Przedmiotem wynalazku niniejszego jest sposób wytwarzania wlókien sztucz¬ nych, które posiadaja zarówno w stanie suchym, jak tez w stanie wilgotnym znacz¬ nie lepsze mechaniczne wlasnosci, niz wlók¬ na wytwarzane Sposobami znanymi. Tak np. wlasnosci wlókien, wytworzonych spo¬ sobem wedlug wynalazku z wiskozy, od¬ powiadaja prawie w zupelnosci wlasno¬ sciom wlókien z bawelny.Sposób wedlug wynalazku niniejszego mozna stosowac przy wytwarzaniu wlókien rozmaitymi- sposobami. Ponizej opisany jest sposób przeprowadzania sposobu przy wytwarzaniu wlókien z wiskozy.Wlókna otrzymane sposobem wedlug wynalazku posiadaja dobre mechaniczne wlasnosci, a przy przeprowadzaniu ich ze stanu suchego w stan wilgotny pecznieja nieznacznie, a to dzieki strukturze, której cecha jest pewne ulozenie komórek, a szczególnie istnienie napiec wewnetrznych, przy czym napiecia te zwiekszaja sie od srodka przekroju poprzecznego wlókna ku jego obwodowi.Sposób wedlug wynalazku polega na tym, iz wlókna poddaje sie stopniowemu i ciaglemu wyciaganiu. Wyciaganie to stosu¬ je sie podczas calkowitego okresu czasu, koniecznego do ich wytwarzania przez przedzenie lub podczas w przyblizeniu cal¬ kowitego okresu tego czasu, to znaczy odpoczatkowego stanu roztworu koloidalne¬ go, otoczonego cienka blona i znajduja¬ cego sie w niewielkiej odleglosci od dyszy przedzalniczej, az do zupelnego skrzepnie¬ cia wlókien i ich odpowiedniej obróbki lub w przyblizeniu do tego okresu. Szybkosc wy¬ ciagania, to znaczy wymiar, o który wlókno zostaje wyciagniete w jednostce czasu (oznaczamy ponizej jako wskaznik wycia¬ gania), reguluje sie w stosunku do szyb¬ kosci krzepniecia, a wiec szybkosci, z jaka roztwór ciekly staje sie masa plastyczna/ Jezeli wiec przyjac, iz kazde wlókno skla¬ da sie z pewnej liczby ulozonych na siebie warstw, to okaze sie, iz kazda warstwa nie tylko zostaje wytworzona przy napieciach, które dzialaja najkorzystniej przy uklada¬ niu komórek, lecz równiez ksztalt kazdej warstwy zmienia sie w jej kierunku podluz¬ nym, a mianowicie w wiekszym lub mniej¬ szym stopniu niz przylegla warstwa po¬ przedzajaca wzglednie nastepujaca. Goto¬ wy produkt posiada zas napiecia, zwieksza¬ jace sie od srodka jego przekroju poprzecz¬ nego ku obwodowi tego przekroju.Jest wiec rzecza jasna, ze w celu osia¬ gniecia najkorzystniejszych wyników nale¬ zy regulowac wskaznik wyciagania zalez¬ nie od stopnia cienkosci wlókna, jak tez wlasnosci fizyczno-chemicznych roztworu koloidalnego i srodka koagulujacego, pod¬ czas gdy okres wyciagania moze byc ogra¬ niczony lub tez wyciaganie moze byc prze¬ prowadzane az do zupelnego skrzepniecia wlókien i ich odpowiedniej obróbki. Okres wyciagania zalezy od pozadanego rodzaju produktu, a wiec w zaleznosci od tego, czy ma sie otrzymac produkt z ciaglymi wlók¬ nami (np. rayon), przy otrzymywaniu któ¬ rego rozciaganie powinno byc mniejsze niz rozciaganie uwarunkowane przeznacze¬ niem produktu, czy tez ostateczny produkt powinien skladac sie z krótkich wlókien, podobnych do wlókien roslinnych, posiada¬ jacych przy malej zdolnosci wyciagania sie wielka wytrzymalosc na lamanie. Przy wy¬ twarzaniu wlókien z wiskozy wskaznik wy¬ ciagania jak tez okres trwania wyciagania sa rozmaite zaleznie od stopnia dojrzalo¬ sci i skladu wiskozy, jak tez rodzaju ka¬ pieli przedzalniczej. Przy pewnym stopniu dojrzalosci i pewnym skladzie wiskozy, jak tez kapieli przedzalniczej wystarcza, jezeli wskaznik wyciagania i okres wycia¬ gania odpowiadaja stopniowi cienkosci produktu. Regulowanie to nie jest polaczo¬ ne z trudnosciami, jezeli do przeprowadza¬ nia go stosuje sie urzadzenie wedlug wy¬ nalazku.Przy przeprowadzaniu znanych sposo¬ bów przedzenia wlókien sztucznych podle¬ gaja one pewnemu wyciaganiu. Wyciaga¬ nie to nie przekracza jednak 30%, pod¬ czas gdy przy stosowaniu sposobu wedlug wynalazku wyciaganie jest znacznie wiek¬ sze i moze byc doprowadzone np. do 70%* Oprócz tego wyciaganie jest dokonywane w znanych sposobach na odcinkach o ma¬ lej dlugosci, a mianowicie nie przekracza¬ jacej 2 m, najwiekszy okres trwania wy¬ ciagania przekracza przy normalnych szybkosciach przedzenia, t. j. 55 — 65 m na minute, nieco 2 sekundy, nie jest wiec mozliwe stopniowe dzialanie wzajemne podczas powstawania wlókna. Przy prze¬ prowadzaniu sposobu wedlug wynalazku stosuje sie stopniowe wyciaganie na wiel¬ kiej dlugosci wlókna podczas okresu cza¬ su odpowiadajacego calkowitemu wytwo¬ rzeniu wlókna. Przy ponizej opisanym przykladzie wymieniona dlugosc odpowia¬ da 38 m/min, a okres trwania wyciagania — 40 sekundom.Urzadzenie, sluzace do przeprowadza¬ nia sposobu wedlug wynalazku, posiada postac bebna, na który nawija sie wlókna w zwojach srubowych i równoczesnie na tym bebnie stopniowo wyciaga. Beben u- mieszcza sie pomiedzy dysza przedzalni¬ cza a narzadem do nawijania wlókna, jak np. cewka, obracajacym sie naczyniem i t. d., tak iz wlókno po przesunieciu sie na — 2 —*¦'¦ bebnie wzdluz pewnej liczby zwojów zo¬ staje odwiniete i doprowadzone do wymie¬ nionego narzadu.Na rysunku przedstawiono dla przy¬ kladu urzadzenie do przeprowadzania spo¬ sobu wedlug wynalazku.Fig. 1 przedstawia urzadzenie w wido¬ ku z boku i czesciowo w przekroju podluz¬ nym, fig. 2 — w widoku zprzodu, a fig. 3 — w widoku perspektywicznym wraz z nawi¬ nietym wlóknem.Urzadzenie posiada pusty wewnatrz be¬ ben A, skladajacy sie z dwóch tarcz / i 2 polaczonych ze soba w jedna calosc. Tar¬ cza 2 jest zaopatrzona w wystep o postaci pustego wewnatrz walu 3, którego os od¬ powiada osi bebna i który jest osadzony za posrednictwem panewki lozyskowej w pod¬ stawie B. Beben A jest obracany naokolo osi x — x za pomoca urzadzenia nastepu¬ jacego. Na obwodzie bebna znajduje sie wieniec zebaty 4 zazebiajacy sie z kolem 5, które jest osadzone na wale 6 lezacym w lozysku 7 podstawy B, przy czym os wa¬ lu 6 jest równolegla do osi X — x. Wal ten jest przeprowadzony, wzdluz przedzarki równolegle do szeregu dysz przedzalni¬ czych i jest urttchomiany w odpowiedni sposób za pomoca glównego mechanizmu napedowego przedzarki. Obroty walu 10 sa przenoszone na beben A, jak tez na dal¬ sze bebny, z których kazdy odpowiada jed¬ nej dyszy przedzalniczej.W bebnie A osadzone jest osiem wal¬ ców cylindrycznych ax — a8, które obraca¬ ja sie naokolo osi, przechodzacych ukosnie wzgledem osi x — x, i sa rozmieszczone wzdluz obwodu kola w jednakowych odle¬ glosciach jeden od drugiego. Osie walców stykaja sie mianowicie z powierzchnia czo¬ lowa bebna w plaszczyznie prostopadlej do osi x — x i oznaczonej na fig. 1 linia m — m, mianowicie w punktach kola, któ¬ rego srodek znajduje sie na osi x — x, pyzy czym oddalenia wymienionych punk¬ tów od siebie odpowiadaja katowi 45°.Osie walców sa jednak pochyle wzgledem osi x — x, a mianowicie sa one styczne cU* cylindra, którego os odpowiada osi x — x* a przekrój poprzeczny — wymienionemu kolu. Wobec tego osie walców ax — a8 sty¬ kaja sie z tym kolem w punktach, odpowia¬ dajacych katom 45°, i tworza z tworzaca cylindra pewien kat.Walce ax — a8 sa osadzone w bebnie A za posrednictwem czopów 11', które obra¬ caja sie w tulejach 12, 13 tarcz /, 2. Osie tych tulei sa ustawione ukosnie wzgledem osi x — x, co uwidocznia polozenie czopa // walca a3 (fig. 1). Zaznaczyc nalezy, iz dla jasnosci rysunku przedstawiono osie czopów 11 walców ax i a5, jako równole¬ gle do osi x — x, podczas gdy czopy U walców a4 i a2 nie zostaly przedsta¬ wione, Na kazdym czopie 11 osadzone jest ko¬ lo zebate 14 z Uzebieniem srubowym, a wszystkie te kola zazebiaja sie z kolem 15.Kolo to obraca sie przy obrocie bebna A w kierunku tego obrotu, jednak z mniejsza szybkoscia niz beben A. Kolo 15 jest mia¬ nowicie osadzone na wale 16, który obra¬ ca sie na wale 3 i na który nasadzone jest na koncu przeciwleglym kolu 15 kolo ze¬ bate 17. Na zewnetrznym koncu walu 3 osadzone jest kolo zebate 18. Kola 17 i 18 zazebiaja sie z kolami 19 i 20, które sa po¬ laczone ze soba na stale, obracaja sie jed^ nak naokolo czopa podstawy B. Przy sto¬ sunku przekladni pomiedzy kolami 17 i 18 mniejszym niz 1, kolo 15 obraca sie w kie¬ runku obrotu bebna A, lecz z mniejsza szybkoscia.Poniewaz wszystkie kola 14 zazebiaja sie z kolem 15, walce ax — a8 obracaja sie wraz z bebnem A, jak tez niezaleznie od tego bebna kazdy naokolo swej osi. Szyb¬ kosc tych ruchów obrotowych jest tym mniejsza, im bardziej szybkosc obrotowa kola 15 jest zblizona do szybkosci obroto¬ wej bebna A, co osiaga sie zmieniajac od¬ powiednio liczbe zebów kól 17 —; 20. Wal- — a —cc flj — a8 sa pokryte warstwa gumy lub innego odpowiedniego materialu.Caly zespól walców a obracajacych sie wraz z bebnem A tworzy motowidlo, na które nawija sie wlókno doprowadzane z dyszy przedzalniczej. Poniewaz zespól ten obraca sie naokolo osi x —- x, wlókno na¬ wija sie wzdluz wieloboku znajdujacego sie w plaszczyznie prostopadlej do osi x — x. Kazdy walec obraca sie jednak rów¬ niez naokolo swej osi, tak iz wlókno zo- staje przesuniete wzdluz luku, wzdluz któ¬ rego przylega ono do walca, ku kolu pro¬ stopadlemu do osi walca i przeprowadzo¬ nemu przez punkt zetkniecia sie przedniego konca luku z walcem. Poniewaz zas walce sa osadzone ukosnie wzgledem osi x — x, wiec kierunek tego przesuniecia bedzie od¬ powiadal kierunkowi pochylenia walca.Przy odpowiednim kierunku wlókno be¬ dzie przesuwane od konca walców przy bebnie ku ich wolnym koncom. Te nie¬ znaczne odchylenia wlókna powoduja, iz wlókno bedzie nawijane wzdluz linii sru¬ bowej, tak iz na walcach powstaje pewna liczba zwojów, które sa osadzone na wal¬ cach w malych odstepatch jeden od drugie¬ go (fig. 3). Wolny koniec r wlókna dopro¬ wadza sie do odpowiedniego narzadu od¬ biorczego, np. obracajacego sie bebna prze¬ dzalniczego, na który wlókno zostaje na¬ winiete ostatecznie.Kierunek walców ax — a8, których odleglosc od osi x — x zwieksza sie ku ich wolnym koncom, jest taki, iz powierzchnia obwodowa wszelkich walców odpowiada stozkowi scietemu. Dlugosc zwoju nawinie¬ tego na zespole walców wzdluz wieloboku bedzie zwiekszala sie progresywnie wraz z zwiekszeniem odleglosci tego zwoju od beb¬ na A Nalezy zauwazyc, iz ksztalt zwoju bedzie jedynie nieznacznie odróznial sie od zwoju wielokatnego nawinietego w pla¬ szczyznie prostopadlej do osi x — x.Kazdy zwój, który zostal nawiniety od konca / (fig. 3) na zespól walców wskutek obracania sie calosci urzadzenia, zostaje przeprowadzony wzdluz walców (na ry¬ sunku z lewego konca ku koncowi prawe¬ mu) , a to dzieki obracaniu sie kazdego wal¬ ca naokolo swej osi. Przy kazdym obrocie bebna nawiniety zostaje poczawszy od kon¬ ca / jeden zwój, jak tez jeden zwój na kon¬ cu r zostaje odprowadzony do narzadu od¬ biorczego. Poniewaz jednak wlókno przy¬ lega z dostateczna sila do powierzchni wal¬ ców, tak iz zapobiega sie slizganiu wlókien, osiaga sie zwiekszenie dlugosci kazdego zwoju, a mianowicie przy przejsciu zwoju od punktu, w którym rozpoczelo sie jego nawijanie na walce, do punktu jego odwi- jania z walców. Zwiekszenie dlugosci zo¬ staje dokonane w pewnym stosunku zalez¬ nym od odleglosci walców od osi X X.Opisane urzadzenie umozliwia wiec stopniowe i ciagle wyciaganie wlókna na odcinku o wielkiej dlugosci odpowiadaja¬ cej calkowitej nawinietej dlugosci wlókna.Wlókno zostaje przy tym nawiniete na walce natychmiast po opuszczeniu dyszy przedzalniczej, podozas gdy odwij anie wlókna odbywa sie po zupelnym jego skrzepnieniu i odpowiedniej obróbce.Sposobem wedlug wynalazku osiaga sie nastepujace wyniki.Przyklad. Do wyrobu wlókien zastoso¬ wano wiskoze zawierajaca 8,1% celulozy i 6,9% sody, przy czym jej, lepkosc (mierzo¬ na miernikiem kulkowym) odpowiada 32, a wiskoza posiadala wskaznik lepkosci = 13 wedlug Hottenrotha. Wiskoze doprowadza¬ no z otworów dyszy o srednicy 80 mikro¬ nów, przy czym dysza byla zanurzona na glebokosc 1,8 cm w kapieli utrwalajacej zawierajacej 11,5% kwasu siarkowego i 27% siarczanu sodowego. Z wlókien o gru^ bosci 1,5 deniera wytwarzano nitki w dwo¬ jaki sposób.Przy pierwszym sposobie wlókna prze¬ prowadzano z dyszy w góre i nawijano bez¬ posrednio na cewki. — 4 —Drugi sposób polegal na stosowaniu pomiedzy dysza a cewka urzadzenia we¬ dlug wynalazku, Na walce nawinieto 70 zwojów odpowiadajacych 38 m wlókna, które pozostawalo na walcach w ciagu 40 Wytrzymalosc w stanie suchym Wytrzymalosc' w stanie wilgotnym Wydluzenie w stanie suchym Wydluzenie w stanie wilgotnym Zmieniajac fizyczno-chemiczne wlasno¬ sci wiskozy mozna znacznie ulepszyc wy¬ niki przy stosowaniu sposobu wedlug wy¬ nalazku. Oprócz tego mozna regulowac wartosci wytrzymalosci i wydluzenia. Przy wyrobie nitek z wlókien ciaglych wartosci te zostaja ograniczone tak, iz otrzymane nitki odpowiadaja celowi (np. do tkania, dziania i innych celów), a przy wyrobie ni¬ tek z wlókien krótkich wartosci te zwiek¬ sza sie tak, iz nitki odpowiadaja nitkom z wlókien roslinnych posiadajacych wielka wytrzymalosc a male wydluzenie. sekund i zostalo wyciagniete o 70% (wska¬ znik wyciagania 1,75% na sekunde).Przy badaniu wlókien na wytrzymalosc i wyciaganie otrzymano wyniki nastepu¬ jace: Sposób pierwszy 1,65 g/den 0,68 g/den 24% 43% Sposób drugi |2,75 g/den 1,60 g/den 10,5% 15% Znaczenie sposobu wedlug wynalazku przy praktycznym jego stosowaniu wynika szczególniej z ponizszego porównania.Wlasnosci wlókien nitek o takiej samej grubosci (Nr 20 angielskie) otrzymanych z amerykanskiej bawelny Middlmg, sztucz¬ nych wlókien o malej dlugosci wytwarza¬ nych przez przeprowadzanie wlókien z dy¬ szy w góre i nawijanie na cewke oraz z wlókien tej samej jakosci wytwarzanych jednak sposobem wedlug wynalazku.Dlugosc, przy której przerywa sie wlókno w stanie suchym Dlugosc przy której wlókno przerywa sie w stanie wilgotnym Wydluzenie w stanie suchym Wydluzenie w stanie wilgotnym Z bawelny 11700 m 13200 m 6.8% 8,7% Nitki z sztucznych wytworzonych w znany sposób 8600 m 4400 m 11,6% 13,8% wlókien: sztucznych wy¬ tworzonych spo¬ sobem wedlug wynalazku 14200 m 10100 m 9,8% 12,3% Dlugosc, przy której przerywa sie wlókno otrzymane sposobem wedlug wynalazku, mozna znacznie zwiekszyc.Wynalazek dotyczy przede wszystkim opisanego sposobu, do przeprowadzania którego moze sluzyc równiez urzadzenie odmienne od przedstawionego. Takim u- rzadzeniem moze byc motowidlo, w któ¬ rym osie walców sa umieszczone wzdluz tworzacych stozka, a walce posiadaja na powierzchni rowki srubowe i wykonywaja przy kazdym obrocie motowidla równiez jeden obrót calkowity.Wykonanie opisanego urzadzenia moze byc równiez odmienne. Tak np. mozna sto¬ sowac walce stozkowe lub lukowate, a to w celu zmiany wskaznika wyciagania od jed¬ nego punktu do drugiego. Liczba walców moze byc dowolna. Ponadto mozna stoso¬ wac odmienne mechanizmy napedowe slu¬ zace do uruchomiania calkowitego urza¬ dzenia i jego pojedynczych czesci, jak tez — 3 —— odmienne przekladnie z przedzarki na urzadzenie. PL