DE1660242C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Umwandeln von Fadensträngen in spinnbare Stapelfaserbänder - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Umwandeln von Fadensträngen aus Chemiefasern, wie Cellulosetriacetat oder Polyestern, in spinnbare Stapclfaserbänder. Der hier gebrauchte Ausdruck »Fadenstrang·· bezeichnet ein Bündel von allgemein parallelen endlosen Fäden, das wenigstens etwa 500 Fäden enthält und einen Gesamtster von wenigstens etwa 1000 hat. Vorzugsweise ist der Strang gekräuselt mit etwa 80 bis 790, vorzugsweise etwa 160 bis 470 Kräuselungen/m.

Fadenstränge aus Chemiefasern werden häufig in Form einer zusammenhängenden Einheit gehallen, um ihre Handhabung und Verarbeitung während der Herstellung, während ihrer anschließenden Verarbeitung zu Bändern und der Herstellung von gesponnenen Garnen aus diesen Bändern zu erleichtern. Diese Einheit wird gewöhnlich geschaffen durch Kräuseln des Garns vor dem Verpacken. Durch das Kräuseln werden jedoch benachbarte Fäden des Kabels in die gleiche Form gepreßt, wobei viele dieser benachbarten Fäden aneinander haften. Derartige verklebte oder zusammenhängende Fäden stören häufig die Verarbeitung sowohl des Stranges zu Bändern als auch der Bänder oder Vorgarne zu gesponnenem Garn und haben schlechte Bänder und schlechte gesponnene Garne zur Folge. Ferner gelangen benachbarte Fäden und daraus geschnittene Fasern während der Herstellung der Stapelfaserbänder und während des Spinnens unter Druck, wodurch weitere Verklebungen gebildet werden.

Bei der Verarbeitung von Fadensträngen zu Stapellaserbändern werden Vorrichtungen eingesetzt, die eine flache Bahn des unter geeigneter Spannung stehenden Stranges einer Schneidvorrichtung zuführen, wobei durch das Scheren des Machen Strangs im

ίο spitzen Winkel ohne Störung des Parallelverlaufs der Fäden des Stranges Stapelfasern gebildet werden. Die Faserstücke werden neu verteilt unter Bildung eines stabilen, endlosen Produkts in Form eines Stapelfaserbandes. Ein in der Textilindustrie bekannter Typ unter diesen Vorrichtungen ist der »Pacific Converter«. Die Erfindung wird im Zusammenhang mit diesem »Pacific Converter« beschrieben, sie ist jedoch allgemein auf alle Vorrichtungen und Verfahren anwendbar, für die der »Pacific Converter« und seine Arbeitsweise typisch sind. Es wird zum Beispiel verwiesen auf »Modern Yarn Production« von G. R. Wray, Columbine Press Company Limited, Manchester, England (I960), insbesondere Seite 61. Zeile 13, bis Seite 69. Zeile 3, in der ein »Pacific Converterbeschrieben ist. Eine Vorrichtung dieser Art beschreibt auch die Patentschrift Nr. 1591, des Amtes für Erfindungs- und Patentwesen in Ost-Berlin, das in dieser Vorrichtung in Form von locker nebeneinander liegenden Einzelfäden ausgebreitete Band aus dem ursprünglichen Fadenstrang wird in seiner ganzen Breite in Stapel geschnitten, die in einer besonderen Vorrichtung verdichte; werden.

Mit dem Pacific Converter können zwar im allgemeinen gute Ergebnisse bei der Verarbeitung vieler synthetischer Fäden und Gemische dieser synthetischen Fäden mit Wolle und Baumwolle erhalten werden, doch war es bishei kaum möglich, diese Vorrichtung auch zur Herstellung von gleichmäßigen Stapelfasern aus Cellulosetriaceta', d. h. im wesentliehen vollständig veresterter Cellulose mit weniger als 0,29 freien Hydroxylgruppen pro Anhydrogluoiseeinheit und aus Polyestern, wk Polyäthylentcrephthalat. einzusetzen. Dies ist offensichtlich auf das starke Verkleben oder Verschmelzen der Fasern an

•15 den Stellen, an denen sie durch den Pacific Converter durchschnitten werden, zurückzuführen, zumal diese Verklebungen zu einem großen Teil selbst durch die öffnende Wirkung des Converters nicht beseitigt werden. In einem gewissen, wenn auch gewöhnlich geringeren Maße tritt praktisch das gleiche Problem auch bei der Verarbeitung von Fadensträngen aus anderen Chemiefasern auf, indem beispielsweise häufig festgestellt wird. i.!aß das aus einem Pacific Converter erhaltene Faserband ziemlich ungleichmäßig ist. Dies ist darauf zurückzuführen, daß auch die ursprünglichen Stränge häufig verklebte Stellen enthalten, die nicht alle durch die öffnende Wirkung des Converters beseitigt werden und daß ferner die verklebende Wirkung des Schneidens in gewissem Umfange allgemein hei allen Fadensträngen aus Chemiefasern vorhanden ist.

Ein weiterer Mangel des bekannten Pacific Converter besteht darin, daß es nicht möglich ist, mit ihm annehmbar gleichmäßige Stapelfasern einer durchschnittlichen Länge von weniger als etwa 7,5 cm ohne Noppen und verklebte Fäden herzustellen. Das Baumwoüsystem kann Bänder einer Stapellängc bis hinab zu 13 oder 19 mm, aber von nicht mehr als

7li mm spinnen. Mit Kammgarnspinnmaschinen können Bänder einer Stapellänge von weniger als etwa 7,5 cm nicht gesponnen werden. Bishur war es also nicht möglich, auf dem Pacific Converter Bänder herzustellen, die sich zum Spinnen mit Baumwollspinnmaschinen eignen.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu entwickeln, mit denen es gelingt, Fadenstrünge derart zu lockern und auszubreiten, auf Stapelfaserlänge zu schneiden und den Zusammenhalt der Fasern im Faserverband zu lösen, daß spinnbare Stapelfaserbänder erhalten werden, die die Nachteile der bisheriger, Bänder, insbesondere deren Verklebungen nicht aufweisen, und /war auch solche aus Cellulosetriacetat und Polyestern, wie Polyethylenterephthalat. Außerdem soll- :en Verfahren und Vorrichtung es ermöglichen, .Mischfasern mit konkurrenzfähigen Verarbeitungskosten herzustellen.

Die Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren zum ^ Umwandeln von Fadensträngen in spinnbare Stapelfaserbänder durch Lockern und Ausbreiten des Stranges, Schneiden auf Stapelfaserlänge .ind Lösen des Zusammenhaltes der Fasern im Faserband, das dadurch gekennzeichnet ist. daß man die Stapelfaserbänder unter Einwirkung eines mechanischen Zuges auf die Fasern längs eines Weges fortbewegt, auf dem -,ie unter relativer Längsbewegung der Fasern zueinander und unter Beseitigung des. Gleichlaufes eventueller Kräuselungen abwechselnd ergriffen und wieder frei gegeben, dabei benachbarte Bandbereiche in Längsrichtung zueinander verzogen und die einzelnen Fasern des Bandes voneinander getrennt werden.

Bei diesem Verfahren werden tue geschnittenen iäden, d. h. die Stapelfasern auf einem Weg fort- .>.=, oewegt. der es ermöglicht, einen Teil der geschnitie-•len Fäden während ihrer Bewegung zu berühren und /u ergreifen. Die vorher nicht ergriffenen Fasern dieses Stapelfiscrbandes werden dann erfaßt, wodurch eine relative Längsbewegung zwischen den Fasern u> stattfindet und diese voneinander getrennt werden und der Gleichlauf bzw. die Parallel richtung einer etwa vorhandenen Kräuselung beseitigt wird. Diese Art der Behandlung der Stapelfasern läßt sich am leichtesten in einer Variante de* Pacific Converters erreichen, bei dem die Auflösungs- und Scherwalzen durch andere Walzenpaare ersetzt sind, die in einem gewissen Abstand zueinander angeordnet sind und durch deren Wirkung ·:ίη mechanischer Zug auf die Fasern ausgeübt wird und die Verklebungen der Einzelfasern m Fadenstrang beseitigt werden. Zwar wird in der USA.-Patentschrift 2 232 348 eine Vorrichtung beschrieben, gemäß der der Fadenstrang zunächst unter der Wirkung von zwei Walzenpaaren gespannt und dann zu Fasern geschnitten wird, die dann durch weitere Walzenpaarc geführt werden, bei denen jeweils eine Walze gerillt und die andere Walze mit einem weichen Obcrflächenbclag versehen ist. Diese Walzenpaarc sollen jedoch jede einzelne Faser so bearbeiten, daß diese wellenförmig ausgearbeitet wird. Die gerillten Walzen sind gegeneinander versetzt, das heißt die Rillen der einen Walze stehen den Erhebungen der vorhergehenden und der nachfolgenden Walze gegenüber. Eine Beseitigung des Gleichlaufes von Kräuselungen kann auf diese Weise nicht ^fi5 stattrinden, zumal ja gerade das Kräuseln der Fasern angestrebt wird.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Ί5

5" gemäß der Erfindung nach Art eines Pacific Converters mit hintereinander angeordneten geriffelten Auflösungs- und Scherwalzen ist statt dessen dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle dieser geriffelten Aufjüsunus- und Sehet walzen hinter den Schneidwalzen SO, 1! des Conveners zwei getrennte Walzenpaare !2, 25 angeordnet sind, die jeweils von einer Walze 15,22 mit einem schraubenförmigen Gewinde 16, 23. deren Gewindegänge abgeflacht sind und einer Gegenwalze 20, 24 mit einem nachgiebigen Oberfiächenbelag.il, vorzugsweise einem Guimmibelag, gebildet werden.

Diese Kombination von Gewindewalzen und Walzen mit elastischem Belag ist typisch für einen allgemeinen Typ von Vorrichtungen zum öffnen von gekräuselten Strängen, wobei eine oder mehrere »profilierte« Waizen verwendet werden, wie sie beispielsweise in don USA.-Patentschriften 3 032 829 und 3 103 220 und in der kanadischen Patentschrift 674 101 beschrieben sind.

Mit besonderem Vorteil weisen die beiden hinter der Schneidwalze des Converters hintereinander angeordneten Walzenpaare 12. 25 ein Geschwindigkeitsverhältnis des ersten Walzenpaares 15. 20 zum zweiten Wal/enpaar 22. 24 im Bereich zwischen 1,1:1 bis 2:1, vorzugsweise im Bereich zwischen 1.2:1 bis LN: f. auf. "

Die Einzelheiten einer bevorzugte:! Ausfülirungslorm der Erfindung werden nachstehend an Hand der Abbildungen beschrieben, wobei gleiche Teile gleiche Bezugsziffern aufweisen.

F i g. i ist eine Draufsicht, die schematisch einen Teil eines Pacific Converters und die Beziehung zwischen den getrennten Walzenpaaren und der Schneidvorrichtung darstellt.

F i g. 2 zeigt schematisch als Seitenansicht die getrennten Walzenpaare und die Schneidvorrichtung von Fig. 1 mit dem zu verarbeitenden Strang zwischen, den Walzen.

Fig. 3 zeigt schematisch einen Teil der Stapelfasern während der Verarbeitung und die Klcmmabschnitte der Walzenpaarc Diese Abbildung veranschaulicht, wie die Fasern durch die lösende Wirkung der Walzen getrennt werden.

F i g. 4 zeigt als Seitenansicht die Walzen eines der beiden Wal/enpaare.

Wie sclvjmatisch in F i c. 1 und 2 dargestellt, wird der Strang T von der Schneidwalzc 10 des Pacific Converters aufgenommen. Die Schneidvorrichtung besteht aus tier Schneidwalze 10 und der Gegenwalze 11. Diese Walzen zerschneiden gemeinsam die endlosen Fäden, aus denen der Strang T besteht. In Laufrichtung des Strangs hinter der Schneidvorrichtung ist ein erstes Walzenpaar 12 angeordnet, dessen eine Walze 15 mit schraubenförmigem Gewinde 16 versehen ist. Die hier als obere Walze dargestellte Walze 15 begeht aus Stahl oder ähnlichem Werkstoff, in den die erforderliche gcwindeförmigc Oberfläche eingearbeitet werden kann.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Walze 15 aus einem Zylinder ve π 63.5 bis 76 cm Länge gearbeitet und mit einem mittleren Gewindeteil 16 von 30 bis 40 cm Länge bei einem Durchmesser zwischen 44,5 und 57 mm und 4,7 Gcwindcgängcn/cm mit einer Gangtiefe zwischen I mm und 1,5 mm versahen, wobei jeder Gang einen Steg 17 (siehe Fig. 4) von 0,38 bis 0,5 mm Breite hat. Der Durchmesser des nicht imit Gewinde versehenen Teils

ist vorzugsweise geringer als der Durchmesser lies Gewindeteils.

Zur Walze 15 des Walzenpaares 12 gehört eine Gegcnwalze 20 mit einem nachgiebigen Obcrflächenbelag 21. Diese Walze besieht vorzugsweise ;uis Stahl mit einem Gummibelag. Bei einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sieh der Gummihclag oder die sonstige nachgiebige Oberfläche über eine Breite, die größer ist als die Breite des Gewindeteil d<:r Gegenwalze. So ist gemäß F i g. 4 als Gegcnwalze zur Walze 15 eine Walze 20 mit einer elastischen Oberfläche 21 vorgesehen, die eine axiale Länge von 51 cm und einen Durchmesser von 2,54 cm hat.

In Laufrichtung des Kabels oder Strangs ist hinter dem ersten Walzenpaar ein zweites Walzenpaar 25 mit Abstand angeordnet. Dieser Abstand ist vorzugsweise etwas kleiner als die Faserlänge, um sicherzustellen, daß die Walzen zwischen den Faserenden greifen. Das Walzenpaar 25 ist wie das erste Walzenpaar 12 im wesentlichen aus dem gleichen Werkstoff und mit praktisch den gleichen Abmessungen, wie sie vorstehend genannt wurden, ausgebildet. Die Walze 22 hat also ein schraubenförmiges Gewinde 23, und die Walze 24 ist in der gleichen Weise ausgebildet wie Walze 20. Die Stege der abgeflachten Gewindegänge arbeiten mit dem elastischen Belag der Gegenwalze unter Bildung eines fasergreifenden Teils bzw. einer fasergreifenden Zone zusammen, während die Bereiche zwischen den Stegen ebenso wie bei dem ersten Walzcnpaar 12 eine Faserdurchlaßzone bilden.

Die Vorrichtung arbeitet so bei entsprechender Anordnung der Walzenpaare 12 und 25, daß der geschnittene Strang T aufgenommen und zwischen der Walze mit Gewinde und der Gegenwalz? mit nachgiebigem Belag durchgeleitet wird. Wie am deutlichsten aus F i g. 3 ersichtlich, wird ein Teil der Fasern des Stapelfascrbandes zwischen den Stegen der Gewindewalze und dem elastischen Belag der Gegenwalze ergriffen, während andere Fasern zwischen den Gängen durchlaufen.

Wenn das zweite Walzcnpaar schneller angetrieben wird als das erste Walzenpaar und jedes Walzenpaar aus Walzen des gleichen Durchmessers besieht, werden die von den Siegen des Gewindes ergriffenen Fasern reiiiiiv zu den durchlaufenden Fasern bewegt, d.h. gegen diese Fasern verzogen. Wie aus Fig. 3 .j erkennbar, wird eine Faser, die zwischen den Gewindegängen des zweiten Walzenpaares durchläuft, vom Steg des ersten Walzenpaarcs ergriffen. Die mit »a« bezeichneten Fasern werden also zwischen den Stegen des Gewindes und dem elastischen Belag der

ίο Gegenwalze im ersten Walzenspalt festgehalten, im zweiten Walzenspalt aber nicht, während die mit »b« bezeichneten Fasern zwischen den oberen Stegen des Gewindes und dem elastischen Belag des zweiten Walzenpaarcs festgehalten werden. Folglich werden die mit »a« bezeichneten Fasern in Längsrichtung relativ zu den mit »b« bezeichneten Fasern bewegt, d. h. gegen die letztgenannten Fasern verzogen.

Das Verfahren gemäß der Erfindung und die Vorrichtung zu seiner Durchführung erwiesen sich als

ao besonders vorteilhaft für die Bearbeitung von Fadensträngen aus Cellulosetriacetat und Polyestern, insbesondere Polyäthylenterephthalat, die sich leicht mit beispielsweise Wolle oder Baumwolle u. dgl. mischen lassen. Die Fäden dieser Stränge können aus organi-

as sehen Derivaten der Cellulose bestehen, beispielsweise OVS deren Estern oder Athern, und zwar Estern von Cellulose mit organischen Säuren, wie Celluloseacetat, Cellulosepropionat, Cellulosebutyrat, CeIIulosebcnzoat, Celluloseacetatfcrmiat, Celluloseacetatpropionat und Celluloseacetatbutyrat sowie Celluloseethern, wie Äthykellulose. Auch synthetische Fäden aus regenerierter Cellulose, wie Viskose-Rcyon oder Kupfcrreyon, und chemisch modifizierter oder vernetzter regenerierter Cellulose können verarbeitet werden, darüber hinaus Fadenstränge aus thermoplastischen oder in Lösungsmitteln löslichen oder dispergierbaren Polymeren beispielsweise aus Superpolyamiden, wie Nylon, Superpolyestern, wie Polyäthylenterephthalat, Polygiykolsäure und deren Copolymeren, Acrylnitrilpolymeren und -copolymeren, Olefinpolymercn und -copolymeren und Polymeren und Copolymeren von Vinylestern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Umwandeln von Fadensträngen in spinnbare Stapelfaserbänder durch Lokkern und Ausbreiten des Stranges, Schneiden auf Stapelfaserlänge und Lösen des Zusammenhaltes der Fasern im Faserband, dadurch gekennzeichnet, daß man die Stapelfaserbander unter Einwirkung eines mechanischen Zuges auf die Fasern längs eines Weges fortbewegt, auf dem sie unter relativer Längsbewegung der Fasern zueinander und unter Beseitigung des Gleichlaufes eventueller Kräuselungen abwechselnd ergriffen und wieder freigegeben, dabei benachbarte Bandbereiche in Längsrichtung zueinander verzogen und die einzelnen Fasern des Bandes voneinander getrennt werden.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I nach Art eines Pacific Converters mit hin'ereinander angeordneten geriffelten Auflösungs- und Scherwalzen, dadurch ü.ckennzeichnet, daß an Stelle dieser geriffelten Auflösungs- und Scherwalzen hinter den Schneidwalzen (10. 11) des Converters zwei getrennte Walzenpaare (12, 25) angeordnet sind, die jeweils von einer Walze (15, 22) mit ein;m schraubenförmigen Gewinde (16, 23), deren Gewindegänge abgeflacht sind und einer Gegenwalze (20, 24) mit einem nachgiebigen Oberflächenbelag (21). vorzugsweise einer.' Gummibelag, gebildet werden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden h'.iter der Schneidwalze des Converters hintereinander angeordneten Walzenpaare (12, 25) ein üoschvvindigkeitsverhältnis des ersten Walzenpaares (15. 20) zum zweiten Walzenpaar (22, 24) im Bereich zwischen 1.1:1 bis 2:1, vorzugsweise im Bereich /wischen 1.2:1 bis 1,8:1. aufweisen.