DE874630C

DE874630C - Verfahren zur Herstellung von Faeden aus thermoplastischen Celluloseabkoemmlingen

Info

Publication number: DE874630C
Application number: DEP28706D
Authority: DE
Inventors: Harry Maurice Averns; Joel Straw
Original assignee: Courtaulds PLC
Current assignee: Akzo Nobel UK PLC
Priority date: 1947-11-12
Filing date: 1948-12-31
Publication date: 1953-04-27
Also published as: NL74201C; ES185838A1; GB633187A; BE485558A; US2584779A; FR974804A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von endlosen Fäden aus thermoplastischen Celluloseabkömmlingen, wie Celluloseestern oder -äthern, im besonderen Celluloseacetaten, mit hoher Festigkeit durch Verstrecken der fertigen Fäden.

Bei der Herstellung von Celluloseacetatfäden und ähnlichen Gebilden ist es wohl bekannt, diese, nachdem sie in geeigneten Zustand gebracht worden sind, nach ihrer Bildung zu strecken, um ihre Festigkeit zu erhöhen. Es ist auch bekannt, daß die Streckung im allgemeinen einen Verlust an Dehnung verursacht, d. i. die prozentuelle Vermehrung in der Länge bis zum Zerreißpunkt des trockenen Fadens, so daß im allgemeinen eine Erhöhung der Festigkeit nur auf Kosten eines Verlustes der Dehnbarkeit erreicht wird. Diese Umstände werden mit folgenden Zahlen bewiesen, welche mit einem ungestreckten Celluloseacetatfäden erhalten wurden, welcher in trockenem Zustand eine Festigkeit von 1,15 g/denier und 36 °/₀ Dehnbarkeit zeigte; beim Strecken dieses Fadens in der Hitze um 50 % stieg die Festigkeit auf 2,0 g/denier, und die Dehnbarkeit fiel auf 16 %; beim iooprozentigen Strecken war die Festigkeit 2,5 g/denier und die Dehnbarkeit 10 %. Beim Strecken um 150 °/₀ war die Festigkeit 2,7 g/denier und die Dehnbarkeit 7%; die weitere Streckung hatte wenig Einfluß auf die Dehnbarkeit, welche ungefähr bei 6 bis 7 % konstant blieb.

In der deutschen Patentschrift 566 930 wird vorgeschlagen, künstliche Seidenfäden, welche auf der Basis von Celluloseacetat oder anderen Celluloseestern oder -äthern oder von Mischungen derselben

hergestellt sind, durch Streckung der trockenen Fäden, wenn sie durch Erhitzen bei einer geeigneten Temperatur in plastischen Zustand gebracht waren,

■ zu behandeln. In dem in der Patentschrift 566 930 ausgeführten Beispiel wurde ein Faden mit einer Anfangsfestigkeit von i,3 g/denier in trockenem Zustand und einer Dehnbarkeit von 28 %^{um I0}° °/o gestreckt, worauf die Festigkeit auf 2 g/denier gestiegen und die Dehnbarkeit auf I2°/_O gesunken war.

Während der normalen Webvorgänge werden die Fäden im allgemeinen veränderlichen Zugbeanspruchungen ausgesetzt, und außerdem kann der Zug in manchen Verfahrensstufen einen hohen Wert erreichen. Wenn man Fäden von geringer Dehnungsfähigkeit verwebt, so besteht daher eine ausgesprochene Gefahr, daß sie während des Webvorganges brechen.

Zweck der Erfindung ist es, Fäden aus thermoplastischen CeUuloseabkömmlingen mit hoher Festigkeit herzustellen, welche eine für normale Webzwecke genügende Dehnbarkeit besitzen.

Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur Herstellung von Fäden aus thermoplastischen Celluloseabkömmlingen, insbesondere aus Celluloseacetat, mit hoher Festigkeit durch Verstrecken der fertigen Fäden bei einer Temperatur, bei der die Fäden plastisch werden, dadurch gekennzeichnet, daß die fertigen Fäden nach einem Verstrecken um mindestens 50% um mindestens 8 °/₀ schrumpfen gelassen werden.

Die Streckungs-und Schrumpfungsstufen können ausgeführt werden, während die Fäden durch eine einzelne Wärmekammer geführt werden, sie werden aber vorzugsweise in getrennten Wärmekammern vor-

■ genommen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Strecken des Fadens in zwei Stufen ausgeführt, wobei er in der ersten Stufe um mindestens 40 % gestreckt wird, während in der zweiten Stufe ein. geringerer Grad der Streckung, z. B. 30%, angewendet werden kann.

Der bevorzugte Bereich für die einzelne Streckoperation liegt bei 50 bis 300 °/₀, für das Streckverfahren in zwei Stufen bei 40 bis 150 % für die erste Stufe und bei 20 bis 150 % für die zweite Stufe.

Der bevorzugte Bereich für die Schrumpfoperation • liegt bei 10 bis 20°/o Schrumpfung.

Nach der Erfindung können Fäden hergestellt werden, welche in trockenem Zustand eine Festigkeit von mindestens 2 g/denier und eine Dehnbarkeit von nicht weniger als 15 % zeigen.

Nachdem die Schrumpfung des Fadens durchgeführt ist, kann es vorteilhaft sein, ihn einen langen Weg durch die Luft laufen zu lassen, bevor man ihn aufwickelt.

Wenn gewünscht, kann auch ein Luftstrom von gewöhnlicher Temperatur gegen den Faden geblasen werden. Die Behandlung des Fadens mit Luft auf diese Weise'gestattet einen Faden zu erhalten, welcher in seinen Ausmessungen stabil wird, bevor er auf-•>° gewickelt wird.

Bei der Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung vermehrt das Strecken des plastischen Gebildes die Festigkeit und vermindert dessen Dehnbarkeit, und das darauffolgende Schrumpfen hat wenig Einfluß auf die Festigkeit, bewirkt jedoch eine bedeutende Vermehrung der Dehnbarkeit.

Das Verfahren nach der Erfindung wird vorzugsweise mit Hilfe einer Vorrichtung aufgeführt, welche in der Zeichnung schematisch dargestellt ist.

Bei dieser Vorrichtung sind drei senkrechte Heizröhren 1, 2, 3, welche vorzugsweise elektrisch beheizt werden, mit ihren Längsseiten nebeneinander angeordnet; ferner sind vier Walzen 4, 5, 6, 7, z.B. Galetten, vorgesehen, deren Umfangsgeschwindigkeit so bemessen ist, daß sie ein Strecken des Fadens beim Durchgang durch jedes der ersten zwei Heizrohre 1 und 2 sichern und beim Durchgang durch das dritte Heizrohr 3 eine Schrumpfung bewirken. Beim Arbeitsvorgang wird ein Celluloseacetatfaden 8 von einer Spule 9 abgezogen, durch die feststehenden Führungen 10 und 11 geführt, darauf zweimal um die erste Walze 4, dann aufwärts durch die Luft über die weiteren Führungen 12 und 13 abwärts durch die erste Heizröhre 1 geführt und dann um die zweite Walze 5 herumgeschlungen, welche, wie aus der Zeichnung ersichtlich, auf derselben Welle wie die erste Walze 4 sitzt und einen größeren Durchmesser als diese hat; der Faden läuft dann durch die Führungen 14, 15, 16, 17 aufwärts durch die Luft und abwärts durch die zweite Heizröhre 2 und um die dritte Walze 6, welche einen kleineren Durchmesser hat als die zweite Walze 5, aber mit größerer Umfangsgeschwindigkeit umläuft, dann über die Führungen 18, 19, 20, 21 wieder aufwärts durch die Luft und abwärts durch die dritte Heizröhre 3 auf die vierte Walze 7, welche auf derselben Antriebswelle wie die Walze 6 sitzt, aber einen kleineren Durchmesser als die dritte Walze 6 hat. Wie ersichtlich, liegen die Wellen der ersten und zweiten Walzen 4 und 5 auf derselben Linie mit der Welle der dritten und vierten Walzen 6 und 7. Den Faden 8 läßt man von der vierten Walze 7 mit Hilfe der Führungen 22, 23, 24, 25, 26 einen langen Weg zurücklegen und läßt ihn dann zu einer Sammelvorrichtung gewöhnlicher Bauart, zweckmäßig einer Glockenspinnvorrichtung 27, 28, laufen.

Beispiel 1

Die an Hand der Zeichnung beschriebene Vorrichtung, jedoch ohne die Heizröhre 2 und die dazu gehörige Walze 6, wurde zum Strecken eines trocken gesponnenen acetonfreien Celluloseacetatfadens benutzt. Dieser Faden hatte eine Trockenfestigkeit von 1,15 g/denier und eine 36prozentige Dehnbarkeit. Die Temperatur der beiden Heizrohren 1 und 3 war ¹¹S annähernd 280°, und jede Röhre war 100 cm lang. Der Durchmesser der ersten und zweiten Walzen 4 und 5 war so bemessen, daß sich eine Streckung von 75% ergab. Die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen 5 und 7 war für eine Schrumpfung von 10% berechnet. Die Abzugsgeschwindigkeit des Fadens 8 betrug 75 m in der Minute.

Der gestreckte Faden hatte eine Festigkeit von 2,1 g/denier und eine Dehnbarkeit von 13 %. Nach der Schrumpfung war die Festigkeit 2,0 g/denier und ^la5 die Dehnbarkeit 20%.

Beispiel 2

Bei diesem Beispiel wurden die drei Röhren 1, 2 und 3 sowie alle Walzen 4, 5, 6 und 7 des Apparates in Benutzung genommen. Es wurde ein gleicher Faden benutzt, und die Temperatur und die Abmessungen der drei Röhren 1, 2 und 3 waren die gleichen wie im Beispiel 1. Die Durchmesser der ersten und zweiten Walzen 4 und 5 waren für die erste Streckstufe so bemessen, daß sie 75 % Streckung ergaben. Die Umfangsgeschwindigkeit der zweiten und dritten Walzen 5 und 6 war so bemessen, daß sie eine zweite Streckstufe von 40°/o ergab, und die Durchmesser der dritten und vierten Walzen 6 und 7 waren auf eine Schrumpfung von 12 °/₀ eingestellt. Die Ablaufgeschwindigkeit des Fadens war 75 m in der Minute.

Nach der ersten 75prozentigen Streckstufe war die Festigkeit des Fadens 2,1 g/denier und die Dehnbarkeit 13 %. Nach der zweiten Streckstufe war die

ao Festigkeit 2,4 g/denier und die Dehnbarkeit 10 °/₀. Nach der Schrumpfungsstufe war die Festigkeit 2,3 g/denier und die Dehnbarkeit 15 °/„.

Beim Arbeiten nach den obigen Beispielen ist es nicht wesentlich, das Verfahren ununterbrochen aus-

s5 zuführen. Der Faden von der zweiten Walze 5 kann auf einer Spule gesammelt und nachträglich wieder erhitzt und dann gestreckt und geschrumpft oder nur geschrumpft werden, indem man diese Arbeit gesondert ausführt.

Die Temperatur der für die Streckung bestimmten Röhre kann je nach dem Grad der Streckung und nach den Eigenschaften, welche der Faden am Schluß haben soll, geändert werden. Beispielsweise kann für Celluloseacetat die Temperatur zwischen 210 und 360° je nach den gegebenen Bedingungen schwanken.

Der Grad der Schrumpfung kann, wenn gewünscht, ebenfalls abgeändert werden, um verschiedene Dehnbarkeiten zu erhalten. So kann in dem Beispiel 2, wenn man ßine Schrumpfung von 15 bis 20% vornimmt, die Dehnbarkeit auf I7°/_O erhöht werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Herstellung von Fäden aus thermoplastischen Celluloseabkömmlingen, insbesondere aus Celluloseacetat, mit hoher Festigkeit durch Verstrecken der fertigen Fäden bei einer Temperatur, bei der die Fäden plastisch werden, dadurch gekennzeichnet, daß die fertigen Fäden nach einem Verstrecken um mindestens 50% um mindestens 8% schrumpfen gelassen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Streckung in zwei Stufen erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der fertige Faden in der ersten Streckstufe um ungefähr 40 bis 150 % ^UYl& ^m der zweiten Streckstufe um etwa 20 bis 150% gestreckt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Faden um etwa 10 bis 20% schrumpfen gelassen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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