Verfahren zur Herstellung gekräuselter künstlicher Fasern. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von gekräuselten künstlichen Fa sern, insbesondere aus Viskose, sowohl in Form von endlosen Einzelfäden als auch von Stapel fasern.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist da durch gekennzeichnet, dass man eine Lösung in ein Koagulierbad ausstösst, die koagulierten, aber.noch nicht erhärteten Fäden zwischen Förderwalzen hindurch einer in einer Behand lungszone zusammengepressten Masse voran gehender Fadenlängen zuführt, so dass die Fäden durch das Vortreiben in die Masse hinein durch Faltungen gekräuselt werden und dann in dieser zusammengepressten Lage erhitzt werden, um ihre innern Spannungen aufzuheben und die Kräuselung zu fixieren.
Durchführungsbeispiele des erfindungs gemässen Verfahrens werden an Hand der bei liegenden Zeichnung erläutert, in welcher zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht einer Apparatur zur Kräuselung der Fasern, Fig. 2 einen Vertikalschnitt längs der Linie 2-2 nach Fig. 1, Fig. 3 einen Horizontalschnitt längs der Linie 3-3 nach Fig. 2, Fig. 4 einen Vertikalschnitt längs der Linie 4-4 nach Fig. 2 und Fig. 5 eine Teilansicht des sattelförmigen Abnehmers.
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 Einzugszylinder 11 ist fest auf der Welle 16 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 verbunden, 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 Schraubstängen 23 stossen einerseits gegen die Lager 21 und erstrecken sich 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 Schrauben federn 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 in Eingriff ist. Die Zah- nungen der Zahnräder 18 und 30 haben eine solche Tiefe, dass diese ausreicht, um die Zahn- räder in der üblichen Spanne bei der Verstel lung der Welle 20 des Kräuselers im Betrieb in Eingriff zu halten.
Unterhalb der Zylinder 17. und 12 ist ein vertikales Rohr 33 vorgesehen, das eine koni- sehe Bohrung 34 aufweist und die Fixier kammer bildet. Das Rohr 33 ist an einem Sattelstück 35 befestigt, das eine sich verjün gende Bohrung 36 besitzt, die die Kräusel- kammer bildet. Der obere Teil zeigt eine kurvenförmige Ausbildung entsprechend der Rundung der Zylinder 11 und 12, die so bemessen ist, dass ein geringer Luftspalt ge genüber 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 radialer Durchbohrungen 42, die zur Einspritzung eines Fixiermittels, das auch zur Erhitzung verwendet wird, in die Kräuse- lungskammer 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 im gan zen einen mehrfachen Einlass bildet. Das Zu satzmittel wird dem Ringkanal 43 durch ein Rohr 45 zugeführt, das in :die Zufuhröffnung 46 des beschriebenen Kragens passt.
An dem untern Ende trägt das Rohr 33 eine Verlängerung in Form eines Flansches 50, an welcher die beiden Konsolen 51 befestigt sind. An diesen Konsolen 51 sind die beiden Klappen 52 durch die Scharniere 53 an- gelenkt. Diese werden gegen das spitz zülau- lende 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 im Koagulierbad noch nicht erhärteten Fasern zwischen den Zuführungszylindern 11, 12 hindurch in eine Kräusehuigskammer ge- drückt, die ständig mit Fasern gefüllt gehalten wird.
Während die Fasern in die Kräuselungs- kammer eingepresst werden, legen sie sich in Zickzackform und werden gezwungen, eng winklige Bogen mit dazwischenliegenden ge- raden Strecken zu bilden, wobei die Länge der letzteren von mehreren Faktoren abhängt, wie beispielsweise von dem Grad der Koagulie- rung und von dem Druck, welchem die Fa sern in der Kräuselungskammer unterworfen sind.
Die Kräuselung wird durch die Behand lung in der Fixierkammer 34 unter kontrol lierten Bedingungen der Zeit, Temperatur, Feuchtigkeit und des pA 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 werden derart aufeinander abgestimmt, dass die Fasern in einem plastischen Zustand ver bleiben, wie er für die Bildung einer dauer haften Kräuselung erforderlich ist.
Beim Betrieb des Kräuselers werden die Zylinder 11 und 12 durch einen beliebigen Antrieb angetrieben und die zu kräuselnden Fasern diesen in Strang- oder Bandform zu geführt. Zunächst verbleiben die Fasern in der Kräuselungs- und Fixierkammer, bis diese so stark gestopft sind, dass die eingepressten Fasern gegen die Pressung der Gewichte 55 die Klappen ein wenig aufdrücken. Durch den Gegendruck der zusammengepressten Fasern werden die durch die Einzugszylinder einge zogenen Fasern gegen die Packung gepresst und übereinander in Zackzackkräuselungen gefaltet.
Die Stärke der Kräuselung hängt von der Natur der Faser und diesem Gegendruck ab. Da der zugeführte Strang durch die Zy linder zu einem dünnen Band zusammenge presst wird, werden die Kräuselungen durch eine Beugung der Fasern vor- und rückwärts in Richtung quer zu den Zylinderachsen ge bildet. Demgemäss sind die Kräuselbogen jeder Faser alle in derselben Längsebene gelagert.
Das Fasermäterial wird in gleichmässiger Menge unmittelbar den Einzugszylindern 11 und 12 des Kräuselers durch einen geeig neten Trichter zugeführt oder auch zunächst durch eine bandformende Vorrichtung ge geben und als Band oder zi-i einem Strang ver dichtet, den Einzugszylindern 11 und 12 in lockerer oder festerer Form zugeleitet.
In jedem Falle aber werden durch die Fa sern mittels der Zylinder 11 und 12 die Kräu- selkammer und die ganze Fixierkammer voll gestopft, wobei die Fasern aus dem Boden der Fixierkammer entgegen dem Druck, der durch die Auslassklappen 52 ausgeübt wird, hinaus gepresst werden.
Der Gegendruck beim Eintritt in die Kräu- selkammer bestimmt die Grösse der Kräuselun gen, und zwar bewirkt ein höherer Druck eine feinere Kräuselung - mehr Faltungen je Zentimeter - und umgekehrt.
Bei gleichbleibendem Feuchtigkeitsgehalt und pH-Wert ändert sich die Fixierzeit im um gekehrten Sinne mit der Temperatur. Bei Tem peraturen unter 100 C kann durch das Rohr 45 heisses Wasser als Fixiermittel in die Kräu- sel= und Fixierkammer eingespritzt werden, das aueh zusätzlich Chemikalien enthalten mag, die die Erzeugung einer dauerhaften Fixierung unterstützen.
So können beispiels weise als Fixiermittel Thioglycolsäure und deren Salze, thioglycolsaures Calcium oder Na trium, Formaldehyd, ein Sulföxylatformalde- hyd mit Zink oder Natrium, Harnstoff-Form= aldehyd-Harze, Melamin-Formaldehyd-Harze, die Salze der Schwermetalle wie Zirkonium, Chrom, Quecksilber, Silber, Kupfer, Blei und andere bekannte Fixiermittel Verwendung finden. Bei einer Temperatur von 100 C ist z.
B. die maximale Konzentration dieser Agen- tien, ohne dass eine merkliche Verschlechte rung eintritt, wie folgt:
EMI0003.0024
Gewichts-%
<tb> der <SEP> Faser
<tb> Thioglycolsäure <SEP> 3
<tb> Zinksulfoxylat-Formaldehyd <SEP> 5
<tb> Harnstoff-Formaldehyd-Harze <SEP> 15
<tb> Melamin-Formaldehyd-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 anzuwenden. Der Zustand des Dampfes soll so beschaffen sein, dass die Fasern die gewünschte Tem peratur und einen entsprechenden Feuchtig keitsgehalt erhalten. Entsprechend der Pak- kung der Fasermasse ist diese verhältnismässig undurchlässig für Dampf, und es sind somit Dampfdrucke einzuhalten, die sich zur Errei chung der gewünschten hohen Temperaturen eignen.
Zur Behandlung von Faserstoffen aus nichtvernetzten Materialien wird vorzugsweise heisse Luft in die Kräuselkammer eingeführt, um die Fasern auf die geeignete Weich- machungstemperatur zur Kräuselung, das sind etwa 100 bis 150 C, zu bringen. In die Fixier 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 Kräuseler in Form eines stark verdichteten Stranges. Die Fasern können leicht geöffnet und getrennt werden.
<I>Beispiel:</I> Es wurde z. B. eine Viskosespinnlösung in ein Koagulierbad ausgestossen. Die entstan denen Fäden wurden vor der vollständigen Koagulation durch die Einzugszylinder 11 und 12 direkt in die Kräuselungskammer ein geführt, in welcher die Fäden in der oben be schriebenen Weise gekräuselt und in gepress tem Zustand gehalten wurden: Die gekräu selten Fäden wurden so lange in der Kräuse- lungskammer gelassen, bis die Koagulation be endet war, um auf diese Weise die Kräuselung im Faden dauernd zu fixieren.
Die Masse der gekräuselten Fäden in der Kräuselungskammer wird, um ihre innern Spannungen aufzuheben. und die Kräuselung zu fixieren, auch auf bekannte Weise erhitzt.
Zur Herstellung von Viskosekunstseide- fasern in Stapelform kann man die aus dem Koagulierbad austretenden, aber noch nicht erhärteten Fäden vor der Einführung in die Kräuselungskammer durch Strecken zum Rei ssen bringen.
In. diesem Fall wird der Kräuse- lungskammer ein Strang von Stapelfasern zugeführt. Das Kräuseln und die dauernde Fixierung der Kräuselung werden durch Ausführung der Kräuselungsbehandhlng vor der voll ständigen Koagulierimg der Fasern, das heisst während die Fasern noch etwas weich und deformierbar sind, erleichtert: Das Bestreben der Fasern, ihre Kräuselung zu verlieren, wird durch das Erhitzen nach der Kräuselung stark vermindert.
Die gekräuselten Garne können auch zum Weben von glatten Stoffen, z. B. für Decken, Verwendung finden, die dann durch Fülle, Elastizität und grössere Luftzwischenräume ausgezeichnet sind.