NL7902557A - Smeermiddel voor een ring voor het twisten van garen. - Google Patents

Description

+- Ν.Ο. 27Λ98

The General Tire & Rubber Company, te Akron, Ohio,

Verenigde Staten van Amerika.

Smeermiddel voor een ring voor het twisten van garen.

De uitvinding heeft betrekking op de samenstelling gebruikt voor het smeren van twistringen toegepast bij het vervaardigen van garen.

Voor het vervaardigen van garen is reeds lang geleden een systeem ontwikkeld om aan het garen een twist mede te delen. 5

Dit systeem omvat een traveler die om de omtrek van een ring loopt. Afzonderlijke elementairdraadjes worden toegevoerd door de ruimte aan de bovenzijde van de traveler tussen de traveler en de twist-ring aan een spoel. Het bewegen van de traveler om de ring verschaft twist aan de elementairdraadjes die een garen vormen. Omdat 10 de traveler afhangt van de beweging van het garen om een moment daarop uit te oefenen is de wrijvingsrelatie tussen de traveler en de ring van groot belang. Als de wrijving te groot is blijft de traveler steken en het garen breekt. Een aantal speciale samenstellingen zijn op de markt die worden gebruikt als smeermiddelen 15 voor twistringen. Omdat het starten van de twistringen plaats heeft bij lage temperatuur zijn de tegenwoordig toegepaste smeermiddelen bij lage temperatuur vloeibaar. Zij hebben de hoedanigheid van een licht vet. De twistringen worden gesmeed, door een persoon die een bepaalde hoeveelheid van dit smeermiddel op zijn 20 handen brengt en zijn handen beweegt over de twistringen. Als de ringen als gevolg van het lopen van de traveler warde twistring warmer worden, valt het smeermiddel eraf, waardoor'vervuiling van de vloer optreedt, die brandgevaar oplevert. Ook moet .er zorg voor worden gedragen dat het smeermiddel niët op het getwiste garen- 25 produkt terecht komt. Hierdoor wordt de adhesie verlaagd als het garen wordt gebruikt voor het versterken van voertuigbanden, omdat het op het garen aanwezige dompelmiddel niet goed op die delen 79025 57 Γ 2 , '·% van een bandengaren of koord hecht die zijn bevuild met smeermiddel voor de twistring.

Bovendien blijft het smeermiddel voor de twistring niet lang op de ring en moet elke 6-8 uur worden vervangen. Een betrekkelijk grote hoeveelheid elektriciteit wordt gebruikt voor het 5 laten lopen van de twistinrichting. De wrijving ontwikkelt ook warmte, waardoor de behoefte aan elektriciteit voor het met lucht conditioneren van de gereedschappen in de fabriek toeneemt.

Om de noodzakelijkheid van het met de hand smeren te elimineren zijn poreuze twistringen ontwikkeld, en smeermiddel on- 10 der druk wordt daarbij door de ringen geperst vanaf de binnenzijde. Deze ringen hebben omdat zij poreus zijn de neiging verstopt te raken als gevolg van deeltjes in het smeermiddel, als gevolg waarvan een olienevel ontstaat, die vervuiling, een gladde vloer en brandgevaar veroorzaakt. Poreuze ringen hebben zoals bekend is 15 ook te lijden van corrosie als gevolg van de hoge temperaturen waardoor zure componenten in het smeermiddel worden ontwikkeld.

Als bekende stand van de techniek wordt het Amerikaanse octrooischrift 3.816.3^6 genoemd, dat hierna wordt besproken.

Verrassenderwijze is gevonden dat de toevoeging van een 20 grote hoeveelheid paraffinewas aan gebruikelijke vaste smeermiddelen voor twistringen in een grote mate het probleem opheft dat bij de stand van de techniek ontstond. Onder toepassing van een grote hoeveelheid paraffine in het smeermiddel in de twistring, kan een reduktie van 13$ in de elektrische energie, noodzakelijk om 25 het garen te spinnen, worden bereikt. Deze reduktie in energiebehoefte is hoger omdat ook overeenkomstige besparingen in de kosten van de luchtconditionering optreden. Een verhoging in produk-tie van 13$ kan ook worden verkregen in plaats van een reduktie van 13$ in elektrische energie. 30

Bovendien vormt het smeermiddel dat paraffine bevat geen mist, zodat luchtvervuiling in het bedrijf wordt vermeden. Het vervaardigde garen of koord heeft mogelijk een betere kwaliteit omdat het niet is bevuild met smeermiddel, dat de hechting ervan op rubber reduceert; Bij toepassing in kleding wordt de aanverfbaarheid 35 van materiaal geweven met garen vervaardigd hij toepassing van on- 7S0 25 57 ♦ derhavige uitvinding verbeterd omdat er veel minder vervuiling optreedt van het oppervlak van het garen of koord.

Als gevolg van het feit dat het smeermiddel ongeveer Jf-0 - 50 uur levensduur heeft, is slechts ongeveer 1/5 tot 1/10 van het verbruik aan smeermiddel op paraffinebasis noodzakelijk 5 vergeleken met het bekende smeermiddel. Bovendien is het smeermiddel op paraffinebasis vast en veel minder vervuilend in gebruik dan het bekende smeermiddel. Het is slechts noodzakelijk een kleine hoeveelheid aan te brengen op een kleine boog van de ring en de traveler uit nylon neemt dit op en verspreidt het. 10

Smeermiddel op paraffinebasis reduceert ook in belangrijke mate de wrijving tussen de nylon traveler en de stalen ring, waardoor het gebruik vai/Lichtere travelers mogelijk is. Ongelukkigerwijze is het smeermiddel gebaseerd op paraffine zo goed dat bij bepaalde machines de travelers te snel bewegen bij uitschakeling wat 15 tot gevolg heeft dat het einde van het garen kinkt als gevolg van teveel daarop aangebrachte twist.

De paraffine vormt op basis van gewichtspercentage het grootste deel van het op paraffine gebaseerde smeermiddel. Het kleinste deel is een gebruikelijk smeervet dat wordt gebruikt voor 20 het smeren van twistringen. Bij voorkeur ligt het niveau van de paraffine in het op paraffine gebaseerde smeermiddel tussen 75 en 85 gew.#. Het gebruikelijke smeermiddel toegepast als smeermiddel voor twistringen bevat een basisolie die vloeibaar is bij kamertemperatuur. Bij voorkeur ligt de SUS-viscositeit bij kamertem- 25 peratuur in het gebied van 50 - 600. Voor een beschrijving van smeermiddelen voor twistringen wordt verwezen naar Amerikaans oc-trooischrift 5.816.3^6. Overwogen wordt dat het smeermiddel volgens onderhavige uitvinding kan worden geformuleerd uit paraffine en de basisolie zonder dikmaker, De paraffinewas, die wordt ge- 30 bruikt, heeft een smeltpunt boven kamertemperatuur van 27°C en bij voorkeur van ^4°0 - 65°C en meer in het bijzonder van k9°C -60°C.

A

Aan de hemd van een tekening, waarin zeer schematisch een uitvoeringsvoorbeeld is weergegeven, wordt de uitvinding her- 35 na nader beschreven.

790 25 57 - ' 4

Fig. 1 toont een garentwistinrichting bevattende het smeermiddel volgens de uitvinding op de twistring.

Fig. 2 toont een doorsnede van de traveler die om de omtrek van de twistring beweegt voor het mededelen van twist aan het garen. 5

Fig. 3a tot en met 3f tonen grafieken waarin de verlaagde behoefte aan elektriciteit is weergegeven voor het bedrijven van twistinrichtingen waarbij het smeermiddel volgens de uitvinding vergeleken met het bekende smeermiddel wordt toegepast.

De eerste ingrediënt van deze formulering is 31 »25 gew.$ 10 B-80 Extra Special Grease» verkocht door Non-Fluid Oil Corporation. Het smeermiddel bevat 19»2 gew.^ natriumzout van vetzuren (in hoofdzaak oleïnezuur), 32,3 gew.^ koolwaterstofwas en 48,5 gew.% minerale olie. Het smeermiddel is in principe hetzelfde als het smeermiddel toegepast door andere maatschappijen in de tex- 15 tielindustrie.

De tweede component van het smeermiddel voor de ring volgens de uitvinding is paraffinewas verkregen van Gulf Oil Corporation. De handelsnaam van het paraffine is Gulf-Wax nr. 40 (zie hierna volgende voetnoot). Elke goede kwaliteit paraffine 20 kan worden toegepast.

Voetnoot.

Gulfwax 40 dichtheid, ASTM D 287: API theoretisch 41,3 smeltpunt, ASTM D 8? : °C 60 25

ASTM D 127i °C

stolpunt, ASTM D 938: °C 58,9 penetratie, ASTM D 1321 (S? 25°C 14 g 37,8°C 40 viscositeit, SUS (£> 65»6°C - 30 g 82,2°C 46,8 @ 98,9°C 41,6 afdamppunt, open Cup, °C 235

troebelingspunt, ASTM D 97: °C

kleur, Saybolt + 30 35 kleur, ASTM D 1500 790 25 57 5 geur, vaste toestand licht vloeibare toestand zeer licht oliegehalte, ASTM D 721: % 0,15 treksterkte, AS TM D 1320: kPa 2428 scheurmodulus, TAPPI-655J kPa 2912 5 oxidatie sfcabiliteitsproef, 135°C voorgestelde ASTM werkwijze (1955) induktieperiode: minuten 749 ultraviolet absorberend vermogen @ 290 m,u, ASTM D 2008 <£0,01 API klassifikatie type I 10 "blocking" punt, ASTM D 1465 "picking" punt: °C 37»2 "blocking" punt: °C 42,2 joodgetal 0,4 moleculair gewicht 442 15 refraktieve index 1,4359 destillatie, vacuüm gecorrigeerd tot 7^0 mm 5# punt: °C 428,9 10* 432,2 50* 451,1 20 70* 462,8 90* 480.

De Gulf-Wax nr. 40 heeft een smeltpunt van 60°C. De Gulf-ïïax nr. 40 is aanwezig in een hoeveelheid van 68,75 gew,* van de totale formulering. Het totale gehalte aan paraffinewas is 25 ongeveer 78,9 gew.#. De twee ingrediënten worden in gesmolten toestand gebracht door ze te plaatsen in een houder die omlaag wordt gebracht in kokend water. Het roeren van het mengsel veroorzaakt dat het gehomogeniseerd wordt. Het mengsel wordt dan in vormen gegoten voor het geven van een vorm die gemakkelijk in de hand 30 kan worden gehouden voor het aanbrengen ervan op twistringen. Nadat koelen plaats heeft is het verkregen produkt een vast smeermiddel. De beste werkwijze zou zijn het mengen van de'ingrediënten * in een verwarmde extrusie-inrichting en het te extruderen in een houdbare staafvorm. 35

Het vaste bereide smeermiddel werd aangebracht op twist- 790 25 57 ' ** ' β ringen toegepast voor het vervaardigen van bandenkoord. Het smeermiddel 7 werd aangebracht over een boog van ongeveer 60° op de binnenzijde van de ring 6. Als de traveler 5 beweegt over het aangebrachte smeermiddel 7 neemt het een kleine hoeveelheid op het voorvlak van de traveler op, smeert zichzelf, en spreidt het 5 smeermiddel 7 om de ring.

De werking van de garentwistinrichting is als volgt.

Vanaf de spoel 1 wordt een bundel eindloze elementair-draadjes toegevoerd door het oog 2. De spil 3 draait'de spoel 4 met constante snelheid. De bundel eindloze elementairdraadjes 10 wordt afgegeven met een snelheid die voldoende is om daaraan de gewenste mate van twist mede te delen als de bundel verder beweegt. De traveler 5 glijdt vrij om de ring 6. De spanning veroorzaakt door het sleepeffekt van de traveler veroorzaakt dat het garen zich op de spoel opwindt met dezelfde snelheid als hij wordt 15 afgegeven door de rollen. De tweede stap bij het vervaardigen van bandenkoord is het nemen van twee of meer lagen getwiste.bundels elementairdraadjes en deze toe te voeren aan de twistinrichting volgens fig. 1. Het verkregen produkt is een meerlaags getwist koord. 20

Gebleken is dat de produktie van garen als gevolg van het verbeterde smeermiddel kan worden verhoogd met 13#» dat geen nevel van het smeermiddel werd gevormd, dat 1/5 van de hoeveelheid smeermiddel vergeleken met de stand van de techniek vereist was, dat het smeermiddel van 30 - 50 uren bruikbaar was en dat het veel 25 minder vuil was om te gebruiken. Het smeermiddel werd gebruikt op een aantal afzonderlijke twistinrichtingen om de vereiste hoeveelheid elektriciteit te vergelijken met het bekende smeermiddel. De resultaten zijn aangegeven in tabel A. "GraxH is het smeermiddel volgens de uitvinding. 30 \ 790 25 57 £ 7 ^ ^¾.¾¾. "<&

A-cO r- IN r N KI

f-\ ·> » » » f > * <U ON O oo O CO O A- . η ΙΛ r OJ rftl ftl O + 1 + I , * + J5 -¾¾.¾¾¾¾ ^ ^ * ,+ 0 T-OOO vo !>- ° , .

01 ^ » ·* ^ ** rH *"» . . . . .

►rj Ci CO VQ LA σ' ® ° I! n S n > j s α

Ss r- O IM ft3 ft 5 ·Η> ft

5 £ ^ OM O iïi O

» ï» CQ

H * * 0 OO'^WlA^O'VOCOO'OJ-NCOf'J -=1- ^- ft --------------- - - lAAJr-OtAAJv-ï-CJ''lAlAi_AJOCr' o o 1¾¾ τ-τ—τ- r- f- τ~ τ— v (\I (\l W r r ^- 3 Φ yj pj ^ \^y ν_χ s^/w 'w' v-/ ^ '«Ζ ^ Ö 0) OOOOOOOUOOOOÜOO o o o , .5 __j I I I | | 1 | I I I I I I t I 1 ^ Φ >> 00rrlAl<\KNrrlf\lf\inrrlA IA lA ^ H S 05 Λ1«ΝΛ|γγγΛ|Λ|γγγΛΙΝγ r- r~ r- Φ £ £ IIIIIIIIIIIIII» I I · (Ö E-l

1 u u id 5 ^ X X ^ XX

-Οφ-β ÏÖ Ö * « ^ ^ g g g g g 6 <n -ö +> Ct -P ^ -P f-1-P-P cö -P -P Sh-P k U !h U jjj >5Η·ΗΦί3Φΰ5ΦΟΦΦί^Φ®ε5θΟζ3 $5 £? 5? g?rasi> = > - > ~ >>c5>> = >- = aj rvj

I ocMoj’fAfAtAtAiAiArACMOlOjrAiAfA fA JA JA

8,¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾ > £ o' ïgsssssssssassssss & £ £ Ü O 03 *“

_i OOOOOOOOOOOOOOO O O O

ds OOOOOOOOOOOOOOIA IA O

CL pH VOVOAJAJVOVOVOVOvOVOVOOVOVOCA AJ AJ V0 03 h lAtAfAlAtAlAlAiAlAtAfAfAIAtAlA -=1- -=1- -=1-

ΟΦΜΟΟΙΑΙΑΙΑΙΑΟΟΟΟΆΟΙΑΙΑΙΑ JA .JA JA

-peöajajajajaiajajajajajajajaiajaj aj aj aj O =H -rl

S (Ö -P

t I u PO^cOcOCOcOO’OAj rArACSvvOCJNA.A-A- £- A- A- (Q ·Η t£ ΓΓ(Λ1Λ1Α4·4··ί(Ί4·Α1Αΐ t\| AJ AJ Al

H ft fi S Ö -H E-l ·Η -P

790 25 57 8

V

* Een 14 kW motor, vergeleken op twistinrichting 30 geeft aan dat 18 kW lopend met een snelheid van 3600 omw./min. "is loafing" en geld kost.

** Hetzelfde als boven maar omgekeerd. Nr. 26 is onderbelast en kost geld. 3

Nr. k3 blijkt uit de reeks te vallen, waarvopr geen verklaring is. De juiste besparingen door het eenvoudigweg overgaan op "Grax" blijkt ongeveer 8# te zijn. Door het verhogen van de snelheid en het wijzigen van de afmeting van de traveler (en onder gebruikmaking van Grax) blijkt dat de snelheid met 10$ kan 10 worden opgevoerd terwijl de behoefte aan elektriciteit met 30$ wordt verlaagd.

Het smeermiddel volgens de uitvinding is nu bijna 2 jaar in ontwikkeling. In het begin werden pogingen gedaan om zuivere , paraffine als smeermiddel te gebruiken. Dit werkte goed bij werk- 15 temperaturen maar.er was een ander probleem. De wrijving bij start-temperaturen was te groot zodat zuivere paraffine niet kon worden gebruikt. Pogingen werden toen gedaan de paraffine te .vermengen met andere smeermiddelen om de startproblemen op te lossen. Al het experimentele werk werd uitgevoerd op één eenheid van ring- 20 twistinrichtingen en een bruikbaar produkt dat werd vervaardigd op de ene eenheid werd gebruikt voor het vervaardigen van banden, die verkocht werden. Nu is gebleken dat de experimentele periode kan worden beëindigd en het smeermiddel volgens de uitvinding kan worden toegepast op vele honderden andere garentwistinrichtingen 25 in het bedrijf.

Nadat een groot deel van de garentwistinrichtingen in het bedrijf waren omgezet tot het smeermiddel volgens de uitvinding, werd de jaarlijkse kostenbesparing als gevolg van gereduceerde energie toegepast bij de twistinrichtingen berekend geba- 30 seerd op het werkelijke gereduceerde elektriciteitsverbruik door de twistinrichtingen. De besparingen bleken tot $88.000 per jaar te bedragen.

Fig. 3a, b, c, d, s en f tonen het elektriciteitsgebruik van verschillende garentwistinrichtingen vanaf het starten 35 waarbij het smeermiddel volgens de uitvinding werd gebruikt, (o) 790 23 57

V

9 ten opzichte van bekend smeermiddel (x). Een twistring werkt in het algemeen gesproken bij een veronderstelde temperatuur van 38°C - 50°C.

In de volgende tabel B is het vermogen van de aandrijf-motor, de afmetingen van het getwiste garen, het type van de ring 5 en het aantal rotaties van de spoel aangegeven.

Tabel B,

Fig. kW Garen BPM

3a 8 1300 25,4 mm verticale groef 3600 polyester 10 3b 14 1260/2 25»4 mm (* 45°) verticale 5500 nylon groef 3c 14 840/2/2 17,1 mm dubbele horizontale 3560 nylon groefring 3d 18 1300/3 25*4 mm verticale (- 45°) 3200 15 polyester groef 3e 18 1000/1/3 2514 mm verticale (* 45°) 3570 polyester groef 3f 14 1300/1/3 25,4 mm ring met meerdere 3500, groeven 20

Zoals blijkt uit de grafieken 3a - 3f is het elektrische verbruik gedurende de beginperiode na het starten hoger voor het smeermiddel volgens de uitvinding dan voor het bekende smeermiddel. Elke grafiek toont een andere twistinrichting. De karakteristieken van het elektrische verbruik variëren van twistinrichting 25 tot twistinrichting. Nadat de beginperiode is gepasseerd zijn echter de elektrische behoeften voor het bedrijven met het smeermiddel volgens de uitvinding veel geringer dan bij het bekende smeermiddel.

Gemeend wordt dat het gebruik van paraffine met een la- 30 ger smeltpunt de energiebehoeften bij het starten afnemen en deze formulering moet worden geprobeerd. De beste paraffinewas beoogt voor toepassing bij onderhavige uitvinding heeft een smeltpunt van ongeveer 49°C.

Alle bovengenoemde proefresu^taten bevatten de 68,75 35 gew.# Gulf-Wax 40 samenstelling.

Vroegere proefnemingen waren gedaan onder gebruikmaking van huishoudelijke paraffinewas die gewoonlijk wordt gebruikt voor 790 25 57

Claims (3)

1. Smeermiddel voor de ring van een twistinrichting met een traveler uit nylon op een twistring, omvattende een basisolie met een SUS-viscositeit bij 20°C in het gebied van 30 - 600 gekozen uit de groep omvattende met waterstof behandelde nafte - 15 nische aardolie, met waterstof behandelde paraffinische aardolie, met oplosmiddel geraffineerde paraffinische aardolie, en gehydro-geneerde polyalkeenolie en mengsels daarvan, met het kenmerk, dat een grote hoeveelheid paraffine aanwezig is in het smeermiddel. 20

2. Smeermiddel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het paraffine aanwezig is in een hoeveelheid van 75 - 85 gew.$.

3. Smeermiddel voor een twistinrichting met een nylon traveler op een twistring, bevattende een basisolie met een SUS- 25 • viscositeit bij 20°C liggende in het gebied van 30 - 600 gekozen uit de groep bestaande uit met waterstof behandelde naftenische aardolie, met waterstof behandelde paraffinische aardolie, met oplosmiddel geraffineerde paraffinische aardolie, en gehydroge-neerde polyalkeenolie en mengsels daarvan; een aardolie, een anti- 30 oxidant voor het tegengaan van corrosie, smering bevorderende stoffen, en vet vormende verdikkingsmiddelen, met het kenmerk, dat een grote hoeveelheid van een paraffine aan-—- wézig is in het smeermiddel. k. Smeermiddel omvattende een basisolie met een SUS- 35 viscositeit bij 20°C liggende in het gebied van 30 - 600, gekozen 790 2 5 57 11 *- uit de groep bestaande uit met waterstof behandelde naftenische aardolie, met waterstof behandelde paraffinische aardolie, met oplosmiddel geraffineerde paraffinische aardolie en gehydroge-neerde polyalkeenolie en mengsels daarvan, met het'ken-merk, dat een grote hoeveelheid paraffine aanwezig is in het cj smeermiddel. 5« Inrichting voor het twisten van garen door het leiden van een bundel niet getwiste elementairdraadjes door een garen te leiden, vervolgens door het oog van een traveler, die loopt over een twistring, om het garen te twisten en het toe te voeren aan 10 een roterende spoel, met het kenmerk, dat de inrichting een film uit smeermiddel op de twistring bevat welk smeermiddel een lineair koolwaterstofwas bevat. ****** A 790 2 5 57