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Verfahren zum Herstellen eines vorübergehend unelastischen Kautschukfadens
Die Erfindung bezieht sich auf das Herstellen eines vorübergehend unelastischen
Kaubschukfadens, der in üblicher Verbindung mit Textilstoffen zur Herstellung dehnbarer
Kleidungsstücke od. dgl. geeignet ist.
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Es ist ein Verfahren zum Herstellen eines vorübergehend unelastischen
Kautschukfadens bekannt, bei dem ein zugfester Kernfaden aus Celluloseacetat, Viskose
od. dgl. durch ein ein Koaguliermittel enthaltendes Gefäß über eine Rolle hindurchgeführt
wird, dann von unten her durch eine Offnung hindurch durch einen ein Kautschukmilchbad
enthalienden Behälter geleitet wird, wo der Kernfaden mit einem Überzug von koagulierender
Kautschukmilcb versehen wird und das so hergestellte Gebilde dann getrocknet, vulkanisiert
und dann der Kernfaden durch Rippenplatten an vielen Stellen mechanisch zerrissen
wird.
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Es ist weiterhin ein Verfahren zum Herstellen von Kautschukfäden
bekannt, bei dem ähnlich, wie vorher beschrieben, der Kernfaden aus durch Kautschuk
nicht absorbierbaren Natur- oder Kunstfasern mit Kautschuk überzogen, vulkanisiert
und die Kernfäden dann innerhalb Ider so erhaltenen
Kautsdukfäden,
gegebenenfalls nach deren Verarbeitung, durch Einwirkung eines Ätz- oder Karbonisationsmittels
gelöst oder in ihrem Gefüge zerstört werden.
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Bei einem weiteren bekannten Verfahren zum Überziehen von Fäden oder
Metalldrähten mit Kautschuk wird der Faden oder der Draht von der Seite her in den
mit Ein- und Austrittsöffnungen versehenen Behälter unterhalb des Spiegels einer
in ihm befindlichen Kautschuklösung eingeführt und beim Durchgang in waagerechter
Richtung durch die Kautschuklösung mit einem Überzug versehen. Bei diesem Verfahren
dient der Faden oder der Draht selbst als Mittel zum Dichthalten der unterhalb des
Flüssigkeitsspiegels liegenden Ein- oder Austrittsöffnungen für den Faden. Ein solches
Verfahren kann für Ivautschukmilch nicht angewendet werden, weil insbesondere an
den Eintrittsöffnungen des Drahtes zufolge Reibung eine Koagulation der Kautschukmilch
eintreten würde.
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Es ist an sich bekannt, Kautschukmilch aus einer Düse in ein Koagulierungsbad
einfließen zu lassen und dabei die Ausströmdüse für die Rautsdlukmilch unterhalb
des Flüssigkeitsspiegels der Koagulierflüssigkeit anzuordnen. Eine solche Arbeitsweise
ist für das Herstellen von mit Kernfaden versehenen Kautschukfäden nicht geeignet.
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Der Hauptzweck der Erfindung ist, ein wirtschaftliches Verfahren
zum Herstellen von vorübergehend unelastischen Kautschulifäden zu schaffen, bei
dem Kantschukfäden von gleichförmiger Stärke und Qualität hergestellt werden und
wobei unter wirtschaftlichen Herstellungsbedingungen die Sicherheit eines fortlaufenden
Arbeitens mit einem Mindestmaß von Aufmerksamkeit gewährleistet wird.
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Gemäß der Erfindung wird bei dem Verfahren zum Herstellen eines vorübergehend
unelastischen Kautschukfadens der Kern faden zunächst mit einem Koagulierungsmittel
getränkt, dem ein chemischer Stoff, z. B. ein Lösungsmittel, zugesetzt ist, welcher
den Kernfaden später erweicht oder zerstört, und dieser Faden wird dann unterldaem
Flüssigkeitsspiegel in ein Kautschukmilchbad waagerecht eingeführt, ohne mit den
Wandungen der Eintrittsöffnung in Berührung zu kommen, worauf der Kernfaden in einem
gestreckten, kettenlinienförmigen Bogen aus dem Kautschukmilchbad herausgeführt
und zur weiteren Verarbeitung stetig fortbewegt wird. Dadurch wird gewährleistet,
daß beim Eintritt des Fadens in das Kautschukmilchbad keine nennenswerte Koagulation
stattfindet, so daß der Faden im Kautschukmilchbad gleichmäßig mit zu koagulierender
Isautschulsmilch umkleidet wird.
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Bei einer.Rusführungsform des Verfahrens der Erfindung kann im Kautscllukmilcll,bad
eine gleichmäßige Flüssigkeitsbewegung in Richtung der Fadenbewegung aufrechterhalten
bleiben.
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In der Zeichnung stellen Fig. 1 a und 1 b eine schematische Seitenansicht
zur Klarstellung der Darstellung (teilweise geschnitten) dar, die eine hevorzugte.Rusfiithrungsform
einer Vorrichtung zum Herstellen von Isautschukfäden gemäß der Erfindung zeigen;
Fig. 2 ist eine Draufsicht auf einen Teil der Vorrichtung von Fig. 1 a und veranschaulicht
mehr im einzelnen Merkmale desjenigen Teils der Vorrichtung, in der EXautsschulimilch
auf den laufenden Faden niedergeschlagen wird; Fig. 3 ist ein senkrechter Schnitt
nach der Linie 3-3 von Fig. 2; Fig. 4 ist ein senkrechter Schnitt nach der Linie
4-4 der Fig. 2; Fig. 5 ist ein senkrechter Schnitt nach der Linie 5-5 der Fig. 1a.
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Wenn man zuerst die allgemeinen Gesichtspunkte der vorzugsweise zur
Anwendung gelangenden Ausführungsform der Erfindung, wie sie in der Zeichnung veranschaulicht
ist, betrachtet, so wird eine Mehrzahl von Kernfäden F, die parallel und in Abstand
voneinander angeordnet sind, über aufeinanderfolgende Führungen, Walzen und Förderer
in solcher Weise geleitet, Idaß die Fäden durch ein Koaguliermittelbad C für flüssige
Kautschukmilch, dann zwischen den Laufbändern einer Abwischvorrichtung B, darauf
durch ein Kautschukmilchbad L und ,danach hintereinander wodurch eine Heizvorrichtung
H, eine Waschvorrichtung W, eine Pud,ervorrichtung P, eine Trockenvorrichtung D,
eine Vullçanisiervorricff1tung V, ferner durch eine Walzenvorrichtung R zum Brechen
der Kernfä'den laufen gelassen werden, um frei ausdehnbare röhrenförmige Kautschukfäden
T zu erzeugen, die schließlich auf Spulen S aufgehaspelt oder in irgendeiner anderen
bekannten Weise abgelegt werden.
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Die Kernfäden F bestehen in bekannter Weise aus gedrehter oder ungedrehter
Baumwolle, Seide, Kunstseide, Wolle oder anderem Faserstoff, sie sind iln Vergleich
zu Kautschuk nicht dehnbar, aber genügend dick, um den Dehnungskräften standzuhalten,
die bei dem Verfahren auftreten und können entweder mechanisch oder chemisch ohne
Beschädigung des Kautschuküberzuges, der den röhrenförmigen Faden darstellt, zerstört
werden.
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Zum Herstellen dünner Fäden von rund 0,64 mm Durchmesser wird vorzugsweise
ein 30 bis 50 Denier aufweisendes Viskose oder Celluloseacetatgarn verwendet. Bei
der bevorzugten Ausführungs form des Verfahrens werden als Kernfäden Kunstseidefäden
17 von den Vorratsspulen 10 abgewickelt und durch einen Spannungskamm 11 gerichtet,
der bestimmt ist, durchReibungszug die Fäden straff gegen Zug der Vorrichtung zu
halten.
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Das Koaguliermittel C, durch das die Kernfäden zunächst geleitet
werden, enthält vorzugsweise ein mehrwertiges Metallsalz, das in einem leichtflüchtigen
organischen Lösungsmittel gelöst ist und, wie bekannt, einen geringen Anteil eines
Netzmittels enthält.
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Bei Verwendung eines Viskosegarnes ist eine koagulierende Lösung
zufriedenstellend, die 500 g von technischem Calciumnitrat enthält, das in I000
ccm Aceton gelöst ist, dem 30 ccm Milchsäure zugesetzt sind. Zur Erleichterung des
Brecliens des Kern fadens wird der koagulierenden Mischung ein chemischer Stoff
zugesetzt, feder die Faserstruktur des Kerufadens erweicht oder zerstört Wenn z.
B.
ein löslicher Kunstseildefaden verwendet wird, kann der koagulierenden
Mischung ein Lösungsmittel zugesetzt werden, das den Faden langsam angreift und
erweicht oder sogar gegebenenfalls vollständig löst.
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Beispiels weise können, wenn ein löslicher Celluloseesterfaden verwendet
wird, zu Ider Koaguliermittelmischung 5 bis 75 ccm je Liter eines Lösungsmittels,
wie Äthylacetat, Methylacetonacetat, Äthylacetonacetat, 2-Äthylbutylacetat, Isopropylacetat
od. dgl., zugesetzt werden, welche Stoffe den Celluloseacetatfaden langsam auflösen.
Die Lösungsmittel sind unt,efähr in der Reihenfolge der Abnahme ihrer Aktivität
genannt worden. Die verwendete Menge ändert sich gemäß der Aktivitätldes Lösungsmittels.
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Bei Verwendung eines 30 bis 50 Denier aufweisenden Celluloseacetatgarnes
kann eine Mischung verwendet werden, die 500 g technisches Calciumnitrat enthält,
das in I000 ccm Alkohol gelöst ist, dem 30 ccm Milchsäure und 10 com Äthylacetat
zugesetzt sind.
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Zur Erzeugung eines gleichförmagen Niederschlages von Kautschukmilch
ist es wesentlich, daß die Tränkung ,des Kerufadens mit dem Koagulierungsmittel
gleichförmig und insbesondere frei von Tropfen des Koagulierungsmittels ist. Für
das Abwischen solcher Tropfen im fortlaufenden Arbeitsgang ist eine sich bewegende
Abwischvorrichtung B von Vorteil, die aus einem Paar von endlosen Bändern 12 aus
Kautschuk od. dgl. besteht, die einander gegenüber angeordnet sind und zwischen
sich die frisch mit dem Kongüliermittel behandelten Kernfäden aufnehmen, wobei die
oberen Enden der Bänder gerade in Berührung sind, ohne die getränkten Kernfäden
zu quetschen. Die unteren, weiter voneinander liegenden Enden der Bänder tauchen
in Bäder einer Reinigungslösung I3 ein, die aus dem gleichen Lösungsmittel besteht
wie dasjenige, das als Träger bei der Koagulierungsmischung verwendet - wird. Die
Abwischbänder werden, wie in der Zeichnung angedeutet, zwangsläufig angetrieben,
wobei sich die Afbwischoberflächen in Ider gleichen Richtung wie die Kernfäden,
aber vorzugsweise mit einer geringeren Geschwindigkeit bewegen. Die fortlaufend
gereinigten Abwischbänder entfernen wirksam örtliche Anhäufungen des Keagulierungsmittels
von dem Kernfaden oder verteilen sie gleichmäßiger und gewährleisten gleichförmige
Koagulierungsmittelüberzüge über lange Arbeitszeiträume.
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Nach dem Wischvorgang werden die mit Koagulierungsmittel getränkten
Kernfäden über und unter mit Nuten versehene Führungswalzen I4, I6 geleitet und
unter dem Flüssigkeitsspiegel waagerecht in das Kautschukmilchbad eingeführt, von
wo aus sie dann in einem gestreckten kettenlinienförmigen Bogen nach oben zu den
zwangsläufig angetriebenen Walzen I7 gelangen, um welche die Fäden mit Umkehrungen
in der Richtung, wie gdargestellt, geleitet werden, um einen Schlupf zu verhindern
und ein zwangsläufiges Fortschreiten der Fäden mit einer gleichförmigen Geschw,inldiglçeit
zu gewährlebisten.
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Der untere und beinahe waagerechte Teil des kettenlinienförmigen
Bogens des Fadens ist von Kautschukmilch L umgeben, die in einem Absetzbehälter
I8 enthalten ilst, während der obere Teil des Bogens von einer Warmluftheizvorrichtung
H umgeben ist. Das Tränken des Kernfadens, das Überziehen und Trocknen feder Kautschukdispersion
geschiebt also ohne irgendwelche verformenden Druckberührungsstellen, wodurch das
Herstellen von gleichmäßigen, unverzerrten und nicht verformten Kautschukniederschlägen
mit einer daraus sich ergebenden Verbesserung der Beschaffenheit des Erzeugnisses
gewährleistet wird.
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Zur weiteren Sicherung der Gleichförmigkeit und insbesondere zum
Aufrechterhalten des gewünschten kettenlinienförmigen Bogens und der dadurch bedingten
Gewährleistung des waagerechten Eintritts der Kernfäden in die Kautschukmilch und
des entsprechenden Austritts aus der Kautschukmilch ist durch eine Regelvorrichtung
bekannter Bauart Vorsorge getroffen, Idie Geschwindigkeit der Rollen I7 und anderer
nachfolgender, an sich bekannter Vorrichtungen mit Bezug auf die Geschwindigkeit
der Rolle 14 ändern zu können. Die Regelvorrichtung schließt die Geschwindigkeitsänderungsvorrichtung
20 ein, welche die Antriebe der beiden Teile der Vorrichtung zusammen lenkt. Die
Vorrichtung 20 kann dabei eine Änderung durch den Motor 21 erfahren, der durch das
elektrische Auge 22, wie üblich, derart geregelt wird, daß die Geschwindigkeit der
Walzen I7 erhöht oder verringert wird, je nachdem, ob der überzogene Faden unter
vorausbestimmte Grenzlinien des Laufs, die durch die strichpunktierten Linien 23,
23 angedeutet sind, fällt oder diese übersteigt.
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Der Kautschukmilchbehälter I8 ist mit einer Vorrichtung zum Umlaufenlassen
der Kautschukmilch vereinigt. Dieser Teil leder Vorrichtung sieht einen Motor 30
vor, -der durch ein Schneckenreduktionsgetriebe 3I und den Riemen 32 ein Rührwerk
33 antreibt, das mit einer Geschwindigkeit von z. B. etwa 70 Umdrehungen je Minute
in der Nähe des Bodens des zylindrischen Gefäßes 34 umläuft und Idie flüssige Kautschulçmilch
L zentrifugal nach außen und über den Kanal 35 in den verhältnismäßig langen, rechteckigen
Hauptbehälter 36 drückt. Die Kautschukmilch fließt in der Längsrichtung dieses Behärters
und läuft über den Flüssigkeitsstandhalter 37 in eine Rücifflußkamrner 38 und von
dieser zurück durch den Kanal 40 in den zylindrischen Behälter 34.
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Das Ende des Behälters 36 in der Nähe des Rührwerkes wird durch einen
entfernbaren Flüssigkeitsstandhalter 42 gebildet, der mit einer Reihe von in gleicher
Höhe liegenden Öffnungen 43 in einer Lage unter,dem normalen Spiegel der Kautschukmilch
versehen ist. Die Öffnungen sind dabei mit waagerechten Schlitzen zum leichten Einfädeln
der Kernfäden versehen. Ein geringer Teil der Kautschukmilch strömt nach außen durch
diese Öffnungen und fließt über den Rücklaufbehälter 44 mit niedrigem Spiegel in
den zylindrischen Behälter des Rührwerkes zurück.
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Da die Kernfäden 17, die zusätzlich durch die mit Schlitzen versehene
Führung 4j geführt sind, in die aus den Öffnungen 43 ausfließende Kautschukmilch
eintreten und, wie beschrieben, aus der Oberfläche
herauskommen,
ist ersichtlich, daß ein stetiger Fluß der Hauptmenge von Kautschukmilch entgegen
der Bewegung des Laufes der Kernfäden aufrechterhalten wird.
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Der frisch hergestellte iSautschukniederschlag wird naturgemäß in
der Heizvorrichtung H so weit erhitzt, um die Oberfläche zu einem im wesentlichen
nicht mehr verformbaren Zustand zu verfestigen. Im allgemeinen wird der Niederschlag
vor dem Waschvorgang nicht vollständig getrocknet; eine Trockenzeit in dieser Stufe
von I oder 2 Minuten ist bei etwa 93° C für gewöhnlich ausreichend.
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Die Waschvorrichtung W 4st mit Rücksicht auf die Geschwindigkeit
der überzogenen Fäden genügend lang auszubilden zwecks Erzielung einer Waschzeitdauer
von 10 bis I5 Minuten in einem Wasserbad 50 von einer vorzugsweise über 660 C liegenden
Temperatur, das fortlaufend durch heißes Wasser, z. B. durch Brausen 5I, wieder
ergänzt und auf einem Spiegel oberhalb der Fortbewegungslinie der Fäden durch ein
Abflußrohr 52 gehalten wird.
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Das ein Kleben verhindernde Pulver (Talkum, Magnesiumcarbonat, Stärke
od. dgl.), das auf den nassen Kautschukniederschlag bei P aufgebracht wird, wird
wie gewöhnlich für solche Zwecke, entweder in Pulverform oder einem flüssigen Träger
suspendiert verwendet.
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Die Trockenvorrichtung D wird durch heiße Luft mit einer Temperatur
von ungefähr 71° C erhitzt und soll eine genügende Länge haben, um eine Trockenzeit
von I bis Il/2 Stunden oder eine entsprechende Trocknung vorzusehen, die genügt,
um den Niederschlag vollständig zu trocknen.
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Die Vulkanisiervorric'htung V wird für übliche Kautschukmassen gewöhnlich
z. B. durch Dampfschlangen auf eine höhere Temperatur erhitzt. Eine Vulkanisation
von 30 Minuten bei etwa 1040 C genügt für einen Kautschukniedersehlag, der aus einer
Kautschukmilchmi'schung folgender Zusammensetzung besteht: 100 Teile Kautschuk (durch
Zentrifugieren konzentrierte handelsübliche Kautschukmilch), 3,0 Teile Schwefel,
o,6 Teile eines organischen Beschleunigers, wie Mercaptobenzothiazol, 2,0 Teile
Zinkoxyd, 6,o Teile eines weißen Pigments, wie z. B. Titandioxyd, 0,I Teil eines
organischen Farbstoffs, 0,3 Teile eines Alterungsschutzmittels.
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Außerdem sind die üblichen Mengen an Schutzkolloiden und Stabilisierungsmitteln
vorhanden, die mit den kolloidal dispergierten Zusatzstoffen zugefügt sind.
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Zum mechanischen Brechen des faserigen Kernes innerhalb der Rautsch,ukü!berzüge
in kurze Stücke gleicher Länge dienen, wie bekannt, Stahlquetschwalzen 55, die in
einem Abstand voneinander angeordnet sind, der im wesentlichen geringer ist als
der Gesamtdurchmesser der überzogenen Fäden, z. B. von einem Viertel bis zur Hälfte
des Durchmessers, und ,die zwangsläufig mit einer Oberflächengeschwindigkeit angetrieben
werden, die gleich ist der Geschwindi/glmeit der überzogenen Fäden, so daß im wesentlichen
keine Streckung der frei schwebenden Teile der überzogenen Fäden stattfindet. Es
ist beobachtet worden, daß die Brechwalzen von verhältnismäßig kleinem Durchmesser
ungefähr 12 mm eine etwas gleichförmigere Zerstörung der Fäden in kürzere Bruchstücke
zu bewirken scheinen, als dies größere Walzen von ungefähr 100 mm Durchmesser tun,
obwohl der Unterschied nicht groß war und anzunehmen ist, daß weitgehende Änderungen
der Walzengrößen gemacht werden können, ohne den Charakter des Brechens ernsthaft
zu beeinträchtigen.
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Kautschukfäden eines weiten Größenbereichs, die gemäß der Erfindung
hergestellt sind, zeigen außerordentliche Gleichförmigkeit in ihrer Stärke und verwandte
physikalische Eigenschaften, wie gleichförmige Streckung unter Spannung, und sind
von allgemein überlegener Qualität, wie dies durch zahlreiche Vergleichs versuche
sich erwiesen hat.
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Die beschriebene Vorrichtung kann fortlaufend während langer Zeitdauer
mit einem Mindestmaß von Aufmerksam1çesit betrieben werden, wodurch eine wesentliche
Ersparnis bewirkt wird. pATENTANSPRoCHE: I. Verfahren zum Herstellen eines vorübergehend
unelastischen Kautschukfadens unter Hindurehführen einen zugfesten und mit einem
Koagulferungsmittel benetzten Klernfadens, z. B. aus Celluloseacetat, Viskose od.
dgl., durch ein Kautschulmilchbad sowie Zerstören des Kernfadens nach dem Koagulleren
der Kautschukmilch auf ihm, dadurch gekennzeichnet, daß der Kernfaden zunächst mit
einem Koagulierungsmittel getränkt wird, dem ein chemischer Stoff, z. B. ein Lösungsmittel,
zugesetzt ist, welcher den Kernfaden später erweicht oder zerstört, und dieser Faden
dann unter dem Flüssigkeitsspiegel in das Kautschukmilchbad waagerecht eingeführt
wird, ohne mit den Wandungen der Eintrittsöffnung (43) in Berührung zu kommen, worauf
der Kernfaden in einem gestreckten, kettenlinienförmigen Bogen aus dem Kautschukmilchbad
herausgeführt und zur weiteren Bearbeitung stetig fortbewegt wird.