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Bericht
(1)
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Versuchs-Abteilung
Steinberg
Wuppertal, den 6.7.1951
Anmerkung zu dem Verfahren zur Herstellung wollähnlicher
Kunstfäden.
Im Nachstehenden sind, unter der Voraussetzung, dass das Verfahren an sich bekannt ist, diejenigen Punkte des Herstellungsvorganges,
welche auf Grund von Überlegungen und Erfahrungen von ausschlaggebender Bedeutung sind, näher erläutert.
Zur besseren Übersicht sind diese Darlegungen in der Reihenfolge des Arbeitsganges aufgezeichnet.
1) Ausgangsmaterial
Als Verarbeitungsmaterial eignet sich vorzugsweise Viskose- oder Kupferkunstseide mit guter Dehnung. Hochgestreckte
Kupferkunstseide, wie sie während des Krieges zur Verfügung stand, lässt sich zwar auch verarbeiten,
zeigt jedoch in gekräuseltem Zustand eine geringere Reissfestigkeit. Was den Titer des Garnes anbelangt, so
haben sich 2 Fäden à 300 den Viskose- oder 3 Fäden à 270 den Kupferseide gut bewährt.
Jeder dieser 3 Fäden soll möglichst 80-100 Drehungen im entgegengesetzten Sinne der Drallgebung haben.
Die Fäden laufen von 3 Flaschenspulen ab, welche sich auf einem „Karussel“ (Abb.1) befinden, welche sich mit
ca. 25-30 Touren/Min. im entgegengesetzten Sinne der Drallgebung dreht. Durch diesen Vorgang, sowie durch die Vordrehung
der Einzelfäden, bekommt der fertig gekräuselte Faden einen gewissen Schuß; er wird rund. Ausserdem
wird durch diese Anordnung noch ein weiterer Zweck erfüllt, welcher später noch erläutert werden
kann.
Grundsätzlich ist es angebracht, mit vorher gefärbtem Garn zu arbeiten. Indanthrenfärbung ist hierbei
zu empfehlen, da die aus den Kräuselgarn herzustellenden Artikel meist waschbar sein müssen.
2) Imprägnierung
Die in der Datenschrift angeführte Imprägnierung mit Harnstoff-Formaldehyd in Verbindung mit Soromin
ist nur begrenzt waschbeständig, kann jedoch ohne Bedenken mit Lösungsmitteln chemisch gereinigt werden.
Als sehr gut waschbeständig hat sich dagegen eine Imprägnierung mit Formaldehyd allein und Aluminiumchlorid
als Katalysator erwiesen. Man wendet in diesem Falle eine Lösung von 250-300 g Formaldehyd 40%ig pro Liter
und 0,8-1,0 % Aluminiumchlorid an. Die Gefässe, in welchen der Faden mit der Imprägnierflüssigkeit
getränkt wird, sollen möglichst klein gehalten werden. (Abb.2) Hierdurch wird die Lösung in angemessener
Zeit ständig erneuert. Die Gefahr der Kondensationsbildung des Kunstharzes in der Lösung durch Überalterung
ist hierbei weniger gegeben. Das kommunizierende Gefässystem wird zweckmässig in Glas ausgeführt.
3) Abquetschung
Die Abquetschung des mit Imprägnierflüssigkeit getränkten Fadens geschieht zwischen zwei leicht
konischen Walzen, welche mit einem nicht zu weichen Gummi belegt sind. (Abb.3) Unterhalb des Walzenpaares befindet
sich ein verschiebbarer Fadenführer, welcher den laufenden Faden auf den jeweils erforderlichen Walzenumfang
einstellen kann. Von den Quetschwalzen läuft der Faden über ein Kompensationsgehänge (Abb.4) zum
ersten Fixpunkt. Infolge ungleichmässiger Dehnbarkeit des Ausgangsmaterials findet bei der Drallgebung eine
unterschiedliche Einzwirnung des Fadens statt. Diese Schwankungen in der Fadenlänge werden durch das Kompensationsgehänge
ausgeglichen. Da nun die Strecke, welche der Faden von den Quetschwalzen über das Kompensationsgehänge
bis zum ersten Fixpunkt zurücklegt, als Vortrocknung benutzt wird, ist es erforderlich, das Kompensationsgehänge
möglichst immer auf den gleichen Stand zu halten. Dies wird durch die konischen Quetschwalzen mit dem regulierbaren
Fadenführer ermöglicht.
4) Drehung und Trocknung
Die Zeichnungen, welche der Patentschrift beigefügt sind, beziehen sich sämtlich auf eine waagerechtliegende
Anordnung der Apparatur. Viel vorteilhafter ist es dagegen, wenn die Maschine in senkrechter Ausführung gebaut
wird. Abgesehen davon, dass bei senkrechter Anlage bedeutend weniger Flächenraum benötigt wird, ist auch
die Lage des drehenden Fadens viel günstiger. Während bei waagerechter Lage des drehenden Fadens eine
gewisse Vibration unvermeidlich ist, kann bei einem senkrecht laufenden Faden keinerlei Pendelbewegung beobachtet
werden. Von grosser Wichtigkeit ist es, dass der Faden nicht unmittelbar vom ersten Fixpunkt in den Trockenkanal
gelangt, sondern dass zwischen Fixpunkt und Kanal eine Kaltstrecke von 60-80 cm besteht, in welcher der Faden in
halbfeuchtem Zustand bereits einen Teil der Drehung erhält.
Zu dem Problem der Drehung ist noch folgendes zu sagen: Wird z.B. ein Faden durch den Drallgeber mit 1000 T./m.
gedreht, so zeigt dieser Faden direkt vor dem Drallgeber die gewünschte Drehung von 1000 T./m. Verfolgt man
den Faden vom Drallgeber aus in Richtung Trockenkanal über etwa 1/4 der gesamten Drehstrecke, so steigt die
Drehung bei diesem Punkt auf etwa 1100 T./m. an. Ungefähr auf der Hälfte des drehenden Fadens stellen
sich dann wieder 1000 T./m. ein, um von hier ab bis zum ersten Fixpunkt laufend zu fallen. Unmittelbar nach dem
ersten Fixpunkt werden jedoch schon über 300 T./m. gemessen.
Die Kondensation des Kunstharzes, mit anderen Worten die Fixierung der Drehungen, soll nun möglichst erst
bei fertig gedrehtem Faden beginnen, denn erstens ist ein bereits vorkondensierter Faden infolge verminderter Dehnung
nicht mehr so zwirnfähig, und zweitens wird durch zu frühe Kondensation die Formbarkeit (Kräuselung)
des Fadens vermindern.
Es ist demnach sinnlos, den Faden vor der Drallgebung durch eine besondere Vorrichtung zu trocknen, um eine Verkürzung
der Kondensationszeit herbeizuführen. Wenn im Vorstehenden gelegentlich von einer Vortrocknung die Rede war,
so handelt es sich hierbei lediglich um eine Vermischung des Feuchtigkeitsgehaltes von schätzungsweise 200
% auf 100 %.
Die zur Trocknung und Kondensation erforderlichen Temperaturen sind folgende:
a) Bei Anwendung von Harnstoff-Formaldehyd-Imprägnierung ist es zweckmässig, den oberen Teil des Kanals
(Fadeneintritt) auf 100°C, die Mitte auf 120°C und die untere Hälfte auf 135°C einzustellen. Unter
diesen Bedingungen lassen sich von einem 900 den Faden bei 3 m Kanallänge, 3 m in der Minute herstellen.
b) Bei Anwendung von Formaldehyd mit Aluminiumchlorid genügt eine Kanaltemperatur von 85-90°C. Den Vorteilen
des Verfahrens nach b), gute Waschbeständigkeit, niedere Kondensationstemperatur, steht der Nachteil einer
etwas geringeren Festigkeit des fertigen Fadens gegenüber. Bei beiden Imprägnierungsarten müssen
die entstehenden Dämpfe laufend aus dem Trockenkanal abgesaugt werden.
5) Drallgeber
Als brauchbarster Drallgeber hat sich die Konstruktion mit einem Dorn erwiesen. Der Kern des
Drallgebers mit der Schrägbohrung muss aus gut gehärtetem Stahl angefertigt sein, da der Schleifeffekt
des laufenden Fadens sehr gross ist (evtl. Porzellan- oder Achatkerne).
Der Drallgeber wird zweckmässig nicht unmittelbar hinter dem Trockenteil angebracht, sondern in einer Entfernung
von ca. 30 cm. Hierdurch hat der heisse Faden Gelegenheit, etwas abzukühlen und kann die starke mechanische
Beanspruchung der Rückdrehung besser überstehen.
Die Anwendung von zwei Drallgebern, gleichgültig an welchem Punkt diese angebracht werden, ist nicht nur zwecklos,
sondern im höchsten Grade schädlich. Der Faden hat nach Passieren des Drallgebers genau so wenig Drehung
wie das Ausgangsmaterial. Ein Kräuselungseffekt wird jedoch nur in Verbindung mit der Kondensation der Kunstharze
erzielt. Wird nun ein Faden mit falschem Drall versehen, ohne dass die Kräuselung fixiert wird, so hat man
lediglich die für den ganzen Prozess so wichtige Dehnung des Fadens nutzlos verbraucht. Kommt dieser Faden
jetzt zur zweiten Drallgebung, so reissen infolge nicht mehr vorhandener Dehnbarkeit sehr viele Kapillarfäden
und möglicherweise sogar der ganze Faden.
6) Rückdrehung und Aufwicklung
Die Die Rückdrehungstrecke vom Drallgeber bis zum zweiten Fixpunkt soll möglichst nicht unter 50 cm betragen.
Die Transportgeschwindigkeiten vom zweiten Fixpunkt und Aufwickelorgan (Haspel oder Spule) stehen im Verhältnis
von 2:1.
7) Nachkondensation
Es ist empfehlenswert, das auf dem Aufwickelorgan in stark gekräuseltem Zustand befindliche Material noch
ca. 30 Min. einer Nachkondensation zu unterziehen. Man hängt das Garn zu diesem Zweck in einen Trockenschrank,
welcher auf 110°C bzw. 80°C gehalten wird.
8) Allgemeines
Die Antriebe des Drallgebers sowie des zweiten Fixpunktes müssen genau synchronisiert sein. Wenn z.B. die
Tourenzahlen der Antriebsmotoren, sei es durch Spannungsunterschiede im Stromnetz oder durch irgend eine andere
Ursache, Schwankungen aufweisen, so kann es vorkommen, dass die Drallstrecke mehr Touren pro m bekommt als die
Rückdrehstrecke Rückdrehungen. In diesem Falle zeigt der Faden nach Verlassen der Drallgebers Einschnürstellen
von 5 - 10 cm. Die Gegenstücke dieser Schnürstellen, also die Dehnungen im entgegengesetzten Sinne der
Drallgebung, sind in dem stark gekräuselten Faden unsichtbar. Durch die eingangs erwähnte Vordrehung
auf dem Karussel wird den evtl. auftretenden Schnürstellen entgegengewirkt. Bei gemeinsamem Antrieb von Drallgeber
und zweitem Fixpunkt entstehen erfahrungsgemäss keine Schnürstellen.
Zum Abschluss sei noch eine Entwicklungsmöglichkeit erwähnt, welche leider durch die Kriegseinwirkungen
nicht mehr praktisch erprobt werden konnte. Das nach dem obigen Verfahren hergestellte Garn ist lediglich für
Strickzwecke verwendbar. Um es, einem häufig geäusserten Wunsche entsprechend, für Webwaren verwendbar
zu machen, müsste es mit einer möglichst wenig in Erscheinung tretenden, fixen Seele versehen werden.
Dieses lässt sich auf Grund von Überlegungen nach folgender Methode durchführen.
Der fertig gekräuselte Faden wird hinter dem zweiten Fixpunkt im Stadium der Entspannung, bevor er vom Haspel
aufgenommen wird, durch einen langsam drehenden Mechanismus um einen feintitrigen Fixfaden gewickelt. (Abb.5) Hierbei
lässt sich der Entspannungsgrad (Kräuseleffekt) durch die Tourenzahl des Haspels, sowie die Drehungszahl
durch die Tourenzahl des Fixfadenorgans (Abb.6), bequem nach Wunsch regulieren. Der Fixfaden wird von einer kleinen
Spule, welche sich im Kern des Kugellagers befindet, laufend abgenommen. Als Material für den Fixfaden käme
möglicherweise ein 60 den oder 80 den Kreppfaden in Frage.
Über Aussehen und Eigenschaften eines solchen Fadens kann leider nichts Näheres gesagt werden.
Steinberg
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Bericht
(2)
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Dr. Hoelkeskamp
Wuppertal, den 24.Juli 1958
Dr.Hp/Wr.
Herstellung total offener Seide mit beliebig groben Einzelfasern auf alkalischem Wege
Inhalt:
Es wird über die Möglichkeit berichtet, Kupferseide mit Hilfe eines Trichters zu erspinnen, wobei als
Bad verdünnte Natronlauge dient. Das Bad reicht nicht bis an die Brause heran, wodurch ein Luftraum (Luftstrecke)
entsteht und der Spinnvorgang erleichtert wird. Fäden kommen acetatähnlich heraus und besitzen gute Textilwerte.
Zuweilen ist der Bemberg-Charakter unseres Gespinstes, der sich in der mehr oder weniger großen Verklebung
der relativ sehr feinen Einzelfasern ausdrückt, wenig erwünscht. So wird z.B. in der Samt- und Teppichindustrie
ein unverklebter Faden mit möglichst sperrigen, d.h. gröberen Kapillarfasern verlangt.
Um dieser Forderung nachzukommen, wurden Fäden versuchsweise nach der gleichen Methode, wie wir sie auch für
Siriusgarn oder Cuprophan anwenden, hergestellt. Wir benutzen hierzu eine kleine, mehr laboratoriumsmäßige
Ein-Trichter-Spinnaparatur und arbeiten unter folgenden Bedingungen:
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Spinnstoff: |
Normale Betriebslösung mit 9% Cellulose und einer
Viskosität von etwa 100 sec. |
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Trichter: |
Alte, größere Hölkenform |
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Brause: |
Lochweite 0,6 mm Durchmesser, Lochzahl z.B.
20 Loch bei Gesamttiter von 300 |
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Fällbad: |
3,7 % NaOH + 1,7 % NH3; Menge: 100 ccm/min,
Temperatur 20° C |
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Luftstrecke: |
etwa 1,5 cm |
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Abzug: |
Aus maschinenbedingten Gründen nur bis 27 m/min |
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Streckung: |
70 % |
Der Spinnverlauf war nur dann einwandfrei, wenn man die Lösung vor dem Spinnbeginn längere Zeit aus dem
Brausenkopf hatte austreten lassen. Tat man es nicht, so traten oft Fadenrisse im Trichter auf.
Ergebnis:
Man erhielt, wie beigegebene Muster zeigen, eine Total offene Seide, deren optisches Aussehen mehr dem Acetat als
der Viskose entspricht.
Die Textilwerte betrugen:
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Titer
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Reißfestigkeit
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Dehnung
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300/Fasertiter 15
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215/110
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15,2/26,7
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Die Versuche haben die Möglichkeit zur Herstellung einer neuartigen Seide (Spezialgarn) aufgezeigt. Es sei
aber ausdrücklich vermerkt, daß es sich hier um einige ermutigende Vorversuche handelt. Das Verfahren
müßte grundsätzlich durchgearbeitet werden, bevor man daran gehen kann, es praktisch anzuwenden.
Dr. Hoelkeskamp
Anlage: Musterstränge
Verteiler:
Herrn J. C. Funcke
Herrn Dr. Malkomes
Herrn Schubert
Herrn Schnorr
Akten
Gozzano
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