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Verfahren zum stufenweisen Verstrecken von frisch gesponnenen Kunstseidefäden
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum stufenweisen Verstrecken von frisch
gesponnenen Kunstseidefäden unter Verwendung eines Kegelpaares, bei dem die Achsen
der Kegel nach dem größeren Durchmesser hin zueinander geneigt sind und um welches
der Faden von kleineren nach dem größeren Durchmesser der Kegel hin schraubenförmig
geführt wird. Es ist bei der Herstellung künstlicher Fäden bekannt, die Fäden zwischen
der Spinnstelle und der Aufwickelstelle einer Verstreckung zu unterziehen mit dem
Ziele, den Fäden eine erhöhte Reißfestigkeit zu geben. Die Verstreckung kann auf
verschiedene Weise durchgeführt werden.
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Man arbeitet nach einem bekannten Verfahren z. B. in der Weise, daß
man die von den Spinndüsen kommenden Fäden in Schraubenform um zwei Galetten lieruinführt,
deren Achsen in einem bestimmten Winkel zueinanderstehen und die zudem mit verschiedener
-Umfangsgeschwindigkeit umlaufen. Damit wird erreicht, daß die Fäden abwechselnd
stärker und schwächer gespannt werden. Praktisch wirkt sich das Strecken in diesem
Fall so aus, daß den Fäden nach einem in einem bestimmten Teilabschnitt vermittelten
stärkeren Strecken in dem darauf sich unmittelbar anschließenden Teilabschnitt die
Möglichkeit zu einem Schrumpfen gegeben wird. Die Fäden befinden sich aber dabei
beim Schrumpfen jeweils in einem Zustand, indem eine Gleichrichtung der Mizellen
nicht vor sich gehen kann.
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Bei einem anderen bekannten Verfahren bedient man sich zum Strecken
einer Mehrzahl von Leitwalzen, die durch die um den Umfang der Leitwalzen'gescblungenen
Fäden mitgenommen werden. Die Leitwalzen werden in diesem Fall abgebremst, und zwar
erfolgt die Abbremsung zum Zwecke der Erreichung einer abgestuften Streckung in
der Weise, dal3 die Leitwalzen in ihrer Reihenfolge mit abnehmender Kraft gebremst
werden.
Die praktische Auswirkung ist die, daß an sich ununterbrochen
gestreckt wird, daß das «.%Zaß der Streckung im fortlaufenden Zuge aber ständig
geringer wird.
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In einem anderen bekannten Fall verwendet man zur Durchführung des
Streckens im fortlaufenden Zuge eine Einrichtung, die ebenfalls aus einem Kegelrollenpaar
bestimmter Form besteht, bei dem die Achsen der Kegelrollen in einem bestimmten
Winkel zueinander stehen. Dabei soll zunächst ein selbsttätiges schraubengängiges
Wandern der Fäden erzielt werden. Darüber hinaus soll aber durch die Kegelform erreicht
werden, daß im fortlaufenden Zug eine Streckung des Fadens bewirkt wird.
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Ähnliche Umlaufkörper weist auch eine andere Einrichtung auf. Dort
sind aber die Drehachsen der Kegel derart angeordnet bzw. gelagert, daß sie nach
dem größeren Durchmesser der Kegelrollen hin zueinander geneigt sind. Die praktische
Auswirkung beim Betrieb solcher Einrichtungen ist aber auch hierbei die, daß ein
ununterbrochenes Strecken des Fadens herbeigeführt wird.
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Bei diesen bekannten Verstreckungsarten «-erden Verstreckungen bis
zu ioo°/° erreicht. Die aus solchen Arbeitsverfahren hervorgegangenen Fäden «-eisen
jedoch immer erliebliche Nachteile auf. Die Fäden fallen vor allen Dingen ungleichmäßig
aus, was in besonders nachteiliger Weise beim Färben derselben in Erscheinung tritt.
Die textilen Eigenschaften solcher Fäden werden dadurch naturgemäß erheblich gemindert.
Solche Fäden sind demnach nicht für alle Zwecke gleich gut verwendbar.
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Es ist nun erkannt worden, daß eine hohe Festigkeit und eine absolute
Gleichmäßigkeit der Fäden erreicht wird, wenn die frisch gesponnenen Fäden nicht
ununterbrochen der Verstreckung ausgesetzt werden, sondern wenn stufenweise derart
gestreckt wird, daß nach jeder Stufe der Verstreckung eine Ruhepause eingeschaltet
wird. In dieser Ruhepause wirkt sich die jeweils kleine Verstrekkung in Form einer
ungestörten Gleichrichtung der Mizellen voll aus (Relalation), was bei ununterbrochener
pausenloser Verstrekkung nicht in vollem Maße der Fall sein kann.
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Gemäß der Erfindung wird daher beim stufenweisen Verstrecken von frisch
gesponnenen Kunstseidefä den unter Verwendung eines Paares von Kegeln, .deren Achsen
nach dem größeren hegeldurchniesser hin zueinander geneigt sind und uni welche der
Faden vom kleineren nach dem größeren Durchmesser hin schraubenförmig geführt Wird,
in der `'eise vorgegangen, dal3 nach jeder Stufe der Verstreckung der jeweils erreichte
Streckgrad für kurze Zeit aufrechterhalten wird.
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In der Zeichnung, Abb. 1, ist diese Arbeitsweise an Hand eines Diagramms
veranschaulicht.
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Eine weitere Möglichkeit bei der Durchführung des Verfahrens nach
der Erfindung ist, den Faden von Stufe zu Stufe prozentual abnehmend zu verstrecken.
Vorteilhaft ist noch, daß erfi ndungsgemäll beim Spinnen von Viscosefädeti die Dauer
der V erstreckung 14. bis 20 Sekunden beträgt.
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Das erfindungsgemäße Verfahren soll in seiner Auswirkung an Hand eines
praktischen Beispieles noch näher erläutert werden.
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Streckt man die Fäden z. B. nach einem der bekannten Verfahren zwischen
zwei Galetten um 4o°j°, so erhält man Fäden mit einer Bruchfestigkeit von etwa 2,3
g.
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Streckt man die Fäden aber erfindungsgemäß stufenweise mit eingeschalteten
Ruhepausen zwischen jeder Streckungsstufe, also beispielsweise in 2o Stufen um je
201, so werden etwa 2,9 g Bruchfestigkeit erzielt.
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Diese stufenweise Verstreckung, bei welcher Ruhepausen eingeschaltet
werden, ist eine Zeitreaktion. Diese Zeitreaktion muß der Koagulierungszeit der
Fäden angepaßt sein. Es hat sich nämlich ergeben, daß eine zti kurze oder zu lange
Einwirkung der Verstrecl:ung der Verfestigung unbedingt#sch:ic1-lich ist. Das Verspinnen
einer Viscose von 1o bis i@ ° Hottenroth-Reife und 80/0 Cellulose in ; °/°iger -Natronlauge
mit einem Fällbad von i20/° Schwefelsäure und 24°/° Natriumsulfat (spez. Gewicht
1.23) verlangt eine \Terstreckzeit von 14. bis 2o Sekunden, nin Fäden mit besten
Reißzahlen zu erhalten. Bei einer Abzuggeschwindigkeit von 6o m je Minute entspricht
das einer Fadenlänge von 14. bis 20 m.
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Das Verfahren gemäß vorliegender Erfindung ist auf jede Art von Kunstfäden
anwendbar, also beim Verspinnen von Viscose, Kupferoty dammoniakcelluloselösung,
Kasein und hochpolymeren Stoffen. Die chemische Zusammensetzung der Spinnlösung
und der Fällbäder verlangt aber immer eine Anpassung hinsichtlich der Zeit der Verstrekkung
und der Stufenzahl der Streckung.
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Eine Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens flach der Erfindung ist
in der Abb. a beispielsweise veranschaulicht, und zwar bei einem zwangsläufig angetriebenen
Kegelpaar. Über den Umfang der beiden Kegel, die iiberüinander oder nebeneinander
gelagert sein können, wird der Faden bzw. das Fadenbündel in einem fortlaufenden
Zuge in einer Art von Schraubengang geführt, wobei das Auflaufen des Fadens bzw.
Fadenbündels an der Stelle des K,-gelpaares errolgt, an der die Kegel
den
kleinen Durchmesser aufweisen. Der Faden bzw. das Fadenbündel wandert also nach
dem großen Durchmesser der Kegel hin.
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Der Umfang der Kegel bei dem kleinen Durchmesser muß jedoch so gewählt
sein, daß der geführte Faden nicht gleitet, also keinen Schlupf hat.
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Die Umfänge der Kegel sind dabei so zu wählen und dem Fadenlauf anzupassen,
daß in der Fadenstrecke das Maß x, das dem Trommelhalbmesser bei der oberen Kegeltrommel
entspricht, gleich ist dem Trommelhalbmesser bei der bei der unteren Kegeltrommel.
Das wirkt sich in der Weise aus, claß auf diesem Teil der Fadenstrecke keine Verstreckung
stattfindet, was der einzuhaltenden Ruhepause entspricht.
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Demgegenüber ist dann im weiteren Verlauf der Fadenbewegung das Maß
y bei .der unteren Kegeltrommel, das wiederum deren Trommelhalbmesser entspricht,
größer. In diesem Abschnitt findet also ein Verstreckung statt. Diesem Maß gegenüber
ist wiederum das Maß z auf der oberen Kegeltrommel gleich; die Folge davon ist,
daß hier wiederum die Ruhepause in der Verstreckung stattfindet.
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Infolge des Haftens des Fadens bzw. Fadenbündels an der Oberfläche
der Kegel ist gewährleistet, daß der Faden da, wo er über Tleiclie Durchmesser läuft,
keine zusätzliche Verstreckung erfährt, wohl aber dort, wo er über ungleiche Durchmesser
im gleichen Zuge geführt wird.
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Bei jeder Windung des Fadenschraubenweges ist also auf der einen Kegelmantellänhsseite
eine Verstreckung zu verzeichnen, während auf der gegenüberliegenden Kegelniantelliingsseite
keine Verstreckung, sonclern nur e:ii Festhalten der vorher erfolgten Verstreckung
stattfindet.
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Die innerhalb .dieser Zonen notwendige Verlegung des Fadens oder Fadenbündels
kann man zweckmäßig durch Fadenführer bewerkstelligen. Die Fadenverlegung kann aber
auch selbsttätig dadurch bewirkt werden, daß die Kegel so gelagert sind, daß sie
sich nach der Seite hin, die den starken Durchmesser aufweisen, neigen. In diesem
Fall werden sich die Fäden dem Sinus des Neigungswinkels entsprechend, nebeneinander
aufwickeln.
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Man kann auch Kegel verschiedener Konizität verwenden oder die Kegel
axial zueinander versetzen. Man kann auch ungleiche Kegelformen' anwenden; schließlich
ist es auch möglich, an Stelle von Konen mit glatter, ebener Mantelfläche solche
mit Stufen Zu verwenden.