DE1269766B - Verfahren zum Aufspreizen von Fadenkabeln - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES 407VW PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

DOId

Deutsche Kl.: 29 a-6/06

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

P 12 69 766.4-26
30. Oktober 1964
6. Juni 1968

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufspreizen von Fadenkabeln aus im wesentlichen unverdrehten endlosen Einzelfäden mit HiUe abstoßender elektrischer Ladung.

Das Aufspreizen von Fadenkabeln wird z. B. vorgenommen, um die Fäden von Fadenkabeln unterschiedlicher Eigenschaften, z. B. Fadenkabeln aus Naturfasern und synthetischen Fasern, gleichförmig mischen zu können. Bisher wurde das Aufspreizen dadurch bewirkt, daß man die Fadenkabel durch Reibung elektrisch auflud und dann die zwischen den Einzelfäden erzeugten Abstoßkräfte ausnutzte. Diese Verfahrensweise hat jedoch den Nachteil, daß es nur für wasserabweichende Fasern geeignet ist, die leicht durch Reibung aufzuladen sind, wobei selbst bei Ver-Wendung von Fasern mit guter Aufladungsfähigkeit die Ladungsmengen äußerst unstetig sind, da sie vom Feuchtigkeitsgehalt der Fasern, von an diesen anhaftenden öligen Stoffen und von der Luftfeuchtigkeit abhängig sind. Darüber hinaus besitzen Fasern neben unterschiedlichen physikalischen und chemischen Eigenschaften auch unterschiedliches elektrisches Verhalten. Man kann daher über den Weg der elektrostatischen Aufladung zwangläufig keine voll befriedigenden Ergebnisse erzielen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, welches eine von den Materialeigenschaften, dem Feuchtigkeitsgehalt und von Verunreinigungen unabhängige und gleichförmige Aufspreizung von Fadenkabeln gestattet.

Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß man die Fadenkabel elektrisch leitfähig macht und dann eine elektrische Spannung von wenigstens 5000 V anlegt. Hierdurch ist es möglich, das Aufspreizen ohne Rücksieht auf die Art der zu behandelnden Materialien vorzunehmen. Damit wird es erstmals möglich, auch Kunstseide aufzuspreizen. Darüber hinaus kann das Aufspreizmaß durch Steuerung der angelegten Spannung über einen weiten Bereich variiert werden. Man erhält dadurch, daß die Fadenkabel leitend gemacht werden, eine im wesentlichen gleichmäßige und von Zufälligkeiten wie Luftfeuchtigkeit, Schmutz usw. unabhängige Aufladung der Einzelfäden und damit auch eine gleichförmige Aufspreizung. Zum Leitfähigmachen der Fadenkabel kann eine leitende Flüssigkeit verwendet werden, die z. B. auf die Fadenkabel aufgesprüht wird oder durch die das Fadenkabel hindurchgezogen wird. Die Größe der aufzubringenden elektrischen Leitfähigkeit hängt von der Art, dem Denier und der Spannung der zu behandelnden Fadenkabel ab sowie vom gewünschten Aufspreizmaß. Vorteilhaft Verfahren zum Aufspreizen von Fadenkabeln

Anmelder:

Teijin Limited, Osaka (Japan)

Vertreter:

Dr. D. Thomsen und Dipl.-Ing. H. Tiedtke,

Patentanwälte, 8000 München 2, Tal 33

Als Erfinder benannt:

Gentaro Niina,

Yoshiyuki Sasaki,

Masayuki Takahashi, Yamaguchi-ken (Japan)

Beanspruchte Priorität:
Japan vom 5. November 1963 (59 852),
vom 5. März 1964 (17 789)

wird der Widerstand der Fadenkabel auf einen Wert herabgesetzt, der, gemessen bei 30 000 V, kleiner als 5 · 10¹¹ Ω/cm/den ist. Dabei wird zweckmäßig der Widerstand auf einen im Bereich von 2 · 10^e und 5 · 10¹¹ Ω/cm/den liegenden, bei 30 000 V gemessenen Wert herabsetzt und einen elektrischen Strom von 5000 bis 10 000 V durchschickt. Bei Fäden mit einem höheren Widerstand als 5 · 10¹¹ Ω/cm/den ist es unmöglich, einen ausreichenden Aufspreizeffekt zu erzielen. Liegt der Fadenwiderstand unter 2 · 10^e Ω/cm den, so erhält man zwar eine ausreichende Aufspreizung, jedoch besteht die Gefahr einer Beschädigung der Fäden.

Zum Vermischen von mehreren Fadenkabeln wird erfindungsgemäß jedes Fadenkabel für sich aufgespreizt, wobei man dann die Einzelfäden vermischt, so daß man eine sehr gleichförmige Verteilung der unterschiedlichen Einzelfasern im Querschnitt des Mischgarns erhält. Will man beispielsweise die positiven Eigenschaften unterschiedlicher Textilfaden ausnutzen, so verarbeitet man sie in bestimmter Weise, z. B. zu einem Gewebe, welches dann die Eigenschaften beider Faserkomponenten aufweist. Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es jedoch möglich, bereits den Fadenkabeln selbst kombinierte Eigenschaften zu verleihen.

Durch die Möglichkeit der sehr gleichförmigen Aufspreizung von Fadenkabel ist darüber hinaus noch

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der Vorteil gegeben, in sehr wirkungsvoller Weise eingeblasene Luft elektrisch leitfähige Stoffe 24 in gekräuseltes Garn herzustellen, da bei gleichförmiger zerstäubter Form auf die Fäden 21. Die elektrisch Aufspreizung jeder einzelne Faden vom Kräuselungs- leitfähigen Stoffe 24 werden über die Leitung 25 zuvorgang erfaßt werden kann. Schließlich bereitet es geführt, so daß ihr Niveau konstant gehalten werden auch keine Schwierigkeiten, ein ummanteltes Seelen- 5 kann. Die Menge der auf die Fäden aufzubringenden garn herzustellen. Während man bisher ein Deckgarn elektrisch leitenden Stoffe kann durch Einstellen des unmittelbar um ein die Seele bildendes Fadenkabel Drucks der über die Leitung 22 zugeführten Luft herumwickelte, ist es durch die Anwendung des gesteuert werden, solange die Form der Düse 23, der erfindungsgemäßen Aufspreizverfahrens möglich, das Abstand zwischen der Düse 23 und den Fäden und das Deckgarn nach dem Aufspreizen um das die Seele io Niveau der elektrisch leitenden Stoffe 24 unverändert bildende Fadenkabel herumzuspinnen. bleiben. Der Luftdruck wird als Sprühdruck bezeich-

Die Erfindung wird im folgenden an Hand sehe- net. Dieser Ausdruck wird verwendet, um die Menge

matischer Zeichnungen an mehreren Ausführungs- der auf eine Bezugsbasis aufgetragenen leitenden Stoffe

beispielen näher erläutert. Es zeigt auszudrücken.

Fig. 1 in schaubildlicher Darstellung eine maschi- 15 Das endlose leitend gemachte Fadenkabel wird über

nelle Anordnung zur Durchführung des erfindungs- die Förderwalze 7 zu Elektroden 4 geführt (F i g. 1),

gemäßen Verfahrens, welche an eine Hochspannungsquelle 3 angeschlossen

F i g. 2 in schaubildlicher Darstellung, teilweise sind, die einen Strom mit einer Spannung von wenigaufgebrochen, eine Einrichtung, mit der die aufzu- "stens 5000 V liefert. Der Strom kann Wechselstrom spreizenden Game durch Besprühen leitend gemacht 20 sein, ist jedoch vorzugsweise Gleichstrom. Aus werden, Gründen der Isolierung wird die Spannung zweck-

F i g. 3 a und 3 b Elektroden zur Anwendung bei der mäßig auf maximal 100 000 V begrenzt.

Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, Beim Überschreiten der Elektroden^c4 die beispiels-

F i g. 4a und 4b nach dem erfindungsgemäßen Ver- weise entsprechend den F i g. 3 a und 3b ausgebildet fahren hergestellte gemischte Misch- oder Melange- 25 werden können, wird das leitend gemachte Fadengame, kabel durch die Abstoßungskräfte zu Einzelfäden auf-

F i g. 5 in schaubildlicher Darstellung eine maschi- gegliedert und auf den im wesentlichen geerdeten

nelle Anordnung für das erfindungsgemäße Herstellen Walzen 5 aufgespreizt, wobei man eine sehr gleich-

von Mischgarnen und förmige Aufspreizung erhält. Das Potential der Elek-

F i g. 6 in schaubildlicher Darstellung eine An- 30 troden 4 kann positiv oder negativ sein. Ist das

Ordnung für das erfindungsgemäße Umhüllen eines Potential der Elektroden 4 positiv, so fließt der Strom

Seelengams. einerseits von der Elektrode 4 aus über die Fäden und

Gemäß F i g. 1 wird ein endloses Fadenkabel von die Walzen 5 und andererseits von der Elektrode 4

einer Spule 1 aus über einen die Fadenspannung aus über die Fäden und die Einrichtung 2.

steuernden Kompensator 6 in eine Kammer 2 geleitet, 35 Durch die sehr gleichförmige Aufspreizung wird es

in der es elektrisch leitend gemacht wird. Dann wird in einfacher Weise möglich, Mischgarne oder Seelen-

das Fadenkabel in nahezu nicht gedrehter Form dem garne herzustellen, wie sie in den F i g. 4 a und 4 b

erfindungsgemäßen Verfahren unterzogen (d. h., es dargestellt sind. Zum Herstellen eines Mischgarns

soll nicht mehr als fünf Drehungen pro Meter auf- kann gemäß F i g. 5 verfahren werden. Danach

weisen). 40 werden Fadenkabel aus unterschiedlichem Material

Das die Spule 1 verlassende endlose Fadenkabel über Elektroden 4 gesondert aufgespreizt und die in wird in der Kammer 2 elektrisch leitend gemacht. Die dieser Weise aufgespreizten Fadentypen A und B so elektrische Leitfähigkeit kann durch. Besprühen der aufeinandergelegt, daß sie in einfachster Weise gezu behandelnden Fäden mit Wasser oder einer wäß- mischt werden können, wonach dann die Mischung rigen Lösung von oberflächenaktiven Stoffen herbei- 45 von einer Streckzwirnmaschine 8 aufgenommen wird, geführt werden (z. B. von anionischen Stoffen, wie Das erhaltene Melange-Fadenkabel ist in F i g. 4 a Schwefelsäureestersalze von hohen Alkoholen, ali- dargestellt und zeigt eine sehr gleichförmige Verphatische Aminsalze und Alkylphosphorsäureester, mischung der unterschiedlichen Einzelfäden, kationischen Stoffen, wie quarternäre Ammonium-und Zur Herstellung eines Seelengarns kann gemäß Pyridinsalze, amphoteren Stoffen, wie hochaliphatische 50 F i g. 6 verfahren werden, indem man das äußere, die Aminoalkoholschwefelsäureester und -phosphorsäure- Seele ummantelnde Material durch Aufspreizen eines ester und von nicht ionischen Stoffen, wie Polyoxy- Fadenkabels aufgliedert und gleichzeitig mit dem äthylenalkyläther und Polyoxyäthylenpolyoxypropy- Seelenfaden der Streckzwirnmaschine 8 zuführt. Auf lenalkyläther) und wäßrigen Lösungen von anorge- diese Weise erhält^man ein Seelengarn nach F i g. 4 b. rüschen Elektrolyten (beispielsweise LiCl, NaSO₄ und 55 Das erfindungsgemäße Verfahren wird in den MgCl). Die Fäden können auch durch Eintauchen in folgenden Beispielen erläutert, diese Stoffe bzw. durch Imprägnieren mit diesen . . Stoffen leitfähig gemacht werden. Das endlose Faden- Beispiel 1 kabel kann auch vor dem Aufwickeln auf die Spule 1 Nicht gedrehte Polyäthylenterephthalgarne, die aus leitend gemacht werden. Enthält das Fadenkabel 60 75 den = 36 Fäden bestehen, wurden auf den Walzen 5 bereits große Mengen an antistatischen Stoffen (ober- auseinandergespreizt, und zwar maximal 15 cm. Hierflächenaktiven Stoffen), so genügt es, die Fäden der für wurde die in der F i g. 1 gezeigte Einrichtung verLuftfeuchtigkeit auszusetzen. wendet, jedoch ohne Benutzung der in der F i g. 3 a In der F i g. 2 ist schaubildlich und teilweise auf- dargestellten Elektrode 4. In diesem Fall war die gebrochen die Kammer dargestellt, in der die Fäden 65 Fördergeschwindigkeit für die Behandlung der Fäden durch Besprühen leitend gemacht werden können. 300 m/Min, und die Förderspannung 0,1 g/den. Die Über die Leitung 22 zugeführte komprimierte Luft elektrische Leitfähigkeit wurde durch. Aufsprühen von wird über die Düse 23 eingeblasen. Hierbei sprüht die Wasser mit der in F i g. 2 gezeigten Vorrichtung er-

halten. Die folgende Tabelle 1 zeigt die Spreiz- und Ausbreitweiten (cm), die auf den Walzen 5 bei den angegebenen Sprühdrücken (kg/cm²) erhalten wurden,

ferner die durch das Sprühen erhaltenen Fadenwiderstände (Ω/cm/den, gemessen mit 30 000 V) sowie die angezeigte Gleichstromspannung (V).

Tabelle 1

	0,00	0,10	Sprühdruck [kg/cm2]	0,20	(2,7 · 10")	0,25	0,30
			0,15	Fadenwiderstand [ß/cm/den]	[cm]
Spannung [V]	(3 -·1016)	—	(1,6 · 1011)	0	(2,0 · 1010)	(1,8 · 10")
	[cm]	[cm]	[cm]	14	[cm]	[cm]
	0	0	5	14	0	0
10 000	0	0	6	14	3	0
15 000	0	0	5	13	15	13
20 000	0	0	5	12	15	15
25 000	0	0	4	13	15	15
30 000	0	0	6		15	15
35 000	0	0	5	15	15
40 000

Anschließend wurden die bei einem Sprühdruck von 0,25kg/cm^a und einer Gleichstromspannung von 20 000 V aufgespreizten Fäden in Sätze von je vier Fäden gruppiert auf eine Haspel aufgenommen.

Beispiel 2

Nylon-6-Fäden, bestehend aus 30 Fäden mit 110 den, bei den angezeigten Sprühdrücken (kg/cm²), Fadenwurden in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 auf- widerständen (Ω/cm/den, gemessen mit 30 000 V) und gespreizt. Die untenstehende Tabelle 2 zeigt die auf der angezeigten Gleichstromspannung (V) erhalten den Walzen 5 erreichten Aufspreizmaße (cm), wie sie 30 wurden.

Tabelle 2

	0,00	0,10	Sprühdruck [kg/cm2]	0,20	(7,8 · 10")	0,25 I	0,30
			0,15	Fadenwiderstand [ß/cm/den]	—
Spannung [V]	(5 · 1016)	—	(1,1 · 10")	8	(6,1 · 10")	(3,7 · 10")
	[cm]	[cm]	[cm]	14	—	—
	0	0	1	11	4	2
20 000	0	0	7	8	15	15
25 000	0	0	10	18	15	15
30 000	0	0	1		13	15
35 000	0	0	0	15	15
40 000

Als nächstes wurden die bei einem Sprühdruck von 0,20 kg/cm² und einer Gleichstromspannung von 25 000 V auf gespreizte Fäden, erwärmt auf 120⁰C, bei einer Fördergeschwindigkeit von 100 m/Min, und einer Eingangsspannung von 2 g/den in Berührung mit der Kräuselkante aufgewickelt, wobei der Kontaktwinkel zwischen der Kräuselkante und den Fäden 7° betrug. Die auf diese Weise erhaltenen Fäden waren sehr gleichmäßig und wirkungsvoll gekräuselt.

Beispiel 3

Kunstseidengarne von 120 den = 75 Fäden wurden in der gleichen Weise wie gemäß Beispiel 1 aufgespreizt. Die Tabelle 3 zeigt die Aufspreizweiten (cm), wie sie auf den Walzen 5 bei den angezeigten Sprühdrücken (kg/cm²), Fadenwiderständen (Ω/cm/den, gemessen bei 30 000 V) und der angezeigten Gleichstromspannung (V) erhalten wurden.

Tabelle 3

	0,00	0,10	Sprühdruck [kg/cm2]	0,20	(6,0 · 10")	0,25	0,30
			0,15	Fadenwiderstand [ß/cm/den]
Spannung [V]	(8 · 10")	—	(1,2 · 10")	0	(7,1 · W)	(2,3 · 109)
	[cm]			5
	0	0	1	8	0	0
20 000	0	0	2	10	10	0
25 000	0	0	2	10	15	15
30 000	0	0	3		15	15
35 000	0	0	3	15	15
40 000

10

Anschließend wurden die bei einem Sprühdruck ~von 0,25 kg/cm^a und einer Gleichstromspannung von 35 000 V aufgespreizten Fäden in der in F i g. 7 gezeigten Weise in einer Streck-Zwirneinrichtung aufgewickelt, wobei sie mit Polyäthylenterephthalatgarnen von 30 den — 12 Fäden ummantelt wurden.

Das durch die Verwendung dieser Deckgarne erhaltene Erzeugnis hatte eine gleichmäßige Färbung ohne gesprenkelte Musterung.

Beispiel 4

Mit einer in der F i g. 5 gezeigten Einrichtung wurden nicht gedrehte Polyäthylenterephthälatgarne von 75 den — (36 Fäden) und nicht gedrehte Kunstseidengarne von 75 den — (34 Fäden) bei einer Gleichstromspannung von 35 000 V einzeln aufgespreizt. Beide Garne wurden bei auf das gleiche Maß gebrachter Aufspreizweite übereinandergelegt und dann unter Verdrehen aufgewickelt. In diesem Falle wurde die Vorrichtung 2 an die Polyäthylenterephthalatfäden (Seite A) so angelegt, daß sie eine 2% wäßrige Lösung eines Dodecylalkoholschwefelsäureesternatriumsalzes durch ein schwammiges Mittel über die Fäden sprühte. Der elektrische Widerstand dieser Fäden wurde zu 2,5 · 10¹⁰ Ω/cm/den gewählt, gemessen mit 30 000 V. An die Kunstseidengarne (Seite 1?) wurde Wasser gesprüht. Der elektrische Widerstand dieser Fäden wurde auf 6 · 10 Ω/cm/den, gemessen mit 30 000 V, gebracht. Die Weite der Elektrode 4 betrug 12 cm. Die Behandlung geschah bei einer Fördergeschwindigkeit von 400 m/Min, und einer Förderspannung von 0,1 g/den für beide Fäden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Aufspreizen von Fadenkabeln aus im wesentlichen unverdrehten endlosen Einzelfäden mit Hilfe abstoßender elektrischer Ladung, dadurch gekennzeichnet, daß man die Fadenkabel elektrisch leitfähig macht und dann eine elektrische Spannung von wenigstens 5000V anlegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand der Fadenkabel auf einen Wert herabgesetzt wird, der, gemessen bei 30 000 V, kleiner als 5 · 10¹¹ Ω/cm/den ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den Widerstand der Fadenkabel auf einen im Bereich von 2 · 10^e und 5 · 10¹¹ Ω/cm/den liegenden, bei 30 000V gemessenen Wert herabsetzt und einen elektrischen Strom von 5000 bis 100 000 V durchschickt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man bei mehreren zu vermischenden Fadenkabeln jedes Fadenkabel für sich aufspreizt und dann die Einzelfäden vermischt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 739 549, 742 866;
britische Patentschriften Nr. 932 482, 932 483.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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