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Verfahren zur Herstellung von künstlichen Fäden und Fasern
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von künstlichen Fäden und Fasern aus synthetischen linearen Polykondensationsprodukten nach dem Schmelzspinnverfahren, in dem die frisch gesponnenen Fäden vor dem Aufwickeln benetzt und die auf diese Weise konditionierten Fäden nach dem Abziehen vom Wickel verstreckt bzw. verzogen werden.
Bei der Durchführung dieses an sich bekannten Verfahrens kommt es manchmal vor, dass das Garn nicht ohne weiteres von den zwischen dem Spinnen und dem Verstrecken bzw. Verziehen gebildeten Fadenwickeln abgewickelt werden kann.
Dieser Nachteil tritt insbesondere dann auf, wenn die Fäden mit einer Geschwindigkeit von oder über 1100 m/min gesponnen und aufgewickelt wurden.
Dieselbe Schwierigkeit tritt manchmal in den Sommermonaten auf. wenn die Klimabedingungen in der Streckzwirnerei manchmal nicht so einwandfrei konstant gehalten werden können.
Es hat sich jetzt gezeigt, dass dieser Nachteil nicht auftritt, wenn die auf der Spinnmaschine gebildeten Garnwickel vorzugsweise unmittelbar nach ihrer Bildung dem Einfluss der in dem Arbeitsraum herrschenden Atmosphäre entzogen werden.
Die Erfindung besteht darin, dass in einem Verfahren der vorgenannten Art die frisch gewundenen Garnwickel in weitgehend luft- und feuchtigkeitsundurchlässige Umhüllungen, z. B. Dosen, eingebracht und bis zur Weiterverarbeitung auf der Streckzwirnmaschine verwahrt werden, in welcher der Faden, gegebenenfalls nach Umsetzung der Garnwickel in andere ebenfalls weitgehend luft- und feuchtigkeitsundurchlässige Umhüllungen, aus den Umhüllungen abgezogen wird.
Dadurch wird erzielt, dass weder nicht klimatisierte noch klimatisierte Luft in beträchtlichem Masse Zugang zu den. Spinnspulen hat und dass auch keine klimatisierte Luft durch die Umhüllungen geführt wird.
Sowohl beim Verstrecken bzw. Verziehen von Fäden, die mit einer Geschwindigkeit von oder über HOOm/min gesponnen, benetzt und gewickelt wurden, als auch in jenem Fall, in dem es schwierig ist, in der Streckzwirnerei konstante Luftbedingungen aufrechtzuerhalten, kann man mit Hilfe der vorstehend genannten Anordnungen einen sich auf der Streckzwirnmaschine gleichmässig von den Vorratsspulen abwickelnden Faden erhalten.
Auch in anderer Hinsicht hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die auf der Spinnmaschine erhaltenen Garnwickel in einer Umhüllung gelagert sind und auf der Streckzwirnmaschine abgewickelt werden, während sie sich in Umhüllungen befinden.
Es hat sich nämlich gezeigt, dass zum Streckzwirnen selbst eine einheitliche Klimatisierung in der Streckzwirnerei weniger notwendig ist als zum Abwickeln des Fadens von der Vorratsspule. Das bedeutet, dass ein sich nicht einwandfrei abwickelnder Faden die Qualität des Zwirnes in höherem Masse ungünstig beeinflusst als die beim Streckzwirnen herrschende relative Luftfeuchtigkeit und Temperatur.
Dank dieser Beobachtung kann die Erfindung so durchgeführt werden, dass die richtige Klimatisierung in der Streckzwirnerei weniger wichtig ist, was zu beträchtlichen Konstensenkungen führt.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann auf verschiedene Weise durchgeführt werden.
Zunächst können die Spinnspulen nach dem Aufwickelvorgang eingewickelt und dann zu Beginn des Verstreckens oder Verziehens aus der vorgenannten Umhüllung, die beispielsweise aus einem Polyäthylen-
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sack bestehen kann, in einen auf der Streckzwirnmaschine angeordneten Behälter eingebracht werden, der dann beschlossen wird, wobei jedoch eine Öffnung gelassen wird, durch welche der zu verstreckende bzw. zu verziehende Faden austreten kann.
Der Behälter kann zur Aufnahme von mehreren Vorratsspulen oder nur einer einzigen Vorratsspule aus- gebildet sein.
Vorzugsweise wird jedoch jede Spinnspule sogleich nach ihrem vollständigen Wickeln in einen eige- nen Behälter eingebracht, der zur Unterbringung der Spinnspule zwischen dem Spinnen und Verstrecken und während desVerstreckens bzw. Verziehen dient. Wenn sich die Spule in dem Behälter befindet, be- steht zwischen dem Feuchtigkeitsgehalt des Fadens und der Luft in dem Behälter ein Gleichgewicht. Es hat sich gezeigt, dass dieses Gleichgewicht für das einwandfreie Abwickeln des Fadens von der Spinnspule von besonderer Bedeutung ist.
Zum zu verhindern, dass dieses Gleichgewicht während der Lagerung und des Transportes der Garnwik- kel gestört wird, ist es empfehlenswert, die Fadenaustrittsöffnung der Behälter während der Lagerung und des Transportes geschlossen zu halten.
Bei richtiger Bemessung der Fadenaustrittsöffnung des Behälters werden selbst während des Abwickelns des Fadens von der Spinnspule in dem Behälter einwandfreie atmosphärische Bedingungen aufrechterhalten.
Dabei soll der Faden beim Abwickeln von der Spule auf der Streckzwirnmaschine aus dem Behälter vorzugsweise durch eine Öffnung in Form einer Fadenführungsöse austreten.
Selbst bei starken Schwankungen der Luftfeuchtigkeit in der Streckzwirnerei bleiben die Schwankun- gen der Luftfeuchtigkeit im Inneren des Behälters innerhalb von zulässigen Grenzen.
Es sei darauf hingewiesen, dass das Benetzen der frisch gesponnenen Fäden und die übliche Klimati- sierung in der Spinnerei dazu führen, dass der Feuchtigkeitsgehalt der Fäden niedriger ist als der schliess- lich erwünschte Feuchtigkeitsgehalt. Dieser höhere Feuchtigkeitsgehalt kann durch Erhöhung der relativen
Luftfeuchtigkeit in der Streckzwirnerei erzielt werden.
Das mangelnde Gleichgewicht zwischen dem Feuchtigkeitsgehalt der Fäden nach dem Aufwickeln und dem der Luft in der Streckzwirnerei führt zu einer Adsorption von Feuchtigkeit und daher zu einer Längung der frisch gesponnenenFäden. Diese Erscheinung bewirkt, dass die Garnwickel verformt werden, was das Abwickeln der Garnwickel ungünstig beeinflussen kann. Diese Verformung zeigt sich besonders, wenn die Fäden mit sehr hoher Geschwindigkeit gesponnen und aufgewickelt worden sind, so dass eine gewisse Vororientierung in den Fäden eingetreten ist, die anscheinend dem Garn eine relativ hohe Fähigkeit zur Adsorption von Feuchtigkeit verleiht, so dass der Faden eine relativ starke Tendenz zur Adsorption von Feuchtigkeit zeigt.
Die Feuchtigkeitsadsorption wird auch durch einen starken Unterschied zwischen dem Feuchtigkeitsgehalt der Fäden und dem der Luft begünstigt.
Die erfindungsgemässe Umhüllung verhindert wenigstens in beträchtlichem Masse den Zutritt von Feuchtigkeit zu dem Garnwickel vor seinem beim Streckzwirnen erfolgenden Abwickeln. In dieser Hinsicht unterscheidet sich das erfindungsgemässeverfahren von den bekannten Strickverfahren, in denen die zu verarbeitenden Garnrollen in Behältern untergebracht werden, in denen eine relativ hohe Luftfeuchtigkeit aufrechterhalten wird. Bei einer solchen Anordnung wäre das Abwickeln eines Wickels aus Fäden, die aus linearen Polykondensationsprodukten erhalten wurden, vollkommen unmöglich.
Es ist ferner bekannt, dass bei der Herstellung von verstreckten Celluloseacetatfäden die frisch ge- sponnenenFäden nach ihrem Aufwickeln auf eine Spule in einem Behälter gelagert werden und die Fäden vor dem Verstrecken von den Wickeln abgezogen werden, während sich diese noch in dem Behälter befinden. Dies hat den Zweck, eine uneinheitliche Verdampfung des in den Fäden noch vorhandenen Lösungsmittels vor dem Verstrecken zu verhindern.
Dieses bekannte Verfahren sagt aber nichts über die Anordnungen aus, die bei der Herstellung und beim Verstrecken von Fäden zu treffen sind, welche in Abwesenheit von flüchtigen Lösungsmitteln gesponnen wurden.
Zum bessseren Verständnis der Erfindung wird diese nachstehend an Hand der Zeichnung beschrieben, die ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens zeigt.
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tionierungskasten der Vorrichtung.
In Fig. 1 ist mit 1 eine Streckzwirnmaschine üblicher Konstruktion bezeichnet. Diese Maschine besitzt einen Tragbalken 2, an dem die Zwirnvorrichtung 3 in üblicher Weise befestigt ist. Jede Zwirnvorrichtungbesteht aus einem Ring 4, der mit einem geeigneten, nicht gezeigten Antrieb hin- und herbewegt werden kann, einem Läufer 5, der auf dem Ring verschiebbar montiert ist, einer Spindel, auf der ein
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Rohr 6 drehfest angeordnet ist, und der üblichen oberen Öse 7. Die Spindel kann mit Hilfe eines nicht ge- zeigten Treibriemens in Umdrehung versetzt werden.
Unmittelbar über der Zwirnvorrichtung 3 ist ein Streckwerk vorgesehen.
Dieses besteht zunächst aus der von einem nicht gezeigten Motor angetriebenen Einzugswalze 8. Um ein Rutschen des von einer Vorratsspule 11 zugeführten Fadens 9 auf der Walze 8 zu verhindern, ruht auf dieser eine Andrückwalze 12, deren Oberfläche mit einem elastischen Material, beispielsweise Kork über- zogen ist und die von einem Schwenkarm getragen wird. Die Andrückwalze 12 wird nicht selbst angetrie- ben, sondern von der Einzugswalze 8 gedreht. Dies wird dadurch begünstigt, dass mit Hilfe des Faden- führers 14 der Faden 9 die Andrückwalze in einem Winkel von mehr als 180 umschlingt. Um ein Ein- schneiden in die Walzen zu verhindern, wird dieser Fadenführer 14 langsam in der Längsrichtung der An- drückwalze 12 bewegt.
Unterhalb der Einzugswalze 8 sind zwei einander benachbarte Steckstifte 15 vorgesehen, um die der
Faden 9 so herumgeführt wird, dass er jede von ihnen in einem Winkel von etwa 900 umschlingt.
Zwischen den Stiften 15 und der Zwirnvorrichtung 3 ist eine Streckwalze 16 vorgesehen, die mittels eines nicht gezeigten Motors mit einer Umfangsgeschwindigkeit angetrieben wird, die ein Vielfaches der
Einzugswalze 8 beträgt. In der Nähe dieser Streckwalze 16 befindet sich eine frei drehbare Führungsrolle
17, die so angeordnet ist, dass ihre Mittellinie die Achse der Streckwalze 16 in einem kleinen Winkel kreuzt, so dass die die Streckwalze 16 umschlingenden Fäden im Abstand voneinander gehalten werden können.
Zum Betrieb der beschriebenen Streckzwirnmaschine wird die Vorratsspule 11, von welcher der zu verstreckende Faden 9 abgewickelt wird, in einer Dose 18 untergebracht.
Diese Dose 18 ist mit einem kegeligen Deckel 19 verschlossen, an dessen oberem Ende eine Öffnung inForm einer Fadenführungsöse 20 vorgesehen ist. Der Konditionierungskasten 18 und der kegelige Deckel sind so bemessen, dass der Faden von der Vorratsspule 11 ohne weiteres nach oben abgezogen werden kann.
Das Abwickeln des Fadens wird ferner dadurch erleichtert, dass auf der Vorratsspule 11 eine Führung- scheibe 21 vorgesehen ist, die mittels einer Klemme 22 an einem zylindrischen Kern 24 befestigt ist, der am Boden 23 der Dose 18 angebracht ist und auch zum Zentrieren der Vorratsspule 11 in der Dose 18 dient.
Die vorstehend beschriebene Vorrichtung wurde zum Verstrecken eines künstlichen endlosen Einzel- fadens verwendet, der mit Hilfe einer Spritzmaschine durch Spinnen von Polyaminocapronsäure mit einer spezifischen Viskosität von 1, 12 bei 260 - 2700C in einem Spinnkasten erhalten wurde, indem über eine Strecke von 150 cm Kühlluft in einer Menge von 8001/min auf den frisch gesponnenen Faden geblasen wurde.
Nach dem Verlassen des Spinnkastens wurde der Faden mit einer wässerigen Emulsion eines Ausrüstungsmittels imprägniert, indem der Faden mit einer langsam rotierenden Rolle in Berührung gehalten wurde, dessen Unterseite in die Ausrüstungsemulsion eintauchte. Der ausgerüstete Faden wurde mit einer Geschwindigkeit von etwa 1300 m/min aufgewickelt.
Im Aufwickelraum herrschte eine relative Luftfeuchtigkeit von 40 % und eine Temperatur von 200C.
Die auf diese Weise gewickelten Spinnspulen wurden sofort in die vorstehend beschriebene Dose 18 eingebracht, deren Fadenführungsöse 20 geschlossen wurde.
Nach einigen Stunden wurde dieDose18 in eine Streckzwirnmaschine 1 der vorstehend beschriebenen Ausführung eingesetzt. Die Fadenführungsöse 20 wurde jetzt geöffnet und das Ende des Fadens 9 in der in Fig. 1 gezeigten Weise um die Andrückwalze 12, die Einzugswalze 8 und dieStreckstifte 15 herumgeführt, worauf das Fadenende an dem Rohr 6 der Zwirnspindel 3 befestigt wurde.
Nach Inbetriebsetzung der Zwirnspindel 3 wurde der Faden 9 einige Male um die Streckwalze 16 und die Führungsrolle 17 herumgewickelt und das Verstrecken eingeleitet.
DerFaden wurde mit einer Geschwindigkeit von 380 m/min auf das 3, 12-fache seiner ursprünglichen Länge verstreckt.
In der Streckzwirnerei herrschte eine relative Luftfeuchtigkeit von 65 % und eine Temperatur von 20 C.
Das verstreckte Garn hatte einen Titer von 15, 3 Denier. Die durchschnittliche Fehlerzahl pro 500 g-Wickel Zwirn betrug 0, 18. Wenn dagegen der Wickel des nicht verstreckten Garnes ohne Verwendung der Dose 18 unter sonst gleichen Bedingungen verarbeitet wurde, betrug die durchschnittliche Fehlerzahl pro 500 g-Wickel des verstreckten Garnes 0, 42.