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.
Process for making crimped artificial fibers. The invention relates to a method for the production of crimped artificial fibers, in particular from viscose, both in the form of endless single threads and staple fibers.
The method according to the invention is characterized in that a solution is expelled into a coagulating bath, the coagulated but not yet hardened threads are fed between conveyor rollers through a mass of preceding thread lengths compressed in a treatment zone, so that the threads are driven into the Mass can be crimped into it by folds and then heated in this compressed position in order to release its internal tensions and fix the crimp.
Implementation examples of the method according to the invention are explained with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 shows a plan view of an apparatus for crimping the fibers, FIG. 2 shows a vertical section along the line 2-2 according to FIG. 1, FIG Horizontal section along the line 3-3 according to FIG. 2, FIG. 4 is a vertical section along the line 4-4 according to FIG. 2 and FIG. 5 is a partial view of the saddle-shaped pickup.
The crimper consists of a frame 10 with a pair of intake cylinders 11 and 12 and the drive shaft 13. The drive shaft 13 is rotatably mounted in the frame 10 and carries a sprocket 14, which is driven by a suitable engine, not shown, and the pinion 15 is also seated on the shaft. The draw-in cylinder 11 is firmly wedged on the shaft 16, which rotates in the bearing shells 17, which are firmly connected to the frame 10. The gear 18, which is in mesh with the pinion 15, is also seated on the shaft 16.
The other feed cylinder 12 is firmly connected by a wedge to the shaft 20, which rests in the bearing blocks 21, which, however, are arranged in the frame 10 so as to be slidable. The cylinder 12 is pressed under a certain pressure against the fiber material guided between the cylinders, by the springs 22 which are arranged around the threaded rods 23. These screw rods 23 abut on the one hand against the bearings 21 and extend with the other ends through an arm 24 of the frame 10 and are provided with nut washers 25 and adjusting wheels 26. The Mutterschei ben 25 are prevented by the frame 10 from rotating.
The coil springs 22 are arranged between these nut washers 25 and the arm 24 and their tension can be varied by means of the adjusting wheels 26.
The shaft 20 carries the gear 30 which meshes with the gear 18. The teeth of the gears 18 and 30 have such a depth that this is sufficient to keep the gears engaged in the usual range when adjusting the shaft 20 of the crimper during operation.
Below the cylinder 17 and 12 a vertical tube 33 is provided which has a conical bore 34 and forms the fixing chamber. The tube 33 is attached to a saddle piece 35 which has a tapering bore 36 which forms the crimping chamber. The upper part shows a curved design corresponding to the rounding of the cylinders 11 and 12, which is dimensioned so that a small air gap remains ge compared to the cylinder surfaces.
The saddle piece 35 also carries the tabs 40 which are fastened to the frame 10 by the screws 41. In addition, it has a number of radial through-bores 42 which are used to inject a fixing agent, which is also used for heating, into the curling chamber.
These radial through-bores 42 are in communicating connection with an annular channel 43 in the saddle piece 35, which is itself closed by the collar 44 and thus forms a multiple inlet as a whole. The additive is fed to the annular channel 43 through a tube 45 which fits into: the feed opening 46 of the collar described.
At the lower end the tube 33 carries an extension in the form of a flange 50 to which the two brackets 51 are attached. The two flaps 52 are articulated to these consoles 51 by the hinges 53. These are pressed tightly against the tapering end 54 of the extension piece 50 by means of the weights 55. The weights are suspended from arms 56 attached to the flaps.
To achieve the crimp, the fibers that have not yet hardened in the coagulating bath are pressed between the feed cylinders 11, 12 into a crimping chamber which is kept constantly filled with fibers.
As the fibers are pressed into the crimp chamber, they zigzag and are forced to form tightly angled arcs with straight stretches in between, the length of the latter depending on several factors, such as the degree of coagulation. tion and the pressure to which the fibers are subjected in the crimping chamber.
The crimp is fixed by the treatment in the fixing chamber 34 under controlled conditions of time, temperature, humidity and the pA value, namely in a range below which the natural elasticity of the fibers resists deformation and above which decomposition he follows. The conditions are coordinated in such a way that the fibers remain in a plastic state, as is necessary for the formation of a permanent crimp.
When the crimper is in operation, the cylinders 11 and 12 are driven by any drive and the fibers to be crimped are fed to them in strand or ribbon form. First of all, the fibers remain in the crimping and fixing chamber until they are so heavily stuffed that the pressed-in fibers push the flaps open a little against the pressure of the weights 55. The counter-pressure of the compressed fibers presses the fibers drawn in by the intake cylinder against the pack and folds them on top of one another in jagged crimps.
The strength of the crimp depends on the nature of the fiber and this back pressure. Since the supplied strand is pressed together by the cylinder to form a thin band, the crimps are formed by bending the fibers forwards and backwards in the direction transverse to the cylinder axes. Accordingly, the curling arcs of each fiber are all stored in the same longitudinal plane.
The fiber material is fed in an even amount directly to the intake cylinders 11 and 12 of the crimper through a suitable funnel or initially ge through a band-forming device and condensed as a tape or zi-i a strand, the intake cylinders 11 and 12 looser or tighter Form forwarded.
In any case, however, the curling chamber and the entire fixing chamber are completely stuffed by the fibers by means of the cylinders 11 and 12, the fibers being pressed out of the bottom of the fixing chamber against the pressure exerted by the outlet flaps 52.
The counterpressure when entering the crimping chamber determines the size of the crimps, and a higher pressure causes finer crimps - more folds per centimeter - and vice versa.
If the moisture content and pH value remain the same, the fixing time changes in the opposite sense with temperature. At temperatures below 100 ° C., hot water can be injected through the pipe 45 as a fixing agent into the crimping and fixing chamber, which may also contain additional chemicals that support the creation of permanent fixation.
For example, thioglycolic acid and its salts, thioglycolic acid calcium or sodium, formaldehyde, a sulfoxylate formaldehyde with zinc or sodium, urea form = aldehyde resins, melamine-formaldehyde resins, the salts of heavy metals such as zirconium, chromium can be used as fixing agents , Mercury, silver, copper, lead and other known fixatives are used. At a temperature of 100 C, for.
B. the maximum concentration of these agents without a noticeable deterioration occurring, as follows:
EMI0003.0024
Weight%
<tb> of the <SEP> fiber
<tb> Thioglycolic acid <SEP> 3
<tb> zinc sulfoxylate formaldehyde <SEP> 5
<tb> Urea-Formaldehyde Resins <SEP> 15
<tb> Melamine-Formaldehyde Resins <SEP> 15 The other additives do not attack the fibers and. can be used in the commercially suitable concentrations. .
At higher temperatures, use steam under pressure or superheated water. The state of the steam should be such that the fibers receive the desired temperature and a corresponding moisture content. Corresponding to the packing of the fiber mass, it is relatively impermeable to steam, and steam pressures must therefore be maintained which are suitable for achieving the desired high temperatures.
To treat fibrous materials made from non-crosslinked materials, hot air is preferably introduced into the crimping chamber in order to bring the fibers to the appropriate softening temperature for crimping, that is to say about 100 to 150 ° C. In the fixing chamber, coolants such as cold air are to be introduced; so that the fibers are cooled to the solidification temperature, that is to say below 80 C when they exit.
The curled fibers. leave the crimper in the form of a strongly compressed strand. The fibers can be easily opened and separated.
<I> Example: </I> E.g. B. ejected a viscose spinning solution into a coagulating bath. The resulting threads were before complete coagulation through the feed cylinder 11 and 12 directly into the crimping chamber, in which the threads were crimped in the manner described above and kept in the pressed state: The crimped threads were rarely in the The crimp chamber is left until the coagulation has ended in order to permanently fix the crimp in the thread in this way.
The bulk of the crimped filaments in the crimping chamber is used to release their internal tensions. and to fix the crimp, also heated in a known manner.
To produce viscose rayon fibers in staple form, the threads emerging from the coagulating bath but not yet hardened can be torn by stretching them before they are introduced into the crimping chamber.
In. In this case, a strand of staple fibers is fed to the crimping chamber. The crimping and the permanent fixation of the crimp are facilitated by carrying out the crimping treatment before the fibers are fully coagulated, i.e. while the fibers are still somewhat soft and deformable: The tendency of the fibers to lose their crimp is increased by heating the crimp is greatly reduced.
The crimped yarns can also be used for weaving smooth fabrics, e.g. B. for ceilings, use, which are then characterized by fullness, elasticity and larger air spaces.