendem Drehungs
grad günstiger werden.
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Die den Wirker besonders interessierende Fadenschrumpfung wird durch
die Drehung nur in geringem Maße beeinflußt; sie nimmt mit steigendem
Drehungsgrad etwas ab, jedoch reicht der im Material verbleibende Rest
schrumpf in jedem Falle aus, um bei der Fixierung die Strümpfe formen
und das Maschenbild egalisieren zu können.
Besonders stark ausgeprägt ist die Abhängigkeit des Glanzes vom Drehungs
grad der Perlonseide. Hierfür ergab sich auf Grund eingehender Glanz
messungen mit dem PULFRICH-Stufenfotometer und Berechnung der Glanz-
zahl G nach KLUGHARDT eine fast lineare Funktion und zwar eine Reduktion
des Glanzes rohweißer Perlonseide von G = 8 (glänzend) bei 500 T/m über
G = 6 bei 1000 T/m und G = 4 (halbmatt) bei 1500 T/m bis auf G = 1
(matt) bei 2000 T/m. Strumpfgewirke in den üblichen Modefarben besitzen
gegenüber dem rohweißen Material einen etwas höheren Glanz.
2. Eigenschaften der Gewirke in Abhängigkeit vom Drehungsgrad
Die Prüfun~ der aus dem Grundmaterial Td 45/12 verschiedenen Drehungs
grades auf einer 45 gg-Flachkulierwirkmaschine hergestellten Gewirke
erfolgte auf einem Berstdruckprüfer und führte - soweit sich aus den
ziemlich stark streuenden Ergebnissen einigermaßen zuverlässige Schluß
folgerungen ziehen lassen - zu folgenden Erkenntnissen.
In der Berstfestigkeit zeigen die unfixierten Gewirke zwischen 1000 und
1500 T/m ein ausgesprochenes Maximum, das nach dem Fixieren bei rund
1200 Drehungen/m liegt. Die Höchstwerte der Wölbhöhe und der von ihr
abgeleiteten Stoffdehnung sind wie bei der Bruchdehnung der Fäden in
dem untersuchten Drehungsbereich noch nicht erreicht. Bemerkenswert ist
ferner die Feststellung, daß die unfixierten Gewirke bei geringerem
Drehungsgrad höhere Festigkeitswerte ergaben als nach dem Fixieren,
während im Bereich der höheren Drehungen das Umgekehrte der Fall ist.
Dieses unterschiedliche Verhalten läßt vermuten, daß die in den hochge
drehten Fäden vorhandene innere Spannung erst durch das Fixieren ausge
glichen wird.
Der Elastizitätsgrad bei 2/3 des Berstdrucks liegt bei den fixierten
Gewirken deutlich höher als bei den unfixierten und zeigt einen leich
ten Abfall mit steigendem Drehungsgrad.
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Die Schrumpfung der Strumpflänge wird - entsprechend der geringen Ver
änderung der Fadenschrumpfung - durch den Drehungsgrad kaum beeinflußt
und beträgt vom Rohling bis zum fertigen Strumpf im Mittel etwa 12%.
Zusammenfassend ergibt sich aus der Arbeit von G. EDELMANN und H. DITTRICH,
daß das jeweilige Optimum der einzelnen Faden- und Gewirkeigenschaften
bei verschiedenen Drehungsgraden erreicht wird, wobei hinsichtlich der
Dehnfähigkeit und der Glanzverminderung die Garndrehung so hoch wie
möglich gewählt werden sollte. Im übrigen liegt, soweit sich aus den
Ergebnissen von technologischen Laboratoriumsprüfungen Rückschlüsse auf
die qualitativen Eigenschaften der Strümpfe ziehen lassen, die untere
Drehungsgrenze für ein polyfiles Perlonstrumpfgarn bei 1100 T/m und
die obere Grenze bei etwa 1300 T/m, was mit den bisherigen allgemeinen
Erfahrungen der Praxis übereinstimmt.
3. Abhängigkeit der Strumpfdehnung von der Maschendichte
In der letzten Zeit findet man mehr und mehr die Ansicht vertreten,
daß die Höhe der Garndrehung nicht in dem ursprünglich angenommenen
Ausmaß die Dehnfähigkeit und Elastizität des Strumpfgewirkes beeinflußt.
Wesentlich größere Bedeutung scheint vielmehr der Relation zwischen der
Anzahl Maschenreihen una Maschenstäbchen sowie der verwendeten Maschi
nenfeinheit (Nadelteilung) im Verhältnis zum verarbeiteten Fadentiter
zuzukommen. Mit diesen Fragen befaßt sich eine Arbeit von E. HEUKERS
und A. BAKKER [2J, die von der Untersuchung zahlreicher handelsüblicher
Damenstrümpfe aus Polyamidgarnen ausgeht und zunächst zu der Feststel
lung gelangt, daß die Breitendehnung dieser Strümpfe außerordentlich
stark schwankt und zwar zwischen 70 und 220%. Der günstigste Wert für
die Breitendehnung wird - vom Material und sonstigen Gebrauchseigen
schaften abgesehen - bei einem Strumpfgewirke erzielt, dessen Reihen
anzahl/cm sich zur Stäbchenanzahl/cm schätzungsweise wie 1,45 1
(R/S = 1,45) verhält. Im einzelnen wird in der zitierten Arbeit und
zwar in getrennten Versuchsreihen sowohl die Auswirkung der Anzahl an
Maschenreihen/cm bei gleicher Stäbchenanzahl/cm als auch der Einfluß
der Anzahl an Maschenstäbchen/cm bei gleichbleibender Reihenanzahl/cm
auf die Breitendehnung der Strümpfe studiert. Die Messung erfolgte mit
Hilfe eines hierfür besonders entwickelten Prüfgerätes an jeweils
5 Stellen der Strümpfe, nämlich am Rand, am Bein, an der Wade, ferner
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am Knöchel und am Fuß. Als Versuchsmaterial diente für die Beinlänge
der Strümpfe sowohl ein hochgezwirntes multifiles Polyamidgarn (Enkalon
Td 30/6 mit800 T/m) als auch ein niedriggezwirntes monofiles Material
(Enkalon Td 15/1 mit 400 T/m). Um die Anzahl der Maschenstäbchen/cm im
Gewirk variieren zu können, wurden die Wirkversuche auf WILDMAN-Cotton
maschinen verschiedener Feinheit und zwar mit 54 gg, 60 gg und 66 gg
durchgeführt. Nachstehend sind einige Zahlenbeispiele aus diesen Ver
suchsreihen auszugsweise wiedergegeben und aus den Ergebnissen die ent
sprechenden Schlußfolgerungen gezogen.
a) Einfluß der Anzahl an Maschenreihen/cm
Anzahl der R/S Strumpf dehnung
Reihen/ern am Bein %
Td 30/6 - 54 gg 16 1 ,14 145
14 Stäbchen/ern 21 1,50 107
25/26 1,83 90
Td 15/1 - 60 gg 16 1,07 162
15 Stäbchen/ern 22 1 ,47 122
25 1 ,67 99
Zwischen der Anzahl der Maschenreihen/cm und der Breitendehnung des
Gewirks besteht, wie ersichtlich, ein negativer Zusammenhang, und zwar
verursacht die Zunahme der Maschenreihen bei gleicher Anzahl der Maschen
stäbchen eine Verminderung der Breitendehnung. Umgekehrt gesehen ist
mithin durch Verringerung der Maschenreihen die Möglichkeit gegeben,
eine höhere Breitendehnung zu erzielen. Dieser Maßnahme ist allerdings
praktisch dadurch eine Grenze gesetzt, daß ein zu lockeres Gewirk gegen
über Verzerrungen und den gefürchteten Zugsteilen empfindlich wird.
b) Einfluß der Anzahl an Maschenstäbchen/cm
Meßwerte an 54, 60 und 66 gg-Strümpfen aus Td 15/1 mit 23 Maschenrei
hen/cm am Bein:
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Maschinen- Anzahl der R/S Strumpfdehnung
%
feinheit Stäbchen/cm am Bein
54 gg 14 1,64 113
60 gg 16 1,44 122
66 gg 17 1,35 137
Die Meßergebnisse dieser Versuchsreihe zeigen, daß der Zusammenhang
zwischen der Anzahl an Maschenstäbchen/cm und der Breitendehnung des
Gewirks positiv ist, d.h., eine zunehmende Anzahl an Maschenstäbchen/cm
bei Verwendung einer Cottonmaschine feinerer Nadelteilung ~rgibt eine
Steigerung der Breitendehnung. Der Einfluß der gg-Zahl auf die Breiten
dehnung des Gewirks ist zwar nicht allzu groß, die feinere Nadelteilung
wirkt sich jedoch in doppelter Hinsicht günstig aus und zwar einmal
durch eine gewisse Erhöhung der Strumpfelastizität und zum anderen durch
eine Verringerung der Empfindlichkeit gegenüber der Bildung von Zug
stellen bei mechanischen Beanspruchungen der Strümpfe im Gebrauch.
Zusammenfassend ergibt sich aus der zitierten Arbeit von E. HEUKERS
und A. BAKKER, daß der Gesamteinfluß der heiden die Maschendichte be
stimmenden Faktoren (Anzahl R der Maschenreihen/cm und Anzahl S der
Maschenstäbchen/cm) auf die Breitendehnung der Strümpfe mit einem
multiplen Korrelationskoeffizienten von + 0,93 (Mittelwert der 5 Meß
stellen) außerordentlich groß ist. Ein exakter Wert für das in jeder
Hinsicht günstigste Verhältnis R/S steht zwar noch nicht fest, jedoch
läßt sich die zu erwartende Breitendehnung D der Strümpfe nach der
Regressionsgleichung D - a - b • R + c • S unter Berücksichtigung be
stimmter Zahlenwerte für die Konstanten a, bund cerrechnen.
4. Tragversuche an Perlons trümpfen
a) Tragdauer, Güteverfall und Verschleißursachen
Durch reine Laboratoriumsprüfungen läßt sich feststellen, in welchem
Umfang und in welcher Richtung die technologischen Eigenschaften der
Polyamidgarne und der hieraus gefertigten Flachgewirke durch den Drehungs
grad beeinflußt werden. Die Gebrauchstüchtigkeit der Strümpfe hängt
jedoch wesentlich von der ZugsteIlenempfindlichkeit, die letzten Endes
zur Bildung,von Laufmaschen führt, und vom Verschleißwiderstand ab, der
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