CH139768A - Kunstfaden und Verfahren und Vorrichtung zu dessen Herstellung. - Google Patents

Description

      Kunstfaden    und     Verfahren    und     Vorrichtung    zu dessen Herstellung.    Die     Erfindung    betrifft einen besonders  reissfesten Kunstfaden und ein Verfahren  und eine Vorrichtung zu dessen Herstellung  nach dem     Streckspinnverfahren,    insbesondere  dem     Kupferoxydammoniakstre.okspinnver-          fahren.    Man hat nach diesem Verfahren un  ter .anderem .derart gearbeitet, dass man den  Faden nach Verlassen des Trichters unter  Spannung und Streckung     abgesäuert    hat.

         Dabei    ist man so vorgegangen, dass die Ab  zugsvorrichtung sowohl die :Spannung wäh  rend des     Aibsäuerns    wie die     Spannung    beim  Ausziehen der Fäden im Spinntrichter er  zeugte,     wobei    der Strom der     Fällflüssigkeit     im Spinntrichter unterstützend wirkte.  



  Der Kunstfaden     nach    der Erfindung,  welcher aus praktisch endlosen Einzelfäden  von     weniger    als     11/2        Denier        Titer    besteht,  zeichnet sieh     Üadurch    aus, dass die Kristalle,  aus denen die Einzelfäden bestehen, gerich  tet sind, so dass im Röntgendiagramm die In  terferenzringe verschwunden und zu einzel-    neu     Interferenzfleoken    zusammengeschrumpft  sind.

   Diese Kunstfaser zeigt eine besondere       Reissfestigkeit        und    .der vorzugsweise aus       Kupferoxydammoniakzellulose    erzeugte. nach  dem     Streckspinnverfahren    hergestellte Kunst  faden kann mehr als 220     gr    Reissfestigkeit  auf<B>100</B>     Denier    in     trockenem    Zustand be  sitzen. In nassem Zustand     kann.    der gleiche       Faden    eine Reissfestigkeit von über 140     gr     auf 100     Denier    aufweisen.  



       Denier    ist     lein    Mass der Fadenstärke, das  in der     iSeidenindustri.e    üblich ist.     Die    An  zahl der     Denier    ist .gleich der Anzahl Gramm,  die ein Faden von 9000 m Länge wiegt.  



  Man kann aus den gleichen Einzelfäden,  wie sie zur Herstellung von Garnen Verwen  dung finden. auch Fasern sogenannte Stapel  fasern herstellen. Auch die daraus her  gestellten Garne besitzen gegenüber den bis  her aus Stapelfasern hergestellten Garnen  eine erhöhte Festigkeit.      Die bisher bekannten Garne der geschil  derten Art aus     Kupferoxydammoniakzellu-          lose    besassen in der Regel höchstens eine  Reissfestigkeit von 170 bis 185     gr    in  trockenem und 85 bis 95     gr    in     nassem    Zu  stand.

   Der technische Fortschritt gegenüber  den -bekannten Garnen liegt also in der Er  höhung der Reissfestigkeit und damit in einer  weitergehenden Angleichung an die Festig  keit der aus natürlichen     Zellulosefasern    her  gestellten Garne.  



  Zur Herstellung dieses Fadens     verfährt     man so, dass die Fäden durch die     Fällflüssig-          keit    im Spinntrichter nur vorgeformt (vor  gestreckt) und so weit koaguliert werden,       d'ass    sie beim Austritt aus dem Spinntrichter  noch plastisch sind, worauf die Fäden nach  Austritt aus dem Spinntrichter und vor der  endgültigen Erhärtung einer abermaligen er  heblichen Streckung     unterworfen    werden.  Das Verhältnis der endgültigen Streckung  ausserhalb des     ,Spinntrichters    zur vorläufigen  Streckung im     Spinntrichter    kann so gross ge  wählt werden, dass .der Faden eine erhöhte,  bisher unerreichte Festigkeit erhält.  



  Die völlige Erhärtung des Fadens ausser  lia.lb des     Spinntrichters    kann in 'üblicher  \eise durch     Absäuern    stattfinden. Das Ab  säuern kann stattfinden,     nachdem    die Fäden  den Spinntrichter verlassen haben. Dann  muss die Streckung jedoch so eng an die  Säurebehandlung anschliessen,     d,ass    sie be  wirkt ist, bevor .die völlige Erhärtung der  Fäden unter der Einwirkung der -Säure  stattfindet. Man kann auch die     Absäuerung     erst nasch der endgültigen zweiten Streckung  vornehmen.  



  Es ist gelegentlich bekannt geworden,  Kunstseide nach .dem Verlassen des Spinn  trichters     zwischen    diesem und der     Sammel-          vorrichtung    etwas     nachzustrecken,    jedoch  ohne die Absicht einer     Festigkeitserhöhung          und        ohne          @Erfol:g.    In den bekann  ten Fällen betrug die Nachstreckung etwa  <B>10%,</B> höchstens<B>15%.</B> Nach dem vorliegen  den Verfahren kann jedoch die Nach  streckung 20 bis<B>100%</B> und mehr betragen,  je nachdem, welche Festigkeitserhöhung er-         2-trebt    wird.

   Im Einzelfalle ist der Grad       der        Na.chstrecl-Iung    und der Festigkeitser  höhung auch von dem angewendeten Spinn  verfahre n und der Zusammensetzung des       Fällbades    abhängig.  



  Zur Ausführung des Verfahrens     iiaeh     der Erfindung kann man eine Vorrichtung  benutzen, gekennzeichnet durch die Anord  nung einer Spinnvorrichtung, in welcher der  Faden in strömender     Fällflüssigkeit        vorkoa-          guliert        wird,        eine     und  eine dazwischen geschaltete, die Fadenge  schwindigkeit herabsetzende Vorrichtung,       welche    eine erhebliche     iStreckung    des Fadens  zwischen ihr und der Abzugsvorrichtung  verursacht.  



  Man kann auch hinter dem Spinntrichter  an .Stelle der ersten Abzugsvorrichtung einen  Fadenführer oder ein System von     Fa:den-          fÜ:hrern    anordnen und die Reibungsverhält  nisse an ihnen so wählen, dass sieh die       .Streckung    durch die Abzugsvorrichtung  nicht rückwärts bis in den Spinntrichter hin  ein fortpflanzt, .mit andern Worten so, dass  die Streckung im     Spinntriehter    allein durch  die Geschwindigkeit der durchfliessenden       Fällflüssigkezt        stattfindet.     



  In allen geschilderten Fällen kann die  A     bsäuerung    entweder kurz vor oder in der  zweiten     Zugvorrichtung    oder auf dem Wege  von dieser zur Spule, 'Haspel, ,Spinnschleu  der oder dergleichen stattfinden. Es können  auch eine Spule oder eine Haspel unmittel  bar als zweite Abzugsvorrichtung benutzt  werden. Dann findet die     Absäuerung    auf  ihnen statt. Man     kann    auch den     Kunstfaden     im Strang     nachstrecken,    nur muss er     sich     noch in ausreichend     plastischem    Zustande  befinden.

     Auf der     Zeichnung    sind zwei Ausfüh  rungsbeispiele einer Vorrichtung nach der  Erfindung dargestellt.  



       Fig.    1     zeigt    eine Spinnvorrichtung mit  zwei Abzugsrollen und einer Spinnschleuder.       Fig.    2 eine Spinnvorrichtung mit einer  Abzugsrolle und einer Auflaufspule;      Auf der Zeichnung ist in     Fig.    3 ein Rönt  gendiagramm von Kunstseide     bekannter     Güte und Festigkeit wiedergegeben;       Fig.    4 zeigt ein     Röntgendiagramm    hoch  reissfester Seide nach der Erfindung,       Fig.    5 ein vergrössertes     Querschnittsbild     hochreissfester Seide nach der Erfindung.  Es handelt sich um den Querschnitt durch  einen Faden von 120     Denier    mit 180 Fasern.  



  Nach     Fig.    1 werden zunächst in einem       Spinntrichter    1 üblicher Beschaffenheit die  Fäden in strömender     Fällflüssigkeit    bis zu  einem gewissen Grade ausgefällt und aus  gezogen. Die Bewegung des Fadens im  Spinntrichter wird einmal durch die strö  mende     Fällflüssigkeit    und dann durch die  mit bestimmter Geschwindigkeit angetrie  bene Rolle 2 .bewirkt, die hinter üblichen  Umlenkstangen 9 angeordnet ist.

   Hinter der  Rolle 2 ist eine ebenfalls mit bestimmter,  aber grösserer Geschwindigkeit angetriebene       Abzugsralle    3 angeordnet, auf die die     Ab-          säuerflüssigkeit    aus einer Rinne 4     auffliesst.     Eine Leitrolle 5 führt dann den Faden zur  Spinnschleuder 6. Die Rolle 5 kann je nach  der Beschaffenheit des Fadens angetrieben  sein oder nicht. Unter der Rolle 3 befindet  sich eine Fangschale 7 für die     Absäuerflüs-          sigkeit,    die durch einen Stutzen 8 abgeleitet  wird.  



  In     Fig.    2 ist der     Spinintrichter    wiederum  mit 1 bezeichnet. Hinter dem Spinntrichter  1 ist unmittelbar die Abzugsrolle 2 angeord  net. Die Rolle kann mit einer     Umfangs-          geschwindigkeit    laufen, die der dem Faden  von der     Fällflüssigkeit    mitgeteilten     Aus-          trittsgeschwindigkeit    aus dem     Spinntrichter     gleich ist. Der Faden läuft dann auf die       ,Spule    10 auf, die in einem mit verdünnter  Säure gefüllten Trog 11 umläuft. Der Fa  den kann auch schon auf dem Wege von der  Rolle 2 zur Spule 10 ein Stück vor letzterer  mit Säure berieselt werden.  



  An Stelle der Umlenkstange 9 und der  Rolle 2,     Fig.    1, oder nur der Rolle 2,     Fig.    2,  kann ein     ,System    von zum Beispiel versetzt       angeordneten    Fadenführern, zum Beispiel    voll Stangen treten die den Faden im Zick  zack führen.  



  Gewöhnliche nach dem     Streekspinnver-          fahrernhergestellte    Kupferseide hat zum Bei  spiel trocken eine Reissfestigkeit von 160     gr.     Nass :beträgt die Reissfestigkeit 85     gr.    Un  terwirft man die Seide einer Nachstreckung  von<B>60%</B> so werden im Einzelfalle     Reiss-          festigkeiten    von 222 bis 268     gr    in trockenem  Zustand und     14,6    bis<B>183</B>     gr    in nassem     Zu-          stand    erzielt.  



  Mit dem beschriebenen Herstellungsver  fahren ist es möglich, bei einer Seide mit  derart erhöhter Festigkeit die Einzelfäden  des Garnes, ohne     dass    die Gefahr des Bruches  und die Bildung von Flusen     und,    Borsten  - das sind die hervorstehenden Enden ge  brochener Fäden, die ,je nach dem zur Zeit  des Bruches bereits erzielten     Streckungsgrad     noch stärker (Borsten) oder schwächer     (Flu-          sen)    sind - entsteht, unter ein     Denier    für  den Einzelfaden herabzusetzen, das heisst  also ein     Zelluloseseidegarn    aus Einzelfäden  ,

  von erhöhter Festigkeit und weniger als ein       Denier        Titer    zu bilden. Dabei weist ein sol  ches Garn den gleichen milden Glanz wie       Naturseide    auf und erreicht oder übertrifft  diese in bezug auf Griff und Festigkeit, da  die Einzelfäden feiner wie die der Natur  seide sind.     Derartige    Garne sind neu und  bilden ein Produkt von bisher nicht .gekann  ter Güte in     bezug    auf Weichheit, Schmieg  samkeit und Festigkeit sowie     Fülligkeit.     



  Ein solches     Garn    ist zum     Beispiel    ein aus       Kupferoxydammoniakzelluloselösung    nach  dem     Nassstreckspinnverfahren    hergestelltes  Garn von einem     Titer    von 0,7     Denier    für den  Einzelfaden bei einer Reissfestigkeit von  264 g r auf<B>100</B>     Denier    in trockenem Zustande  und 190     gr    auf 100     Denier    in nassem Zu  stande.  



  Die Reissversuche, auf Grund deren die  vorliegenden Zahlen festgestellt werden, ha  ben bei einer     Faserfeuchtigkeit    von 11 % für  den trockenen Zustand und in völlig     durch-          nässtem    Zustand bei Zimmertemperatur statt  gefunden. Verwendet wurde der     sogenannt;@          ,Schoopersche        Zerreissapparat    mit. einer Ein-           spannlänge    von 50     ein.    Die Reissgeschwin  digkeit betrug 50 cm pro Minute. Die Garn  nummer wurde auch bei 11 %     Faserfeuchtig-          heit    ermittelt.  



  Auf dem     Röntgendiagramm    nach     Fig.    3  und 4 rührt der     mittlere    weisse Fleck nur  von einer Lochung im Film zur Vermeidung  der von den direkten     ;Strahlen        erzeugten     übermässigen     .Schwärzung.    Diese erbeben.

    auch die dunkle     Sehwärzung    rund um den  weissen Fleck.     Massgebend    sind' die ausserhalb  der     -mittleren        Schwärzung        @diametral:        gegen-          überliegenden        Interferenzfle.cke.    Man erkennt       ,.    1 dass diese     Interferenzflecke        als     in     Fig     Reste von schwächer ausgeprägten, rund um  laufenden Kreisen aufzufassen sind,

   während  in     Fig.    2 die     Interferenzflecke    selbst zu  Bögen von noch kleinerem     Zentriwinkel    zu  sammengeschrumpft sind und die schatten  artigen Kreisreste nicht mehr zu sehen sind.  



       Fig.    3 beweist, dass in .den Fäden bekann  ter Beschaffenheit und Festigkeit die Kri  stalle noch verhältnismässig ungeordnet  durcheinander liegen, während die Kristalle  bei dem hochreissfesten Faden nach der Er  findung .durch das     Nachstrecken    gerichtet  worden sind. Liegen alle Kristalle regellos  durcheinander, so ergeben sich vollständige       Interferenzringe.        ;(e    weiter die Richtung der  Kristalle geht, desto mehr verschwinden die  Ringe, um schliesslich zu Flecken kleinen       Zentrivs-inkels        zusammenzuschrumpfen.     



  Das     Querschnittsbild    nach     Fig.    5 lässt er  kennen,     dass    die     Einzelfäden    im wesentlichen  kreisrunden Querschnitt haben.  



  Die     Abweichungen    sind nichterheblich.  Diese     Querschnittform    ist kennzeichnend für       ,den    Faden nach der Erfindung.     Anderer     Kunstfaden hat mehr oder     weni"er    unregel  tnässigen, unter     Umständen    sogar nierenförmi  gen Querschnitt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Kunstfaden, bestehend aus praktisch end losen Einzelfäden von weniger als Ir Denier Titer, dadurch gekennzeichnet, dass die Kristalle, ;aus denen die Einzel fäden bstehen. gerichtet sind, so dass im Röntgendiagramm die Interferenzringe verschwunden und zu einzelnen Inter- ferenzflecken zus.ammengesehrumpft sind, was @diesem Kunstfaden eine besondere Reissfestigkeit verleiht.

   II. Verfahren zur Iierstellung des Kunst fadens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Fäden durch die Fällflüssigkeit im Spinntrichter nur vor geformt (vorgestreckt) und soweit koagu liert werden, dass sie beim Austritt aus dem Spinntrichter noch stark plastisch sind, und dass die Fäden nach Austritt aus dem Spinntrichter und vor der end- "ültigen Erhärtung einer abermaligen er- heblichen,Streckung unterworfen werden.

   III. Vorrichtung zur Ausübung des Ver fahrens nach Patentanspruch II, gekenn zeichnet durch die Anordnung einer Spinnvorrichtung, in welcher der Faden in strömender Fällflüssigkeit vorkoagu- liert wird, eine Abzugsvorrichtung und eine dazwischen geschaltete, die Faden geschwindigkeit herabsetzende Vorrich tung, welche eine erhebliche Streckung ,des Fadens zwischen ihr und Ader Ab7ugs- vorrichtung verursacht.

   UNTERANSPRüCHE 1. Kunstfaden nach Patentanspruch I, aus I%upferoxyd.ammoniakzellulose :bestehend, dadurch gekennzeichnet, dass er mehr als 220 gr Reissfestigkeit auf 100 Denier im trockenen Zustande besitzt. 2. Kunstfaden nach Patentanspruch I, aus Kupferoxydammonialzzellulose bestehend, dadurch gekennzeichnet, dass er mehr als 140 gr Reissfestigkeit auf 100 Denier im nassen Zusta.nfe besitzt. 3.

   Kunstfaden nach Patentanspruch I, reit Einzelfäden von 1 Denier und weniger Titer, dadurch gekennzeichnet, dass er mehr .als 220 gr Trockenfestigkeit auf 100 Denier besitzt. 4. Kunstfaden nach Patentanspruch I mit Einzelfäden von 1 Denier und weniger Titer, .dadurch gekennzeichnet, dass er mehr als 140 gr Nassfestigkeit auf<B>100</B> Denier besitzt. 5.

   Verfahren nach Patentanspruch 1I, da durch gekennzeichnet, d.ass die Fäden nach dem Verlassen .des Spinntrichters zunächst einer Säurebehandlung unter worfen und dann gestreckt werden, be vor durch die Säureeinwirkung die Er härtung des Fadens vollendet ist. 6. Verfahren nach Patentanspruch TI, da. durch gekennzeichnet, dass die Fäden nach der die Festigkeit erhöhenden zwei ten Streckung zwecks endgültiger Erbär- tung einer Säurebehandlung unterworfen werden.

   7. Vorrichtung nach Patentanspruch III, dadurch gekennzeichnet, dass die, die Fa dengeschwindigkeit herabsetzende Vor richtung ,als Rolle ausgebildet ist, deren Umfangsgeschwindigkeit ,geringer ist als diejenige der Abzugsvorrichtung. B.

   Vorrichtung nach Patentanspruch IIl, dadurch gekennzeichnet, .dass die, die Fadengeschwindigkeit herabsetzende Vor richtung durch ein Fadenführersysteri gebildet ist, welches die Fortsetzung der dem Faden durch die Abzugsvorrichtaii- erteilten Streckung in die Spinnvorrich tung hinein verhindert.

   Vorrichtung nach Patentanspruch 11I, dadurch gekennzeichnet, dass die Abzugs vorrichtung eine umlaufende Aufwiekel- spule aufweist, auf welche der fertig ge- streckte Faden aufgewickelt wird. 10. Vorrichtung ria.eli Patentanspruch III, dadurch gekennzeichnet, -dass hinter d@_#r Abzugsvorrichtung eine Spinnschleuder vorgesehen ist.