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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von elastischen Textilfäden mittels einer wässerigen Dispersion. Bekanntlich sollen Fäden, Garne und Zwirne aus Textilfäden für ein gegebenes Gewicht pro Längeneinheit die bestmöglichen mechanischen Eigenschaften haben. Letztere werden durch Bruchbelastung und durch die Bruchdehnung bestimmt. Die mechanischen Eigenschaften hängen einerseits von der Länge und der Widerstandsfestigkeit der verwendeten Textilfasern und anderseits von der diesen Fasern, zwecks Vermeiden des Gleitens in bezug aufeinander, gegebenen Drehung ab.
Da die langen Fasern bedeutend teurer als die kurzen aind, ist es vom Standpunkt der Herstellungskosten vorteilhafter, kürzere Fasern zu benutzen, doch leidet hiebei die Festigkeit des Fadens, wenn nicht seine Drehung verstärkt wird, wodurch sich aber ebenfalls die Herstellungskosten erhöhen. Über eine gewisse Grenze hinaus hat überdies die Drehung auf die mechanischen Eigenschaften des Fadens einen schädlichen Einfluss.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbesserung der mechanischen Eigenschaften der Fäden auch bei Anwendung von schwacher Drehung und verhältnismässig kurzen Fasern zu erzielen.
Die bisher bekannten diesbezüglichen Behandlungen von Textilfäden bestehen darin, dass Ermüdungerseheinungen des Fadens durch eine Imprägnierung desselben mit Gummi oder ähnlichen Materialien vorgebeugt werden sollte, wobei durch Anwendung von Hitze und mechanischem Druck das zur Imprägnierung dienende Material in Berührung mit den von einer Spule od. dgl. abgezogenen Fäden gebracht wurde. Bei diesen bekannten Verfahren erfolgt jedoch vor allem bloss eine Umhüllung der Fäden mit dem Imprägnierungsmittel, während eine Durchdringung bis ins Innere des Fadens nicht stattfinden kann.
Die Folge einer solehen Behandlung ist. dass die Imprägnierungsschichte, insbesondere nach einer gewissen Benutzungsdauer eines aus derartigen Fäden hergestellten Gewebes od. dgl., sich leicht ablösen lässt, wodurch die einzelnen Fadenteile aus dem zur Erzielung der erforderlichen mechanischen Festigkeit notwendigen Zusammenhang gebracht werden. Auch die bei den bekannten Verfahren nach-
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nämlich jenen, der mit der Imprägniersubstanz versehen wurde, erfassen konnte.
Es ist klar, dass eine derart mangelhafte Imprägnierung, die vielleicht in gewisser Hinsicht einen Schutz gegen äussere Einflüsse bietet, da sie immerhin den Faden umgibt, auf keinen Fall dazu ausreicht, die mechanischen Eigenschaften des Fadens zu verbessern, da die Imprägnierung und nachfolgende Koagulierung nur eine lokal beschränkte war.
Die beschriebenen Nachteile des bisher bekannten Verfahrens werden durch den erfindungsgemässen Vorgang vermieden, u. zw. besteht das Wesen desselben darin, dass in das einem Vakuum ausgesetzte Textilmaterial eine Flotte aus einer wässerigen, natürlichen oder künstliehen Dispersion von natürlichem, synthetischem, vulkanisiertem oder regeneriertem Kautschuk bzw. eine Dispersion von Guttapereha oder Balata eingeführt, diese Imprägnierflüssigkeit hierauf unter Druck gesetzt und
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Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren behandelten Fäden weisen eine vollkommen neue Struktur auf, da die Kautschukdispersion mit absoluter Sicherheit bis in die innersten Schichten des Textilmaterial eindringt, so dass jede einzelne Faser genügend getränkt und noch von einer imprägnierenden Schichte umgeben wird, welche auch die erforderliche Bindung der einzelnen Fasern untereinander gewährleistet.
Das zwecks Erzielung der erforderlichen mechanischen Eigenschaften des Fadens notwendige vollständige Eindringen des Imprägnierungsmittels in die zu behandelnden Stoffe wird durch die erfindungsgemässe Kombination der einzelnen Verfahrensstufen erzielt, nach welcher zuerst das Textilmaterial einem Vakuum ausgesetzt wird, wodurch die gehörige Auflockerung desselben erfolgt, worauf die zur Imprägnierung dienende Flotte unter Druck in das vorher aufgelockerte Material eingepresst wird und somit jeden Zwischenraum in demselben ausfüllt. Für die besonderen Vorteile des erfindungsgemässen Verfahrens ist ferner auch die nach vollzogener Imprägnierung durchgeführte besonders intensive Koagulation durch eigene chemische Mittel massgebend.
Die erfindungsgemässe Koagulation mittels Essigsäure erfolgt in alles durchdringender, äusserst intensiver Weise, während die bisher durch blosse Trocknung oder Anwendung von Wärmewirkungen erzielte Koagulation abgesehen von der auch an sich unvollkommenen Imprägnierung zur Erzielung dieser Vorteile in keinem Belange ausreicht. Durch die erfindungsgemässe Koagulation erfolgt nämlich ein Zusammenziehen des Produktes, welches den Effekt der besonderen Durchdringung bis zu einem Grad erhöht, dass auch jene Schichten des Stoffes noch erfasst werden, welche durch die an sich schon besonders wirksamen Verfahrensstufen der Druckbehandlung noch nicht einbezogen wurden. Dies macht sich auch im Durchmesser des nach dem erfindungsgemässen Verfahren behandelten Fadens bemerkbar, der während der Koagulation wesentlich abnimmt.
In der Zeichnung ist ein Ausfuhrungsbeispiel der Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens in teilweisem Schnitt dargestellt.
Ct und b sind zwei Behälter, von denen der mit einem Autoklavversehluss versehene oder, wie die Zeichnung erkennen lässt, durch einen durch Schrauben c befestigten Deckel verschlossene Behälter a die zur Imprägnierung dienenden Fäden aufnimmt. Die Fäden sind zweckmässig auf Spulen d mit biegsamen und durchbrochenen Kernen e aufgewickelt, derart, dass Flüssigkeit durch den Kern hindurchdringen kann. Die Spulen d sitzen auf einem durchbrochenen Rohr f und werden durch eine Verriegelungvorrichtung g gehalten. Wenn der Faden in Gebinden behandelt wird, werden diese Gebinde in Paketen um das mittlere Rohr f herum angeordnet.
Der Behälter b nimmt die Imprägnierungsflüssigkeit auf, deren Spiegel durch das Rohr y, hindurch beobachtet und auf der gewünschten Höhe durch einen Hahn h gehalten wird. Der Hahn h befindet sich in einem Rohr, welches den Behälter b mit einem Füllbehälter i verbindet.
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bindungsleitung zwischen den Behältern a und b geschlossen worden ist, werden die Fadenspule d um das mittlere Rohr f herum in den Behälter a angeordnet. Das Rohr f steht durch das Rohr Je und den Hahn i mit dem Behälter b in Verbindung. Die Spulen d liegen mit Hilfe einer Verriegelungsvorrichtung g zwischen zwei Platten I und mfest. Der Behälter a wird dann durch Anziehen der Schrauben e geschlossen.
Der den Behälter a mit der Aussenluft verbindende Hahn n ist geschlossen, und der Behälter a wird'durch Öffnen des Ventils p mit der Vakuumleitung o in Verbindung gebracht. Vorher sind das Ventil q, durch welches der Behälter a mit der Druckluftleitung l'in Verbindung gebracht wird, sowie der die Druckluftleitung r mit dem Behälter b verbindende Hahn s, der den oberen Teil des Behälters b mit dem unteren Teil des Behälters a verbindende Hahn t und der den Behälter b mit der Vakuumleitung o in Verbindung bringende Hahn v geschlossen worden.
In dem Behälter a wird ein Vakuum erzeugt, und die zwischen den Fasern der Fäden der Spulen d sich befindende Luft entweicht aus den Spulen d. Nachdem ein genügend hohes Vakuum in dem Behälter a erzeugt worden ist, wird der den oberen Teil des Behälters b mit der Aussenluft verbindende Hahn v geöffnet.
Der atmosphärische Druck kommt auf die Oberfläche der Flüssigkeit in dem Behälter b zur Einwirkung, und da das Ventil i offen ist, strömt die Imprägnierungsflüssigkeit in den Behälter a Der Hahn v wird alsdann geschlossen und der Hahn s geöffnet, derart, dass Druckluft auf die Impräg-, nierungsflüssigkeit in dem Behälter b zur Einwirkung kommt, Die Imprägnierungsflüssigkeit, die bereits unter dem Einfluss des atmosphärischen Druckes in das Innere der in dem Behälter a vorhandenen Fäden eingedrungen ist, wird verdichtet und dringt unter der Wirkung des höheren Druckes noch tiefer ein.
Sobald angenommen werden kann, dass die Fäden genügend imprägniert worden sind, wird, nachdem der Hahn v kurze Zeit hindurch geöffnet wurde, um den Überdruck auszulassen, der Hahn M betätigt und durch Öffnung desselben im oberen Teil des Behälters b ein Vakuum erzeugt. Gleichzeitig wird der Hahn n geöffnet, damit der atmosphärische Druck auf die Imprägnierungsflüssigkeit im Behälter a zur Einwirkung kommen kann. Unter dem Einfluss des Vakuums und des atmosphärischen Druckes strömt die Imprägnierungsflüssigkeit durch den Hahn i hindurch in den Behälter bein. Gewünschten- falls kann an Stelle des Hahnes n der Hahn q geöffnet werden, derart, dass die Strömung der Flüssigkeit von dem Behälter a nach den Behälter b beschleunigt wird.
Ebenso kann auch durch Öffnen des Hahnes t ein schnelleres Strömen der Flüssigkeit von den Behälter a nach dem Behälter b und die Einwirkung
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des Vakuums auf die Flüssigkeit in dem Behälter a erzielt werden, wobei die Hähne p oder q geschlossen bleiben, jedoch der Hahn n offen ist, wodurch aus den Fadenspulen die überschüssige Imprägnierungsflüssigkeit ausgetrieben wird.
Dieses schnell durchzuführende Verfahren kann zwei-oder dreimal wiederholt werden, und der Faden jeder Spule wird dabei vollständig imprägniert. Die Spulen werden zweckmässig in einem Vakuum getrocknet, wodurch die Trocknung schneller vor sieh geht und bei höheren Temperaturen gearbeitet werden kann, worauf beispielsweise eine Vulkanisation erfolgen kann.
In allen Fällen kann die Imprägnierungsflüssigkeit aus einer wässerigen, natürlichen oder künstlichen Dispersion von natürlichem, synthetischem, vulkanisiertem oder regeneriertem Kautschuk oder einer Dispersion von Guttapercha oder Balata bestehen. In die Imprägnierungsflüssigkeit darf vor Verwendung derselben zur Imprägnation kein Zusatz beigegeben werden, der eine vorzeitige Koagulation bewirkt. Eventuell verwendete Zusätze müssen in kolloidalem oder möglichst fein verteiltem Zustand verwendet werden. Zwecks Vermeidung einer vorzeitigen Koagulation können geeignete Stoffe, beispielsweise Ammoniak, zugesetzt werden, gegebenenfalls auch Schwefel und mehrfach geschwefelte Schwefelverbindungen.
Bei Gegenwart von Latex hat der Kautschuk keinerlei Bestreben, schmierig zu werden, und ist bedeutend kräftiger als der aus einer verdampften Lösung stammende Kautschuk. Der auf die vorbeschriebene Weise imprägnierte Faden wird sodann mittels chemischer Mittel, wie Essigsäure, einer intensiven Koagulierung unterzogen, wodurch die bereits erwähnte Zusammenziehung des durch und durch imprägnierten Fadens und die entsprechende Dichte und mechanische Festigkeit desselben erzielt wird. Auch bei kurzen verhältnismässig schwach gedrehten Fäden bewirkt die mit der Druckbehandlung der Imprägnierflüssigkeit kombinierte Koagulation eine wesentliche Verbesserung des Fertigproduktes, welche durch die bisherigen Verfahren niemals erzielt wurde.
Die Imprägnierung des Fadens auf der Spule ist der in Gebinden vorzuziehen, da der dem Durchgang der Flüssigkeit gebotene Widerstand die Durchdringung der Fäden begünstigt.
Werden in der oben dargelegten Ausführungsweise sogenannte Vorgarne, also nur ganz schwach gedrehte Garne verarbeitet, so werden diese mit Kautschuk oder anderm elastischen Stoff imprägnierten Fäden alsdann durch die in Spinnereien üblichen Verfahren entweder vor dem Trocknen und Koagulieren oder nach dem Trocknen verzwirnt, wodurch ebenfalls im Sinne der Erzielung erhöhter mechanischer Festigkeit des Materials ein entsprechendes Zusammenpressen der mit der Imprägnierul1gssubstanz umgebenen einzelnen Fasern des Fadens stattfindet. Die hierauf erfolgte Koagulation vollendet sodann das erforderliche Zusammenziehen der Fäden. Die verzwirnten Fäden werden entweder vor oder nach dem Trocknen und Koagulieren zu Zwirnen weiter verseilt oder zu Kord verarbeitet.
Die so erzielten Fäden können in der Kautsehukindustrie als Einsatzgewebe in Form von Schuss- fäden für Luftbereifungen oder als Liderung für Rohrleitungen oder als Gewebe benutzt werden. Zu diesem Zwecke erhält der Imprägnierungskautsehuk die geeigneten Beschwerungen und die Vulkanisation- elemente.
Die Fäden nach der Erfindung verbinden sich viel besser mit dem Kautschuk des hergestellten Gegenstandes als gewöhnliche nur mit einem Kautschuküberzug versehene Fäden.
Die Fäden können verwebt werden, und das Gewebe kann alsdann durch die üblichen Mittel warm oder kalt vulkanisiert werden. Diese aus unbedingt undurchlässigen Fäden gebildeten Gewebe sind ebenfalls wasserundurchlässig, bleiben jedoch luftdurchlässig. Die Gewebe können ebenfalls aus vorher vulkanisierten Fäden hergestellt werden.
Die gemäss der Erfindung hergestellten Fäden haben', wenn sie kalt oder warm vulkanisiert worden sind, ein anderes Aussehen und einen andern Griff wie die der anderen Faserstoffe. Weiter'sind die Fäden undurchlässig, widerstehen der Fäulnis und haben beachtenswerte dielektrische Eigenschaften. Aus diesen Gründen werden sie in der Weberei beispielsweise als Gewebe für Regenschirme, Strumpfwaren, Putzwaren, Spitzenfabrikation und für die elektrische Industrie, für das Umspinnen elektrischer Drähte, benutzt.
Mit Rücksicht auf, diese besonderen Verwendungen kann es zweckmässig sein, unabhängig von der oben beschriebenen tiefen Imprägnierung die Fäden nach der Imprägnierung und vor der Trocknung mit einer Kautschukschicht zu umgeben. Hiedurch kann beispielsweise der äussere Flaum vollständig beseitigt werden. Für das Überziehen mit Kautschuk kann an Stelle von Kautschukmilch konzentrierte Kautschukmilch, Revertex od. dgl. benutzt werden.
Wie bereits oben angedeutet wurde, kann die erfindungsgemässe Kombination der Vakuumund Druckwirkung auch bei vorher beispielsweise zu Geweben oder Korden oder zu einem Band verarbeiteten Fäden erfolgen. In diesem Falle wird das Gewebe oder Kord auf durchbrochene Rohre aufgewickelt. Diese Rohre werden dann auf entsprechende in dem Autdklavbehälter a angebrachte Rohre f angeordnet ; die weitere Arbeitsweise ist die gleiche, wie oben für Fäden ausgeführt. Die Gewebe, der Kord oder das Band werden dann kalandriert. um die überschüssige Flüssigkeit auszutreiben. Alsdann wird getrocknet, wodurch die Koagulation beendigt wird, und gewünschtenfalls wird vulkanisiert.
Auf diese Weise werden unmittelbar Kordschussfäden für die Luftreifenindustrie hergestellt, auch können
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undurchlässige Gewebe für Kleidungsstücke,'Isolierbänder für elektrische Zwecke u. dgl. hergestellt werden ; hiebei werden durch den Imprägnierungsstoff nicht nur die Fasern untereinander oder die einzelnen Fäden untereinander, sondern auch die den Kord, das Gewebe, das Band od. dgl. bildenden Fäden untereinander verbunden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von elastischen Textilfäden mittels einer wässerigen Dispersion, dadurch gekennzeichnet, dass in das einem Vakuum ausgesetzte Textilmaterial eine Flotte aus einer wässerigen, natürlichen oder künstlichen Dispersion von natürlichem, synthetischem, vulkanisiertem oder regeneriertem Kautschuk bzw. eine Dispersion von Guttapercha oder Balata eingeführt wird,
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sodann, um eine intensive Koagulation zu bewirken, mittels chemischer Mittel, wie Essigsäure, behandelt und endlich getrocknet wird.