DE850644C - Verfahren und Apparatur zur Behandlung von Faeden mit Fluessigkeiten - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 25. SEPTEMBER 1952

I 296 VIII 29 a

Die Erfindung betrifft die Behandlung von Fäden usw. mit Flüssigkeiten, während diese Fäden auf einer Fadenfördervorrichtung in vielen schraubenförmigen Windungen kontinuierlich vorwärts bewegt werden. Im besonderen bezieht sich die Erfindung auf eine neue und verbesserte Methode für die Verteilung einer Behandlungsflüssigkeit auf einer Fadenfördervorrichtung.

Bei der Behandlung von Fäden auf einer solchen Vorrichtung mit einer Flüssigkeit ist es aus Gründen der Wirksamkeit und Einheitlichkeit der Behandlung erwünscht, daß sich eine Schicht oder ein Film der Behandlungsflüssigkeit bildet, der sich über eine Anzahl benachbarter Windungen des Fadens und auch zumindest teilweise um die Fadenfördervorrichtung herum ausdehnt.

Indes ist es unter gewissen Arbeitsbedingungen schwierig, eine einheitliche und doch wirksame Verteilung der angewandten Behandlungsflüssigkeit ausreichend zustande zu bringen. So trifft dies z. B. bei höheren Fadengeschwindigkeiten zu, wo erhöhte Zentrifugalkräfte auf die Behandlungsflüssigkeit einwirken. Schwierigkeiten treten auch bei gewissen Situationen auf, wenn ein Faden auf einer Fadenfördervorrichtung mit niedriger Spannung läuft. Eine zu geringe Spannung kann z. B. durch Lockerwerden des Fadens während der Behandlung bei erhöhter Temperatur hervorgerufen werden.

Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren, durch das eine genaue und sehr erwünschte Verteilung der Flüssigkeit stattfindet, die unter den verschiedensten Bedingungen bei der Behandlung des F'adens erhalten bleibt. Sie sieht ein Verfahren vor, das die entgegenwirkenden Einflüsse hoher Fadengeschwindigkeit und niedriger Fadenspannung beträchtlich ver-

ringert, wenn nicht völlig aufhebt. Außerdem sieht das neue Verfahren eine wirksame und einheitliche Flüssigkeitsbehandlung des Fadens vor, wenn unter einer oder mehreren der folgenden Bedingungen gearbeitet wird: weitere Zwischenräume zwischen benachbarten Windungen des Fadens; geringere und wirtschaftlichere Anwendungsmengen der Behandlungsflüssigkeit und höhere Temperatur derselben. Das vorliegende Verfahren ist besonders für die Behandlung von Viskosekunstseidefäden geeignet.

Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung wird wie folgt ausgeführt: Ein Faden wird in einer Vielzahl von Schrauben windungen vorwärts bewegt und eine Behandlungsflüssigkeit auf den sich vorwärts bewegenden Faden aufgebracht, wobei durch die angewendete Flüssigkeit eine meist kontinuierliche flüssige Berührung zwischen vielen aufeinanderfolgenden Windungen und einer Vorrichtung, die dicht zur äußeren Fläche der vielen aufeinanderfolgenden Windungen angebracht ist, stattfindet.

Im allgemeinen kann die vorliegende Erfindung bei rotierenden Vorrichtungen, die den Faden vorwärts fördern und zeitweilig in Form vieler Schraubenwindungen führen, angewendet werden. Eine Anzahl derartiger Fadenfördervorrichtungen ist der Fachwissenschaft bekannt. Es sind Vorrichtungen, die als Träger für den Faden eine Anzahl Trommeln, Rollen, Rundstangen, Stäbe usw. besitzen, auf denen der vorwärts laufende Faden eine schraubenförmige Gestalt bilden kann.

Besondere Vorteile werden jedoch mit Vorrichtungen erzielt, die Windungen bilden, die in ihrer Form nur leicht von einer Schraube abweichen. Schraubenwindungen dieser Art werden gewöhnlich auf einheitliehen, im wesentlichen zylindrischen Fadenfördervorrichtungen gebildet und werden hier als fadenbewegende Haspeln oder Käfigtrommeln bezeichnet. Eine Fördervorrichtung dieser Art ist in dem amerikanischen Patent 2210914 beschrieben und besteht im großen und ganzen aus einer Anzahl auseinanderliegender Stabglieder, die in zylindrischer Art angeordnet sind. Im allgemeinen ist die fadenfördernde Vorrichtung so angebracht, daß ihre Achse in einer vertikalen oder horizontalen Ebene oder in irgendeinem Winkel zu ihr steht. Jedoch ist es vorteilhafter, wenn die Vorrichtung horizontal gelagert ist. Am vorteilhaftesten ist es, wenn die Vorrichtung etwas von der Horizontalen aufgerichtet ist, so daß ein Ende der Fadenschraube etwas höher als das andere liegt. Dadurch kann die Behandlungsflüssigkeit gut auf das höhere Ende der Fadenschraube aufgebracht werden und ermöglicht ein Abfließen nach dem unteren Ende der Windungen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die aufgebrachte Flüssigkeit entgegengesetzt zu der Richtung des Fadenlaufs fließt. Je nach Wunsch kann die Flüssigkeit auf die Spitze, die aufsteigende oder absteigende Seite der horizontalen Fadenwindungen aufgebracht werden.

Wiewohl mancherlei Flüssigkeiten verwendet werden können, empfiehlt es sich, wässerige Medien anzuwenden, wie z. B. Wasser allein oder wässerige alkalische oder saure Medien. Besondere Vorteile werden z. B. bei der Verarbeitung von Viskosekunstseidefäden erzielt, wo gewöhnlich mehrere wässerige Behandlungsmittel verwendet werden.

Die benachbarten Fadenwindungen in einer Fadenschraube können ziemlich weit auseinander liegen oder auch, wenn gewünscht, nur ziemlich geringen Abstand besitzen. Bei dem Ausdruck Windungen mit ziemlich geringem Abstand ist gemeint, daß sie so nahe aneinander liegen, daß die Flüssigkeit einen Film über zwei oder mehr Fadenwindungen bilden kann. Gute Ergebnisse werden bei Verwendung von weit auseinander liegenden Windungen erzielt, besonders wenn ein Haspel zur Fadenförderung verwendet wird. Am besten liegt der Zwischenraum etwa zwischen 30 und 50% vom theoretischen Maximum der Windungszahl pro Längeneinheit, die auf einer Fadenfördervorrichtung ohne Überschneidung aufgewunden werden kann. Die theoretisch höchstmögliche Windungszahl pro Längeneinheit bei einer gegebenen Fadenfördervorrichtung kann festgestellt werden, indem man die Breite eines vielfädrigen Fadenstranges mißt, wenn er auf der Vorrichtung mit der speziellen Spannung, der Temperatur und unter Verwendung der Behändlungsflüssigkeiten aufgewunden ist, und danach die Anzahl der getrennten benachbarten Windungen berechnet, die auf die Längeneinheit gehen. Zum Beispiel nimmt ein Strang mit 150 Denier eines frisch gesponnenen Kunstseidefadens aus 40 Einzelfäden, die mit einer Dehnung von etwa 0,2 g pro Einzelfaden aufgewunden und mit einer 3°/_oigen wässerigen Schwefelsäure bei etwa 6o° C behandelt wurden, einen Abstand von etwa 0,5 mm auf einem Stab einer Käfigtrommel ein. Daher beträgt die theoretisch höchste Zahl an Windungen pro 25,4 mm, die unter diesen Bedingungen ohne Überschneidung aufgewunden werden kann, ungefähr 50.

Die Behandlungsflüssigkeit, die auf die Fadenwindungen aufgebracht wird, läßt man in fortlaufender Berührung zwischen der Fadenschraube und einer Vorrichtung, die ganz nahe der Oberfläche der Fadenwindungen angebracht ist. Am vorteilhaftesten kann dies ausgeführt werden, indem man die aufgebrachte Flüssigkeit mit einer Vorrichtung in Berührung bringt, die dicht an den Fadenwindungen liegt und so nahe angebracht ist, daß sich ein der Hauptsache nach kontinuierlicher Flüssigkeitsfilm zwischen den Windungen und der äußeren Vorrichtung bildet.

Die Berührungsfläche der Flüssigkeit zwischen den Fadenwindungen und der äußeren Vorrichtung kann nach Wunsch eng oder weit sein. So kann sich z. B. die Fläche der Flüssigkeitsberührung über eine große Anzahl benachbarter Windungen oder nur über wenige Windungen erstrecken. Desgleichen kann sich der Raum der Flüssigkeitsberührung lediglich über einen Teil der Oberfläche der Faden win düngen oder, wenn gewünscht, vollständig um die Fadenwindungen herum erstrecken. Die äußere Vorrichtung kann elastisch oder biegsam sein. Die elastische Ausführung kann z.B. aus Stoffen wie Metallen oder geformten Kunststoffen, Kunstharzen usw. hergestellt sein. Die biegsame Ausführung kann aus Stoffen wie Gummi, Leder, Fasermaterial oder leichten plastischen Stoffen hergestellt sein. Am vorteilhaftesten wird die außen befindliche Vorrichtung aus Stoffen hergestellt, die chemisch widerstandsfähig sind oder

chemisch widerstandsfähig gegen die verwendete Behandlungsfiüssigkeit gemacht worden sind.

Unter den biegsamen Stoffen, die verwendet werden können, sind z. B. textile Flechtwerke, Gewebe, Fäden, Bänder, Stränge oder zu Pinseln vereinigte Streifen, gewebte oder gewirkte Tücher usw. zu nennen. Besonders vorteilhaft sind leichte blattartige Materialien, wie z. B. Glasfasertuche, aus polymeren Materialien, wie z. B. Polymeren oder Kopolymeren von Akrylnitril,

ίο Vinyl- oder Vinylidenchlorid, Superpolyamiden usw., hergestellte Tafeln oder Filme.

Im allgemeinen sind die aus Verfahren nach der Erfindung sich ergebenden Vorteile um so größer, je geringer der Abstand zwischen der Fadenfördervorrichtung und der äußeren Vorrichtung ist. Die Art und Weise der Anbringung der äußeren Vorrichtung dicht an der Fadenfördervorrichtung hängt unter anderem von der Art der verwendeten Vorrichtung, von der Geschwindigkeit, mit der der Faden der Behandhing unterworfen wird, und von der zu behandelnden Fläche ab. Im allgemeinen bringt man die äußere Vorrichtung unabhängig von der Fadenfördervorrichtung an. Am vorteilhaftesten kann die äußere Vorrichtung unter gewissen Bedingungen ohne Schaden für den Faden in direkter Berührung mit der Fadenfördervorrichtung stehen. Die biegsame Vorrichtung kann am besten zum Teil durch die aufgebrachte Flüssigkeit, die auf der Fadenfördervorrichtung sich befindet, getragen werden. Infolge ihres geschmeidigen Charakters stellt sie sich selbsttätig zu der Oberfläche der Fadenfördervorrichtung ein, wobei sie die erwünschte kontinuierliche Flüssigkeitsberührung zwischen der Vorrichtung und den Windungen ermöglicht. Die Art und Weise der Anbringung und der Verwendung der verschiedenen Typen der äußeren Vorrichtung wird im einzelnen in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben.

Der Faden, der der Flüssigkeitsbehandlung unterworfen wird, läuft mit einer Geschwindigkeit von etwa 60 bis 90 m pro Minute vorwärts. Bessere Resultate werden jedoch bei höheren Geschwindigkeiten, besonders über etwa 100 m pro Minute, erzielt. Derartige höhere Geschwindigkeiten sind Geschwindigkeiten, die die aufgebrachten Flüssigkeiten teilweise oder vollständig infolge der Zentrifugalkraft von der Fadenfördervorrichtung abstoßen. Besonders günstige Resultate werden bei Fadengeschwindigkeiten zwischen etwa 100 und 350 m pro Minute erhalten.

Die Menge der Behandlungsflüssigkeit, die auf die Fadenfördervorrichtung aufgebracht wird, kann, wenn gewünscht, zwischen 200 ecm und 600 ecm pro Minute liegen. Jedoch werden besonders gute Resultate durch Aufbringung von weniger als etwa 200 ecm pro Minute und speziell zwischen etwa 10 ecm und 150 ecm pro Minute erzielt. Noch bessere Ergebnisse werden bei einer Aufbringung von etwa 15 ecm bis 100 ecm pro Minute erhalten. Falls gewünscht, kann die Behandlungsflüssigkeit an mehreren Stellen auf die äußere Fläche derFadenfördervorrichtung aufgetragen werden.

Die Temperatur der Behandlungsflüssigkeit kann normale Zimmertemperatur oder vorteilhaft erhöhte Temperatur sein, wie z. B. Temperaturen, die eine schnelle Verdampfung der Behandlungsflüssigkeit herbeiführen. Besondere Vorteile werden jedoch bei Temperaturen über etwa 70⁰ C und speziell zwischen etwa 8o° C und dem Siedepunkt des Behandlungsmittels bei der Berührung mit dem Faden erzielt. Erhöhte Temperaturen können durch Aufbringen heißer Behandlungsflüssigkeit oder durch Anwendung von einer von innen beheizten Fadenfördervorrichtung erzielt werden. Bei dieser letzteren Ausführung liegt die Temperatur der den Faden tragenden Glieder der Vorrichtung gewöhnlich höher als die Temperatur der Behandlungsflüssigkeit, die in Berührung mit dem vorwärts laufenden Faden steht. Besondere Vorteile werden z. B. bei der Behandlung von Viskosekunstseidefäden mit sauren wässerigen Mitteln bei erhöhter Temperatur erhalten.

Die Fadenspannung, die bei der Fadenfördervorrichtung angewendet wird, kann zwischen etwa 0,2 und 0,9 g pro Einzelfaden betragen oder besser unter dieser Größe liegen. Obwohl es wünschenswert ist, wenn möglich eine höhere Fadenspannung aufrechtzuerhalten, ist dies unter gewissen Arbeitsbedingungen schwierig, so z. B. bei erhöhten Behandlungstemperaturen, wo die Fäden zum Lockerwerden neigen. Aus diesem Grund werden die besten Resultate beim vorliegenden Verfahren bei niedriger Spannung erzielt. Besondere Vorteile werden bei Fadenspannungen zwischen etwa 0,007 ^und 0,16 g pro Einzelfaden erreicht, wenn ein Wanderhaspel bzw. eine Käfigtrommel verwendet wird.

Wenn auch das Verfahren nach der Erfindung für die Behandlung von mancherlei Arten Fadenmaterials verwendet werden kann, ist es bei der Verarbeitung von frisch gesponnenen Viskosekunstseidefäden besonders wirksam. Das vorliegende Verfahren ist besonders geeignet für die Verarbeitung von Viskosekunstseide durch ein kontinuierliches Verfahren, bei dem eine Anzahl von chemischen wässerigen Behändlungen und Wäschen bei einem einzelnen Viskosestrang ausgeführt werden, wenn er kontinuierlich über eine Reihe von Fadenfördervorrichtungen läuft.

Die Zeichnungen dienen dazu, die verschiedenen Apparateformen, mit denen die Erfindung durchgeführt wird, zu erläutern.

Fig. ι zeigt eine Anordnung, die eine äußere Vorrichtung bei einem Wanderhaspel bzw. einer Käfigtrommel verwendet; die verwendete Vorrichtung ist genauer in

Fig. 2 erläutert und besteht aus einer Anzahl von Fadenabschnitten, die in einem plastischen Block vereinigt und verbunden sind und einem Anstreichpinsel ähneln;

Fig. 3 zeigt eine andere einem Anstreichpinsel ähnelnde äußere Vorrichtung, bei der ebenfalls eine Anzahl von Streifen oder Strängen in einem plastischen Block vereinigt und verbunden sind;

Fig. 4 stellt die Verwendung eines von innen beheizten Haspels dar, der mit einer biegsamen, blattartigen Vorrichtung versehen ist, die zum Teil von der auf dem Haspel aufgebrachten Flüssigkeit getragen wird, auf ihr schwimmt und längs einer Kante nahe der aufsteigenden Seite der Schraubenwicklung befestigt ist;

Fig. 5 stellt die Verwendung eines einzelnen Garnstranges als äußere Vorrichtung dar;

Fig. 6 zeigt die Verwendung eines elastischen, ringförmigen, plastischen Bandes, das dicht auf den Fadenwindungen aufliegt und im wesentlichen die Schraubenwicklung vollständig umhüllt;
Fig. 7 veranschaulicht schematisch eine Anordnung, die eine Reihe von unabhängigen Flüssigkeitsbehandlungszonen auf einem einzigen Haspel durch die Verwendung einer Anzahl von auseinanderliegenden äußeren Vorrichtungen besitzt.

ίο In Fig. ι wird der Faden auf dem Haspel 21 aufgewickelt und vorwärts bewegt. Der Haspel ist mit seiner Achse in einem Winkel zur Horizontalen gelagert, so daß die aufgebrachte Flüssigkeit nach dem Anfang der Fadenschraube zu fließt. Der Haspel 21 rotiert im Uhrzeigersinn, und die durch das Rohr 22 aufgebrachte Behandlungsflüssigkeit 23 fließt auf die obere Seite der Fadenwindungen. Die pinselartige Vorrichtung 24 liegt dicht an der aufsteigenden Seite der Trommel, so daß die Flüssigkeit mit den Fadenwindungen über einen Bogenbereich von etwa 45 ° in Berührung kommt. Die Behandlungsflüssigkeit, die von dem Haspel abfließt, wird in dem Trog 26 gesammelt.

Die pinselähnlichen Vorrichtungen 27 und 29, die genauer in den Fig. 2 und 3 gezeigt sind, können durch Vereinigen geeigneter Stücke von 25,4 mm bis 254 mm Länge oder mehr aus den Fäden 28 oder den Streifen 30 in einer dünnen Schicht hergestellt werden und die Enden längs einer Kante zwischen Paaren von plastisehen Blöcken aus geeignetem polymerem, thermoplastischem Material befestigt werden. Die Fäden oder Schnuren 28 können Deniers zwischen etwa 200 bis 1000 oder darüber besitzen. Die Streifen 30 können 1,6 bis 13 mm breit sein.

In Fig. 4 ist der Haspel 33 etwa um 5⁰ von der Horizontalen geneigt; das höhere Ende ist das Fadenablaufende des Haspels. Das Rohr 38 verabfolgt die Behandlungsflüssigkeit auf die Oberfläche des Haspels nahe dem Fadenablaufende. Der Haspel 38 besitzt die Ausführung, wie sie in dem amerikanischen Patent 2210914 und in dem amerikanischen Patent 2294866 beschrieben ist. Der Haspel kann von innen durch die hohle Welle 34 mit Dampf oder heißem Wasser geheizt werden, die durch die konzentrische hohle Welle 35 wieder austreten. Die Wärme vom Dampf oder heißen Wasser wird dem vorwärts laufenden Faden durch die den Faden tragenden Stäbe des Haspels 33 zugeführt. Die äußere Vorrichtung 36 besteht hier aus einem verhältnismäßig dünnen leichten Tuch, das aus einer chemisch widerstandsfähigen Faser hergestellt ist. Eine Kante des Tuches 36 ist auf einer Seite des Troges 26 durch den Nocken 37 befestigt, während der entgegengesetzte Teil des Tuches durch die aufgebrachte Flüssigkeit, die sich auf dem rotierenden Haspel befindet und eine Berührung mit der Flüssigkeit über einen Bogen von etwa 95⁰ bildet, getragen wird. Das in dieser Weise angebrachte Tuch 36 begrenzt das Aufsprühen der Behandlungsflüssigkeit, die von dem Haspel 33 abfließen kann, und dient auch mit Vorteil zur Rückleitung eines Teils der abfließenden Flüssigkeit zum Haspel.

Die Anordnung in Fig. 5 ist die gleiche wie in Fig. 1 mit der Ausnahme, daß die äußere Vorrichtung aus einer Schnur 40 mit einem Denier von etwa 2000 besteht. Das eine Ende der Schnur 40 ist an der linken vorderen Ecke 41 des Troges 26 angeknüpft; die Schnur berührt dann die aufsteigende Seite des Haspels von der Vorderseite bis zur Hinterseite desselben. Das andere Ende der Schnur 40 ist an dem Haken 42 befestigt, der sich etwa in einer Ebene mit der Spitze des Haspels an einer Stelle rechts hinter dem Haspel befindet.

In Fig. 6 besteht die äußere ringförmige Vorrichtung 45 aus einem dünnen, leichten, elastischen Band aus transparentem Methylmethakrylatharz. Das Band wird durch die Stäbe 46 und 47 an jeder Seite des Haspels 44 getragen und umschließt den Haspel fast vollständig. Das eine Ende des Bandes 45 greift über das andere über und läßt eine trichterförmige öffnung an der oberen Seite des Haspels für den Zulauf der Behandlungsflüssigkeit durch das Rohr 48 offen.

Im allgemeinen kann die äußere Vorrichtung wie das Band 45 elastisch sein und ist so angebracht, daß es in direkter Berührung mit der Fadenfördervorrichtung steht. Des weiteren kann das ringförmige Band, falls gewünscht, nur teilweise die Oberfläche der Vorrichtung umgeben.

Nach Fig. 7 liegt eine Reihe von axial auseinanderliegenden Vorrichtungen 51, 52 und 53 aus biegsamem Tuch dicht an dem Haspel an; es ist wie in Fig. 4 gezeigt angebracht oder besteht aus einem elastischen Mittel ähnlich dem in Fig. 6 gezeigten. Jeder Behandlungszone, die durch die auseinanderliegenden Vorrichtungen gebildet wird, werden die Behandlungsflüssigkeiten durch die Rohre 54, 55 und 56 zugeführt. Durch die Verwendung der getrennten, auseinanderliegenden Vorrichtungen 51, 52 und 53 kann der vorwärtslaufende Faden beim Verlassen j ederBehandlungszone, wenn er durch den Raum zwischen jeder Vorrichtung läuft, die aufgebrachte Flüssigkeit abschleudem. Auf diese Weise wird die Vermischung der verschiedenen auf dem Haspel vorhandenen Behandlungsflüssigkeiten herabgesetzt.

Diese Abart der vorliegenden Erfindung kann mit großem Vorteil bei höheren Fadengeschwindigkeiten durchgeführt werden, wenn erhöhte Zentrifugalkräfte zwecks Entfernung der aufgebrachten Behandlungsflüssigkeit von dem vorwärts laufenden Faden beim Verlassen jeder Behandlungszone verwendet werden. Falls gewünscht, kann eine einzige Vorrichtung statt der auseinanderliegenden Vorrichtungen und der verschiedenen Flüssigkeiten, die sich somit vermischen können und zu dem Fadenablaufende des Haspels fließen, Anwendung finden. Des weiteren kann die vollständige Verarbeitung eines Fadens wie Viskosekunstseide auf mehreren Haspeln mit mehreren Behandlungszonen der oben beschriebenen Art ausgeführt werden.

Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Beschreibung der Erfindung.

Beispiel 1

Ein frisch koagulierter Viskosekunstseidefaden (150 Denier) aus 40 Einzelfäden, der etwa um io°/₀ gestreckt wurde, wird wie folgt auf dem in Fig. 4 der Zeich-

nung dargestellten Haspel 33 behandelt. Der Haspel 33 hat etwai27 mm Durchmesser und ist etwa 152mm lang und wird mit einer Umfangsgeschwindigkeit von etwa 77 m pro Minute getrieben. Er ist von innen beheizt, wie früher beschrieben wurde, um eine Behandlungstemperatur von etwa 72⁰ C zu erhalten. Der Faden läuft vorwärts und wickelt sich auf dem Haspel schraubenförmig in etwa 102 mm Länge mit etwa 25 Windungen pro 25,4 mm auf, was etwa 50 °/₀ vom theoretischen Maximum der Windungen pro Längeneinheit entspricht. Etwa 30 ecm einer 2°/₀ig^en (Gewichtsprozent) wässerigen Schwefelsäure werden pro Minute ungefähr bei Zimmertemperatur auf die Oberfläche des erwärmten Haspels durch das Zuflußrohr 38 aufgebracht, das etwa 102 mm vom Anfang des Haspels entfernt angebracht ist. Das Tuch 36 aus Polyakrylnitrilgarn ist dicht an der aufsteigenden Seite des Haspels angebracht, so daß es sich über etwa 76 mm der schraubenförmigen Wicklung erstreckt und die Wicklung mit einem Bogen von etwa 20° umfaßt. Die aufgebrachte Behandlungsflüssigkeit, die von der Vorrichtung abfließt, wird in dem Trog 26 gesammelt.

Die ersten wenigen Fadenwindungen auf dem beheizten Haspel 33 besitzen eine Spannung von etwa

^a5 o,3 g pro Einzelfaden. Wenn der Faden über den Haspel läuft, lockert jedoch die erhöhte Temperatur den Faden und erniedrigt die Fadenspannung auf etwa 0,16 g pro Einzelfaden am Ablaufende des Haspels. Der Faden 20, der von dem Haspel 33 abläuft, kann durch die Verwendung einer Reihe gleichartiger passender Haspel oder durch andere Methoden vollständig weiterverarbeitet werden.

Beispiel 2

Ein Faden von 150 Denier aus 40 Einzelfäden wird in der Art und unter den Bedingungen des Beispiels 1 mit Ausnahme des folgenden verarbeitet. Die Behandlungstemperatur des Fadens auf dem Haspel 33 wird auf etwa 80° C gehalten. Der Haspel 33 wird mit einer Umfangsgeschwindigkeit von etwa 120 m pro Minute getrieben und die Menge der Flüssigkeitszufuhr auf etwa 50 ecm pro Minute erhöht. Der Bogen der Flüssigkeitsberührung zwischen dem Tuch 36 und der Wicklung wird auf etwa 45⁰ erhöht, und die Spannung des

♦5 aufgewickelten Fadens am Ablaufende des Haspels beträgt etwa 0,1 g pro Einzelfaden.

Beispiel 3

In diesem Beispiel sind die Bedingungen die gleichen wie in Beispiel 2 mit Ausnahme des folgenden. Der Haspel 33 wird mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 160 m pro Minute getrieben, und das Tuch 36 besteht aus einem verhältnismäßig dünnen Glasfasertuch, das mit einem Vinylchloridpolymeren imprägniert ist. Das Tuch umfaßt die Schraubenwindungen mit einem Bogen von etwa 6o°. Die Menge der aufgebrachten Flüssigkeit wird auf etwa 70 ecm pro Minute erhöht.

Beispiel 4

Die Bedingungen dieses Beispiels sind die gleichen wie die des Beispiels 2 mit Ausnahme des folgenden. Die Behandlungstemperatur des auf dem erwärmte'n Haspel 33 aufgewickelten Fadens wird auf etwa 90° gehalten, und die Spannung des aufgewickelten Fadens beträgt am Ablaufende etwa 0,08 g pro Einzelfaden.

Beispiel 5

Die Bedingungen dieses Beispiels sind die gleichen wie im Beispiel 1 mit Ausnahme des folgenden. Die streichpinselartige Vorrichtung 27 der Fig. 2 wird an Stelle des Tuches 36 genommen. Der Faden auf dem beheizten Haspel 33 wird mit etwa 15 Windungen pro 25,4 mm aufgewickelt, und die wässerige, saure Lösung , die auf den Haspel 33 aufgebracht wird, enthält etwa 0,2 Gewichtsprozent eines dispergieren, sulfonierten pflanzlichen Öls.

Beispiel 6

Ein Faden von 150 Denier aus 40 Viskosekunstseideeinzelfäden, der eine wässerige schwefelsaure Behandlungslösung enthält, wird mit Wasser, wie in Fig. 6 der Zeichnung, nach der folgenden Methode gewaschen. Der Faden 20 läuft vorwärts und wird mit etwa 15 Windungen pro 25,4 mm über den Haspel 44 geführt, der dieselben Maße wie der in Beispiel 1 verwendete Haspel 33 besitzt und genau so angebracht ist. Das ringförmige Band 45 ist etwa 76 mm breit und so angebracht, daß es gegen die Fadenwindungen drückt. Etwa 150 ecm Wasser mit einem Gehalt von 0,2 Gewichtsprozent einer oberflächenaktiven Substanz wird durch das Rohr 48 durch die Öffnungen, die durch die übergreifenden Enden des ringförmigen Bandes 45 geschaffen werden, auf die Fadenwindungen aufgebracht. Der aufgewickelte Faden 20 wird auf einer Spannung von etwa 0,2 g pro Einzelfaden gehalten. Der Haspel 44 dreht sich mit einer Umfangsgeschwindigkeit von etwa 300 m pro Minute.

Beispiel 7

Ein frisch koagulierter (150 Denier) Viskosekunstseidefaden aus 40 Einzelfäden, der etwa um 10 °/₀ gestreckt wurde, wird auf dem Haspel 50 durch die folgende Methode behandelt, bei der auf Fig. 7 der Zeichnung Bezug genommen wird. Der Haspel 50 besitzt etwa 127 mm Durchmesser, ist etwa 152 mm lang und wird mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 150 m pro Minute getrieben. Der Faden 20 läuft vorwärts und wickelt sich auf dem Haspel 50 in einer schraubenförmigen Lage etwa 127 mm lang auf, die etwa 20 Windungen pro 25,4 mm enthält, was etwa 40 °/₀ der theoretisch maximalen Windungszahl pro 25,4 mm entspricht. Die äußeren Vorrichtungen 51, 52 und 53 bestehen aus mit einem Vinylchloridpolymeren imprägniertem Glasfasertuch. Jeder der Tuchstreifen ist etwa 31,8 mm breit und besitzt etwa 12,7 mm Abstand vom benachbarten Streifen. Die Tuchstreifen stehen durch die Flüssigkeit mit der schraubenförmigen Fadenwicklung in einem Bogen von etwa 90⁰ in Berührung. Die Art und Weise, um das Tuch dicht an dem Haspel 50 zu befestigen und anzubringen, ist die gleiche, wie sie bei Fig. 4 beschrieben wurde.

Die Zufuhrrohre 54, 55 und 56 sind so eingestellt, daß sie pro Minute etwa 50 ecm der folgenden Behandlungsflüssigkeiten aufbringen: 2°/_oige (Gewichtsprozent) wässerige Schwefelsäure von 55° C, Wasser von Zimmertemperatur und eine o,35°/₀ige Natriumsulfid-

lösung als Entschwefelungslösung von Zimmertemperatur. Der um den Haspel 50 laufende Faden 20 besitzt eine Spannung von 0,2 g pro Einzelfaden. Der von dem Haspel abgenommene Faden kann durch irgendeine gewünschte Methode bis zu Ende verarbeitet werden. _ . . , „ Beispiel 8

Die Bedingungen dieses Beispiels sind dieselben wie bei Beispiel 7 mit folgenden Ausnahmen. Anstatt des

ίο Tuches werden als äußere Vorrichtungen 51, 52 und 53 biegsame, ringförmige Bänder wie das in Verbindung mit Fig. 6 beschriebene Band 45 verwendet. Die ringförmigen Bänder sind etwa 44,4 mm breit, besitzen etwa 6,4 mm Abstand voneinander und werden gegen

»5 die Fadenwindungen gedrückt. Die Bänder umgeben die Windungen, wie in Fig. 6 beschrieben und gezeigt. Etwa 200 ecm der wässerigen Behandlungsflüssigkeit werden pro Minute aufgebracht und der Haspel 50 mit einer Umfangsgeschwindigkeit von etwa 300 m pro Minute gedreht. _, .

Beispiel 9

Der behandelte, wie in Beispiel 7 von dem Haspel 50 abgenommene Faden wird zu einem anderen Haspel mit mehreren Behandlungszonen übergeführt, der die gleiche Ausführung wie der Haspel 50 besitzt, und unter gleichen, wie in Beispiel 7 beschriebenen Bedingungen behandelt mit der Ausnahme, daß die folgenden Flüssigkeiten bei Zimmertemperatur nacheinander aufgebracht werden: Wasser, eine o,o5°/₀ige (Gewichtsprozent) wässerige Natriumhypochloritlösung mit einem p_H-Wert von etwa 8,0 und Wasser, das etwa 0,5 Gewichtsprozent eines sulfonierten, pflanzlichen Öls enthält. Der entstandene Faden kann dann getrocknet und wie ein vollständig bearbeiteter Kunstseidefaden aufgewickelt werden.

Bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung kann die Art und Weise der Verwendung einer äußeren biegsamen Vorrichtung mit Vorteil den besonderen Arbeitsbedingungen angepaßt werden. Wenn z. B.

mit geringen Fadenspannungen gearbeitet wird und die biegsame Vorrichtung zum Teil durch den Haspel getragen wird, ist es ratsam, den Druck zu verringern, der durch die Vorrichtung auf den vorwärts laufenden Faden ausgeübt wird. Dies kann z. B. durch Anwendung einer biegsamen Vorrichtung von verhältnismäßig geringem Gewicht, wie leichten dünnen Tuchstreifen oder blattartigem Material, erreicht werden oder durch Berührung der Flüssigkeit mit einem kleineren Bogen der Fadenwindungen. Demzufolge ist es vorteilhaft, wenn ein größerer Berührungsbogen gewünscht wird, eine biegsame Vorrichtung von verhältnismäßig niedrigem Gewicht zu verwenden. Wenn jedoch größere Fadenspannungen statthaft sind, können größere Flächen für die Flüssigkeitsberührung und verhältnismäßig schwere biegsame Vorrichtungen verwendet werden. Am vorteilhaftesten kann der Bogen der Berührung der Flüssigkeit mit den Windungen etwa 10 bis 165⁰ betragen, wenn eine biegsame, blattartige Vorrichtung verwendet wird. Besondere Vorteile werden jedoch zwischen etwa 20 und go° erzielt. Bei der Behandlung von Viskosekunstseidefäden mit verschiedenen wässerigen alkalischen, sauren oder neutralen Mitteln werden gute Resultate durch Einverleiben oberflächenaktiver Substanzen in dieselben erzielt. Unter diesen Arbeitsbedingungen wird die Oberflächenspannung des Wassers herabgesetzt und dadurch die Verteilung der aufgebrachten wässerigen Flüssigkeit auf den Faden win düngen gefördert. Außerdem können derartige wässerige Mittel vorteilhaft ölige Stoffe emulgiert oder verteilt enthalten, z. B. öle, Wachse usw. von natürlicher oder künstlicher Herkunft. Besonders günstige Resultate werden erhalten, wenn derartige fetthaltige Mittel für die Behandlung des Fadens bei erhöhter Temperatur verwendet werden.

Claims (20)

Patentanspr CchE:

1. Verfahren zur Behandlung von Fäden, insbesondere Viskosekunstseidefäden, mit Flüssigkeiten, bei dem eine Behandlungsflüssigkeit auf den Faden aufgebracht wird, während er in vielen schraubenförmigen Windungen vorwärts bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungsflüssigkeit über viele aufeinanderfolgende Windungen des Fadens auf gestrichen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungsflüssigkeit über den Faden durch eine oder mehrere biegsame Verteilungseinrichtungen aufgestrichen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere biegsame Einrichtungen verwendet werden, um die Behandlungsflüssigkeit über dieselbe Reihe vieler aufeinanderfolgender Windungen aufzustreichen.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungsflüssigkeit über den Faden durch eine biegsame Verteilungsvorrichtung, die mindestens zum Teil auf vielen aufeinanderfolgenden Windungen des Fadens aufliegt, verteilt wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Faden auf einem rotierenden Haspel (Käfigtrommel) mit einer Geschwindigkeit, z. B. über 100 m pro Minute, vorwärts bewegt wird, durch die ein Teil der aufgebrachten Flüssigkeit von dem vorwärts laufenden Faden infolge der Zentrifugalkraft, abgeschleudert wird.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungen des Fadens eine Spannung zwischen etwa 0,07 und 0,16 g pro Einzelfaden besitzen.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die aufeinanderfolgenden Windungen des Fadens um etwa 30 bis 5o°/₀ vom theoretischen Maximum der Windungen pro Längeneinheit auseinandcrliegen.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß weniger als 200 ecm der Behandlungsflüssigkeit pro Minute auf den vorwärts laufenden Faden aufgebracht werden, z. B. zwischen 10 und 150 ecm pro Minute.

9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der vorwärts laufende Faden und die aufgebrachte Flüssigkeit auf einer erhöhten Temperatur gehalten werden.

ίο. Verfahren nach den Ansprüchen ι bis g, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungsflüssigkeit aus einem wässerigen Mittel besteht.

11. Verfahren nach den Ansprüchen ι bis io, dadurch gekennzeichnet, daß die den Faden tragende Vorrichtung erwärmt wird, so daß der Faden und die aufgebrachte Flüssigkeit auf einer erhöhten Temperatur gehalten werden.

12. Verfahren nach den Ansprüchen ι bis ii, dadurch gekennzeichnet, daß die wässerige Behandlungsflüssigkeit eine verhältnismäßig geringe Menge einer verteilten öligen Substanz enthält.

13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der F'aden auf einem rotierenden Haspel (Käfigtrommel), der den Faden vorwärts bewegt und aufwickelt, läuft, dessen Achse im wesentlichen horizontal liegt, daß mehrere Behandlungsflüssigkeiten auf diesen vorwärts laufenden Faden längs der Haspelachse aufgebracht werden, wobei diese Behandlungsflüssigkeiten auf eine ge- I trennte Anzahl mehrerer aufeinanderfolgender Windungen gebracht werden und die aufgebrachte Behandlungsflüssigkeit über mehrere aufeinanderfolgende Windungen in jeder Reihe mit einer biegsamen Verteilervorrichtung aufgestrichen wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch ge- * kennzeichnet, daß jede der biegsamen Verteilungsvorrichtungen für eine getrennte Reihe aufeinanderfolgender Windungen des Fadens verwendet wird.

15. Apparatur zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Haspel (Käfigtrommel) besteht, auf dem der Faden in mehreren schraubenförmigen Windungen vorwärts läuft, und mit einer oder mehreren biegsamen oder elastischen Verteilungsvorrichtungen in Verbindung steht, um die Behandlungsflüssigkeit über viele aufeinanderfolgende Windungen des Fadens auf dem Haspel zu streichen.

16. Apparatur nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilungsvorrichtung aus einer leichten, blattartigen biegsamen Vorrichtung besteht, die auf der äußeren Fläche des Haspels dicht aufgelagert ist.

17. Apparatur nach irgendeinem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilungsvorrichtung einen Bogen von 10 bis 165⁰ des Umfangs des Haspels bedeckt.

18. Apparatur nach irgendeinem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilungsvorrichtung aus einem Tuchstreifen besteht.

19. Apparatur nach irgendeinem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Haspel innen beheizt ist.

20. Apparatur nach irgendeinem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mehrere Verteilungsvorrichtungen, die mit voneinander getrennten Abschnittsteilen des Haspels in Verbindung stehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

I 5368 9.