DE841483C

DE841483C - Vorrichtung zur Herstellung von Kunstfaeden, insbesondere Polyamid-faeden und solchen aus hochpolymeren Polymethylenterephthalaten

Info

Publication number: DE841483C
Application number: DEP2113A
Authority: DE
Inventors: Robert Lipscomb
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1948-03-08
Filing date: 1949-03-06
Publication date: 1952-06-16
Also published as: FR982337A; GB645159A

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 16. JUNI 1952

p si 13 VII j29 a B

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung von mit Verjüngungen versehenen künstlichen Fäden, insbesondere Polyamidfäden und solchen aus hochpolymeren Polymethylenterephthalaten, wie sie für die Herstellung von künstlichen Borsten Verwendung finden können.

In der britischen Patentschrift 535 263 ist ein Verfahren zur Herstellung von mit Verjüngungen versehenen Kunstfäden beschrieben, bei dem ein geschmolzenes, fadenbildendes synthetisches Polymer ausgepreßt wird. Nach dem Auspressen werden die Fäden in sich gleichmäßig wiederholenden Abständen gestreckt, so daß in dem einzelnen Faden in gleichmäßigen Zwischenräumen Verjüngungen auftreten. Der Durchmesser der so erzeugten Fäden beträgt nicht weniger als 3,5 mm.

In der britischen Patentschrift 578 324 ist ein Verfahren beschrieben,- das darin besteht, daß ein kalt ziehbarer organischer polymerer iFaden, welcher auf seiner Länge gleichmäßig verteilt wiederkehrende Verjüngungen aufweist, einer Zugkraft ausgesetzt wird, die nicht so groß ist, daß ein Zerreißen des Fadens eintritt, jedoch genügend groß ist, um eine Zugwirkung auf die Teile des größten Durchmessers bis auf mindestens 80% des Betrages auszuüben, auf den sie kalt gezogen werden können, während die Fäden zwischen weit voneinander gelegenen Ziehpunkten hindurchgehen, wobei die Fäden zwischen diesen Ziehpunkten auf eine Temperatur zwischen 40 und ioo° erwärmt werden. Diese beiden Patentschriften beschreiben die heute üblichen Verfahren zur Herstellung von

gezogenen, mit Verjüngungen versehenen künstlichen Fäden, wie sie zur Herstellung von Kunsthorsten für Bürsten Verwendung finden.

Die beschriebenen Verfahren haben jedoch folgende Nachteile. Es wurde gefunden, daß, wenn die mit Einschnürungen versehenen Kunstfäden gezogen bzw. gestreckt werden, es schwierig ist, bei Verwendung gewisser, künstliche Fäden bildender Stoffe eine genügend hohe Zugkraft anzuwenden,

ίο um auf die stärkeren Teile eine Zugwirkung auszuüben, ohne daß ein gewisser Bruchbetrag bei den dünneren Teilen der mit Verjüngungen versehenen Fäden auftritt. Es wurde weiterhin gefunden, daß während des Auspreßvorganges gewisse Ungleichmäßigkeiten hinsichtlich der Abmessungen der mit Verjüngungen versehenen und der nicht verjüngten Teile, des Fadens auftreten. Diese Ungenauigkeiten haben einen beträchtlichen Ausschuß zur Folge, wenn die gezogenen, mit Verjüngungen versehenen Fäden in Längen geschnitten werden, um zur Herstellung von künstlichen Borsten Verwendung finden zu können.

Die vorliegende Erfindung schlägt nunmehr eine Vorrichtung zur Herstellung von mit Einschnürungen oder Verjüngungen versehenen Kunstfäden, insbesondere Polyamidfäden, vor, durch welche derartige mit Verjüngungen versehene Kunstfäden hergestellt werden können, welche gleichmäßigere Verjüngungen aufweisen,- als es durch den bisherigen Stand der Technik möglich war, aus denen künstliche Borsten mit einer geringen Abfallmenge geschnitten werden können und deren Abmessungen ganz genau hergestellt und ohne Schwierigkeit laufend erzeugt werden können.

Diese Vorrichtung kann zur Herstellung von mit Verjüngungen versehenen Kunstfäden aus jedem beliebigen Ausgangsmaterial angewandt werden.

Gemäß der Erfindung sind Mittel zur Entfernung von Teilen aus einem sich kontinuierlich fortbewegenden Faden vorgesehen, wobei diese Mittel mit weiteren Mitteln zusammenwirken, durch welche der sich kontinuierlich bewegende Faden den die Verjüngung bewirkenden Mitteln dargeboten wird, wobei diese beiden Mittel derart angeordnet sind, daß von dem Faden in einem vorher bestimmten Arbeitskreislauf die Fadenteile entfernt werden.

Die Vorrichtung nach der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.

Fig. ι zeigt eine schematische Darstellung der Vorrichtung;

Fig. 2 zeigt im vergrößerten'Maßstab schematisch die Gestalt eines Schneidzahnes; Fig. 3 zeigt die Form des hergestellten, mit Verjüngungen versehenen Fadens, jedoch nicht im natürlichen Maßstab.

Beispiel

Zwei Fäden 1 aus Polyhexamethylenadipamid, welche auf einen Durchmesser von 0,3 mm ausgezogen worden sind, werden parallel von einem Satz Zuführrollen 2 mit einem Durchmesser von 75,4 mm einer exzentrisch angeordneten Stützrolle 3, welche einen Durchmesser von 76,2 mm besitzt und mit einer Geschwindigkeit von 300 Umlaufen pro Minute umläuft, zugeführt. Von dort gelangen die Fäden in ein Paar Klemmrollen 4 mit einem Durchmesser von J^ mm, welche die Fäden straff und in Berührung mit der Stützrolle 3 halten. Von diesen Klemmrollen gelangen die Fäden auf eine in der Zeichnung nicht dargestellte Sammelvorrichtung. Die Vorschubrollen 2, die Stützrolle 3 und die Klemmrollen 4 werden durch einen Kettenantrieb mit der gleichen Umlaufgeschwindigkeit angetrieben; hierdurch wird infolge ihrer verschiedenen Durchmesser ein Unterschied in der Oberflächengeschwindigkeit zwischen den Vorschubrollen und der Stützrolle von 1 % und zwischen der Geschwindigkeit der Stützrolle und der Klemmrollen ebenfalls von 1 °/o erreicht, wodurch bewirkt wird, daß die Fäden immer mit der Stützrolle in Berührung bleiben und unter Spannung stehen. Die Mittel, wodurch Teile der Fäden entfernt werden, bestehen aus einem umlaufenden Rad 5 mit einem Durchmesser von 76,2 mm, das ähnlich den Walzen ist, wie sie in der holzverarbeitenden Industrie zum Hobeln od. dgl. verwendet werden, wobei dieses Rad auf seinem Umfang mit drei gleichmäßig voneinander entfernten, gut geschärften Zahnen 6 versehen ist, von denen einer in etwa vierfacher Vergrößerung in Fig. 2 dargestellt ist. Dieses Schneidrad 5 läuft mit einer Geschwindigkeit von 10 000 Umläufen pro Minute um und liegt genau der Stützrolle 3 gegenüber, durch welche die Fäden der Schneidvorrichtung dargeboten werden, so daß die Fäden auf ihrem Weg von den Vorschubrollen 2 zu den Klemmrollen 4 infolge der exzentrischen Anordnung der Stützrolle 3 der periodischen Schneidwirkung des Schneidrades unterworfen wird, wodurch Teile aus den Fäden herausgeschnitten werden. Die exzentrische Stützrolle 3 ist mit einer Exzentrizität von 0,35 mm angeordnet; das Schneidrad besitzt eine derartige Lage, daß von der Länge der Fäden ein Teil A-B (Fig. 3) herausgeschnitten wird, der etwa 76 mm lang und 0,18 mm dick an der tiefsten Stelle des Ausschnittes ist, der auf je 239 mm der Fadenlänge wiederkehrt. Ein Querschnitt in der Umlaufebene des Schneidrades durch den Schnitt gibt die Form des Ausschnittes wieder, die einer Sinuskurve mit einer Amplitude no von 0,7 mm und einer Wellenlänge von 239 mm entspricht. Die erhaltenen, nicht konzentrisch mit Verjüngungen versehenen Fäden werden von Hand in Längen X-Y von 239 mm geschnitten, wobei der Schnitt in die Mitte jedes; verjüngten Teiles gelegt wird, worauf dann diese Längen zu Borsten in der Mitte der nicht verjüngten Teile der 239 mm großen Längen geschnitten und diese dann wieder auf die gewünschte Länge von 114 mm geschnitten werden. Eine Länge von 239 mm liefert Borsten von 114 mm Länge, wobei der Überschuß von 11 mm für den Verschnitt dient. Wenn diese Borsten zu Malerpinseln verarbeitet werden, so ergibt sich hierbei ein sehr brauchbares Produkt. Gewünschtenfalls können die Borsten dadurch hergestellt werden, daß die verjüngten Fäden nur an

cleii Punkten X-Y geschnitten werden und die sich ergebenden Längen U-förmig umgebogen werden, um sie dann zur Herstellung des Malerpinsels zu verwenden.

5 Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung die Erfindung für die Behandlung von Polyamidfäden mit einem Durchmesser von 0,3 mm erläutert ist, kann sie selbstverständlich auch auf Kunstfäden beliebiger anderer Stoffe von verschiedenen Abmessungen angewandt werden. Geeignete Stoffe, die für die Herstellung von Kunstfäden dienen können, die zu Pinselborsten verarbeitet werden, umfassen die Superpolyamide und die hochpolymeren Polymethylenterephthalate, wie sie in den britischen Patentschriften 578079 und .59x5451 beschrieben sind. Die Länge der Borsten, welche von den Fäden geschnitten werden und die Verhältnisse der verjüngten Teile, welche sich auf der Länge der Fäden erstrecken, können dadurch geändert werden, daß die Zeit verändert wird, mit der die Stützmittel auf die Fäden einwirken und sie den Schneidvorrichtungen darbieten, beispielsweise durch Änderung des Durchmessers, der Exzentrizität oder der Lage der Stützrolle oder durch Änderung der Lage des Schneidrades. In ähnlicher Weise können die Mittel, welche dazu dienen, die Fäden gegen die Stützrolle zu spannen, geändert werden, obwohl sich die Verwendung von Klemmrollen und Vorschubrollen als besonders zweckmäßig herausgestellt hat.

Obwohl es zweckmäßig ist, ein umlaufendes Schneidrad als Mittel zum Entfernen von Teilen aus dem Faden zu verwenden, ist dies nicht wesentlich; es können auch andere Mittel zur Verjüngung der Fäden angewandt werden, beispielsweise Schleifwalzen. Bei Verwendung eines umlaufenden Schneidrades hat es sich herausgestellt, daß die besten Ergebnisse erzielt werden, wenn nur eine kleine Anzahl von Zähnen vorhanden ist und ebenfalls, daß es besser ist, daß das Schneidrad derart umläuft, daß die Messer in der gleichen Richtung schneiden, wie sich die Fäden bewegen. Wenn das Schneidrad in entgegengesetzter Richtung umläuft, besteht leicht die Möglichkeit, daß die Fäden durchgeschnitten werden. Dieser Nachteil kann auch eintreten, wenn ein feststehendes Messer verwendet wird.

Die vorzugsweise angewandten Mittel zum Darbieten des sich kontinuierlich bewegenden Fadens gegenüber den die Verjüngungen erzeugenden Mitteln bestehen aus einer Stützwalze; jedoch können auch andere Mittel für diesen Zweck Anwendung finden. Die Oberfläche dieser Mittel ist, wenn sie sich nicht mit den Fäden mitbewegt, glatt und hart. Anderenfalls würden durch die gleitende Reibung Nuten in der Oberfläche der Stützmittel entstehen. Die Anordnung der Schneid- oder Stützmittel, derart, daß die Teile aus den Fäden in einem vorher bestimmten Abstand herausgeschnitten werden, kann auf irgendeine bekannte Weise erfolgen. So kann nicht nur, wie oben beschrieben, als Stützmittel eine Rolle verwendet werden, wobei die Abstützung in einem vorher bestimmten Arbeitsverlauf durch exzentrische Anordnung der Rolle erfolgt, es- ist jedoch auqh möglich, das gleiche Ergebnis dadurch zu erzielen, daß eine normale Rolle verwendet wird, die einen Nockenteil geeigneter Form besitzt, oder dadurch, daß die die Verjüngungen herbeiführenden Mittel in der Weise angeordnet sind, daß ihre Lage mit Bezug auf die fest angeordneten Stützmittel in einem vorher bestimmten zeitlichen Arbeitsverlauf geändert werden kann.

Es ist einleuchtend, daß die Größe der an den Fäden erzeugten Verjüngungen ohne Schwierigkeit geändert werden kann und sie sich mit großer Genauigkeit herstellen läßt. In dem vorliegenden Beispiel hängt die Menge des von dem Faden entfernten Materials von der Sinuskurve ab, welche von der Exzentrizität der Stützrolle abhängig ist, und von der Länge der gewünschten Borste, d. h. also von mechanischen Faktoren und nicht von den physikalischen Eigenschaften des Materials, aus dem die Fäden bestehen.

Bei der Beschreibung der Vorrichtung in dem vorangegangenen Beispiel werden die mit Verjüngungen versehenen Fäden mit der Hand zu Borsten geschnitten. Es ist jedoch selbstverständlich, daß bei der praktischen Einführung- dieser Vorrichtung an dieser eine geeignete Schneidvorrichtung angebracht werden kann, so daß auch die Borstenlänge mechanisch hergestellt wird. Zweckmäßig wird eine derartige Schneidmaschine von dem gleichen Antrieb aus angetrieben, so daß dieser nicht nur die Vorschub-, Klemm- und Stützrollen, sondern auch die Schneidmaschine antreibt.

Durch Anwendung der den Gegenstand der Erfindung bildenden Vorrichtung ist es möglich, künstliche Borsten herzustellen, die gleichmäßiger sind, als sie sich bisher herstellen ließen. Weiterhin wird infolge der Tatsache, daß bei dieser Vorrichtung keine Verschiebung zwischen den parallelen Fäden eintritt, wenn eine Anzahl paralleler Fäden gleichzeitig geschnitten wird, der Abfall auf ein Minimum verringert. Die Überlegenheit der den Gegenstand der Erfindung bildenden Vorrichtung in dieser Hinsicht gegenüber dem bekannten Stand der Technik ergibt sich eindeutig daraus, daß in der einfach aufgebauten, in dem Beispiel erläuterten Vorrichtung zwei 114 mm lange Borsten aus einer mit einer Verjüngung versehenen Fadenlänge von n₀ 239 mm hergestellt werden können. Bei den bisher bekannten Verfahren war es häufig notwendig, Längen von 266,7 ^mm herzustellen, um zwei Kunstborsten von 114 mm Länge erzeugen zu können. Ein weiterer Vorteil der unter Verwendung der n₅ den Gegenstand der Erfindung bildenden Vorrichtung hergestellten Borsten besteht darin, daß die geschnittene Oberfläche der.Faden nicht glatt ist. Es ist allgemein bekannt, daß eine rauhe Borstenoberfläche vorteilhaft für die Haftung von Flüssig- iao keiten an Pinseln ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Vorrichtung zur Herstellung von Kunstfäden, insbesondere Polyamidfäden und solchen aus hochpolymeren Polymethylenterephthalaten,

bei denen auf der Länge des ununterbrochen hergestellten Fadens Verjüngungen erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die dazu dienen, aus dem sich kontinuierlich bewegenden Faden Teile zu entfernen, ' wobei diese Mittel in Übereinstimmung mit solchen arbeiten, die den sich ununterbrochen bewegenden Faden den die Verjüngungen erzeugenden Mitteln darbieten, wobei diese beiden Mittel derart angeordnet sind, daß nach einem vorher bestimmten Arbeitskreislauf die Verjüngungen in dem Faden durch Entfernung vom Fadenmaterial erzeugt werden.
2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernung von Material aus dem sich kontinuierlich bewegenden Faden durch ein umlaufendes Schneidrad erfolgt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das umlaufende Schneidrad sich in der gleichen Richtung bewegt wie der Faden.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidrad nur eine kleine Anzahl von Zähnen, beispielsweise drei, aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidrad mit einer hohen Geschwindigkeit, beispielsweise mit 10 000 Umdrehungen je Minute, umläuft.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützmittel derart angeordnet sind, daß deren Lage mit Bezug auf die Schneidvorrichtung innerhalb eines bestimmten Zeitablaufes geändert werden kann.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das den Faden der Schneidvorrichtung darbietende Mittel aus einer Stützrolle besteht.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützrolle exzentrisch gelagert ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet_x daß die Mittel, durch die der Faden der Schneidvorrichtung dargeboten wird, aus einer axial gelagerten Rolle besteht, welche mit einem Nockenteil versehen ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidvorrichtung derart angeordnet ist, daß ihre Lage mit Bezug auf die Stützvorrichtung veränderbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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