Untersuchungen zum einfluss der polymerstruktur von chemiefasergarnen auf das auftreten periodischer strukturschwankungen in rundgestricken

Unterschiede bei inneren und äußeren Garnparametern sind häufig die Ursache für Ringligkeit in den Rundgestricken.. Ringligkeit kann durch eine Ursache, als auch als eine Kombination meh

Fakultät Maschinenwesen Institut für Textil- und Bekleidungstechnik

Masterarbeit

Nr 1335 Untersuchungen zum Einfluss der Polymerstruktur von Chemiefasergarnen auf das Auftreten periodischer Strukturschwankungen in Rundgestricken

eingereicht von

Tran, Nguyen Hoai An

im Aufbaustudiengang Textil- und Konfektionstechnik

Betreuer:

Herr Prof Dr.-Ing habil Dipl.-Wirt Ing Ch Cherif

Herr Dipl.-Wirt Ing A Matthes

Herr Dr rer nat R.-D Hund

Dresden, 03.04.2008

Aufgabenstellung

(Diese wird vom Betreuer ausgegeben und an dieser Stelle mit eingefügt!)

Kurzreferat

Diplomarbeit Nr 1335

Thema: Untersuchungen zum Einfluss der Polymerstruktur von

Chemiefasergarnen auf das Auftreten periodischer Strukturschwankungen in Rundgestricken

Kurzthema: Strukturschwankungen in Rundgestricken

Name: Tran, Nguyen Hoai An

Fakultät: Maschinenbau

Studiengang: Textil- und Konfektionstechnik

Betreuer: Prof Dr.-Ing habil Dipl.-Wirt Ing Ch Cherif

Herr Dipl.-Wirt Ing A Matthes Herr Dr rer nat R.–D Hund

Zielsetzung

Unterschiede und Toleranzen bei inneren und äußeren Garnparametern sind häufig die Ursache für periodische Strukturschwankungen bzw Ringligkeiten (Barré) in Rundgestricken Im Rahmen dieser Masterarbeit werden deshalb Zusammenhänge zwischen Garnstrukturunterschieden der Chemiefasern und im Gestrick auftretenden Ringligkeiten analysiert Die Grundlage sind hier physika-lische, chemische und farbmetrische Untersuchungsreihen an texturierten PET-SET-Garnen Zur Bestimmung des Kristallinitätsgrades eines Garnes wird die Me-thode der Differential Scanning Calorimetry (DSC) eingesetzt Die Garngeometrien sowie die Oberflächen werden mit dem Rasterelektronenmikroskop (REM) unter-sucht Das Farbstoffaufnahmeverhalten wird durch Anfärbung mit ausgesuchten Farbstoffen und anschließender farbmetrischer Auswertung charakterisiert und beurteilt Weitere innere und äußere Garnparameter sind durch textilphysikalische Prüfungen zu bestimmen Die Garne werden an einer Rundstrickmaschine ver-strickt und anschließend veredelt Rohgestrick und veredelte Ware sind in Bezug auf Ringligkeiten zu beurteilen Aus diesen Ergebnissen sind dann mögliche Ursachen der Ringligkeiten in Abhängigkeit von Garneigenschaften aufzuzeigen Abschließend werden mögliche Vorgehensweisen zur Vermeidung bzw Verringe-rung von Barré Effekten in Gestricken aufgezeigt

Abstract

The unevenness of yarn characteristics is one of the prime causes for undesired periodical variations on the stitch (Barré) structure of knitted products Hence, the aim of this research is to consider the relationship between the structural and physical parameters of a synthetic yarn and the periodical structural variations of corresponding knitted fabrics In the present work, the analysis of yarn character-ristics is carried out for textured PET-SET-yarns and based on a series of physical, chemical testing In fact, while the geometrical structure well as the surface attribute of yarns are obtained using the Scanning Electron Microscope (SEM), the degree of crystallization of yarn material is determined using the Differential Scanning Calorimetry (DSC) and the dyeing behaviour is assessed by Farbmetric The samples are knitted on a circular knitting machine and then dyed The periodical structural variations of stitches of the samples before and after dyeing were investigated and determined The periodical structural variation associated with a characteristic obtained from experiments was determined independently with other parameters of yarn The present work proposed several procedures for avoiding and reducing the Barré effect on knitted products

Thesen

1 Ringligkeit erscheint im Auflicht bzw Durchlicht oft unterschiedlich

2 Ringligkeit in Rundgestricken sind in der Rohware in der Regel nicht immer bzw nicht besonders auffallend sichtbar Sie treten häufig erst nach der Endausrüstung deutlich in Erscheinung

3 Unterschiede bei inneren und äußeren Garnparametern sind häufig die Ursache für Ringligkeit in den Rundgestricken

4 Eine ganz wichtige Ursache für Ringel und Streifen liegt in der lichen Anfärbbarkeit von Filamentgarnen

unterschied-5 Die Farbstoffaufnahme hängt hauptsächlich vom Kristallisationsgrad ab: Je größer der Anteil amorpher Strukturen, desto höher ist die Anfärbtiefe

6 Präparationen sind ist Störstoffe während des Färbeprozesses

7 Die unterschiedliche Oberfläche der Fasern führt zu unterschiedlichen eindrücken im menschlichen Auge

Farb-8 Garnfeinheitsunterschiede führen zu unterschiedlichen Maschenlängen in Rundgestricken und somit zu Ringligkeit

9 Je geringer der elastische Rücksprung des Garns nach dem Strickprozess ist, desto größer sind die Maschenlängen

10 Volumenunterschiede bzw Unterschiede in der Fülligkeit und im Bausch der texturierten Garne können zu Ringeln und Streifen in der Maschenware führen

11 Texturierte Garne mit unterschiedlichen Kräuselungen im Garnverlauf sowie von Garn zu Garn können Ringel verursachen

12 Je höher der Reibungskoeffizient (Garn-Garn) ist, desto geringer ist der elastische Rücksprung des Garns nach dem Stricken

13 Ringligkeit aufgrund von Garneinkräuselungsunterschieden und gleichmäßigkeit zeigt ein ähnliches Erscheinungsbild

Masseun-14 Ringligkeit kann durch eine Ursache, als auch als eine Kombination mehrerer Ursachen entstehen Die Trennung dieser Ursachen ist meist schwierig

15 Die Analyse der Ringligkeit ist von der Strickbindung bei Maschenwaren abhängig

Danksagung

Bedanken möchte ich mich vor allem bei meinem Betreuer Herr Dipl.-Wirt Ing André Matthes Seine engagierte, kontinuierliche und freundliche Betreuung hat diese Masterarbeit entscheidend geprägt, und die Zusammenarbeit mit ihm ist immer sehr angenehm gewesen

Für die gute Betreuung und Unterstützung aller chemischen Untersuchungen bei der Abteilung Textilveredlung möchte ich mich bei meinem Betreuer Herrn Dr rer nat Rolf-Dieter Hund bedanken

Bei Herrn Prof Dr.-Ing habil Dipl.-Wirt Ing Chokri Cherif bedanke ich mich für die Möglichkeit die Arbeit am Institut absolvieren zu dürfen

Weiterhin möchte ich Herrn Dr.-Ing Thomas Pusch für seine Ratschläge während der Bearbeitung der Präsentation bedanken

Allen Mitarbeitern, insbesondere Frau Christina Elgner, danke ich für die liche Zusammenarbeit und ihre Unterstützung

freund-Ganz herzlich möchte ich mich für die finanzielle Unterstützung des Katholischen Akademischen Ausländer Dienstes (KAAD) durch ein Stipendium bedanken, wo-durch mein Studium an der TU Dresden ermöglicht wurde

Inhaltsverzeichnis

1  Einleitung und Problemstellung 1 

2  Zielsetzung und Lösungsweg 2 

3  Stand der Technik 5 

4  Rundgestricke und Ringligkeit 7 

4.1  Rundgestricke 7 

4.1.1  Rundstrickbindungen 7 

4.1.1.1 Bindungselemente 7 

4.1.1.2 Grundbindungen der Rundgestricke 10 

4.1.2  Garneinsatz in Rundstrickwaren 12 

4.1.3  Polyesterfilamentgarne 14 

4.1.3.1 Herstellung von PES-Filamentgarnen 14 

4.1.3.2 Eigenschaften von PES-Filamentgarne 19 

4.2  Ringligkeit in Rundstrickwaren 21 

4.2.1  Definition und Erscheinungsform der Ringligkeit 21 

4.2.2  Ursachen periodischer Strukturschwankungen 22 

4.2.2.1 Ungleichmäßigkeit am Garn 22 

4.2.2.2 Ungleichmäßige Strickbedingungen 25 

4.2.2.3 Ausrüstungsbedingte Fehlerursachen 26 

4.2.3  Prüfmöglichkeiten für Ringelerscheinungen 27 

4.2.3.1 Visuelle Beurteilung 27 

4.2.3.2 Folienabdruck 28 

4.2.3.3 Anfertigung einer Strickprobe bzw einer Musterkarte 28 

4.2.3.4 Färberische Untersuchungen 28 

5  Prüfmethoden der Garneigenschaften 30 

5.1  Farbstoffaufnahme der Garne 30 

5.1.1  UV/VIS Spektrometer 30 

5.1.2  Farbmetrik/Remission 31 

5.2  Die Soxhlet Extraktion 33 

5.3  Infrarotspektroskopie 34 

5.4  Differential Scanning Calorimetrie (DSC) 36 

5.4.1  Grundlage der DSC 36 

5.4.2  Das Messprinzip der DSC 37 

5.5  Rasterelektromikroskop (REM) 40 

5.6  Feinheitsbestimmung 41 

5.7  Bestimmung des Kraft-Dehnungs-Verhaltens 42 

5.8  Bestimmung der Masseungleichmäßigkeiten 43 

5.9  Garnkräuselungsmessungen 44 

5.10 Reibungsmessungen des Garns 45 

6  Versuchsdurchführung, Ergebnisse und Diskussion 46 

6.1  Vorgehensweise 46 

6.2  Ermittlung geeigneter Färbebedingungen 47 

6.2.1  Durchführung 48 

6.2.1.1 Färben von PES-Garnen 48 

6.2.1.2 Bestimmung der Farbstoffaufnahme der Garne 49 

6.2.2  Ergebnisse und Diskussion 50 

6.2.2.1 Einfluss unterschiedlicher Farbstoffkonzentration 50 

6.2.2.2 Einfluss der Vorbehandlung 51 

6.3  Einfluss der Spinnpräparation 53 

6.3.1  Einfluss der Spinnpräparationsmenge 54 

6.3.2  Einfluss der chemischen Struktur der Spinnpräparation 55 

6.4  Einfluss der chemisch-/physikalischen Garneigenschaften 57 

6.4.1  Kristallisationsgrad 57 

6.4.2  Garnoberflächen 60 

6.4.3  Garnfeinheit 63 

6.4.4  Kraft-Dehnungs-Verhalten (K/D-Verhalten) 65 

6.4.5  Masseungleichmäßigkeit 68 

6.4.6  Garnkräuselung 70 

6.4.7  Reibungskoeffizienten der Garne 73 

6.5  Verstricken 74 

6.6  Umsetzungsvorschläge für die Praxis 77 

7  Zusammenfassung und Ausblick 78 

Literaturverzeichnis 80 

Abbildungsverzeichnis 85 

Tabellenverzeichnis 88 

Abkürzungsverzeichnis 89 

Formelverzeichnis 92 

Anlagenverzeichnis 94 

1 Einleitung und Problemstellung

In den vergangenen Jahren treten Fehlererscheinungen in den Rundstrickwaren immer häufiger auf Diese Problematik ist sowohl auf den Anstieg der Produktion, die höhere Variantenvielfalt der Rundgestricke und die Verwendung von hoch-feinen Garnen zurückzuführen Übersichten über die verschiedenen Fehlerarten sowie zweckmäßige Analysegänge bei der Aufklärung der Fehlerursachen werden

in den Literaturen [1] und [2] dargestellt

Schwierigkeiten bereiten besonders Streifigkeiten in Maschenwaren, die in gestricken im Allgemeinen periodisch in Form von Ringeln auftreten Ringelbil-dungen, auch Barré bzw periodische Strukturschwankungen genannt, sind dabei die häufigsten Fehlererscheinungen in Rundstrickwaren Nach Angabe der Fima Görlitz Fleece GmbH sind diesem Fehler in der eigenen Produktion ca 37 % der gesamten Fehler in Rundstrickwaren zuordenbar [3]

Rund-Generell lassen sich solche Fehler auf Abweichungen in der Geometrie des Fadens im Gestrick, auf ein unterschiedliches Erscheinungsbild des Fadenmate-rials oder auf eine Kombination aus beiden Faktoren zurückführen Die Trennung dieser Einflussgrößen ist häufig schwierig [4]

Ringligkeiten in Rundgestricken sind in der Rohware in der Regel nicht immer bzw nicht besonders auffallend sichtbar Sie treten häufig erst nach der Endausrüstung bzw dem Färben deutlich in Erscheinung In diesen Fällen ist dann der Schaden meist groß [5] An welcher Stelle der textilen Fertigungskette diese Fehler entstanden sind, kann in den meisten Fällen nicht geklärt werden Diese Unklarheit führt in der Industrie häufig zu gegenseitigen Schuldzuweisungen zwischen der Spinnerei, Strickerei und Endausrüstung für die entstandenen Fehler

im Endprodukt

In diesem Zusammenhang ist es natürlich wichtig zu wissen, welche Toleranzen hinsichtlich der Garneigenschaften bzw der Strick- und Färbebedingungen beachtet werden müssen, um das Entstehen der Ringligkeit in Rundgestricken zu vermeiden

2 Zielsetzung und Lösungsweg

Unterschiede und Toleranzen bei inneren und äußeren Garnparametern sind häufig die Ursache für periodische Strukturschwankungen bzw Ringligkeit in den Rundgestricken, die aus diesen Garnen hergestellt werden Das Ziel dieser Arbeit ist die Analyse der Zusammenhänge zwischen Garnstrukturunterschieden der Chemiefasern und im Gestrick auftretenden Ringligkeiten Außerdem sind mögliche Ursachen von Ringligkeiten in Rundgestricken aufzuzeigen Daraus sollen Vorgehensweisen zur Vermeidung bzw Verringerung von Ringligkeiten in Rundgestricken abgeleitet werden

Ein Garnhersteller stellte dafür 14 Spulen des gleichen Garns mit differierendem Anfärbeverhalten zur Verfügung Diese Garne werden zunächst unter den gleichen Färbeprozessbedingungen veredelt, um eine mögliche eventuell unter-schiedliche Farbstoffaufnahme zwischen den 14 Spulen herausfinden zu können Die Farbstoffaufnahme der Garne wird mit Hilfe eines Spektralverfahrens, das die Remission bzw die K/S Werte ermittelt, bestimmt An welcher Stelle die Ursache der Farbaufnahme- bzw Anfärbbarkeitsunterschiede der Chemiegarne auftreten, soll im Rahmen dieser Masterarbeit geklärt werden Eine bedeutende Ursache sind Unterschiede im Kristallisationsgrad zwischen den Garnen Zur Bestimmung des Kristallisationsgrades eines Garnes wird die Methode der Differential Scan-ning Calorimetry (DSC) eingesetzt Die Kristallisationsgradsunterschiede zwischen den Garnen sind erst nach dem Färben als Ringligkeit im Gestrick sichtbar Diese Einflüsse sind irreversibel Spinnpräparationsunterschiede zwischen den Garnen können auch zu unterschiedlicher Farbstoffaufnahme einzelner Garne führen Die Spinnpräparationsmenge wird durch das Soxhlet-Extraktions-Verfahren bestimmt Unterschiedliche Garngeometrien bzw Garnoberflächen können ebenfalls Ursache der Ringligkeit im Rundgestrick sein Sie können mit Hilfe eines Raster-elektronenmikroskops (REM) erkannt werden

Beim Auftreten von Ringligkeit in der Rohware können die Garneigenschaften, wie Feinheit, Kraft-Dehnungsverhalten, Kräuselung, Masseungleichmäßigkeit, Rei-bungskoeffizient, ebenfalls eine Rolle spielen Diese textilphysikalischen Garn-eigenschaften werden deshalb durch entsprechende, verfügbare Methoden am ITB geprüft

In diesem Zusammenhang werden die 14 Spulen in verschiedene Spulengruppen aufgeteilt Jede Gruppe besteht aus einigen Garnspulen, die eine höchstmögliche Abweichung der entsprechenden Garneigenschaften mit gleichen bzw ähnlichen Farbstoffaufnahme besitzen

Die ausgewählten Garne der aufgeteilten Gruppen werden an einer strickmaschine (GRSM) verstrickt und erstmals in Bezug auf ihre Ringligkeit beurteilt Damit können die Ursachen eingegrenzt werden Diese Gestricke werden weiter veredelt Anschließend sind die veredelten Waren erneut auf Ringligkeit zu prüfen, um Ursache und die Toleranzen hinsichtlich auf das Auftreten der Ringligkeit herauszufinden Strickproben, die mit den Ringligkeiten behaftet sind, werden durch eine visuelle Beurteilung bestimmt

Großrund-Das Lösungsprinzip, das in dieser Arbeit für das Problem „Ringligkeit“ angewendet wird, ist in Abb 2-1 schematisch dargestellt

Waschen

Färben Färben

Vergleich farbmetrische Daten

Auswählen von Garnen für weitere Untersuchungen

(einige Spulen aus 14 Spulen)

Präparations-

unterschiede

Chemische-/ physikalische Garneigenschaftenunterschiede

Auswählen Garne zum Verstricken

PET-SET-Garn (14 Spulen)

Abbildung 2-1: Lösungsweg

Legende:

Sinnbild Bedeutung Sinnbild Bedeutung

Einfluss der Garneigenschaften

und ihre Toleranzbereiche bzgl

Ringligkeit in der gefärbten Ware

neue ausgewählte Garne zum Verstricken

keine Ringligkeit in der gefärbten Ware

3 Stand der Technik

Seit mehreren Jahren ist die Produktion von Rundstrickwaren vor allem aus feinen Glattgarnen bzw hochfeinen texturierten Garnen kontinuierlich gestiegen Neben der steigenden Quantität von Maschenwaren bleiben allerdings immer noch viele Probleme bei der Qualität Maschenwaren sind heute nur konkurrenz-fähig, wenn sie innovativ sind und in höchster Qualität gefertigt werden

hoch-Einer der meisten Fehler in Rundstrickwaren sind Ringligkeiten die auch als dische Strukturschwankungen bzw Barré bezeichnet werden

perio-Trotz der vielfältigen Anstrengungen durch die Faser- bzw Garnhersteller, turierer und Stricker, den eigenen hohen Qualitätsstandard während des jewei-ligen Herstellungs- und Verarbeitungsprozesses aufrechtzuerhalten, ist die Ring-ligkeit in Rundstrickwaren noch ein großes Problem [6]

Tex-Ringligkeit erscheint im Auflicht bzw Durchlicht oft unterschiedlich Häufig ist diese Ringligkeit erst unter gewissen Blickwinkeln zu erkennen oder es zeigen sich unter verschiedenen Blickwinkeln unterschiedliche Erscheinungsformen Im Einzelfall ist es schwierig genau zu sagen, wo der Ringel ist [7]

Im weitesten Sinne ist jede Ringligkeit die Folge geringfügiger schiede zwischen den Garnen in einer Gestrickkonstruktion Diese Unterschiede verursachen hellere oder dunklere Banden bzw Streifen (Ringel) Jeder Mecha-nismus, der die Garnreflektion in einer Strickware verändern kann, stellt eine potentielle Ringelursache dar [6]

Reflektionsunter-Wegen vielfältiger Arten und Erscheinungsformen der Ringligkeit ist eine sofortige Zuordnung zu den jeweiligen Fehlerursachen selbst durch Fachleute nicht mehr möglich Diese Zuordnung kann deshalb meist erst nach entsprechenden Unter-suchungen erfolgen

Was im Einzelfall als unbedeutende oder als wesentliche Strukturschwankung bezeichnet wird, ist sowohl abhängig vom Einsatzzweck als auch von den Maß-stäben, die das Qualitätsniveau bilden Am objektivsten kann eine Orientierung nach dem Einsatzzweck bezeichnet werden Wenn in einem fertig konfektioniert-

en Kleid keine Strukturschwankungen erkannt werden, obwohl im Strickprozess eine ganz geringfügige Strukturschwankung auftrat, dann kann aus diesem Zusammenhang festgestellt werden, dass eine solche Ringligkeit unwesentlich ist Ringligkeiten sind in der Rohware in der Regel nicht immer oder nicht besonders auffallend sichtbar Sie treten häufig erst nach dem Färben bzw der Endausrüs-

tung in Erscheinung Nun besteht die Frage, welche Ursachen hierfür vorliegen bzw wer für diesen unerwünschten Effekt verantwortlich ist [5]

Es ist allgemein bekannt, dass bei der Weiterverarbeitung von PES- Glattgarnen oder auch texturierten SET-Garnen besonders die glatten Bindungen ringel-gefährdet sind Hier führen Material-, Maschinen- und Bedienungsfehler sehr schnell zu einer mehr oder weniger stark ausgeprägten Strukturschwankung, die zur Deklassierung der Ware führen kann Je mehr strukturiert oder gemustert eine Rundstrickware ist, desto weniger ist sie für Ringligkeiten anfällig Diese Erkennt-nis hat dazu geführt, dass von den Polyestergarnherstellern in bestimmten Fällen gewisse Einschränkungen im Einsatz gemacht werden

Spinndüsen-Spinnschacht-Bereiche sind Quellen von Ungleichmäßigkeiten beim hochkapillarigen PES- Stapelfaserserspinnen [26] Das Auftreten des Barré-Effektes beim Färben vom Rundgestrick ist von der thermischen und mecha-nischen Behandlung während des SET-Prozesses abhängig [31] Weitere Fehler-quellen liegen im Strickvorgang selbst, speziell im Bereich der Fadenzuführung zu den Strickorganen Darüber hinaus haben die Färbeprozesse einen Einfluss auf das Auftreten der Ringligkeit in Rundgestricken

Die Ursachen von Ringligkeiten in Rundgestricken sind vielfältig und können in drei Hauptgruppen unterteilt werden [1, 2, 4, 5, 7, 16, 17, 22, 28, 29, 30, 32, 33, 34]:

- Ungleichmäßigkeiten im Garn, die durch Bearbeitungsprozesse eines

Garns verursacht werden Z.B Polymerisation, Verstrecken, Texturieren… Aufmachung Die Untersuchung dieser Fehlerquellen stellt das Hauptziel dieser Arbeit dar,

- Ungleichmäßige Strickbedingungen, die durch alle Einrichtungen der

Rundstrickmaschine verursacht werden Z.B Fadenführer, Nadeln … Warenabzug,

- Ungleichmäßige und ungeeignete Färbebedingungen, die durch

Vorbe-handlung- und Färbeprozesse verursacht werden Z.B Waschen,

Avivieren, …, Färben,

Ringligkeiten entstehen sowohl als Folge einer der oben genannten Ursachen auch als eine Kombination mehrerer Ursachen Diese Arbeit konzentriert sich allerdings nur auf die Unterschiede bei inneren und äußeren Garnparametern, die häufig zu Ringligkeit führen Es wird vorausgesetzt, dass die Strick- und Färbe-bedingungen bei den Versuchen für alle Garne identisch sind

4 Rundgestricke und Ringligkeit

4.1 Rundgestricke

Rundgestricke bzw Rundstrickwaren werden mit Rundstrickmaschinen stellt Sie gehören zu den textilen Flächengebilden Querfadenwaren, welche neben Webwaren die zweithäufigsten textilen Flächengebilde überhaupt sind In der Abb 4-1 ist eine schematische Einordnung der Rundgestricke zu sehen

herge-Abbildung 4-1: Einordnung der Rundgestricke in die textilen Flächengebilde

Zur Herstellung von Rundstrickwaren sind meist einzeln bewegliche deln kreisförmig angeordnet Die maschenbildenden Fäden laufen in horizontaler Richtung Die Rundstrickwaren können aus einem Faden (ein System) oder mehreren Fäden gleichzeitig (mehrere Systeme) hergestellt werden Ringligkeit in Gestricken kann dabei nur bei der Verarbeitung mehrerer Fäden gleichzeitig entstehen

Textile Flächengebilde

Querfadenwaren Längsfadenwaren Gestricke (G) Kuliergewirke

Rund G Flach G

a) Masche b) Maschenschleife

Abbildung 4-2: Maschen und Maschenschleife [1, 8, 52]

Je nach Lage der unteren Bindungsstellen werden linke und rechte Masche schieden Bei einer rechten Masche liegen die Füße unterhalb und die Schenkel oberhalb des Kopfes der vorhergehenden Masche Bei einer linken Masche liegen die Füße oberhalb und die Schenkel unterhalb des Kopfes der vorhergehenden Masche (Abb 4-3)

unter-a) Rechte Masche b) Linke Masche

Abbildung 4-3: linke und rechte Masche [1, 8, 52]

Abbildung 4-4: Nadelmasche und Platinenmasche [1, 8, 52]

Nadelmasche

Platinenmasche

Je nach maschenbildendem Element werden Nadelmasche und Platinenmasche unterschieden Die Nadelmasche besteht aus dem Kopf und den beiden Schen-keln einer Masche Die Platinenmasche setzt sich aus den Maschenfüßen zweier nebeneinanderliegenden Maschen zusammen (Abb 4-4)

• Henkel

Das Bildungselement Henkel besitzt nur zwei obere Bindungsstellen Der Henkel wird durch nicht Abschlagen der alten Maschen gebildet Henkel haben einen Einfluss auf die Eigenschaften der Maschenwaren, Beispielsweise ist eine Maschenwarenstruktur umso luftdurchlässiger, je mehr Henkel sie enthält Ein solcher Henkel an Rundstrickwaren ist in der Abb 4-5 zu sehen

• Flottung

Das Bildungselement Flottung besitzt weder Kopf- noch Fußbindung Sie ist eine Fadenstrecke, die sich in Richtung der Maschenreihen über Maschenstäbchen erstreckt und durch Maschen oder Henkel begrenzt wird (Abb 4-5)

Abbildung 4-5: Henkel und Flottung [1, 8, 52]

Das tragende Gerüst einer Maschenware wird immer aus Maschen gebildet Durch Kombination mit anderen Bindungselementen können die Eigenschaften der Rundgestricke beeinflusst werden

Flottung Henkel

Abbildung 4-6: Schußfaden und Stehfaden [1, 8]

4.1.1.2 Grundbindungen der Rundgestricke

Die Basisvarianten der Rundgestricke werden als Grundbindungen bezeichnet Die vier folgenden Grundbindungen in Anlehnung an DIN 62050 unterscheiden sich durch die Art der wechselnden Anordnung rechter und linker Maschen in der Maschenreihe bzw in den Maschenstäbchen

• Rechts- Links (RL)

RL- Maschenwaren haben auf der einen Warenseite nur rechte Maschen und auf der anderen Seite nur linke Maschen Das heißt, dass auf der rechten (vorderen) Seite der Grundbildung RL die V-förmigen Maschenschenkel sicht-bar sind, auf der linken (hinteren) Seite die Maschenbögen sichtbar sind (Abb 4-7)

Diese Grundbindung wird meist für T-Shirts verwendet Sie verfügt über gute Elastizität und Dehnbarkeit in beiden Richtung Allerdings besitzt sie wegen der dynamischen Maschenstruktur an den Kanten eine Einrollneigung

Abbildung 4-7: Rechts- Links Grundbindung [1, 8, 52]

• Rechts- Rechts/ Ripp (RR)

Auf der Schau- und auf der Rückseite wechseln sich rechte und linke Maschen

in der Maschenreihe ab Die V-Form der rechten Maschen ist sichtbar, die Bögen der linken Maschen erst nach dem Dehnen der Maschenwaren in Quer-richtung (Abb 4-8)

Abbildung 4-8: Rechts- Rechts Grundbindung (Ripp) [1, 8, 52]

Diese Ripp auch als eine bezeichnete RR- Grundbindung ist gut für Ränder und Bündchen geeignet Sie besitzt eine hohe Querelastizität und eine feste Struktur in der Maschenware

• Rechts- Rechts- Gekreuzt/ Interlock (RRG)

Auf der Schau- und Rückseite sind nur rechte Maschen sichtbar Die linken Maschen liegen „ im Inneren“ der Maschenware Eine Maschenreihe RRG besteht aus zwei Maschenreihen RR (Abb 4-9)

Abbildung 4-9: Rechts- Rechts Gekreuzt (Interlock)

Mit der „Interlock“ –Bindung entsteht eine dichte Maschenware mit relativ

geschlossener Oberfläche bei geringem Dehnungsvermögen in Längs- und Querrichtung Im Vergleich zur RR-Ware mit gleicher Maschendichte ist die Flächenmasse der RRG-Ware doppelt so groß

• Links- Links (LL)

Auf der Schau- und Rückseite wechseln sich rechte und linke Maschen im Maschenstäbchen ab Die linken Maschen sind deutlich sichtbar, die rechten Maschen sind „versteckt“ (Abb 4-10) Diese Gestricke besitzen eine hohe Dehnbarkeit und Elastizität in Längsrichtung

Abbildung 4-10: Links- Links Grundbindung [2, 5, 52]

Neben den vier genannten Grundbindungen sind folgende den wichtige Bindungen zu nennen: Ripp 2x2, 2x3, …; Milano-Ripp; RR-Welle; RR-Fang; RR-Perlfang; usw Zur Analyse der Ringligkeit wird meist die mit der RR-Grund-bindung an den Rundstrickmaschinen gearbeitet, weil die RR-Grundbindung die vorhergehende Bindung auf Rundstrickmaschinen mit hoher Maschinenteilung ist

4.1.2 Garneinsatz in Rundstrickwaren

Bei der Herstellung von Rundstrickwaren werden unterschiedliche Garne, Zwirne sowie Faserbänder eingesetzt Es können Naturfasern und Chemiefasern verar-beitet werden Durch die rasche industrielle Entwicklung und das Wachstum der Weltbevölkerung ist der Weltfaserverbrauch kontinuierlich gestiegen Seit 1950 ist eine starke Zunahme der Chemiefaseranteile festzustellen Seit ca 1985 sind die Weltmarktanteile von Natur- und Chemiefasern von jeweils ca 50 % weitgehend geblieben [8] Insbesondere werden immer mehr wertvolle bzw hochfeine Gestri-cke von Kunden angefordert Demzufolge werden Garne in den Feinheiten von 10

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Tabelle 4-1: Textilphysikalische Eigenschaften des untersuchten PET-SET-Garns

4.1.3 Polyesterfilamentgarne

4.1.3.1 Herstellung von PES-Filamentgarnen bzw PES-SET-Garnen

Polyester sind Polymere mit Esterbindungen (–COO–) in ihrer Hauptkette

Ester-bindungen entstehen durch Umsetzung der OH-Gruppe der Carboxyls mit einer

alkoholischen OH-Gruppe Die Abb 4-12 stellt die Polyesterfamilie vor

Abbildung 4-12: Die Polyesterfamilie [10]

Eine Sonderstellung unter den Polyestern nimmt Polyethylenterephthalat (PET)

ein, das in Form von Fasern, textilen Fäden, hochfesten Fäden, Monofilamenten

und Spinnvlies sowohl im textilen als auch im technischen Sektor Anwendung

findet [25]

PET-Garne können nach dem Schmelzspinnverfahren mittels der Extrude-Schmelzspinnanlage hergestellt werden Das Prinzip einer solchen Spinn-anlage ist in der Abb 4-13 schematisch dargestellt

Universal-Abbildung 4-13: Prinzip einer Spinnanlage [44]

Das PET- Granulat wird im Extruder aufgeschmolzen Das geschmolzene Polymer wird dann dem Spinnkopf, der sich aus Spinnpumpe, Filterpaket und Spinndüse zusammensetzt, zugeführt Nachdem das Polymer die Düsen verlassen hat, passieren die einzelnen kleinen Schmelzströme den Spinnschacht, mit der sogenannten Anblaszone In der Anblaszone erfolgt die gleichmäßige Abkühlung, Verjüngung und Vororientierung Die Filamente werden dann am Präparierfinger wieder gebündelt

Nach der Verfestigung der Spinnmasse zu Filamenten liegen die Makromoleküle weitestgehend ungeordnet vor Zur Erhöhung der Faserfestigkeit müssen die Molekülketten noch parallelisiert werden Die Chemiefasern werden zu diesem Zweck verstreckt Der Vorgang des Verstreckens ist in der Abb 4-14 Schematisch dargestellt

Schnellwickler

GalettenduosPräpariereinrichtung

Klimatisierter Aufspulraum

Spinnbühne

Granulat

Extruder

Spinnkopf mit Spinnpumpe und DüseSpinnschacht mit Anblastung

Faden

Abbildung 4-14: schematische Darstellung des Streckvorgangs [8]

Im Spinnprozess ohne Streckmittel ergibt sich die Verstreckung durch die

Abzugs-geschwindigkeit, die üblicherweise von 1 bis 3 Galettenduos erzeugt wird Die

Klassifizierung von gesponnenen Filamentgarnen nach ihrem

Orientierungsver-halten bei unterschiedlichen Abzugsgeschwindigkeiten und die in diesem

Zusam-menhang in der Spinntechnologie gebräuchlichen englischsprachigen

Abkür-zungen sind in Tab 4-2 aufgeführt [8, 46]

Bezeichnung Begriff Abzugsgeschwindigkeiten

[m/min]

LOY = l ow oriented yarn

= wenig orientiertes Garn

bis 1800

MOY = m edium oriented yarn

= mittel orientiertes Garn

1800 bis 2800

POY = p re(partially) oriented yarn

= vororientiertes Garn

2800 bis 4000

HOY = highly oriented yarn

= höher orientiertes Garn

4000 bis 6000

FOY = fully oriented yarn

= vollständig orientiertes Garn

> 6000

Tabelle 4-2: Bezeichnung der Filamentgarne nach unterschiedlichem Verstreckungsgrad

Verstrecken

Molekülkettenwenig geordnet

Molekülkettenteilweise geordnet

Häufig wird im Spinnprozess zur Herstellung von Filamentgarnen nur eine verstreckung vorgenommen Besondere Bedeutung haben dabei die sogenannten POY-Garne, die aus Qualitätsgründen überwiegend mit einem unbeheizten Galettenabzug ersponnen werden Die erwünschte Restverstreckung des teilori-entierten Garnes erfolgt in einem nachfolgenden Prozess Dafür kommen das Streckzwirnen, Streckspulen, Kettstrecken, und das Strecktexturieren in Frage (Abb 4-15) [8]

Teil-Abbildung 4-15: Herstellung von Filamentgarnen [8]

Das Texturieren ist eine der wichtigsten Prozessstufen innerhalb der beitung von Filamentgarnen zu textilen Produkten Durch das Texturieren werden die glatten Filamentgarne unter Ausnutzung ihrer thermoplastischen Eigen-schaften in gekräuselte Garne umgewandelt

Weiterverar-PES-SET-Filamentgarne werden durch das Falschdrahtverfahren hergestellt Das Prinzip einer Texturiermaschine ist in der Abb 4-16 schematisch dargestellt [8]

Spinnen, Direktspinnen, Extruderspinnen Extruderspinnen

spulen

Streck- strecken

Kett- texturieren

Streck- strecke

Spinn-Texturieren

Industrielle und

technische Garne

Teppich- garne

BCF-textile Filamentgarne

Glattgarne, Zwirne Filamentgarnestrukturierte

1 FiIamentgarnspule 2,6,8 Lieferwerk 3,7 Heizer

4 Kühler 5 Drallgeber 9 Spulaggregat

Abbildung 4-16: Prinzip einer Texturiermaschine [8]

Das glatte Filamentgarn wird dem Heizer (3) zur Erwärmung zugeführt Im erwärmten Zustand wird dem Garn durch den Drallgeber (5) eine Drehung erteilt, die mittels der nachgeschalten Kühlung im Garn fixiert wird Ein derart gekräu-

seltes Garn bezeichnet man als HE-Garn (hochelastisches Garn mit hoher

Rückstellkraft) Die Garne werden in einer so genannten SET-Zone behandelt, weil die hohe Elastizität des Garnes in diesem Fall nicht erwünscht ist Zur Reduzierung der Kräuselung wird das Garn in einem zweiten Heizer (7) nochmals erwärmt Dieses weniger elastische Garn bezeichnet man als SET- Garn

In einem Spinnprozess von Granulat bis SET-Garn gibt es 4 wichtige Bereiche, die einen großen Einfluss auf die Garnstrukturunterschiede bzw die Ungleichmäßig-keit eines Garnes bzw zwischen unterschiedlichen Garnen haben Der Spinn-düsen- und der Spinnschacht -Bereich werden als zwei Entstehungsbereiche für Garnungleichmäßigkeiten beim PES-Stapelfaserspinnen betrachtet [26] Die Be-reiche Verstrecken und Texturieren haben ebenfalls einen bedeutenden Einfluss

Abspulen

Verformen

Aufheizen Abkühlen Thermofizieren

Drallzone Verstrecken Texturierzone

SET-Zone (Option)

Dehnungsreduktion durch Aufheizen

Aufspulen

Falschdrahlerteilung

Tordieren Zurückdrehen

auf die Filamentgarnstrukturen Zusammenfassend ist festzustellen, dass in diesen 4 Bereichen des Spinnprozesses Änderungen der Garneigenschaften z.B Feinheit, Dehnung, Garngleichmäßigkeit, Kristallinitätsgrad hervorgerufen werden

4.1.3.2 Eigenschaften von PES-Filamentgarne

Die genaue Kenntnis der Eigenschaften von PES-Filamentgarnen ist von dender Bedeutung sowohl für ihre sachgemäße Behandlung bei der Herstellung und Verarbeitung als auch für den richtigen Einsatz, der aus ihr gefertigten Fabrikate

entschei-Ein Schema, wie die einzelnen Parameter des Spinnprozesses bei der Entstehung der textilphysikalischen Eigenschaften zusammenwirken, ist in der Abb 4-17 dargestellt

Abbildung 4-17: Entstehung der textilphysikalischen Kennwerte [44]

Im folgenden Abschnitt sind die wichtigsten chemischen, färberischen und textilphysikalischen Eigenschaften von PET-Filamentgarnen, die in dieser Arbeit in Verbindung mit den Untersuchungsreihen am PET-SET-Garn interessant sind, erläutert

• Physikalische und chemische Eigenschaften

In der Tab 4-3 sind die wichtigsten physikalischen bzw chemischen schaften von PET zusammengefasst

Eigen-Parameter PET Schmelztemperatur, Tm [°C] (DSC) 260-265

Glastemperatur, Tg [°C] (DSC) 70-80

Dichte, amorph [g/cm3] (unverstreckt) 1,334

Dichte, kristallin [g/cm3] (verstreckt) 1,455

Tabelle 4-3: Allgemeine Eigenschaften von PET [10, 11]

Das Kraft-Dehnungs-Diagramm von Polyesterfasern und anderer synthetischer Fäden ist in der Abb 4-18 dargestellt

Abbildung 4-18: Kraft-Dehnungskurven von PES im Vergleich mit anderen Fasern [12]

• Färberische Eigenschaften

Das Färben von Polyesterfasern bereitete ursprünglich große Schwierigkeiten,

da die Faser keine reaktionsfähigen Gruppen und deshalb zu den meisten Farbstoffen kaum Affinität besitzt In den Dispersionsfarbstoffen wurde dann eine Gruppe von Farbstoffen gefunden, die sich im Fasermaterial lösen [11]

Wegen des hydrophoben Charakters und der kompakten Struktur lassen sich nur helle und mittlere Farbtöne erzielen Um dunklere Farbtöne zu erhalten, mussten spezielle Färbeverfahren entwickelt werden Zur Erhöhung der Diffusionsgeschwindigkeit eignen sich Zusätze verschiedener aromatischer Substanzen, die als „Carrier“ bezeichnet werden Weiter ist es möglich, durch Erhöhung der Färbetemperatur die Farbstoffdiffusion zu verbessern; dieses Färbeverfahren ist als Hochtemperatur (HT)-Verfahren bekannt Ein weiteres Verfahren zum Färben von Flächengebilden, das trockenes Erhitzen zur erhöhten Farbstoffdiffusion ausnutzt, liegt im „Thermosolverfahren“ vor, wobei Farbstoffe aufgeklotzt und durch anschließendes kurzes Erhitzen fixiert werden [11]

4.2 Ringligkeit in Rundstrickwaren

4.2.1 Definition und Erscheinungsform der Ringligkeit

Im Allgemein ist Ringligkeit als in Maschenreihenrichtung verlaufender effekt anzusehen, der in periodisch wiederkehrender Folge auftritt [13] In der Literatur wird dies auch als Ringligkeit, Barré bezeichnet In die Abb 4-19 und Abb 4-20 ist ein solches Modell einer Ringligkeit dargestellt

Streifen-a) fehlerfreie Maschenwaren b) Maschenware mit Strukturunterschied

Abbildung 4-19: Ringligkeit nach Feinheitsunterschieden

Die Abb 4-19 b) zeigt ein Maschenbild mit einem Feinheitsunterschied von 10 % zwischen dem Garn in Maschenreihe 3 gegenüber den anderen Garnen in den restlichen Maschenreihen Dies verdeutlicht, wie schwierig Ringligkeit im Gestrick erkennbar sind

a) fehlerfreie Maschenwaren b) Farbringligkeit

Abbildung 4-20: Ringligkeit nach Farbstoffunterschieden

Die Abb 4-20 b) verdeutlicht, wie ein Farbunterschied zwischen dem Garn in Maschenreihe 3 gegenüber den anderen Garnen in den restlichen Maschenreihen

zu einer Ringligkeit führt

Es gibt viele Arten und Erscheinungsformen der Ringligkeit, weshalb sich unterschiedliche Begriffe in der Praxis etabliert haben [7]:

a) Farbringligkeit oder Farbstreifigkeit (Abb 4-20),

b) Volumenringligkeit oder Volumenstreifigkeit (Abb 4-19),

c) Glanzringligkeit oder Glanzstreifigkeit,

d) Schattenringligkeit oder Schattenstreifigkeit,

Kombinationen der oben a-d genannten Erscheinungsformen können ebenfalls auftreten Eine sofortige Zuordnung zu den jeweiligen Fehrlerursachen ist selbst durch Fachleute nicht immer möglich

4.2.2 Ursachen periodischer Strukturschwankungen

Volumenschwankungen und Maschenlängenunterschiede jeder Maschenreihe führen zu Ringligkeiten Ein Modell solcher Ringligkeit ist in der Abb 4-19 dargestellt

Dieser Effekt kann schon in der Rohware erkannt werden Allerdings wird diese meist erst nach dem Färben deutlicher sichtbar

• Kraft-Dehnungs-Verhaltensunterschiede

Das Kraft-Dehnungs-Verhalten der Garne bestimmt die Dehnung des Garns während der Maschenbildung Je steiler die Kraft-Dehnungskurve eines Garnes verläuft, desto geringer ist die Dehnung und damit der elastische Rücksprung nach erfolgter Maschenbildung [15] Das heißt, je geringer der elastische Rücksprung des Garns nach dem Stricken ist, desto größer sind die Maschenlängen bei gleicher Kuliereinstellung und Fadenspannung vor der Strickzone der Rundstrickmaschine

Dieser Effekt wird meist schon in der Rohware erkannt

• Volumenunterschiede

Volumenunterschiede bzw Unterschiede in der Fülligkeit und im Bausch der texturierten Garne können zu Ringeln und Streifen in der Maschenware führen Ferner werden Abweichungen in der Geometrie der Fläche als Streifigkeit an-gesehen Als Ursachen dafür kommen in Betracht [16]:

- Unterschiede in Dicke und Querschnittsform der Fäden,

- Unterschiede in der Maschendichte

Bei diesen Gestricken handelt es sich um Systemringel Bei Strümpfen können Volumenunterschiede zu verschiedenen Längen und Verdrehungen der Strümpfe führen

• Masseungleichmäßigkeit

Garnungleichmäßigkeiten sind häufig der Grund für Qualitätsmängel in gestricken Sie äußern sich allerdings meist in Form von so genannter Wolkigkeit Eine deutliche Ringligkeit entsteht nur dann, wenn eine Spule des Garns eine signifikant andere Ausprägung der Garnungleichmäßigkeit aufweist als alle anderen Spulen des Garns [15]

Rund-• Garnkräuselungsunterschiede/ Schrumpfunterschiede

Texturierte Garne mit unterschiedlichen Kräuselungen im Garnverlauf sowie von Garn zu Garn können Ringel verursachen Kräuselungsunterschiede im

Garnverlauf verursachen sogenannte vorübergehende Ringel oder eine gewisse Unruhe ohne sichtbare Ringel Die einzelnen Garne erscheinen dann dunkler oder heller als die Benachbarten [6, 17]

Außerdem werden Garne mit hohem Kräuselungsgrad in der Struktur nach dem Verstricken wegen des hohen Elastizitätsgrads zurückgezogen Diese Garne haben deshalb größere Maschenlängen im Gestrick

Insgesamt zeigen texturierte Garne mit hohem Schrumpf- bzw grad höhere Schrumpfvariationen und damit eine stärkere Tendenz zu Ringlig-keiten [17, 18]

Kräuselungs-• Spulenhärteunterschiede

Wenn Spulen mit stark unterschiedlichen Bewicklungshärten angeliefert werden, deutet dies sehr häufig auf ein unterschiedliches Gleitverhalten der Garne hin Es gilt deshalb Vorsicht bei der Mischverarbeitung von Spulen mit unterschiedlicher Bewicklungshärte [15]

• Unterschiede im Reibungskoeffizienten

Unterschiedliche Reibungskoeffizienten führen zu einem verändertem halten der Garne Je höher der Reibungskoeffizient eines Garns ist, desto geringer ist der elastische Rücksprung des Garns nach dem Stricken Das heißt, dass bei einem solchen Maschenlängen auftreten können Zudem kann

Gleitver-es zu Fehleinstellungen an der Maschine von veränderten Kraftverhältnissen

kommen

• Anfärbeunterschiede

Eine ganz wichtige Ursache für Ringel und Streifen liegt in der lichen Anfärbbarkeit von Filamentgarnen [19] Diese führt zu unterschiedlicher Remission einzelner Fäden Da sich die Remission eines textilen Flächenge-bildes aus dem Streulicht der Fäden und aus der Lichtabsorption zusammen-setzen, können beide zu Farbunterschiede führen Die Lichtabsorption kann durch die Strukturunterschiede der Faser und durch die Prozessbedingungen beim Färben beeinflusst werden Mit wachsender Lichtabsorption wird die Remission kleiner Wenn die Streulichtintensität steigt, erhöht sich dagegen die Remission Die Streulichtintensität wird durch verschiedene Faktoren bestimmt, z.B durch Oberflächenstruktur der Faser und durch die Größe der Kräuselbögen [16]

unterschied-Die Ursache der unterschiedlichen Farbaufnahme, und damit der Anfärbbarkeit des Garns, konnte in zahlreichen Arbeiten geklärt werden [19, 20, 21] Die

Farbaufnahme hängt demnach hauptsächlich vom Kristallisationsgrad ab Je

größer der Anteil amorpher Strukturen ist, desto höher ist die Anfärbtiefe

4.2.2.2 Ungleichmäßige Strickbedingungen

Neben den garnbedingten Ursachen können auch maschinenbedingte Ursachen für die Entstehung von Ringligkeiten verantwortlich sein Fehlerhafte Maschinen-einstellungen, Abnutzungen an Maschinenteilen und Fadenzuführeinrichtungen können zu unterschiedlich zugeführten Fadenmengen an den einzelnen Systemen oder zu Fadenzugkraftveränderungen und damit einhergehenden Dehnungs-unterschieden zwischen den Garnen führen Dies kann sich in Form unterschiedl-icher Maschengeometrien im Gestrick widerspiegeln und ein ringliges Warenbild hervorrufen [15]

Im folgenden Abschnitt sind mögliche Ursachen aufgezählt, die von den nen verursacht werden [2, 7, 15]:

Maschi-• Beschädigte oder verschmutzte Fadenleitorgane sowie keiten in der Fadenführung

Unregelmäßig-Ringelursachen können sein: Eingeschnittene, beschädigte oder verschmutzte Ösen; verschmutzte oder ungleich eingestellte Fadenbremsen aller Art; be-schädigte, verschlissene oder verschmutzte Bandfournisseure oder andere Fadenzuführsysteme und falsche Fadenführung Allen diesen Fehlern gemein-sam sind die aus ihnen resultierenden Fadenzugkraftdifferenzen und damit Fadendehnungs- und Maschenlängenunterschiede [7]

• Schrägstellung und Exzentrizität der Rippscheibe bzw des ders

Nadelzylin-Diesem Punkt ist als möglicher Ursache maschinenbedingter Ringligkeit große Bedeutung beizumessen [2, 7] Als Toleranzen werden von einzelnen Rund-strickmaschinenherstellern zum Teil sehr unterschiedliche Werte genannt Aber selbst wenn ab Strickmaschinenfabrik enge Toleranzen eingehalten werden, besteht die Möglichkeit, dass durch den Transport der Strickmaschi-nen oder bei der Aufstellung die Rippscheibe in eine schräge oder exzen-trische Lage kommt Auch nach längerem Betrieb kann es zu Schrägstellung oder Exzentrizität der Rippscheibe kommen

Nicht jede Schrägstellung oder Exzentrizität führt zu Ringligkeit Entscheidend hierfür ist, ob sich die Schrägstellung oder Exzentrizität beim Stricken mit der Maschine mitdreht oder nicht Dreht sich eine Exzentrizität oder Schrägstellung mit der Maschine mit, so kommt es immer an den gleichen Nadeln zu gleich

lang ausgebildeten Maschen und es entsteht im Extremfall Längsstreifigkeit Ist hingegen bei einer vorhandenen Schrägstellung der Rippscheibe der tiefste Punkt immer bei einem der Systeme und der am weitesten von den Zylinder-nadeln entfernte Punkt immer bei einem anderen System (Schrägstellung nicht

mitdrehend), so kommt es zu Ringligkeit [7]

• Ungleich kulierender Schlösser

Inwieweit es wegen ungleich kulierender Schlösser zu Ringligkeit kommt, ist vom Grad der Kulierabweichung und der Empfindlichkeit des Gestricks abhän-gig Dabei kann festgehalten werden, dass ungleiche Kulierung häufig zu Ringligkeit führt [2, 7]

• Fadenzugkraftunterschiede

Mit zunehmender Fadeneinlaufkraft reduziert sich die beitung aufgrund des elastischen Rücksprungs nach erfolgter Kulierung eines Fadenabschnitts Bei Garnfeinheitsschwankungen wird in Bereichen geringerer Garnfeinheit bei konstanter Garnbelastung eine höhere Dehnung mit höherem elastischen Rücksprung und geringeren Maschenlängen erzeugt Mit schlechter werdendem Garnreibwert erhöht sich die Fadenzugkraft, insbeson-dere im Bereich der Stricknadeln, und damit die Fadendehnung Hinzu kommt, dass vorhandene Fadenzugkraftunterschiede bei steigenden Maschinen-geschwindigkeiten zunehmen, d.h besonders bei hochproduktiven Rundstrick-maschinen zu Ringelbildung neigen [7]

Fadenlängeneinar-• Ungleichmäßiger Warenabzug

Als letzte Ursache für ringelähnliche Erscheinungen ist der Abzug zu nennen Durch Ungleichmäßigkeiten im Warenabzug kann es vor allem bei nicht posi-tiver Fadenzufuhr zu Dichteunterschieden im Gestrick kommen Auf den ersten Blick können diese Dichteunterschiede wie Ringel aussehen, jedoch sind sie meist unregelmäßig und gehen kaum über einen Umdrehungsrapport [7]

4.2.2.3 Ausrüstungsbedingte Fehlerursachen

Ausrüstungsbedingte Fehlerursachen haben auch einen Einfluss auf Ringligkeit In folgenden sind die vorkommenden Ursachen genannt: Ungenügendes Auswa-schen der Präparation; ungeeignete Färbemethode; Verwendung weniger geeig-neter Farbstoffe [5]

4.2.3 Prüfmöglichkeiten für Ringelerscheinungen

Eine typische Untersuchung periodischer Strukturschwankungen bzw Ringel umfasst üblicherweise drei Schritte [5, 6]:

- Ringligkeitsbeurteilung (Aussortieren nicht akzeptabler Strickstücke),

- Markieren der Ringel (Feststellen der betroffenen Fäden, die heller oder dunkler erscheinen als die Umgebungsfäden),

- Prüftechnische Analyse der Rundstrickware

Ein detaillierter Vergleich der Analyseergebnisse an Garn mit Ringelerscheinung gibt einen ersten Hinweis darauf, welche Garn- oder Gestrickeigenschaften als Ringelursache in Frage kommen Periodische Strukturschwankungen bzw Ringel stehen allerdings häufig mit mehr als nur einer Einflussgröße in Verbindung, so dass üblicherweise mehrere Prüfungen durchgeführt werden müssen Während die Untersuchung einer betroffenen Rundstrickware im Einzelfall vollständig zum erfolgreichen Aufklären der Ringelursachen führen kann (z.B bei 3 % Farbstoff-unterschieden bei vier nebeneinanderliegenden Stricksystemen), können die Farbstoffunterschiede nicht aus der Untersuchung eines einzigen Fehlverhaltens der Rundstrickware abgeleitet werden Deshalb muss mehr als ein Strickstück analysiert werden, ehe man die Ringelursachen mit der notwendigen Zuverläs-sigkeit angeben kann

Im Allgemeinen lässt sich durch folgende 4 Prüfungen bereits eine Differenzierung hinsichtlich möglicher Ringligkeitsursachen treffen [5, 22]:

4.2.3.1 Visuelle Beurteilung

Um mögliche Zusammenhänge zwischen der Erscheinungsform und der Ursache einer Ringelbildung erkennen zu können, ist es zunächst notwendig, das Oberflächenbild einer eingehenden visuellen Beurteilung zu unterziehen Dabei ist zunächst vor allem zu klären [5],

- ob die Ringelbildung tatsächlich periodisch angeordnet und scharf grenzt ist,

abge ob die Ringelbildung mit gleichbleibender Intensität über die ganze Warenabge breite und Fehlerzonenlänge sichtbar ist,

Waren in welcher Folge die einzelnen Streifen auftreten und wie breit sie jeweils sind,

- ob sich im Maschenbild zwischen den Streifen und den Normalzonen änderungen, Verwerfungen oder Verdichtungserscheinungen zeigen

Ver-Aufgrund einer solchen visuellen Beurteilung kann erst entschieden werden, welche weiteren Untersuchungen zur Einengung der Fehlerquelle zuerst durchzu-führen sind

Bei dieser Prüfmethode spielen die Lichtverhältnisse eine bedeutende Rolle, ebenso der Blickwinkel, unter dem das Licht einfällt (Durchsicht und Aufsicht), als auch der Abstand zur Lichtquelle [5, 22]

Der Einsatz der digitalen Bildverarbeitung wird hier auch als eine Möglichkeit zur Unterstützung der Ermittlung objektiver Beurteilungs- bzw Bewertungskriterien zur visuellen Beschreibung von Maschenwaren verwendet Die Prinzip und die Verwendung dieses Gerätes kann in der Literatur [23] gefunden werden

4.2.3.2 Folienabdruck

Seit längerer Zeit hat sich der Streifigkeits- Analysator „Atlas–Fabric–Streak– lyzer“, der von der Firma „ Atlas Electric Devices Company, USA“ stammt, für die Abgrenzung der Fehlerursachen von Streifenerscheinungen gut bewährt [5, 22] Das Prinzip basiert darauf, mit Hilfe von Polystyrolfolien einen Abdruck von Gewebe oder Gestricken anzufertigen, wobei durch Variierung von Druck und Temperatur ein entsprechendes Negativ sichtbar wird Rapportbreiten können durch Nachmessen mit dem Original verglichen werden Je nach Intensität der Strukturdifferenzen fällt der Abdruck mehr oder weniger deutlich aus Zeigt sich bei diesem Test kein positives Resultat, so ist mit größter Wahrscheinlichkeit anzunehmen, dass geometrische Strukturdifferenzen als Ursache der Ringligkeit auszuschließen sind [5, 22]

Ana-4.2.3.3 Anfertigung einer Strickprobe bzw einer Musterkarte

Bei der visuellen Betrachtung der Oberfläche ringliger Gestricke ist es oft schwierig, mit Sicherheit zu beurteilen, ob eine Ringelbildung durch farb- oder geometrische Garn- oder Gestrickabweichungen bedingt ist Nähere Aufschlüsse erhält man anhand von Strickproben oder einer Musterkarten, in dem Reste der betreffenden Garne blockweise einsystemig abgestrickt oder auf Tafeln gewickelt werden Bei Differenzen handelt es sich um dann Farbton oder Glanzabwei-chungen [5]

4.2.3.4 Färberische Untersuchungen

Zeigen sich im Warenabdruck nach Kap 4.2.3.2 keine geometrischen unterschiede, jedoch Farbtonabweichungen in der Strickprobe oder Musterkarte nach Kap 4.2.3.3 dann ist zu prüfen, ob ein ausrüstungsbedingter Fehler vorliegt

Struktur-Dies ist dann anzunehmen, wenn die Ringligkeit eine unterschiedliche Intensität besitzt oder in der Strickprobe ein ungleicher Farbtonausfall besteht und im Warenabdruck keine Strukturabweichungen erkennbar sind

Zur weiteren Abgrenzung der Fehlerursache werden ein Egalisier- sowie ein Abzieh- und Wiederauffärbeversuch unter Laborbedingungen mit einem gut egali-sierenden Farbstoff durchgeführt Zeigt die Strickprobe einen egalen Farbausfall, dann steht der Ringligkeitseffekt mit dem Färbe- bzw Ausrüstungsprozess in Zusammenhang Als mögliche Ursachen kommen, z.B ein ungenügendes Auswachsen von Präparationen oder eine ungeeignete Färbeweise in Frage Kommen nach diesem Versuch Farbtonabweichungen weiterhin zum Vorschein, dann stehen die Ringeleffekte mit einem unterschiedlichen Farbaufnahme-vermögen der verarbeiteten Garne in Zusammenhang Dies wiederum lässt den Schluss zu, dass die Garne einen unterschiedlichen Rohstoffaufbau haben [4, 5, 22], was zu einer unterschiedlichen Farbstoffaffinität führt

5 Prüfmethoden der Garneigenschaften

5.1 Farbstoffaufnahme der Garne

Zur Bestimmung der Farbstoffaufnahme der Textilmaterialen gibt es bislang zwei

Messmethoden: Extinktionsmessungen (UV/VIS Spektroskopie) und

Remissions-messungen (Spektralverfahren)

5.1.1 UV/VIS Spektrometer

Die Farbstoffkonzentrationen einer Lösung (Färbeflotte oder Lösung der gefärbten

Garne) sind unter Anwendung des folgenden Lambert-Beer-Gesetzes (Gl 1) zu

ε : Extinktionskoeffizent (wellenlängeabhängig) [dm mol cm],

d: Schichtdicke (Weglänge des Lichtes im Material) [cm],

c: Farbstoffkonzentration [g/l] oder [mol/l]

Dieses Verfahren basiert darauf, dass ein Teil eines Lichtstrahls beim Durchtritt

durch eine gefärbte Lösung in Abhängigkeit von der Farbstoffkonzentration und

der Weglänge d durch die Lösung absorbiert wird (Abb 5-1)

Die Farbstoffkonzentrationen kann mittels eines Transmissionsgerätes gemessen werden Der prinzipielle Aufbau eines Transmissionsmessgeräts ist in Abb 5-2 dargestellt.

Abbildung 5-2: Prinzip eines Transmissionsmessgerätes [9]

5.1.2 Farbmetrik/Remission

Zum Messen der Remission von gefärbten Garnen dient ein Spektralfotometer (Farbmessgerät) Dieser besteht aus Lichtquelle, optischem System, elektrischem System und Peripheriegeräten Der prinzipielle Aufbau eines Spektralfotometers ist in Abb 5-3 dargestellt

Abbildung 5-3 : Prinzip eines Spektralfotometers [9]

Von einer Lichtquelle führt das Licht über ein Lichtleitkabel zum Messkopf, von dem das Licht in einem 45°-Winkel auf die Probe trifft Das reflektierte Licht wird vom Messkopf über Lichtleitkabel zum Spektrometer geleitet