CH295975A - Vorrichtung zur Kräuselung von Fasern. - Google Patents

Description

  Vorrichtung zur Kräuselung von Fasern.    Die vorliegende Erfindung betrifft eine  Vorrichtung zur dauerhaften Kräuselung von  Fasern und eignet sich z. B. für von Natur  aus elastische, proteinhaltige Fasern, wie  W'olle und Seide, für pflanzliche Fasern, wie  Baumwolle, Hanf, Jute, Ramie und Flachs,  für synthetische thermoplastische Fasern aus  nicht vernetzten Kunststoffen wie Viskose  fasern, Acetatkunstseidefäden, Nylon, die  Kondensationsprodukte der Terephthalsäure  mit Glykol (Terylene) und Polyvinylchlorid  produkte, sowohl in Stapel- als auch Faden  form.  



  Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann  sowohl zur Erteilung einer Kräuselung an in  der Regel ungekräuselte natürliche oder syn  thetische Fasern als auch zur Erteilung einer  zusätzlichen Kräuselung an wenig gekräuselte  Wollhaare sowie zur Verbesserung der Eigen  schaften hochgradig gekräuselter Naturwolle  dienen. Die so gewonnenen Produkte wiesen  eine gleiehmässige Beschaffenheit auf.  



  Die     erfindungsgemässe    Vorrichtung ist ge  kennzeichnet durch eine Kammer, deren eines  Ende durch ein Paar angetriebener Zufüh  rungszylinder für die Fasern abgeschlossen  ist und an deren anderem Ende Verschluss  mittel vorgesehen sind, die die Fasermasse in  der Kammer durch Stauung unter Druck  halten, welche Kammer Mittel zum Erhitzen  der Fasermasse in derselben aufweist.  



  Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungs  gegenstandes ist in der Zeichnung dargestellt.  Es zeigen:    Fig.1 die Draufsicht auf eine Vorrichtung,  Fig. 2 eisen Vertikalschnitt längs der Linie  2-2 nach Fig.1,  Fig. 3 einen Horizontalschnitt längs der  Linie 3-3 nach Fig. 2,  Fig.4 einen vertikalen Querschnitt längs  der Linie 4-4 nach Fig.2,  Fig. 5 die Teilansicht des sattelförmigen  Abnehmers,  Fig.6 die Teilansicht in grösserem Mass  stab einer typischen Wollfaser in natürlichem  Zustand,  Fig.7 die Teilansicht in grösserem Mass  stab einer typischen Wollfaser nach einer  Behandlung in der Vorrichtung und  Fig. 8 die Teilansicht in grösserem Mass  stab einer Flordecke, die einen Flor aus einem  Garn zeigt, welches aus Fasern besteht, wie  sie in Fig.7 dargestellt sind.  



  Der Kräuseler besteht aus einem Rahmen  10 mit einem Paar Einzugszylindern 11 und  12     und    der     Antriebswelle    13. Die Antriebs  welle 13     ist    drehbar in dem Rahmen 10 ge  lagert und     trägt    ein Kettenrad 14, das von  einem nicht dargestellten geeigneten Trieb  werk angetrieben wird, und ausserdem sitzt  auf der Welle das     Ritzel    15. Der Einzugs  zylinder 11 ist fest auf der Welle 1.6 verkeilt.  die in den Lagerschalen 17 sich dreht, welche  fest. mit dem Rahmen 10 verbunden sind. Auf  der Welle 16 sitzt ferner das Zahnrad 18, das  mit, dem     Ritzel    15 in Eingriff steht.

   Der  andere     Einzugszylinder    12 ist. durch einen  Keil fest mit der Welle 20     verbinden,    die in      den Lagerböcken 21 ruht, welche jedoch ver  schiebbar in dem Rahmen 10 angeordnet sind.  Der Zylinder 12 wird unter einem gewissen  Druck gegen das zwischen die Zylinder ein  geführte Fasermaterial gepresst, und zwar  durch die Federn 22, die um die mit Gewinde  versehenen Stangen 23 angeordnet sind. Diese  Schraubstangen 23 stossen einerseits gegen die  Lager 21 und erstrecken sieh mit den andern  Enden durch einen Arm 24 des Rahmens 10  hindurch und sind mit Mutterscheiben 25 und  Einstellrädern 26 versehen. Die Mutterschei  ben 25 werden durch den Rahmen 10 an einer  Drehung gehindert.

   Die Schraubenfedern 22  sind zwischen diesen Mutterscheiben 25 und  dem Arm 24 angeordnet und können in ihrer       Spannung    mittels der Einstellräder 26 variiert  werden.  



  Die Welle 20 trägt das Zahnrad 30, das  mit dem Zahnrad 18 kämmt. Die Zahnungen  der Zahnräder 18 und 30 haben eine solche  Tiefe, dass diese ausreicht, um die Zahnräder  in der üblichen Spanne bei der Verstellung  der Welle 20 des Kräuselers im Betrieb in  Eingriff zu halten.  



  Unterhalb der Zylinder 11 und 12 ist ein  vertikales Rohr 33 vorgesehen, das eine koni  sche Bohrung 34 aufweist und die Setzkam  mer bildet. Das Rohr 33 ist an einem Sattel  stück 35 befestigt, das eine sieh verjüngende  Bohrung 36 besitzt, die die Kräuselkammer  bildet. Der obere Teil zeigt eine kurvenför  mige Ausbildung entsprechend der Rundung  der Zylinder 11 und 12, die so bemessen ist,  dass ein geringer Luftspalt gegenüber den  Zylinderflächen verbleibt. Das Sattelstück 35  trägt ferner die Lappen 40, die durch die  Schrauben 41 an dem Rahmen 10 befestigt  sind. Ausserdem besitzt es eine Anzahl ra  dialer     Durchbohrungen    42, die zur Einsprit  zung eines Verfestigungsmittels in die Kräu  selungskammer dienen.

   Diese radialen Durch  bohrungen 42 stehen mit einem ringförmigen  Kanal 43 in dem Sattelstück 35 in kommuni  zierender Verbindung, der selbst durch den  Kragen 44 abgeschlossen wird und so für  ganzen einen mehrfachen     Einlass    bildet. Das       Zusatzmittel    wird dem Ringkanal 43 durch    ein Rohr 45 zugeführt, das in die Zuführ  öffnung 46 des beschriebenen Kragens passt.  Die Wände der Kammer sind poliert zwecks  Verminderung der Reibung der Fasern bei  ihrem Durchgang.  



  An dem untern Ende trägt das Rohr 33  eine Verlängerung in Form eines Flansches  50, an welcher die beiden Konsolen 51 be  festigt sind. An diesen Konsolen 51 sind die  beiden Klappen 52 durch die Scharniere 53  angelenkt. Diese werden gegen das spitz zu  laufende Ende 54 des Verlängerungsstückes  50 mittels der Gewichte 55 dicht angedrückt.  Die Gewichte hängen an den Armen 56, die  an den Klappen angebracht sind.  



  Zur Erzielung der Kräuselung werden die  vorbehandelten Fasern zwischen den Zufüh  rungszylindern 11, 12 hindurch in eine Kräu  selungskammer gedrückt, die ständig mit Fa  sern gefüllt gehalten wird. Während die Fa  sern in die Kräuselungskammer eingepresst  werden, legen sie sieh in     Ziekzackform    und  werden     gezwungen,        engwinklige    Bogen mit da.  zwischenliegenden geraden Strecken zu bilden,       wobei    die Länge der letzteren von mehreren  Faktoren abhängt, wie beispielsweise von der  Art der     Vorbehandlung    und von dem Druck,  welchem die Fasern in der     Kräuselungskam-          mer    unterworfen sind.  



  Die Kräuselung wird durch die Behand  lung in der Fixierkammer 31 unter kontrol  lierten Bedingungen der Zeit, Temperatur,  Feuchtigkeit und des pH-Wertes fixiert, und  zwar in einem Bereich, unterhalb welchem die  natürliche Elastizität der Fasern einer Ver  formung widersteht und oberhalb welchem  eine     Zersetzung-    erfolgt. Die Bedingungen wer  den derart aufeinander abgestimmt, dass die  Fasern in einen plastischen Zustand überge  führt werden, wie er für die Bildung einer  dauerhaften     Kräuselung    erforderlich ist.  



  Beim Betrieb des     Kräuselers    werden die  Zylinder 11     und    12 durch einen beliebigen  Antrieb angetrieben und die zu kräuselnden  Fasern diesen     vorzugsweise    in     ,Strang-    oder  Bandform     zugeführt..    Zunähst verbleiben die  Fasern in der     Krä.uselungs-    und     Setzkanuner,     bis diese so stark gestopft sind, dass die ein-      gepressten Fasern gegen die Pressung der Ge  wichte 55 die Klappen ein wenig aufdrücken.

    Durch den Gegendruck der zusammengepress  ten Fasern werden die durch die Einzugs  zylinder eingezogenen Fasern gegen die     Pak-          kung    gepresst und übereinander in Zickzack  kräuselungen gefaltet. Die Stärke der Kräuse  lung hängt von der Natur der Faser und  diesem Gegendruck ab. Da der zugeführte  Strang durch die Zylinder zu einem dünnen  Band zusammengepresst wird, werden die  Kräuselungen durch eine Beugung der Fasern  vor- und rückwärts in Richtung quer zu den  Zy linderachsen gebildet. Demgemäss sind die  Kräuselbogen jeder Faser alle in derselben  Längsebene gelagert.  



  Die Rohfasern werden zunächst geöffnet,  entfettet,     beispielsweise    mit Seife und Soda  in verschiedenen Verfahrensstufen, dann ge  waschen und in bekannter Weise getrocknet,  um einen gewissen Vorrat zu haben. Das Ent  fetten und Waschen kann unter solchen Be  dingungen durchgeführt werden, dass diesem  Vorrat der gewünschte PH-Wert für die Kräu  selung belassen wird. Das so vorbehandelte  Material wird in gleichmässiger Menge un  mittelbar den Einzugszylindern 11 und 12 des       Kräuselers    durch einen geeigneten Trichter  zugeführt oder auch zunächst durch eine  bandformende Vorrichtung, beispielsweise eine  Karde, gegeben und als Band oder zu einem  Strang verdichtet den Einzugszylindern 11  und 12 in lockerer oder festerer Form zuge  leitet.

   Wenn eine möglichst gleichmässige Zu  fuhr verlangt wird, kann das Material auch  gerissen, gekrempelt und zu diesem Zweck  nach ein- oder mehrmaligem Durchgang durch  eine Krempel zu einem Strang verdichtet wer  den.  



  In jedem Falle aber werden durch die  Fasern mittels der Zylinder 11 und 12 die  Kräuselkammer und die ganze Setzkammer  vollgestopft, wobei die Fasern aus dem Bo  den der Setzkammer entgegen dem Druck,  der durch die     Auslassklappen    52 ausgeübt  wird, hinausgepresst werden.  



  Der Gegendruck beim Eintritt in die  Kräuselkammer bestimmt, die Grösse der Kräu-    selungen, und zwar bewirkt ein höherer Druck  eine feinere     Kräuselung    - mehr Faltungen  je emn - und umgekehrt.  



  Bei gleichbleibendem Feuchtigkeitsgehalt  und pH-Wert ändert sich die Verfestigungs  zeit in umgekehrtem Sinne mit der Tempera  tur. Bei Temperaturen unter 100  C kann  durch das Rohr 45 heisses Wasser als Setz  mittel in die Kräusel- und Setzkammer einge  spritzt werden, das auch zusätzlich Chemika  lien enthalten mag, die die Erzeugung einer  dauerhaften Verfestigung unterstützen.

   So  können beispielsweise als Verfestigungsmittel  Thioglycolsäure und deren Salze,     thioglycol-          saures    Calcium oder Natrium, Formaldehyd,  ein Sulfoxylatformaldehyd mit Zink oder Na  trium, Harnstoff-Formaldehyd-Harze,     Mel-          amin-Formaldehyd-Harze,    die Salze der  Schwermetalle wie     Zirkonium,    Chrom, Queck  silber, Silber, Kupfer, Blei usw., oder gewisse  bekannte     Proteinfällungsmittel    wie     Pikrin-          säure,        Phosphorwolframsäure,    Gerbsäure und  andere bekannte     Verfestigungsmittel    Verwen  dung finden.

   Bei einer Temperatur von 100  C  ist die maximale Konzentration dieser     Agen-          tien,    ohne dass eine merkliche Verschlechte  rung eintritt, wie folgt:  
EMI0003.0019     
  
    Gew. <SEP> % <SEP> der <SEP> Faser
<tb>  Thioglycolsäure <SEP> 3
<tb>  Zinksulfoxylatformaldehyd <SEP> 5
<tb>  Harnstoff-Formaldehyd-Harze <SEP> 15
<tb>  Melaminformaldehyd-Harze <SEP> 15       Die andern Zusätze greifen die Fasern  nicht an und können in den handelsüblichen  geeigneten Konzentrationen angewandt wer  den.  



  Bei höheren Temperaturen ist Dampf  unter Druck oder überhitztes Wasser anzu  wenden. Der Zustand des Dampfes soll so  beschaffen sein, dass die Fasern die gewünschte  Temperatur und einen entsprechenden Feuch  tigkeitsgehalt erhalten. Entsprechend der  Packung der     Fasermasse    ist diese verhältnis  mässig undurchlässig für Dampf, und es sind  somit Dampfdrucke einzuhalten, die sich zur       Erreichung    der gewünschten hohen Tempera  turen eignen.      Bei der Behandlung von WVolle können die  Fasern mit einem pH-Wert von 4,0 bis 9,0  dem     Kräuseler    zugeführt werden.

   Der zuge  leitete Dampf oder das eingespritzte heisse  Wasser muss so beschaffen sein, dass sie die  Temperatur der Fasern auf etwa 100 bis  150  C erhöhen und einen Feuchtigkeitsgehalt  in den die Setzkammer     verlassenden    Fasern  von 20 bis 55% herbeiführen. Ein höherer  Feuchtigkeitsgehalt ist nicht schädlich und  kann in gewissen Fällen erwünscht sein. Bei  einem pH-Wert von 8,0 bis 9,0 ist eine Ver  festigungszeit von 60 bis 70 Sekunden bei  etwa 115 bis 120  C ausreichend, um eine Ver  festigung zu geben, die einem Kochen über  3 Minuten in Wasser widersteht oder einer  Färbebehandlung von 90 Minuten mit einem  geringfügigen Verlust in der Kräuselung, wie  er sich gemäss der Anzahl und dem Umfang  der Einwirkungen nach ergibt.

   Bei einem  pH-Wert von 4,0 bis 4,5 ist bei der gleichen  Temperatur eine Verfestigungszeit von 120 bis  160 Sekunden nötig, um die gleiche Wider  standsfähigkeit hinsichtlich eines Kräuselungs  verlustes zu erzeugen. Im allgemeinen ändert  sieh die Verfestigungszeit in umgekehrtem  Sinne wie der pH-Wert, wenn die andern  Bedingungen die gleichen bleiben.    Als Ausführungsbeispiel für die Behand  lung einer Stapelfaser aus Kunstseide sei an  genommen, dass die Fasern mit einem pH-Wert  von 8,0 in den Kräuseler gelangen. Die Dampf  zufuhr erfolge so, dass die Temperatur der  Fasern auf fast 100  C sich einstellt und ein  Feuchtigkeitsgehalt in den die Setzkammer  verlassenden Fasern von 70 bis 90% einge  halten wird. Ein höherer Feuchtigkeitsgehalt  ist nicht schädlich und kann in gewissen Fäl  len von Vorteil sein.

   Bei einem PH-Wert     voll     8,0 bis 9,0 genügt eine Verfestigungszeit voll  10 Sekunden bei etwa 100 C, um eine Ver  festigung zu geben, die einem Kochen über  3 Minuten in Wasser widersteht oder einer  Färbebehandlung von 90 Minuten mit einem  geringfügigen Verlust in der Kräuselung. Im  allgemeinen ändert sich die Verfestigungszeit  in umgekehrtem Sinne mit dem pH-Wert und    der Temperatur, wenn die andern Bedingun  gen die gleichen bleiben.  



  Zur Behandlung von pflanzlichen Fasern  und synthetischen thernmoplastischen Fasern  aus nicht vernetzten Kunststoffen kann heisse  Luft der     Kräuselkammer    zugeführt werden,  um die Fasern auf die geeignete     Weichma-          chungstemperatur    zur Kräuselung, das sind  etwa 100 bis 150  C, zu bringen. In die Setz  kammer sind Kühlmittel, wie etwa. kalte Luft,  einzuführen, so dass die Fasern auf die     Ver-          festigungstemperatur    gekühlt werden, also  etwa unterhalb 80  C bei ihrem Austritt.  



  Die gekräuselten Fasern verlassen den       Krä.useler    in Form eines stark verdichteten  Taues oder Stranges; diese können leicht ge  öffnet und getrennt werden.  



       Fig.    6 zeigt eine typische Wollfaser vor  einer Kräuselung mit der dargestellten Vor  richtung, und     Fig.    7 zeigt dieselbe Faser nach  erfolgter Kräuselung. Wie ersichtlich, ist die  Faser in.     Fig.    6 durch grosse     Krümmungs-          radien    ihrer     Kräuselbogen        a    gekennzeichnet,  mit     dazwischenliegenden,        unregelmässig    leicht  gebogenen Teilen b. Die relative Anzahl und       Stärke    der Bogen hängt von der Herkunft der  'Volle ab.

   Die Faser nach     Fi-.    7, nach der  Behandlung, zeichnet sieh durch das Vorherr  schen von scharfwinkligen Knieken in den       Kräuselbogen    c aus, welche in gleichen oder  ungleichen Abständen vorliegen, jedoch durch  ziemlich gradlinige Faserstücke     d        voneinander     getrennt sind. Die     Abstände    dieser     Kräusel-          bogen    und damit ihre Anzahl pro     em    können  durch     Abwatidhlngen    beim Verfahren verän  dert und nach Wunsch geregelt werden.

   Die  erhaltene Faser ist aber stark     voll    dem Aus  sehen der unbehandelten Fasern verschieden,  infolge des     Vorherrsehens    von     scharfen    wink  ligen Faltungen an Stelle der grossen Bogen  der unbehandelten Fasern.  



  Die Fasern können gekrempelt, zu Bän  dern geformt und in üblicher Weise verspon  nen und     gewünsclltenfalls    als Garn gefärbt  werden; auch können sie gerissen werden, um  die Fasern     zii        trennen    und in der Flocke zu  färben, worauf man sie krempeln und zu Garn  verspinnen kann. Das aus solchen     künstlich         gekräuselten Fasern hergestellte Garn     zeich-          net    sich durch grössere Elastizität und Fülle  aus gegenüber dem in ähnlicher Weise ver  arbeiteten Garn, das aus Fasern erzeugt ist,  die nicht einem solchen Kräuselungsprozess  unterworfen wurden.

   Die künstlich gekräusel  ten Fasern können auch mit andern Fasern  gemischt und nach     Wunsch    zu Garnen weiter  verarbeitet werden.  



  Solches künstlich gekräuseltes Garn kann  zum Weben der verschiedenartigsten Textilien  verwandt werden. Beispielsweise kann es zur  Bildung einer Flordecke benutzt und zu Flor  geweben etwa nach Art der Axminsterstoffe  oder -teppiche auf den üblichen     Axminster-          webstühlen    verwebt werden. Fig.8 zeigt ein  solches Gewebe in grösserem Massstab und lässt  ein Vorgewebe erkennen, dessen Kette aus  dem Kettenfaden e, den Füllfäden f und den  Schussfäden g besteht. In das Grundgewebe  sind reihenweise die Florfadenstücke uh einge  webt.

   Die Fadenstücke h sind, wie erkennbar,  aus dem oben beschriebenen Garn hergestellt,  und es ist zu ersehen, dass die Fadenstiücke  eine starke Ausbreitung aufweisen und somit,  eine grössere Deckfähigkeit besitzen als     unge-          kräuselte    oder nur von Natur aus gekräuselte  Wolle.    Die gekräuselten Garne können auch zum  Weben von glatten Stoffen, z. B. für Decken,  Verwendung finden, die dann durch Fülle,  Elastizität und grössere geschlossene Luft  räume ausgezeichnet sind.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Vorrichtung zur dauerhaften Kräuselung von Fasern, gekennzeichnet durch eine Kam mer, deren eines Ende durch ein Paar ange triebener Zuführungszylinder für die Fasern abgeschlossen ist und an deren anderem Ende Verschlussmittel vorgesehen sind, die die Fa sermasse in der Kammer durch Stauung unter Druck halten, welche Kammer Mittel zum Er hitzen der Fasermasse in derselben aufweist. UNTERANSPRÜCHE: 1. Vorrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Kammerwände Einspritzöffnungen für ein Heizmedium auf weisen. 2. Vorrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzöffnungen rund um die Kammer angeordnet sind. 3.

   Vorrichtung nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 und 2, dadurch ge kennzeichnet., dass die Kammerwände ge krümmt sind und ihr oberes Ende den Run dungen der Zylinder angepasst ist. Vorrichtung nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, dass der eine Zylinder gegen den andern durch eine Feder gedrückt wird und parallel zu sich selber verschiebbar ist, wobei jeder Zylinder zu seinem Antrieb ein Zahnrad trägt, deren gegenseitige Eingriffs tiefe veränderlich ist. 5. Vorrichtung nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, dass der Querschnitt der . Kammer von den Zylindern gegen das andere Ende hin zunimmt, um den Durchgang der Fasern durch die Kammer zu erleichtern. 6.

   Vorrichtung nach Patentanspruch und den Unteranspriichen 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, dass die Wände der Kammer zwecks Verminderung der Reibung der Fasern bei ihrem Durchgang durch die Kammer po liert sind. 7. Vorrichtung nach Patentansprueh und den Unteransprüchen 1 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, dass als Verschlussmittel ein be wegliches Organ vorgesehen ist, das gegen die in der Kammer befindliche Fasermasse ange- presst ist. B.

   Vorrichtung nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 7, dadurch ge kennzeichnet, dass das bewegliche Organ eine belastete, in Scharnieren schwenkbare Klappe ist.