Verfahren zur Herstellung eines Gummifadens und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Gummifadens, welcher in der Textilmanufaktur, zum Beispiel bei der Herstellung von gewobenen oder gewirkten Fabrikaten, Geflechten, Bändern usw, Ver- wendung finden kann, sowie eine Vorrich tung zur Durchführung des Verfahrens.
Bisher wurde die Herstellung von Gummi fäden in der Weise durchgeführt, dass letz tere aus einer Düse gepresst wurden, deren Speisung durch eine geeignete Lösung er folgte oder indem man ein Gummiblatt in schmale Streifen schnitt. Bei den bekannten Methoden des Auspressens aus Düsen erhält das Gebilde eine Wellung, die äusserst klein ist, jedoch trotzdem bewirkt, dass, wenn der Faden in einem Textilfabrikat verwendet wird, die Textilfasern durch die gekreuzten Gummifäden durchschnitten werden können.
Die gleichen Nachteile bietet auch die un regelmässige Oberfläche von geschnittenen Fäden. Ein weiterer Nachteil, welcher mit den bekannten Methoden des Auspressens aus Düsen verbunden ist, besteht darin, dass die Oberfläche des Gummifadens schwammartig ist, was ebenfalls bald zu einer Zerstörung der mitverwendeten Textilfäden führt.
Nach allen bis jetzt bekannten Methoden zur Herstellung von Gummifäden wurde stet ein Produkt erhalten, .das, eine oberflächlich rauhe Beschaffenheit aufweist, was jedoch unerwünscht ist, da eben diese rauhe Ober fläche zu Garnbrüchen Anlass gibt.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist nun ein Verfahren zur Herstellung eines Gummifadens, .dadurch gekennzeichnet, dass man eine wässerige Kautschukdispersion mit einem Koaguliermittel in der Weise zusam menbringt, dass tsich ein fadenförmiges Vor koagulat bildet, das, so lange die Koagulation noch nicht vollständig ist, über seine ganze Länge einer Streckung unterworfen wird, wo bei man die Streckungsdauer derart bemisst,
dass nach deren Beendigung die Fadenober fläche noch nicht vollständig koaguliert ist, wonach man die Koagulierung zu Ende führt, wobei gleichzeitig eine Härtung der Fadenoberfläche stattfindet.
Man ist auf diese Weise in der Lage, Fäden herzustellen, welche keine unregel mässige Oberfläche, sondern wie Versuche zeigten, eine glatte, einheitliche Oberfläche aufweisen und bei .denen es nicht notwendig ist, sie vor ihrer Einbringung in das textile Gewebe mit geeigneten Schutzüberzügen oder faserigen Überzügen zu versehen, wie das bis jetzt notwendig war.
Ferner fällt der Faden durch die Streckung während der Koagulation naturgemäss bedeutend feiner aus, als es bisher möglich war und das Her stellungsverfahren wird beschleunigt, bezw. in einem kürzeren Zeitraum durchführbar.
Es sei erwähnt, dass bei der Herstellung feiner Kautschukfäden die Streckung bis jetzt nach vollständig erfolgter Koagulation vorgenommen wurde. Gemäss der vorliegen den Erfindung wird nun die Reduktion. des Fadendurchmessers durch Streckung durch geführt, bevor die Koagulation beendigt ist, das heisst während der Faden koaguliert. Da durch ist es möglich, eine bedeutend grössere Durchmesserverringerung zu erzielen. Gleich zeitig mit,der Verminderung des Durchmes sers hat die Streckung auch eine Verlänge rung des Fadens zur Folge.
Das Verfahren kann so durchgeführt werden, dass entweder eine 'bewegte wässerige Kautschukdispersion in Fadenform mit einem Koaguliermittel oder ein bewegtes Koagu- liermittel in Fadenform mit einer wässerigen Kautschukdispersion zusammengebrachtwird, worauf man den Faden im Zustande teil weiser Koagulation der Streckoperation un terwirft, um demselben die gewünschte Ver ringerung des Durchmessers zu verleihen.
Als wässerige Kautschukdispersionen können vulkanisierte oder unvulkanisierte Kautschukemulsionen in Wasser, welche auch die üblichen Beimischungsstoffe wie Füllstoffe, Vulkanisiermittel, Antiogyda- tionsmittel usw. enthalten können, verwen det werden.
Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung von Ausführungsbeispielen der Vorrichtung beschrieben, in welcher Fig. 1 eine schematische Ansicht einer solchen Vorrichtung zur Herstellung des er findungsgemässen Produktes, Fig. 2 ein modifiziertes Detail, Fig. 3. die schematische Ansicht einer andern Ausführungsform der Vorrichtung, Fig. 4 eine vergrösserte Ansicht der in Fig. 3 gezeigten Druckwalze, Fig. 5 ein modifiziertes Detail,der Druck walze aus Fig. 4,
Fig. 6 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung, Fig. 7 die vergrösserte Darstellung eines Fadens während des Herstellungsprozesses und Fig. 8 eine gleiche Darstellung des Fa- ,den,s, bei welchem jedoch der Kautschuk mit feinverteiltem oder vermahlenem Material ge mischt ist, darstellt.
Bei der Durchführung des erfindungs gemässen Verfahrens zur Herstellung eines Gummifadens unter Verwendung der Vor richtung gemäss Fig. 1 wird ein geeignetes Gemisch, das entweder aus einer natürlichen oder künstlichem Dispersion von Latex. Re vertex oder ähnlichen Gummimischungen be steht, in .den Behälter a gebracht.
Der Flüssigkeitsspiegel b der Latex mischung wird vermittels der üblichen Vor richtung, bestehend aus einem obern Behäl ter e, in welchen durch die Zuleitung d Latexmischung nachfliessen kann und der mit a durch ein Syphon e verbunden ist, kon stant gehalten.
Die flüssige Kautschuklösung wird nun vermittels einer Pumpe f in ein Rohr<I>g</I> gepresst, welches zu einer Düse h führt, welche im Behälter k in eine Koagu- lierlösung k1 üblicher Zusammensetzung ein taucht.
Der aus der Düse lz kommende Fa den l wird durch die Koagulierflüssigkeit geführt, gelangt dann in teilweise koagulier- tem Zustand auf die Walze m, von wo aus er über die Walzen n. und o geleitet wird.
Die Walzen ra und o sind auf geeigneten Trki-- Bern 7c', o' gelagert, die durch einen Rah- rnen p zusammengehalten und durch das Kettenrad q mit verschiedenen Geschwindig- 1:@iten angetrieben werden.
Dieses Kettenrad befindet sich auf der Achse n1 und ein ent sprechendes Kettenrad r von kleinerem Durchmesser ist auf der Achse o' befestigt. Diese beiden Kettenräder werden durch eine Kette oder sonst ein geeignetes Mittel s an getrieben und die Walze n wird durch irgend eine geeignete Kraftquelle, die nicht gezeich- iiet ist, bewegt.
Auf diese Weise wird infolge des Über setzungsverhältnisses, welches abhängig ist von den verschiedenen Durchmessern der Kettenräder q und r die Walze o mit höherer ITmfa.ngsgeschwindigkeit angetrieben als die Walze n., wobei der Faden<I>l</I> zwischen den beiden -Walzen kontinuierlich in seiner Längsrichtung gestreckt wird, wodurch unter anderem sein Durchmesser auf den ge- wünsehten Grad gebracht wird,
so dass man einen Faden mit sehr feinem Titer erhalten kann. Zwischen den Walzen n und o wird der Faden durch eine geheizte Masse von pulverisiertem Kalk oder einem andern ge eigneten pulverigen Material, welches die Adhäsion verringert, durchgeführt, um so wohl die Trocknung des Fadens zu beschleu nigen. als auch ein Zusammenkleben dessel ben zu verhindern.
Überdies kann mit Hilfe einer Gas oder Wärmebehandlung die Koagulation zwischen beiden Walzen weiter gefördert werden, so dass der Faden nach Verlassen der Walze o vollständig koaguliert ist, eventuell sogar vulkanisiert sein kann und direkt auf eine Spule oder Rolle aufgewickelt werden kann, wie dies in t. gezeigt ist.
Aus dem soeben Gesagten lässt sich ent nehmen, dass die Spinnlösung, wenn sie aus der Düse h austritt, unter einem gewissen Druck steht, wodurch die Auspressung er folgt. Der Faden wird nach Passieren des Koagulierbades im Behälter k auf die Wal zen n und o geführt, so dass er einer Strek- kung in seiner Längsrichtung unterworfen wird, und zwar noch im Zustande des Koagu- lierens. Es ist noch zu erwähnen, dass an Stelle der Walzen n und o eine bewegliche Filzunterlage oder ein endloses Band Ver wendung finden kann.
Der erhaltene Faden wurde also in der beschriebenen Weise nach und nach gestreckt und da diese Streckung durchgeführt wurde, solange die Koagulation noch nicht vollstän dig war, kann ein viel feinerer Titer als bis her erzielt werden, ohne jedoch die Elastizi tät des, Endproduktes zu schädigen.
Durch Auswahl und Anpassung der verschiedenen Geschwindigkeiten beider Walzen kann jeder gewünschte Grad der Durchmesserverringe rung erzielt werden und es wurde gefunden, dass durch die allmähliche Streckung die Un regelmässigkeiten, welche den bisher erhal tenen Fäden anhafteten, ausgeglichen oder entfernt werden, so dass man eine Oberfläche erhält, die regelmässiger und gleichförmiger ist als bisher.
Selbstverständlich kann die Dicke des fertigen Fadens und dessen Dehn barkeit entsprechend variiert werden, das heisst indem man eine geeignete Düse oder Öffnung auswählt, :durch welche die Lösung gepresst wird, und die Eigenschaften des Koagulierbades, die Weglänge des Fadens im Koaguliermittel und die Geschwindigkeits differenz auf den beweglichen Oberflächen, über welche der Faden geführt wird., mitein- ander in Übereinstimmung bringt.
Ein wei terer Faktor, welcher in Berücksichtigung gezogen werden muss, ist die Eigenschaft und das Verhalten der zum Spinnen verwendeten Lösung. Es sei noch festgestellt, dass :
die suk- zessive Streckung, welcher der in Bildung begriffene Faden unterworfen wird, eine pro gressive Verminderung seiner Dicke zwischen dem Punkt, wo er das Koagulierbad verlässt, und dem Endprodukt bewirkt, und es ist ver ständlich, @dass Unregelmässigkeiten in der Oberfläche, die beim Auspressen und Koagu lieren entstehen, durch die Dehnung von transversalen Unregelmässigkeiten in longitu- dinale Hohlkehlen umgewandelt werden,
so dass der resultierende Faden eine regelmässige gleichförmige Oberfläche besitzt, beider die Unregelmässigkeiten aasgeglättet sind. Über dies wurde gefunden, dass während des Fort schreitens der Koagulation und der auf den Faden ausgeübten zunehmenden Streckung das Äussere des Fadens sich verändert, so dass es verhältnismässig zäher wird als die innern Teile.
Der resultierende Faden wird also mit einer harten und zähen Haut ver sehen und ist auch geschmeidig und gleich förmig in der Dicke, wobei es nicht mehr notwendig ist, denselben wie bisher mit einem Schutzüberzug zu versehen, bevor er in ein Textilfabrikat eingewoben oder sonstwie ein gebracht wird. Der Faden erhält also auto matisch eine ziemliche Widerstandsfähigkeit, wodurch die Notwendigkeit eines zusätzlichen Schutzüberzuges dahinfällt.
Man kann auch feststellen, dass .der in dieser Weise fertiggestellte Faden, wenn er von der Oberfläche, über die er gewandert ist, entfernt wird, keine Neigung hat, sich zusammen zu ziehen und seinen Zustand beibehält. Der auf diese Weise gebildete Fa den kann nun weggeleitet werden oder an Ort und Stelle einer Behandlung unterworfen werden, die seine Trocknung und Vulkani- sierung bewirkt.
Interessant ist noch, darauf hinzuweisen, dass durch den oben beschriebenen P.rozess die ganze Struktur des Fadens dichter wird. Daraus resultiert, dass die äussere Zone des Fadens gehärtet und verfestigt wird.
Wei terhin ist zu bemerken, dass .durch Koagu- lierung der äussern Fadenoberfläche bevor eine merkliche Streckung stattfindet, die ur sprüngliche Form des Fadens, welche durch die Düse bedingt ist (rund, flach usw.) prak- tisch beibehalten werden kann.
Die verschie denen Hilfsmittel, die bei der Herstellung solcher Gummifäden Verwendung finden, können je nach .den Umständen variieren. So können zum Beispiel die zur Streckung des vorkoagulierten Fadens dienenden bewegten Oberflächen entweder rotierende Walzen oder endlose Bänder oder Filze oder andere Ober flächen sein, welche mit verschiedenen Ge schwindigkeiten angetrieben werden und es versteht sich von selbst, dass eine beliebige Anzahl der Fäden .gleichzeitig hergestellt -erden kann.
In der Fig. 2 ist ein Beispiel gezeigt, in welcher Weise eine zusätzliche progressive Streckung auf den Faden 1 ausgeübt werden kann. Zu -den in Fig. 1 gezeigten beiden Walzen n und o tritt noch eine weitere Walze o',
wobei sämtliche Walzen in der in Fig. 1 gezeigten Weise miteinander verbunden sind-. Ein zusätzliches Kettenrad r' ist auf der Achse der Walze o' montiert. Die Achse der Walze o trägt ein Kettenrad s', .das r1 ent- spricht und beide Kettenräder sind durch eine Kette oder eine ähnliche Vorrichtung s2 miteinander verbunden,
wodurch eine wei tere Übersetzung erzielt wird und die Walze o= noch schneller läuft als die vorangehende.
Eine weitere Anordnung für die Her stellung solcher Fäden ist in Fig. 3 gezeigt. Sie weist eine Walze it auf, welche an ihrer Oberfläche mit Längsrillen u' versehen ist (Fig. 4), die nebeneinander angeordnet sind und in welche flüssiger Kautschuk geführt wird, so dass eine Anzahl Fäden, die parallel laufen, erzeugt werden können.
Zu diesem Zwecke ist der Behälter v mit einer flüssigen Gummilösung v' gefüllt, in welche eine Walze av eintaucht, so dass ein Film dieser Lösung mittels der Übertragungswalze x auf die Oberfläche der Druckwalze u gebracht wird.
Die Walze u ist mit einem Abstreifer y oder sonst einer geeigneten Vorrichtung, durch welche die Flüssigkeit in die Kerben 24' geführt wird, versehen und wenn ge wünscht, kann der Abstreifer die Oberfläche jedes Flüssigkeitsstromes glätten und man kann auch die Abstreifvorrichtung mit Ker ben versehen, wie dies z in Fig. 5 zeigt, so dass Abstreifer und Walze zusammen den Querschnitt des Fadens ergeben.
Die .so er haltenen Fäden werden nun der gleichen zunehmenden Streckung unterworfen wie oben beschrieben, indem man sie von der Druckwalze u über die Walze z gehen lässt, wobei zc und z mit verschiedenen Geschwin- .digkeiten, wie in Fig. 1 gezeigt, durch Ket tenränder angetrieben werden.
Auch in der in Fig. 3 gezeigten Vorrich tung kann natürlich analog wie in Fig. 1 ein Kalkbad oder irgend eine andere Bestäu- bungsvorrichtung zur Anwendung gelangen.
Prei der Anordnung nach Fig. 6 enthält ein Behälter 10 eine Säure oder sonst geeig nete Koagulierflüssigkeit 11, in welche die Walze 12 eintaucht, .die mit einer sie berüh renden dünnen Scheibe oder mit Rillen ver- sehenen Walze 13 umläuft in der Weise, dass diese, nachdem sie einen Säurefaden von der Walze 12 abgenommen hat, denselben an die ebenfalls mitumlaufende Walze 14 abgibt, die in eine flüssige Gummilösung der oben beschriebenen Art, welche sich im Behälter 1(> befindet, eintaucht.
Infolge der Oberflächenadhäsion des Ko- aguliermittels zur Scheibe oder Übertra gungswalze wird die Koagulierflüssigkeit ohne weiteres in Form eines Flüssigkeits fadens zur mitumlaufenden Walze 14 ge bracht. Zur Unterstützung dieses Vorganges kann man dem Koaguliermittel auch Stoffe zusetzen, die dessen Viskosität erhöhen.
Dadurch bildet sich auf der Walze 14 ein Faden aus vorkoaguliertem Kautschuk, der von der Walze 14 der Streckvorrichtung, die analog Fig. 1 aus den Walzen n, und o besteht, zugeführt wird.
Obschon es zur Bildung .des Fadens genügt, wenn der Faden des Koaguliermittels mit der zusammenhän- enden Schicht .der Kautschukdispersion auf der Walze 14 zusammengebracht wird, kann auch die Walze 14 mit Rillen versehen sein, welche die Kautschukdispersion führen, die dann derart angeordnet sind, dass sie mit dem Koaguliermittelfaden zusammenfallen.
Nach Verlassen der Walze o wird der Faden, nachdem man ihn geeigneten Schluss- behandlungen unterworfen hat, auf eine Spule t aufgewickelt, wobei die Lage der Windungen durch einen oszillierenden Faden führer 17, der bei 1,8 befestigt ist, gesichert wird.
Fig. 7 zeigt einen gemäss der Erfindung hergestellten Faden in sehr vergrössertem Massstab. Der spitz zulaufende Teil 19 illu- striert die Streckung, welche angewendet wurde, um den Durchmesser von seiner ur sprünglichen Dimension 2,0 zu dem End- durchmesser 21 zu bringen.
Beim Arbeiten mit der Vorrichtung, die in Fig. 3 gezeigt .ist, ist es vorteilhaft, die Koagulation sofort zu beginnen, nachdem der Faden :das Abstreifblech y passiert hat. Hierzu kann irgend ein geeignetes Mittel, zum Beispiel erhitzte Luft oder Gase Ver wendung finden.
Bei normaler Arbeitsweise wird es erwünscht sein, dass nach Formung des Fadens in den Kehlen u' der Walze ic vorhandenes überschüssiges Koaguliermittel, das zurückbleibt, zu entfernen und die Ober- fläcIie=der Walze zu reinigen, damit nicht un erwünschte Bestandteile oder Flüssigkeiten in das Koagulat gelangen.
Gleichzeitig mit der Durchführung des Verfahrens können .die Fäden auch passend gefärbt oder in anderer Weise behandelt wer den, was entweder durch Vermischen der färbenden oder anderer Bestandteile mit .der Ausgangslösung oder Zusatz der färbenden Komponenten zum Koagulierbad oder zum Pulverbehälter, durch welchen der teilweise koagulierte Faden geführt wird, oder aber durch Kombination dieser Massnahmen ge schehen kann.
Eine Abänderung dieses Verfahrens be steht darin, dass die Ausgangslösung mit vermahlenen oder feinverteilten Fasern oder Pulvern, die weiss oder gefärbt sein können, vermischt werden, was auf herzustellenden Faden einen färbenden EinfluB hat.
Fig. 8 zeigt eine vergrösserte Ansicht eines derartigen Fadens, wobei die punktier ten Stellen das zerkleinerte oder fein ver- teilte Material darstellen. Das den Faden bildende Material hat in diesem Falle den Charakter eines Gemisches, indem es zum Teil aus Gummi und zum Teil aus Faser produkten besteht, welche die zweifache Wirkung ausüben, .dass das Endprodukt ein mal nicht mehr so dehnbar ist und ferner mehr Affinität zu textilen Farbstoffen er hält.