Faserforschung und Textiltechnik: Band 15, Heft 2 Februar 1964 [Reprint 2021 ed.] 9783112488942, 9783112488935

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2

1964

Faserforschung und Textiltechnik WISSENSCHAFTLICH-TECHNISCHE

ZEITSCHRIFT

AUS DEM

INHALT

FÜR DIE C H E M I E F A S E R - U N D T E X T I L I N D U S T R I E Böhringer Zur

BEGRÜNDET ERICH

VON

CORRENS

Bestimmung

UND

WALTER

Entwicklung

W O L F G A N G

VON

BOBETH

-

ERICH HANS

C O R R E N S B O H R I N G E R

Arbeit

Beanspruchung

Perner und Rudioff

FRENZEL

stimmung H E R A U S G E G E B E N

der zugetastischen

von Textilien bei statischer

eines

Nomogramms

der optimalen

zur

Be-

Schlageinstellung

an W e b a u t o m a t e n

-

H E R M A N N

KLARE

Kittelmann und

Putzger

Theoretische Grundlagen zur

Feinheits-

b e s t i m m u n g an Faserstoffen m i t

dem

Vibroskop Jost und G r o b e Reaktionskinetische

Untersuchungen

bei

der Entstehung von Celluloseregeneratfäden 21. M i t t .

über

den

Fadenbildungsmechanis-

m u s v o n V i s k o s e k a p i l l a r f ä d e n (2. T e i l ) v. H o r n u f f u n d Zur

Grimm

Kenntnis

der

Feinstrukturverände-

rungen von PE-Faserstoffen durch chemische und thermische

Einflüsse

Menzel Beitrag

zur

Untersuchungsmethotik

Strohflachs und Strohhanf Neue Bücher Patentschau Literaturschau

AKADEMIE-VERLAG BERLIN Faserforsch, u. T e x t i l t e c h n .

.

15. J a h r g .

•

H e f t 2 . Seiten 4 9 - 9 2

• B e r l i n i m F e b r u a r 1964

von

Textilhilfsmittel aus Schkopau dokumentieren den Fortschritt in der modernen Chemie und sind ein konstanter Wertbegriff auf dem Weltmarkt. Die bevorstehende L e i p z i g e r F r ü h j a h r s m e s s e 1 9 6 4 bietet Ihnen Gelegenheit, sich an unserem Stand im D r e s d n e r H o f , III. Etage, Stand Nr. 325/327 über die umfangreiche Palette unserer bewährten nichtionogenen Textilhilfsmittel und Veredlungsprodukte zu informieren. Hier erhalten Sie auch jede gewünschte anwendungstechnische Beratung.

VEB

C H E M I S C H E

W E R K E

B U N A

« S C H K O P A U

ÜBER

M E R S E B U R G

2

Faserforschung und Textiltechnik

1964

WISSENSCHAFTLICH-TECHNISCHE FÜR DIE

CHEMIEFASER-

BEGRÜNDET

ZEITSCHRIFT

TEXTILINDUSTRIE

VON

ERICH CORRENS

UND

HERAUSGEGEBEN W. B O B E T H

UND

-

VON

WALTER

H. B Ö H R I N G E R

SCHRIFTLEITER

FRENZEL

E. C O R R E N S -

-

H. K L A R E

J. B R Ä M E R

I N H A L T 49

59

66

71

Hans Bohringer Zur Bestimmung der zugelastischen lien bei statischer B e a n s p r u c h u n g

Arbeit

von

Texti-

Harald Perner u n d Erich, Rudloff E n t w i c k l u n g eines N o m o g r a m m s zur B e s t i m m u n g optimalen Schlageinstellung an W e b a u t o m a t e n

der

Waller Kittelmann u n d Dieter Putzger Theoretische Grundlagen zur Feinheitsbestimmung Faserstoffen mit dem Vibroskop

an

Hartmut Jost u n d Anneliese Grobe Reaktionskinetische Untersuchungen hung v o n Celluloseregeneratfäden

bei

der

Entste-

21. M i t t . über den Fadenbildungsmechanismus V i s k o s e k a p i l l a r f ä d e n (2. T e i l ) 75

80

von Hornuff u n d Harald Grimm Günther Zur K e n n t n i s der Feinstrukturveränderungen Faserstoffen durch chemische und thermische Klaus-Christoph Menzel Beitrag zur Untersuchungsmethodik und Strohhanf

84

Neue

89

Patentschau

90

von

von

von P E Einflüsse

Strohflachs

Bücher

Literatui schau

Die Zeitschrift „Faserforschung und Textiltechnik" erscheint monatlich in Heften zu 48 Textseiten im Format A 4. Der Preis für das Einzelheft beträgt D M 9 , — , für den Vierteljahrbezug DM27,— zuziigl. Bestellgeld. Die Berechnung erfolgt zu Beginn eines Vierteljahrs für 3 Hefte. Bestellungen aus dem Gebiet der Deutschen Demokratischen Republik an ein Postamt, eine Buchhandlung oder den Verlag, aus der Deutschen Bundesrepublik an eine Buchhandlung oder die Auslieferungsstelle Kunst und Wissen, Erich Bieber, Stuttgart S, Wilhelmstraße 4 — 6, aus dem Ausland an eine Importbuchhandlung, den Deutschen Buch-Export und -Import. GmbH., Leipzig C l , Postschließfach 276, oder den Akademie-Verlag GmbH., Berlin W 8, Leipziger Str. 3 - 4 (Fernruf: 220441; Telex-Nr. 0117 73; Postscheckkonto 35021) erbeten. Bestellnummer dieses Hefte*: 1014/15/2. Alleinige Anzeigenannahme D E W A G - W E R B U N G , Berlin C 2, Rosenthaler Str. 28/31, und alle DEWAG-Betriebe in den Bezirksstädten der D D R . Bestellungen in der UdSSR nehmen entgegen: Städtische Abteilungen von „ S O . T Ü Z P E C H A T J " bzw. Postämter und Postkontore. Herausgeber und verantwortlich für den Inhalt: Prof. Dr. Erich Correns, Institut für Faserstoff-Forschung der Deutschen Akademie der Wissenschaften zu Berlin, Teltow-Seehof, Fernruf: Teltow 4431; Prof. Dr.-Ing. habil. Wolfgang Bobeth, Institut für Technologie der Fasern der Deutschen Akademie der Wissenschaften zu Berlin, Dresden A 1, Hohe Str. 6, Fernruf: Dresden 40837; Prof. Dr.-In?. Hans Böhringer, Institut für Textiltechnologie der Chemiefasern Rudolstadt, Fernruf: Rudolstadt 2031; Prof. Dr. Hermann Klare, Institut für Faserstoff-Forschung der Deutschen Akademie der Wissenschaften zu Berlin, Teltow-Seehof, Fernruf: Teltow 4431. Schriftleiter: Joachim Brämer, Teltow-Seehof, Kantstr. 55. Verlag: Akademie-Verlag GmbH., Berlin W 8, Leipziger Str. 3 — 4. Satz und Druck: Druckhaus ,,Maxim Gorki", Altenburg. — Veröffentlicht unter der Lizenznummer 1280 des Presseamtes beim Vorsitzenden des Ministerrates der Deutschen Demokratischen Republik. Manuskriptscndungen von chemischen Beiträgen sind an die Herren Prof. Dr. Correns oder Prof. Dr. Klare, von technologischen Beiträgen an die Herren Prof. Dr. Bobeth oder Prof. Dr. Böhringer zu richten. Für Inhalt und Form gelten die „Richtlinien für die Annahme und Abfassung von Beiträgen", erhältlich von der Schriftleitung. Die Verfasser größerer wissenschaftlicher Arbeiten erhalten außer dem Honorar ein H e f t und 50 Sonderdrucke ihrer Arbeit unentgeltlich. Nachdrucke sowie Übersetzungen in fremde Sprachen des Inhalts dieser Zeitschrift und deren Verbreitung — auch «auszugsweise mit Quellenangabe — bedürfen (1er schriftlichen Vereinbarung mit dem Verlag.

Genaue Feuchtemessung spart Kosten und ist Anwendung des technischen bei

der

Durchführung

industrieller

Fortschritts Trocknungs-

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Der

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von

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den

können

betrieblichen

variabel

Erfordernissen

eingesetzt werden.

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mit neuem

Feudlte-

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Nähere Einzelheiten sowie ausführliche Prospekte auf Anfrage.

^—v.

Karl Weiss KG Greiz/Thür.

feutron V

J

FABRIKELEKTROPHYSIKAL. GERÄTE

Faserforschung und WISSENSCHAFTLICH-TECHNISCHE

ZEITSCHRIFT

B a n d 15

Textiltechnik

FOR DIE C H E M I E F A S E R -

UND

TEXTILINDUSTRIE

F e b r u a r 1964

Heft 2

Zur Bestimmung der zugelastischen Arbeit von Textilien bei statischer Beanspruchung Hans Ilöhringer 1) 80. Mitteilung aus dem Institut

für Te.rtiltechnologie

der Chemiefasern,

Hudolstadt-Srhwarza D K . 620.172: (¡77.06: 539/, 1:539.388.1:539.389.3

Der .Meßwert der elastischen A l b e i t wird einer Zeitanalyse u n t e r w o r f e n ; dabei wird ein in d e m N o r i n b l a l t 1)1.\ 53 835 e n t h a l t e n e r Fehler a u f g e d e c k t , der rechnerisch e r l a ß t ist. I n diesem Z u s a m m e n h a n g e r f a h r e n elastisch« Arbeil u n d E r h o l u n g eine zahlenmäßige T r e n n u n g mit einem Ergebnis, das die E r h o l u n g als K r i t e r i u m eines V e r s t r e c k u n g s o p t i m u i n s erkennen l ä ß t . E r m ü d u n g s e i n f l ü s s e und uri terschiedliche Z u g b e a n s p r u c h u n g s a r f en wirken sich auf die .Meßwerthöhe des elastischen A r b e i t s v e r m ö g e n s praktisch n u r belanglos aus. Ii onpedejienuto apy.iKU

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M a y i e i i o n j i n m i u e Bpeiuemi n a imMepneMyio Be.iHMiiiiy y n p y r o f l paöOTM, npmieM ycTaiiOB.iena lieTomiocTi, B MeTO^HKe o n p e ^ e . i e i m n OTOti paöoTti no CTait^apTy ^ H H 53 835, KOTopa« n:3Mep>ieTCH nvTeM nhmnc»ieiiHH. Ii CBH3H c 3THM y n p y r a n paöoTa H o t ^ h x pasmmaioTCH s p y r OT a p y r a no n e j H i n t i e , B pe:iv.TibTaTe 'iero uejinMirna nepno.ua oT^Mxa OKaaunaeTCH KpiiTepiieM onTHMaJibiioii cTenenn BMTHJKKH. ycTajiocTiibie Bo^eiiCTBini ii pasiJiH'iiiiiie Bii^bi pacTHHieiiHH npaiiTwiecKH n e HJIHHIOT n a ne.iHMiiiiy y n p y r o i i paöoTocnocooiiocTii MaTepiia.'i». On tlie Determination

of Tensile

Jtlastic Energy

of Deformation

of Textiles

under Static

Stress

The lime-dependence of llie m e a s u r e d elastic energy of d e f o r m a t i o n lias been a n a l y s e d . An error has been found in the s t a n d a r d D I N 53 835 and numerically e v a l u a t e d . In connection willi ihis, the elastic energy of d e f o r m a t i o n and recovery are numerically s e p a r a t e d a n d the recovery a p p e a r s to be a crilerion of o p l i m a l d r a w i n g degree. F a t i g u e p h e n o m e n a a n d various forms of tensile stress h a v e only little elTect on Ihe elastic energy of d e f o r m a t i o n . 1

Einleitung Die M a t e r i a l p r ü f u n g s l e e h n i k b e n u t z l in z u n e h m e n d e m Maße den Meßwerl des A r b e i t s v e r m ö g e n s als eines der m a r k a n t e s t e n Kriterien für die Q u a l i l ä l s b e u r t e i l u n g eines W e r k stoifes. I n den lelzlen 25 J a h r e n gelangte m a n über T r a g v e r suchsergebnisse zu der E r k e n n t n i s , d a ß die Festigkeil u n d D e h n u n g , als W e r t m a ß s l a b verallgemeinert, zu erheblichen Fehlschlüssen f ü h r e n k ö n n e n . Das A r b e i t s v e r m ö g e n ist in seiner u m f a s s e n d e n N a l u r g e g e b e n h e i t nicht mir ein zenlraler, sondern a u c h ein o p t i m a l e r I n f o r i n a l i o n s w e r t f ü r m e c h a n i s c h e B e a n s p r u c h u n g . Die Arbeit, die ein WerkstoiT bei seiner B e a n s p r u c h u n g zu leisten v e r m a g , isl dessen polentielle Energie, wobei die volle Aufspeicherung der Energie der ( i e s a m t r e i ß a r b e i t e n t s p r i c h t , w ä h r e n d die elaslische R e i ß a r b e i t als R ü c k f o r m u n g s g r ö ß e die Energiereserve d a r s t e l l t . Bei der E n e r g i e a b g a b e d u r c h mechanische B e a n s p r u c h u n g ist eine möglichst große E n e r giereserve von wesentlichem Vorteil. D e m höchslen elastischen A r b e i l s v e r m ö g e n als Energiereserve k a n n die g r ö ß t e E r m ü d u n g s b e s l ä n d i g k e i t z u g e o r d n e t w e r d e n . Hier m u ß jedoch besonders darauf hingewiesen w e r d e n , d a ß die Zugb e a n s p r u c h u n g als Methodik längs zur Faserachse häufig weniger a u s s a g e k r ä f t i g ist als das Biegeprinzip quer z u r Faserachse. D r u c k - u n d T o r s i o n s b e a n s p r u c h u n g sind weitere P r ü f a r t e n , denen in der T e x t i l p r ü f t e c h n i k in z u n e h m e n d e m Maße B e a c h t u n g zu s c h e n k e n ist [1]. D a die Z u g b e a n s p r u c h u n g f ü r die M e ß l e e h n i k a m zugänglichsten ist, wird diese B e a n s p r u c h u n g s a r t in der gegenwärtigen P h a s e der E n t wicklung a m häufigsten a n g e w a n d t . Ihr gelten a u c h im wesentlichen die n a c h s t e h e n d e n A u s f ü h r u n g e n . N a c h d e m neuerdings P r ü f g e r ä t e zur V e r f ü g u n g stehen [2|, die nicht n u r die C.esamlarbeit, sondern a u c h deren elastischen Anteil m i t t e l s I n t e g r a t o r bei jeglicher B e a n s p r u c h u n g s höhe registrieren u n d d a r ü b e r h i n a u s d e m geforderten B e a n spruchungsprinzip zeitkonslanter Arbeitszunalime und -ab*) E r w e i t e r t e F a s s u n g eines Vortrages anläßlich der C>esaint-Textillechnischen Tagung, Fachausschuß Texlilprüf u n g , der K a m m e r der T e c h n i k a m 15. 11. 1963 in Leipzig t

Faserforsrliuni;

n ä h m e beim Zugversuch R e c h n u n g t r a g e n , k a n n die P r ü f t e c h n i k h e u l e auf breiler Basis den Meßwert der A r b e i t f ü r die M a l e r i a l b e u i i e i l u n g heranziehen. In Fachkreisen scheut m a n sich noch vielfach, den Meßwerl des zugelaslischen A r b e i t s v e r m ö g e n s als ein K r i t e r i u m f ü r die Malerialgiile heranzuziehen, da diese K e n n z a h l vermeintlich einem s l a r k e n Einfluß der Zeil und der B e a n s p r u c h u n g s a r t u n l e r w o r f e n ist u n d diese E i n f l u ß g r ö ß e n noch u n g e n ü g e n d erforscht sind. Dieser E i n w a n d k a n n n a t ü r l i c h f ü r jeden M a t e r i a l k e n n w e r t gellen, zu seiner R e p r o d u z i e r harkcil bedienl m a n sich d a h e r der N o r m u n g der P r ü f v e r fahren. 2 Einfluß

der

Zeil

])ie P h ä n o m e n e R e t a r d a t i o n u n d R e l a x a t i o n w a r e n u n d sind noch h e u t e Inhalt u m f a n g r e i c h e r U n t e r s u chungen. Retardations- und Relaxationskurven werden in d e r L i t e r a t u r als ü b e r l a g e r t e E x p o n e n t i a l f u n k t i o n beschrieben. ^ orgänge und Z u s a m m e n h ä n g e dieser E r s c h e i n u n g e n stehen hier nicht zur E r ö r t e r u n g . Die a n z u s t e l l e n d e n B e t r a c h t u n g e n k o n z e n t r i e r e n sieh auf d i e Zeitanalyse der zugelastischen Arbeit. D i e z w e c k d i e n l i c h e D e m o n s t r a t i o n b a s i e r t auf d e r D u r c h f ü h r u n g geeigneter Versuche u n d der Diskussion r e s u l t i e r e n d e r E r g e b n i s s e . Als V e r s u c h s m a t e r i a l d i e n t e n zwei s u b s t a n z u n t e r s c h i e d l i c h e C h e m i e s e i d e n 1. P o l y a m i d c o r d s e i d e 4 0 (34) l e x , 2. ^ s k o s e c o r d s e i d e 154 (f>00) t.ex. A ersuchsbedingungen: T y p der v e r w e n d e t e n Z u g p r ü f m a s c h i n e : ZT 10; Reanspruchungsgeschwindigkeit: mittlere Reißdauer 00 s 5 , 5 s; Belastungshölle: 9 0 % der mittleren R e i ß k r a f t ; E i n s p a n n l ä n g e : 500 m m ; weitere Versuchsbedingungen gemäß Norm.

Faserforschung und WISSENSCHAFTLICH-TECHNISCHE

ZEITSCHRIFT

B a n d 15

Textiltechnik

FOR DIE C H E M I E F A S E R -

UND

TEXTILINDUSTRIE

F e b r u a r 1964

Heft 2

Zur Bestimmung der zugelastischen Arbeit von Textilien bei statischer Beanspruchung Hans Ilöhringer 1) 80. Mitteilung aus dem Institut

für Te.rtiltechnologie

der Chemiefasern,

Hudolstadt-Srhwarza D K . 620.172: (¡77.06: 539/, 1:539.388.1:539.389.3

Der .Meßwert der elastischen A l b e i t wird einer Zeitanalyse u n t e r w o r f e n ; dabei wird ein in d e m N o r i n b l a l t 1)1.\ 53 835 e n t h a l t e n e r Fehler a u f g e d e c k t , der rechnerisch e r l a ß t ist. I n diesem Z u s a m m e n h a n g e r f a h r e n elastisch« Arbeil u n d E r h o l u n g eine zahlenmäßige T r e n n u n g mit einem Ergebnis, das die E r h o l u n g als K r i t e r i u m eines V e r s t r e c k u n g s o p t i m u i n s erkennen l ä ß t . E r m ü d u n g s e i n f l ü s s e und uri terschiedliche Z u g b e a n s p r u c h u n g s a r f en wirken sich auf die .Meßwerthöhe des elastischen A r b e i t s v e r m ö g e n s praktisch n u r belanglos aus. Ii onpedejienuto apy.iKU

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paoomui

meKcmu.ibitbi.r

Mantepua-Aoe npu pacmsiJicenuu

e ycAOdUMX cmamunecKOÜ

na-

M a y i e i i o n j i n m i u e Bpeiuemi n a imMepneMyio Be.iHMiiiiy y n p y r o f l paöOTM, npmieM ycTaiiOB.iena lieTomiocTi, B MeTO^HKe o n p e ^ e . i e i m n OTOti paöoTti no CTait^apTy ^ H H 53 835, KOTopa« n:3Mep>ieTCH nvTeM nhmnc»ieiiHH. Ii CBH3H c 3THM y n p y r a n paöoTa H o t ^ h x pasmmaioTCH s p y r OT a p y r a no n e j H i n t i e , B pe:iv.TibTaTe 'iero uejinMirna nepno.ua oT^Mxa OKaaunaeTCH KpiiTepiieM onTHMaJibiioii cTenenn BMTHJKKH. ycTajiocTiibie Bo^eiiCTBini ii pasiJiH'iiiiiie Bii^bi pacTHHieiiHH npaiiTwiecKH n e HJIHHIOT n a ne.iHMiiiiy y n p y r o i i paöoTocnocooiiocTii MaTepiia.'i». On tlie Determination

of Tensile

Jtlastic Energy

of Deformation

of Textiles

under Static

Stress

The lime-dependence of llie m e a s u r e d elastic energy of d e f o r m a t i o n lias been a n a l y s e d . An error has been found in the s t a n d a r d D I N 53 835 and numerically e v a l u a t e d . In connection willi ihis, the elastic energy of d e f o r m a t i o n and recovery are numerically s e p a r a t e d a n d the recovery a p p e a r s to be a crilerion of o p l i m a l d r a w i n g degree. F a t i g u e p h e n o m e n a a n d various forms of tensile stress h a v e only little elTect on Ihe elastic energy of d e f o r m a t i o n . 1

Einleitung Die M a t e r i a l p r ü f u n g s l e e h n i k b e n u t z l in z u n e h m e n d e m Maße den Meßwerl des A r b e i t s v e r m ö g e n s als eines der m a r k a n t e s t e n Kriterien für die Q u a l i l ä l s b e u r t e i l u n g eines W e r k stoifes. I n den lelzlen 25 J a h r e n gelangte m a n über T r a g v e r suchsergebnisse zu der E r k e n n t n i s , d a ß die Festigkeil u n d D e h n u n g , als W e r t m a ß s l a b verallgemeinert, zu erheblichen Fehlschlüssen f ü h r e n k ö n n e n . Das A r b e i t s v e r m ö g e n ist in seiner u m f a s s e n d e n N a l u r g e g e b e n h e i t nicht mir ein zenlraler, sondern a u c h ein o p t i m a l e r I n f o r i n a l i o n s w e r t f ü r m e c h a n i s c h e B e a n s p r u c h u n g . Die Arbeit, die ein WerkstoiT bei seiner B e a n s p r u c h u n g zu leisten v e r m a g , isl dessen polentielle Energie, wobei die volle Aufspeicherung der Energie der ( i e s a m t r e i ß a r b e i t e n t s p r i c h t , w ä h r e n d die elaslische R e i ß a r b e i t als R ü c k f o r m u n g s g r ö ß e die Energiereserve d a r s t e l l t . Bei der E n e r g i e a b g a b e d u r c h mechanische B e a n s p r u c h u n g ist eine möglichst große E n e r giereserve von wesentlichem Vorteil. D e m höchslen elastischen A r b e i l s v e r m ö g e n als Energiereserve k a n n die g r ö ß t e E r m ü d u n g s b e s l ä n d i g k e i t z u g e o r d n e t w e r d e n . Hier m u ß jedoch besonders darauf hingewiesen w e r d e n , d a ß die Zugb e a n s p r u c h u n g als Methodik längs zur Faserachse häufig weniger a u s s a g e k r ä f t i g ist als das Biegeprinzip quer z u r Faserachse. D r u c k - u n d T o r s i o n s b e a n s p r u c h u n g sind weitere P r ü f a r t e n , denen in der T e x t i l p r ü f t e c h n i k in z u n e h m e n d e m Maße B e a c h t u n g zu s c h e n k e n ist [1]. D a die Z u g b e a n s p r u c h u n g f ü r die M e ß l e e h n i k a m zugänglichsten ist, wird diese B e a n s p r u c h u n g s a r t in der gegenwärtigen P h a s e der E n t wicklung a m häufigsten a n g e w a n d t . Ihr gelten a u c h im wesentlichen die n a c h s t e h e n d e n A u s f ü h r u n g e n . N a c h d e m neuerdings P r ü f g e r ä t e zur V e r f ü g u n g stehen [2|, die nicht n u r die C.esamlarbeit, sondern a u c h deren elastischen Anteil m i t t e l s I n t e g r a t o r bei jeglicher B e a n s p r u c h u n g s höhe registrieren u n d d a r ü b e r h i n a u s d e m geforderten B e a n spruchungsprinzip zeitkonslanter Arbeitszunalime und -ab*) E r w e i t e r t e F a s s u n g eines Vortrages anläßlich der C>esaint-Textillechnischen Tagung, Fachausschuß Texlilprüf u n g , der K a m m e r der T e c h n i k a m 15. 11. 1963 in Leipzig t

Faserforsrliuni;

n ä h m e beim Zugversuch R e c h n u n g t r a g e n , k a n n die P r ü f t e c h n i k h e u l e auf breiler Basis den Meßwert der A r b e i t f ü r die M a l e r i a l b e u i i e i l u n g heranziehen. In Fachkreisen scheut m a n sich noch vielfach, den Meßwerl des zugelaslischen A r b e i t s v e r m ö g e n s als ein K r i t e r i u m f ü r die Malerialgiile heranzuziehen, da diese K e n n z a h l vermeintlich einem s l a r k e n Einfluß der Zeil und der B e a n s p r u c h u n g s a r t u n l e r w o r f e n ist u n d diese E i n f l u ß g r ö ß e n noch u n g e n ü g e n d erforscht sind. Dieser E i n w a n d k a n n n a t ü r l i c h f ü r jeden M a t e r i a l k e n n w e r t gellen, zu seiner R e p r o d u z i e r harkcil bedienl m a n sich d a h e r der N o r m u n g der P r ü f v e r fahren. 2 Einfluß

der

Zeil

])ie P h ä n o m e n e R e t a r d a t i o n u n d R e l a x a t i o n w a r e n u n d sind noch h e u t e Inhalt u m f a n g r e i c h e r U n t e r s u chungen. Retardations- und Relaxationskurven werden in d e r L i t e r a t u r als ü b e r l a g e r t e E x p o n e n t i a l f u n k t i o n beschrieben. ^ orgänge und Z u s a m m e n h ä n g e dieser E r s c h e i n u n g e n stehen hier nicht zur E r ö r t e r u n g . Die a n z u s t e l l e n d e n B e t r a c h t u n g e n k o n z e n t r i e r e n sieh auf d i e Zeitanalyse der zugelastischen Arbeit. D i e z w e c k d i e n l i c h e D e m o n s t r a t i o n b a s i e r t auf d e r D u r c h f ü h r u n g geeigneter Versuche u n d der Diskussion r e s u l t i e r e n d e r E r g e b n i s s e . Als V e r s u c h s m a t e r i a l d i e n t e n zwei s u b s t a n z u n t e r s c h i e d l i c h e C h e m i e s e i d e n 1. P o l y a m i d c o r d s e i d e 4 0 (34) l e x , 2. ^ s k o s e c o r d s e i d e 154 (f>00) t.ex. A ersuchsbedingungen: T y p der v e r w e n d e t e n Z u g p r ü f m a s c h i n e : ZT 10; Reanspruchungsgeschwindigkeit: mittlere Reißdauer 00 s 5 , 5 s; Belastungshölle: 9 0 % der mittleren R e i ß k r a f t ; E i n s p a n n l ä n g e : 500 m m ; weitere Versuchsbedingungen gemäß Norm.

F a s e r f o r s c h u n g u n d T e x t i l t e c h n i k 15 (1964) H e f t 2

50

Böltriitger:

Zur .Bestimmung der zugelastischen Arbeit von Textilien bei statischer Beanspruchung

80{ mm TO-

Ol Iqim/cm* - PAS-co

-Helges eis

60-

0,6

50bLä

0,4

ho-

• VIS-co

02

3020

10

30

40

SO .s 60

Entlastungszeit

20-

10-

B i l d l . /unelastische Arbeit als F u n k t i o n der Kntlastungszeit

0 \ ariiert m a n z u n ä c h s t bei der E r m i t t l u n g der zu«e l a s t i s c h e n A r b e i t die E n t l a s t u n g s z e i t , so e r g e b e n 1 dargestellten

Linienzüge.

Dein

0

10

sich

in e i n e m V e r s u c h s i n t e r v a l l z w i s c h e n 3 u n d 6 0 s die in Bild

-t^Leln -H

Kurvenverlauf

1

1

1

1

1—

20 30 UO 50 s 60 Entlastungszeit

Bild 2. Klastische Längenänderung als F u n k t i o n der K n t lastungszeit, dargestellt an Polyainidcordseide

i s t zu e n t n e h m e n , d a ß in d i e s e m Z e i t a b s c h n i t t die elastische

Arbeit

der

Polyamidseide

um

4,7%,

die

der

Viskoseseide u m 1 7 , 5 % ansteigt. Die weitere Verkürzung der E n t l a s t u n g s z e i t bringt keinen sprunghaften Anstieg d e r e l a s t i s c h e n A r b e i t , wie m i t u n t e r a n g e n o m m e n w i r d . W i r w e n d e n u n s j e t z t der e l a s t i s c h e n L ä n g e i l ä n d e r u n g in A b h ä n g i g k e i t elastischen

von

der E n t l a s t u n g s z e i t

Längenänderung

1. s p o n t a n e

ist

zu

zu.

Hei

unterscheiden

e l a s t i s c h e L ä n g e n ä n d e r u n g A Lets,

2.

der in ver-

z ö g e r t e e l a s t i s c h e L ä n g e n ä n d e r u n g A Lei„, m i t e l a s t i s c h e r Nachwirkung

bezeichnet,

Längenänderung

A Leiges

und als

3. g e s a m t e Summe

elastischer und verzögert elastischer

von

elastische spontan-

Längenänderung.

E r l ä u t e r n d i s t z u b e m e r k e n , d a ß die e l a s t i s c h e

Nach-

wirkung g e m ä ß Norm nach einer Ruhezeit von 1 min n a c h der E n t l a s t u n g e r m i t t e l t w u r d e . B i l d 2 z e i g t d a s Verhalten an Polyamidseide.

In g l e i c h e r W e i s e s i n d in

B i l d 3 die V e r h ä l t n i s s e f ü r V i s k o s e s e i d e v e r a n s c h a u l i c h t . Die b e k a n n t e

starke

Nachwirkung

kommt

Zeitabhängigkeit im

Verlauf

der

K u r v e n sinnfällig z u m A u s d r u c k . Die

der

elastischen

spontanelastische

D e h n u n g ist dagegen nur wenig zeitabhängig, eine Geg e b e n h e i t , die s i c h b e r e i t s a u s der z u g e l a s t i s c h e n A r b e i t als

Funktion

der

Ent-

0

entsprechenden

10

20

30 40 50 s 60 Entlastungszeit

Bild 3. Klaslische L ä n g e n ä n d e r u n g als l u i n k t i o n der K n t l a s t u n g s z e i t , dargestellt an Viskosecordseide

lastungszeit gemäß B i l d l

PLpJ

ableiten läßt. Zum

Verständnis

weiteren

der

PR Ekp]

Darlegungen

wird auf eine frühere Arb e i t [1]

hingewiesen,

in

d e r die E r h o l u n g als h a l bes P r o d u k t

aus

Rück-

f o r m u n g s k r a f t u n d elastischer

Nachwirkung

rechnet

ist.

w u r d e die E r h o l u n g mäß

B i l d 4.

er-

Dargestellt ge-

Hiernach

[mm]

w i r d die P r o b e b e l a s t e t , gleichermaßen und

sodann

entlastet an

einem

P r o b e s t ü c k die e l a s t i s c h e

4. Darstellung der Krholung [1]

AL

[mm]

Faserforschung und Textiltechnik 15 (1964) Heft 2 Böhriiiger: Zur B e s t i m m u n g der zugelasLischen Arbeit von Textilien bei statischer B e a n s p r u c h u n g

0,0k kpm/cmJ

Os Entlastungszeit IßEntlastungszeit 6Q5sEntlastungszeit

0,03

«

0,02

20 A/.

3QmmW

Bild 7. D i a g r a m m e der elastischen Arbeit bei unterschiedlichen E n t l a s t u n g s z e i t e n , dargestellt an Viskosecordseide

-VIS-n

0,01

spontane Entlastung,

d. h . für 0 s s i n d g e s t r i c h e l t

ge-

zeichnet. Der Flächeninhalt entspricht dem Zahlenwert der e l a s t i s c h e n A r b e i t i n B i l d 1. D e r W e r t f ü r die s p o n tane

•PAS-, CO 00

10

20 30 4-0 Entlastungszeit

50

s

Nachwirkung, sichtlich,

nach

Nachwirkung

und

R ü e k f o r m u n g s k r a f t , die d u r c h die .\likro-/?roivnsche B e wegung geliefert wird, P r o p o r t i o n a l i t ä t besteht. B e t r a c h t e t m a n j e t z t die E r h o l u n g als F u n k t i o n

der

E n t l a s t u n g s z e i t n a c h B i l d 5 , so e r k e n n t m a n i m G e g e n satz zur elastischen A r b e i t eine s t a r k ausgeprägte Zeila b h ä n g i g k e i t , d. h . b e i V e r k ü r z u n g der E n t l a s t u n g s z e i t rasche

Erholungszunahme,

w e r t zu s p r u n g h a f t e r h ö h t .

die

sich

gegen

I m übrigen ist

den

Null-

interessant

f e s t z u s t e l l e n , d a ß die E r h o l u n g d e r V i s k o s e s e i d e g e g e n ü b e r der d e r P o l y a m i d s e i d e u m e i n e n r d . v i e r f a c h e n W e r t höher liegt.

Dieses

formungskraft

und

Verhältnis nicht

wird

durch

durch

die

die

Riick-

elastische

Nach-

wirkung bestimmt. I n B i l d 1 k a m die e l a s t i s c h e A r b e i t als

Zahlenwert

zum A u s d r u c k . Zur weiteren Analysierung dieser K e n n g r ö ß e i s t es n o t w e n d i g , G e s t a l t u n d F l ä c h e n i n h a l t

der

A r b e i t s d i a g r a m m e e i n e r n ä h e r e n B e t r a c h t u n g zu u n t e r ziehen.

Bild

elastischen

6

veranschaulicht

Arbeit

bei

die

Diagramme

unterschiedlichen

der

Entlastungs-

z e i t e n v o n P o l y a m i d s e i d e , i n B i l d 7 s i n d die V e r h ä l t n i s s e für

Viskoseseide

wiedergegeben.

Die D i a g r a m m e

für

OsEhtlastwgszdt •üßsEntlastungszeit 60fisEntlastungszeit

70mm80 Bild G. D i a g r a m m e der elastischen Arbeit bei unterschiedlichen E n t l a s t u n g s z e i t e n , dargestellt au Polvamidcordseide 2 Faserforscliung

ist

den

Entlastung

ebenfalls

Kurven

gestrichelt

D e r W e r t f ü r die e l a s t i s c h e

ist wieder aus

der S k i z z e r e c h t s i s t er-

elastischer

spontaner

genommen.

a n e i n e m z w e i t e n P r o b e s t ü c k die R i i c k -

daß zwischen

Längenänderung

in

I n d e n B i l d e r n 6 u n d 7 w u r d e z u s ä t z l i c h die E r h o l u n g

60

Bild 5. E r h o l u n g als F u n k t i o n der E n l l a s l u n g s z e i t

formungskraft bestimmt. Aus

elastische

Bild 2 und 3 e n t n o m m e n . auf-

Nachwirkung

Bild 2 und 3 entnommen;

die

Riick-

f o r m u n g s k r a f t e r r e c h n e t sich aus der E r h o l u n g u n d der elastischen Nachwirkung. 3 Normblatt Das

DIN

Normblatt

53835 DIN 53835,

Februar

1963, B l a t t

1,

P r ü f u n g des z u g e l a s t i s c h e n V e r h a l t e n s v o n G a r n e n u n d Zwirnen bei steigenden K r a f l s t u f e n im Z u g v e r s u c h f u ß t a u f der u r s p r ü n g l i c h e n

Norm

DIN

3801,

[3]

Januar

1 9 3 7 , B l a t t 2 [4]. D o r t h e i ß t es i n A b s c h n i t t 4 ,

Zug-

elastisches \ erhalten: a)

Versuchsausführung Die elastische Dehnung wird als Unterschied zwischen der Gesaintdehnung beim B e l a s t e n und der bleibenden Dehnung n a c h dem völligen E n t l a s t e n und W i e d e r b e lasten auf die sogenannte Nullast bei verschiedenen B e lastungsstufen e r m i t t e l t . Die R u h e z e i t b e t r ä g t n a c h der E n t l a s t u n g j e 1 min.

b) Auswertung Die elastische Arbeit beim BelastungsVorgang wird entsprechend der Zerreißbarkeit aus einer Schaulinie erm i t t e l t , in der die Belastungsstufen als Ordinaten über den zugehörigen elastischen Dehnungen bis zum B r u c h eingetragen s i n d . " Diese V o r s c h r i f t wurde in das N o r m b l a t t D I N 5 3 8 3 5 , F e b r u a r 1963, vorbehaltlos ü b e r n o m m e n , denn dort ist unter A b s c h n i t t 3, Prüfprinzip, ausgeführt, daß nach der sofortigen, völligen E n t l a s t u n g „ n a c h einer v e r e i n b a r t e n R u h e dauer mit der V o r s p a n n k r a f t belastet und die dabei aufgetretene L ä n g e n ä n d e r u n g gemessen w i r d . " A b s c h n i t t 9.5, B u h e d a u e r , e r g ä n z t : ,,Die R u h e z e i t nach der völligen E n t lastung der Probe b e t r ä g t 1 m i n . " Ferner lautet Abschnitt 4 . 8 : „Lilastische R e i ß a r b e i t ist eine aus dem K r a f t - L ä n g e n ä n d e r u n g s - D i a g r a m m k o n s t r u k t i v e r m i t t e l t e K e n n g r ö ß e . Sie wird e r m i t t e l t durch das A u f t r a g e n der K r a f t s t u f e n über den zugehörigen elastischen Längenänderungen. Die so gewonnenen P u n k t e werden durch einen K u r v e n z u g v e r b u n den." D e n D a r l e g u n g e n i n D I N 5 3 8 3 5 , B l a t t 1, e n t s p r i c h t die S k i z z e 2, S c h e m a des V e r s u c h e s , a u f S e i t e 2. D i e s e s

Faserforschung und Textiltechnik 15 (1964) H e f t 2

52

Bültringer: Zur Bestimmung der zugelastischen Arbeit von Textilien bei statischer Beanspruchung

Bild 8. Teilschema des Zugelastizilätsversuehes S c h e m a ist f ü r eine Z u g k r a f t s t u f e in B i l d 8, linke D a r s t e l l u n g , w i e d e r g e g e b e n . Die K r a f t - L ä n g e n ä n d e r u n g s L i n i e n a c h s p o n t a n e r völliger E n t l a s t u n g wird hier s t r i c h l i e r t nur a n g e d e u t e t . E b e n s o ist der e l a s t i s c h e A n t e i l der L ä n g e n ä n d e r u n g A Let n u r teilweise a l s ges t r i c h e l t e L i n i e bis z u r R u h e z e i t v o n 1 m i n e i n g e z e i c h n e t . D a s N o r m b l a t t b r i n g t j e d o c h a n keiner S t e l l e z u m A u s d r u c k , d a ß sich die e l a s t i s c h e L ä n g e n ä n d e r u n g A L e i i n z w e i T e i l e d i f f e r e n z i e r t , in die b e r e i t s e r w ä h n t e s p o n t a n e e l a s t i s c h e L ä n g e n ä n d e r u n g A Leis, die sich bei s o f o r t i g e r E n t l a s t u n g e i n s t e l l t , u n d in die v e r z ö g e r t e e l a s t i s c h e L ä n g e n ä n d e r u n g A Lein, die e l a s t i s c h e N a c h w i r k u n g . V e r a n s c h a u l i c h t ist der sich a b s p i e l e n d e V o r g a n g kurv e n m ä ß i g in der r e c h t e n D a r s t e l l u n g d e s Hildes 8. In d e m N o r m b l a t t D I N 5 3 8 3 5 s e t z t e m a n sich m i t den hier o b w a l t e n d e n V e r h ä l t n i s s e n d e s h a l b nicht a u s e i n a n d e r , weil der G r e n z p u n k t z w i s c h e n s p o n t a n e r e l a s t i s c h e r D e h n u n g u n d e l a s t i s c h e r N a c h w i r k u n g bei s o f o r t i g e r völliger E n t l a s t u n g praktisch nur über Kurvenextrapolation g e f u n d e n w e r d e n k a n n (siehe B i l d 2 u n d 3). D i e s e s A u ß e r a c h t l a s s e n f ü h r t e j e d o c h zu e i n e m prinzipiellen F e h l s c h l u ß . N a c h A b s c h n i t t 4.8 d e s N o r m b l a t t e s t r ä g t m a n die K r a f t s t u f e ü b e r der „ z u g e h ö r i g e n ' " e l a s t i s c h e n L ä n g e n ä n d e r u n g a u f , d. h. ü b e r d e m P u n k t , der n a c h einer R u h e z e i t v o n 1 m i n g e f u n d e n wird. In B i l d 8 r e c h t s ist dies der P u n k t Pn. D i e s e V o r g a b e ist f a l s c h . R i c h t i g d a g e g e n k a n n f ü r die E i n t r a g u n g der K r a f t s t u f e nur der O r t sein, a n d e m die s p o n t a n e E n t l a s t u n g e i n s e t z t , u n d d a s ist der P u n k t Ps. D i e s e B e t r a c h t u n g m i t der g r a f i s c h e n D a r s t e l l u n g offenbart, daß sämtliche bisherigen Literaturangaben, die auf D I N D V M 3 8 0 1 u n d D I N 5 3 8 3 5 m i t i h r e m E n t wurf [5] b e r u h e n , e i n e n s t a r k ü b e r h ö h t e n Z a h l e n w e r t f ü r die e l a s t i s c h e A r b e i t e n t h a l t e n u n d s o m i t fehlerb e h a f t e t sind.

C

IS L

Bild 9. Scliematisclie Darstellung der elaslisehen Arbeit bei spontaner E n t l a s t u n g N a c h dieser E r k e n n t n i s i n t e r e s s i e r t s e l b s t v e r s t ä n d lich in h o h e m M a ß e die G r ö ß e d e s F e h l e r s . Z u r B e a n t w o r t u n g der F r a g e m u ß d a s P h ä n o m e n der E r h o l u n g , die n a c h der M a t e r i a l e n t l a s t u n g e i n s e t z t , in d e n K r e i s der B e t r a c h t u n g e n e i n b e z o g e n w e r d e n . A u s B i l d 9 leiten sich die v o r h e r r s c h e n d e n V e r h ä l t n i s s e wie f o l g t ab: ABCA DBC1) EFDE EBCE

= = = =

EBDE —EFDE =

=

Gesamtarbeit, spontanelastische Arbeit, Erholung nach 1 min Ruhezeit, konstruktiv ermittelte elastische Arbeit gemäß D I N 53835, f e h l e r h a f t e Ü b e r h ö h u n g der kons t r u k t i v e r m i t t e l t e n e l a s t i s c h e n Arbeit, EBCE + DBCD + EFDE.

N a c h d i e s e m S c h e m a l ä ß t sich der F e h l e r q u a n t i t a t i v n i c h t e x a k t e r m i t t e l n , d a die s p o n t a n e l a s t i s c h e A r b e i t nur über K u r v e n e x t r a p o l a t i o n erfaßt werden k a n n (siehe B i l d 1). Die z u r V e r f ü g u n g s t e h e n d e Z u g p r ü f m a s c h i n e Z T 10 ließ j e d o c h n o c h bei 4 b z w . 1,7 s E n t l a s t u n g s z e i t eine g e n a u e M e s s u n g der e l a s t i s c h e n A r b e i t f ü r die P o l y a m i d - u n d V i s k o s e c o r d s e i d e zu. In B i l d 10 u n d 11 s i n d die V e r s u c h s e r g e b n i s s e v e r a n s c h a u l i c h t . Der E r h o l u n g s z e i t sind e n t s p r e c h e n d 56 b z w . 5 8 , 3 s v o r g e g e b e n . D i e V e r s u c h s d u r c h f ü h r u n g e r f o l g t e sinng e m ä ß in der W e i s e , d a ß f ü r j e d e B e l a s t u n g s s t u f e zur k o n s t r u k t i v e r m i t t e l t e n A r b e i t ein n e u e s P r o b e s t ü c k V e r w e n d u n g f a n d ( A n z a h l der E i n z e l v e r s u c h e j e 5 bis 10). D i e bei 4 b z w . 1,7 s E n t l a s t u n g s z e i t v e r a n s c h a u -

\konstruierte lastizitätsschaulinie

i7s Eritlastungszeit

30 40 A L

50

60 70mm80

Bild 10. Elastische Arbeit konstruktiv ermittelt und nach 4 s Entlastungszeit gemessen, dargestellt an Polyamidcordseide

10

20 30 40mm

AL Bild 11. Elastische Arbeit konslruktiv ermittelt und nach 1,7 s Entlastungszeit gemessen, dargestellt an Viskosecordseide

F a s e r f o r s c h u n g u n d T e x t i l t e c h n i k 15 ( 1 9 6 4 ) H e f t 2

53

Böhringer: Zur B e s t i m m u n g der zugelastischen A r b e i t von T e x t i l i e n bei statischer B e a n s p r u c h u n g

lichten Diagramme der elastischen Arbeit sind aus j e 10 Einzelkurven gemittelt, die mittels Schaulinienzeichner aufgenommen wurden. Zur Erhärtung einer guten Reproduzierbarkeit und großen Meßwertgenauigkeit sei erwähnt, daß zwischen Planimeterwert und an der Arbeitsskala abgelesenem Integratorwert eine Differenz von — 5 , 1 % für die Polyamidcordseide, von — 5 , 3 % für die Viskosecordseide errechnet wurde, ein Unterschied, der bei neueren Prüfapparaten wesentlich kleiner ist. Auf Integratorablesung fußend, sind nachstehend folgende Werte, in kpm/cm 8 ausgedrückt, zusammengestellt. Polyamid- Viskosecordseide cordseide Gesamtarbeit

2,57

1,17

elastische Arbeit bei 4 bzw. 1,7 s Entlastungszeit Erholung nach 56 bzw. 58,3 s konstruktiv ermittelte elastische Arbeit

1,000

0,38

0,005

0,03

2,343

0,74

1,338

0,33

fehlerhafte Überhöhung nach DIN 5 3 8 3 5

Wie aus den Zahlenwerten hervorgeht, ist die fehlerhafte Überhöhung der elastischen Arbeit nach DIN sehr erheblich, sie beträgt für die Polyamidcordseide 1 3 3 % , für die Yiskosecordseide 8 1 % . Diese starke Differenz reduziert sich geringfügig, wenn der Berechnung die etwas unsicheren Werte der spontanelastischen Arbeit zugrunde gelegt werden. In seiner Arbeit „Grundfragen zur Beurteilung der Zugelastizität von Chemiefasern" wundert sich Köb [9], daß der grundsätzliche Unterschied zwischen alter und neuer Auswertemethode, d. h. das Ergebnis nach konstruktiv ermittelter elastischer Arbeit und mittels Integrator gemessener elastischer Arbeit nicht hervorgehoben wurde. Hierzu wird erklärt, daß die quantitative Analyse der elastischen Arbeit erst nach Abschluß der angezogenen Veröffentlichung [1] einsetzte und zu jener Zeit die neuen Erkenntnisse noch nicht vorlagen. 4 Klastische

Arbeit als Funktion

der

Verstreckung

Im vorhergehenden Abschnitt wurde bereits hervorgehoben, daß seit dem J a h r e 1937 nach DIN gearbeitet wird. Auch das 1954 veröffentlichte Schema zur Erspinnung gebrauchswertoptimaler Chemiefasern [6] nach Bild 12 fußt auf der Arbeitsweise nach DIN DVM 3801 bzw. D I N 3 5 8 3 5 ; es ist inzwischen in die inter-

nationale Fachliteratur eingegangen [7, 8]. Der Kulminationsbereich als Maximum der elastischen Arbeit ist hier als Kriterium für das Verstreckungsoptimum angesprochen. Die Analyse zum Schema in Bild 9 ließ erkennen, daß die Erholung anteilmäßig in der konstruktiv ermittelten elastischen Arbeit enthalten ist. Die weiteren Versuchsergebnisse geben Aufschluß darüber, wie sich die konstruktiv ermittelte Arbeit, die mittels Arbeitsintegrator gemessene elastische Arbeit und die Erholung in Abhängigkeit von der Verstreckung einer Polyamidseide verhalten. Als Versuchsmaterial diente eine stufenweise verstreckte Polyamidcordseide, wie sie bereits für die Untersuchungen zu Abschnitt 2 und 3, dort mit einem Verstreckverhältnis von 1 : 3 , 3 , Verwendung fand. Um einen Vergleich zu Darstellungen in früheren Arbeiten ziehen zu können, wurde für die konstruktiv ermittelte Arbeit und für die mittels Integrator gemessene elastische Arbeit durch Kurvenextrapolation die elastische Reißarbeit festgestellt. Die Erholung wurde an Probestücken ermittelt, die zuvor bei einer Belastungshöhe von 9 0 % der Reißkraft beansprucht worden sind. Diese Maßgabe erfolgte aus Gründen der Versuchsabkürzung. Die Beanspruchungsgeschwindigkeit wurde sowohl für den Belastungs- als auch den Entlastungsvorgang einheitlich mit 0,03 kpm cm~ 3 s _ 1 gewählt, entsprechend einem früheren Vorschlag [1], In Bild 13 sind elastische Arbeit und Erholung als Funktion der Verstreckung aufgetragen. Die Kurve der konstruktiv ermittelten elastischen Arbeit zeigt den bekannten Verlauf mit dem Kulminationsbereich bei einem bestimmten Verstreckverhältnis. Auch die Erholung weist die gleiche Tendenz auf. Dem K u r v e n m a x i m u m ist das gleiche Verstreckverhältnis zugeordnet. Völlig überrascht die

ypn/cm3 2,5 -

2ß-

' mit Integrator I gemessene elastische I Arhnit /.

/

'

I

festigkeit

Dehnungsoptinvjm** Verstreckungsoptimum

Bild 12. Schema

2»

zur

Erspinnung Chemiefasern

Dehnung

Verstreckung Gebrauchswert optimaler

Verstreckung

{MaschinenwertJ

Bild l.'i. K l a s t i s c h e A r b e i l und E r h o l u n g als F u n k t i o n V e r s t r e c k u n g , dargestellt an P o l y a m i d c o r d s e i d e

der

F a s c r f o r s c h u n g und T e x t i l t e c h n i k 15 ( 1 9 ( 4 ) H e f t

54

Zur B e s t i m m u n g der zugelastischen Arbeit von T e x l i l i e n bei statischer B e a n s p r u c h u n g

Böhringer:

In diesem Z u s a m m e n h a n g l ä ß t Bild 13 noch erkennen, d a ß die K u r v e n der k o n s t r u k t i v e r m i t t e l t e n u n d d e r gem e s s e n e n e l a s t i s c h e n A r b e i t n u r bei E r r e i c h e n der V o l l elastizität übereinstimmen 5

müssen.

Ermüdung Im

vorhergehenden

Abschnitt

wurde

die

Meßwert-

v e r ä n d e r u n g der E r h o l u n g in A b h ä n g i g k e i t v o m streckungsgrad und

dabei

an

einer

festgestellt,

Polyamidcordseide

daß im

Bereich

des

Ver-

gezeigt Verstrek-

k u n g s o p t i m u m s der E r h o l u n g ein M a x i m u m z u g e o r d n e t ?5

13,0 Ity 14,0 Venstreckung

i s t . D i e g e s t e i g e r t e E r h o l u n g s f ä h i g k e i t in e i n e r b e s t i m m -

1A,5

ten

Verstreekungsphase

M a t e r i a l in d i e s e m

Bild 14. llenkelsclieuerung als F u n k t i o n der Versl reckung, Versuchsmaterial Klementarl'äden einer Polyaiuidcordseide

deutet

Zustand

daß

ein

seine h ö c h s t e i n n e r e

darauf

hin,

Be-

w e g l i c h k e i t b e s i t z t , die b e i w e i t e r e r \ e r s t r e c k u n g , d. h . bei z u n e h m e n d e r l i b e r s t r e c k u n g a b n i m m t , g e k e n n z e i c h n e t d u r c h i n n e r e V e r s p a n n u n g e n , die d u r c h Q u e l l u n g s -

v o n der E r h o l u n g u n b e e i n f l u ß t e , d i r e k t g e m e s s e n e elas t i s c h e A r b e i t m i t t e l s I n t e g r a t o r ; sie s t e i g t m i t z u n e h mender Y r s t r e e k u n g stetig an. Diese Feststellung zwingt zu e i n e m U m d e n k e n b i s h e r i g e r V o r s t e l l u n g e n .

Zunächst

soll n u r h e r a u s g e s t e l l t w e r d e n , d a ß das K u r v e n m a x i m u n i als K r i t e r i u m

des

\ erstreekungsoptimums

seine

Aus-

s a g e k r a f t n i c h t v e r l i e r t , d e n n es sind A r b e i t e n [ 1 0 ] bek a n n t , die a n a l o g e E r g e b n i s s e e n t h a l t e n . H i e r z u w e r d e n iu

Bild

14

Untersuehungsergebnisse

an

Elementar-

f ä d e n der z u r E l a s t i z i t ä t s a n a l y s e h e r a n g e z o g e n e n amidcordseide

eingeblendet.

Aus

dem

Poly-

Kurvenverlauf

g e h t h e r v o r , d a ß a u c h die l l e n k c l s e h e u e r u n g zu e i n e m M a x i m u m führt, das ebenfalls dem besagten

Verstrek-

k u n g s b e r e i e h z u g e o r d n e t i s t , wie er für die

Erholung

gefunden wurde. D a , wie o b e n

dargelegt,

die m i t t e l s

Integrator

ge-

messene elastische Arbeit mit zunehmender Verstreekung s t e t i g s t e i g t , i s t in d e m

Schema

zur E r s p i n n u n g

b r a u c h s w e r t o p t i m a l e r Chemiefasern, B i l d 12, an

ge-

Stelle

der e l a s t i s c h e n A r b e i t d a s P h ä n o m e n E r h o l u n g zu s e t z e n . In B i l d 1 5 i s t a u ß e r der e l a s t i s c h e n A r b e i t u n d d e r Erholung

zusätzlich

die

Gesamtarbeit

als

Funktion

der V e r s t r e e k u n g e i n g e t r a g e n . Die K u r v e n d e r g e s a m t e n und

elastischen

Arbeit

trefTcn b e i

stizität praktisch zusammen.

erreichter

D i e K u r v e der

VollelaErholung

m ü n d e t in d e n W e r t 0 ein. B e i d i e s e m

Verstreckungs-

grad ist u n t e r Produktionsverhältnissen

das l i n d e

V e r s t r e e k b a r k e i t an der S t r e e k z w i r n m a s c h i n e

der

erreicht.

In B i l d 1 5 ist s c h l i e ß l i e h b e m e r k e n s w e r t , d a ß d e m K u l -

und

Temperatureinwirkungen

wieder

gelöst

E s i s t n a b e l i e g e n d , aus d i e s e m ^ e r h a l t e n zu s c h l i e ß e n , d a ß d e m o p t i m a l e n \ e r s t r e c k u n g s b e r e i c h a u c h die geringste Materialermüdung entspricht. Das Wechselspiel E r m ü d u n g und Er holung beobachten. Wenn

ist jederzeit und überall

der E r m ü d u n g

n i c h t die

zu

Erholung

f o l g e n k a n n , t r i t t v o r z e i t i g e r V e r s c h l e i ß e i n . ¡Nach D a r l e g u n g e n in f r ü h e r e n A r b e i t e n [ 1 1 , 1 ] i s t die

Ermüdung

ein Z u s t a n d ( n a c h n e u e r e r A u s l e g u n g a u c h ein V o r g a n g ) , in den ein M a t e r i a l d u r c h die E i n w i r k u n g e i n e r D a u e r s p a n n u n g v e r s e t z t w i r d , bei d e r es m e c h a n i s c h e

Eigen-

s c h a f t e n z u m T e i l o d e r v ö l l i g e i n b ü ß t . Als E r m ü d u n g s e h a r a k t e r i s t i k w u r d e der A b f a l l der e l a s t i s c h e n

Arbeit

in A b h ä n g i g k e i t von der Zeit bei k o n s t a n t e r S p a n n u n g s einwirkung angesehen.

Diese

Deutung erfolgte

seiner-

zeit a n h a n d von Meßwerten der k o n s t r u k t i v e r m i t t e l t e n elastischen haftende

Arbeit.

Fehler

¡Nachdem

erkannt

der

diesen

Werten

und ausgemerzt

ist,

an-

werden

völlig andere Verhältnisse offenbar. Der Ermüdungsversuch

m i t einer P o l y a m i d c o r d s e i d e

(aus der in A b s c h n i t t 4 v e r w e n d e t e n V e r s t r e c k u n g s r e i h e , Verstreekungsstufe halten.

Belastet

1:3,3)

man

veranschaulicht

die P r ü f p r o b e

das

Ver-

in

Zeit-

statisch

s t u f e n b i s zu 2 0 0 b , das ist die S p a n n u n g s d a u e r , b e i der d e r E r m ü d u n g s b r u c h e r f o l g t , u n d b e s t i m m t für die Z e i t s t u f e n die g e s a m t e u n d e l a s t i s c h e R e i ß a r b e i t , so r e s u l t i e r t ein in B i l d I ß Das

m i n a t i o n s p u n k t des L i n i e n z u g e s der E r h o l u n g der K u r -

kpm/cm

O

ages

veranschaulichter

Überraschungsmoment

v e n w e n d e p u n k t der G e s a m t a r b e i t e n t s p r i c h t .

10 ages, a ä kph/cmJ

teilweise

werden können.

Kurvenverlauf.

in dieser D a r s t e l l u n g

ist

%

4 •

2 k ö n n e n j e n a c h B e d a r f g e w ä h l t werden. Sie sollen a b e r n i c h t wesentlich größer bzw. kleiner sein als die t a t s ä c h l i c h a u f t r e t e n d e n G r e n z w e r t e des j e weiligen W e b m a s c h i n e n t y p s . A n h a l t s w e r t e dafür lassen sich m i t Hilfe der a n g e g e b e n e n M e t h o d e n b e r e c h n e n [2, 3], 3.3

Teilung

der k-Leiler,

(rerudenschar

zwischen

Ii und

c0

Die G r ö ß e Ii ist der w i r k s a m e H e b e l a r m , m i t dem die S c h l a g k a p p e a m S c h l ä g e r a n g r e i f t . Die Grenzen werden den v o r h a n d e n e n E i n s t e l l m ö g l i c h k e i t e n e n t s p r e c h e n d g e w ä h l t . Die T e i l u n g v o n h ist linear. J e d e G e r a d e der Schar entspricht einem bestimmten Proportionalitätsf a k t o r zwischen Ii und E s g e n ü g t m i t h i n , einen beliebigen P u n k t zu w ä h l e n , das P r o d u k t h • e 0 zu ber e c h n e n und durch eine zweite g e w ä h l t e Geschwindigk e i t zu dividieren, u m einen 2. P u n k t dieser G e r a d e n zu e r h a l t e n , z. 15. in B i l d 2 : /(l = K —

200 mm,

• e0l =

Tabelle Konstante [mm -

1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 2500 2000 2700 2900 3100 3300 3500

A

=

10

= 8 —,

2 0 0 0 inni • — ,

1. \ \'erlepaare

für

Scliützcngesclnvmdigkeit e0

9,0 8,0 9,5 8,0 10,0 8,0 10,5 8,0 11,0 8,5 11,5 9,5 12,0 10,0 12,5 10,0 13,0 10,0 13,5 11,0 14,5 12,0 15,5 13,0 16,0 14,0 l(i,0 14,0

250 m m .

8 -s

s

e0 und

Ii

1 lebelarm jmmj

3.4

Teilung

der

ij-Leitern

Den »/-Leitern liegt j e eine l i n e a r g e t e i l t e , in B i l d 2 e i n g e t r a g e n e G r a d - T e i l u n g zugrunde. D e r B e z u g s p u n k t ist der h i n t e r e T o t p u n k t der L a d e . E r e n t s p r i c h t d e m K u r b e l w i n k e l x — 1 8 0 ° . E s e m p f i e h l t sich, diese für die A n w e n d u n g des N o m o g r a m m s n i c h t b e n ö t i g t e n (X-Teilungen z u n ä c h s t jeweils auf den I n n e n s e i t e n der L e i t e r n a b z u t r a g e n , Bild 2. Der M a ß s t a b m u ß für beide L e i t e r n gleich sein. Eiir das F o r m a t D I N A 3 b e t r ä g t er 5 m m / G r a d . Die linke L e i t e r b e g i n n t v o n der c 0 L e i t e r a b n a c h oben m i t a = 1 0 8 ° und e n d e t m i t « = 1 5 0 ° ; die r e c h t e L e i t e r v e r l ä u f t r ü c k w ä r t s , und zwar v o n tx = 2 5 2 ° bis oc = 2 0 2 ° . In den meisten F ä l l e n werden diese B e r e i c h e genügen. I s t dies n i c h t der F a l l , so f ü h r t evtl. die V e r s c h i e b u n g einer oder beider L e i t e r n u m eine e n t s p r e c h e n d e A n z a h l v o n E i n h e i t e n z u m Ziel. Anderenfalls m u ß der M a ß s t a b beidseitig auf 4 m m / G r a d v e r r i n g e r t werden. F ü r die l i i n z e i c h n u n g der //-Teilungen wird nun der Z u s a m m e n h a n g zwischen d e m K u r b e l w i n k e l und der K u r v e n o r d i n a t e b e n ö t i g t , der auf G r u n d der B e r e c h n u n g s g r u n d l a g e e r m i t t e l t wird [21. Vielfach ist es j e d o c h e i n f a c h e r , eine e x p e r i m e n t e l l e E r m i t t l u n g der F u n k t i o n y = f(x) d u r c h z u f ü h r e n . Dafür wird an d e m zu u n t e r s u c h e n d e n W e b a u t o m a t e n eine 3fiO°-Teilung des K u r b e l k r e i s e s a n g e b r a c h t . E s g e n ü g t ein A b s t a n d von Zl a = 5°. D e r h i n t e r e T o t p u n k t m u ß a. = 1.80° entsprechen. D i e U m r e c h n u n g auf „ B l a t t a n s c h l a g ents p r i c h t cc = 0 ° " wurde b e r e i t s d a r g e l e g t [2|. Aus einigen m i t Hilfe des M e ß s c h i i l z e n s m a r k i e r t e n S c h ü t z e n b a h n Webeblatt

200 225 200 238 200 250 200 202 200 259 200 242 200 240 200 250 200 260 200 245 200 241 200 239 206 235 218 250

Markiert» Schützenbahn/ kurvt oír Obertach Maximum

Zuletzt eingetragener / Schuß HO ISOmm Bild 3.

. M a ß s l a b z u r E r m i t t l u n g d e r F u n k t i o n y =-

f[0

—1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

100° 110° 120° 130° 140° ISO° 160° 170° ISO° 190° 200°210° 220° 230° 240° Kurbelwinkel oc, (Hinterer Totpunktilto')

1 250°

liiltl 4. Gemessene Ordinalen der Seliiilzenbahnkurven k u r v e n ( M i t t e l w e r t ) s t e l l t m a n d e n A b s t u n d des K u r v e n m a x i m u m s v o m W e b e b l a t t f e s t u n d f e r t i g t sich aus Millimeterpapier gernäß liild 3 einen M a ß s t a b . Befindet sich die L a d e in der h i n t e r e n T o t p u n k t l a g e , so m u ß s i c h die N u l l m a r k e des a m W e b e b l a t t a n l i e g e n d e n M a ß s t a b e s m i t d e m M a x i m u m der m a r k i e r t e n S e h ü t zenbahnkurve decken. Nun werden, von « = 100° b e g i n n e n d i m A b s t a n d v o n 5°, die z u g e h ö r e n d e n y-Werte g e m e s s e n . Der a u f d e m O b e r f a c h l i e g e n d e M a ß s t a b wird dabei stets wieder an das W e b e b l a t t herangeschoben, und a m zuletzt eingetragenen S c h u ß wird der j e w e i l i g e ¡/-Wert a b g e l e s e n . D i e s e W e r t e w e r d e n m i t den z u g e h ö r e n d e n K u r b c l w i n k e l n auf M i l l i m e t e r p a p i e r ü b e r t r a g e n u n d zu e i n e m K u r v e n z u g v e r b u n d e n , B i l d 4. E s i s t r a t s a m , dieses D i a g r a m m r e c h t s o r g f ä l t i g u n d n i c h t zu k l e i n a u s z u f ü h r e n . U m so l e i c h t e r u n d gen a u e r l a s s e n sich d a n n die ¿/-Teilungen in das N o m o g r a m m e i n z e i c h n e n . U n t e r d e n g e w ü n s c h t e n »/-Werten l i e s t m a n i m D i a g r a m m , B i l d 4, die z u g e h ö r e n d e n G r a d z a h l e n a b u n d b r i n g t i m N o m o g r a m i n e n t w u r f an d i e s e r Stelle zunächst eine M a r k i e r u n g n a c h außen an. Als B e i s p i e l e sind in B i l d 2 für die l i n k e L e i t e r y t — 1 0 0 m m = 1 1 2 ° u n d f ü r die r e c h t e L e i t e r yn = 1 1 0 m m a 2 = 2 3 1 ° e i n g e z e i c h n e t . E r s t n a c h der r e s t l o s e n F e r t i g s t e l l u n g u n d K o n t r o l l e des N o m o g r a t n i n s w e r d e n die (/-Teilungen (wie in B i l d 1) e n d g ü l t i g e i n g e z e i c h n e t u n d die als H i l f s t e i l u n g e n v e r w e n d e t e n G r a d t e i l u n g e n entfernt. 3.5

Ordinalen

der

W u r d e n die « - T e i l u n g e n lediglich v e r s c h o b e i l , so ä n d e r t sich n u r der A n f a n g s w e r t g e m ä ß der B e z i e h u n g d = oc2 — « 1 ; der M a ß s t a b b l e i b t b e s t e h e n . W a r j e d o c h e i n e M a ß s t a b ä n d e r u n g e r f o r d e r l i c h , so ä n d e r t sich a u c h der M a ß s t a b der (/-Teilung. E r b e t r ä g t die H ä l f t e des M a ß s t a b e s der A u ß e n l e i t e r n , bei 4 m m / G r a d f ü r die « - T e i l u n g e n d e m n a c h 2 m m / G r a d f ü r die dTeilung. N u n w e r d e n einige d-Werte g e w ä h l t , f ü r die e 0 g e m ä ß der h e r g e l e i t e t e n B e z i e h u n g [2] b e r e c h n e t w i r d (vgl. A b s c h n i t t 2). D i e d e n W e r t e p a a r e n e n t s p r e c h e n d e n Faserforschung

Xj

=

0,26 m,

Blattbreite

=

1,47 m,

Xjj

— 1,73 m,

lx

=

0,24 m,

xa

=

0 , 3 8 rn,

xb

—

1,61 m,

b

=

6,2 —

=

1,99 m,

=

12,34

b-i

( n a c h [4] b e s t i m m t ) ,

sz

A u s T a b e l l e 2 i s t die B e r e c h n u n g der v 0 - W e r t e f ü r v i e r e t w a g l e i c h e A b s t ä n d e b i l d e n d e cZ-Werte e r s i c h t l i c h . I m B i l d 2 i s t das W e r t e p a a r

d =

110°,

=

9,59

— s

als B e i s p i e l e i n g e z e i c h n e t . Ordinalen

3.6

der

Ay¡-Kurven

D a es s i c h u m G e r a d e n h a n d e l t , g e n ü g e n zwei O r d i n a t e n , die n a c h der b e r e i t s i m A b s c h n i t t 2 e r l ä u t e r t e n Beziehung: Aa. i =

—

(xa

—

Xj)

vo

berechnet werden können. Im vorliegenden Fall ergaben sich m i t : xa -- 0 , 3 8 m X j -— 0 , 2 6 m und für

5 mm/Grad vü

A n =

16

6° ^ in

12°

s

v0-Kurven

Z u n ä c h s t b e d a r f die M i t t e l l e i t e r e i n e r H i l f s t e i l u n g d, die in B i l d 2 n a c h r e c h t s a n g e t r a g e n w u r d e . S i e beg i n n t , s o f e r n die « - B e r e i c h e n i c h t g e ä n d e r t w u r d e n , m i t d = 144° und besitzt den M a ß s t a b 2,5 mm/Grad. ( K o n t r o l l e : J e d e r W'eiser ( Y e r b i n d u n g s g e r a d e v o n oc2 n a c h « j ) m u ß die D i f f e r e n z der z u g e h ö r e n d e n W i n k e l e r g e b e n , i m B i l d 2 z. B . e i n g e z e i c h n e t : c^ = 1 5 0 ° , « 2 = 210°, d = 60°).

4

und

F ü r das i m B i l d 1 d a r g e s t e l l t e N o m o g r a m m w u r d e n zugrunde gelegt:

4t

ü

eingetragen

3.7

Ordinaten

der

Zunächst

1 3 3 m inn--i

Beispiel 10 — s ziehung:

=

30 mm

6,3° =

60 m m

12,6° =

ocB-Kurven,

berechnet

^ 8 — und 16

ai n

sowie

140 min"1 31,5 mm 63 mm

ix0-Teilung

man für

für

die

('„-Grenzwerte

einige Zwischenwerte

u n d 12 — I die ocx - W e r t e n a c h s /

«r/ =

- y ("o

—

H

~

2

(im

der Be-

"h 'xi) •

T a b e l l e 3 e n t h ä l t die f ü r das N o m o g r a m m , B i l d 1, e r f o r d e r l i c h e n W e r t e . N u n wird die T e i l u n g f ü r otx als l i n k e H i l f s t e i l u n g der M i t t e l l e i t e r e i n g e t r a g e n . I h r M a ß stab b e t r ä g t 15 mm/Grad, s o f e r n d e r a j - M a ß s t a b b e i S m m / G r a d b e l a s s e n w u r d e . D e r A n f a n g s w e r t a u f der (> 0 -Achse r i c h t e t s i c h n a c h d e m n i e d r i g s t e n «¡j - W e r t in T a b e l l e 3, u n d z w a r i s t die n ä c h s t n i e d r i g e g a n z e G r a d z a h l zu v e r w e n d e n . I m B e i s p i e l i s t der n i e d r i g s t e « X / - W e r t 1 3 ° . Die Leiter wurde deshalb mit 12° begonnen. Man über-

F a s e r f o r s c h u n g u n d T e x t i l t e c h n i k 15 ( 1 9 6 4 ) H e f t 2

64

Perner

Tabelle

und liudloff:

2. Berechnung

Kntwicklung eines Tomogramms zur Bestimmung der optimalen Schlageinstellung an Webautomaten

der Funktion

p„ aus xa und xb errechnet; n = 133 m i n - 1 ; b • s = 12,34 — ; d im Bogenmaß

d • q

(d • q)2

(d •

70 90 110 130

1,2217 1,5708 1,9199 2,2689

0,545 0,701 0,856 1,012

0,297 0,491 0,733 1,024

0,088 0,241 0,537 1,049

f(d)

q = 0,4460 — ;

|

d in Grad

=

(d •

,)
= S p a n n u n g a

d*y

l>

= e l a s t i s c h e s Moment, d e s S t a b e s ,

p M a s s e e i n e r L ä n g e n e i n h e i t des S t a b e s ) . In m o d e r n e r S c h r e i b w e i s e l a u t e t diese G l e i c h u n g

(o =

Dichte, Querschnittsfläche,

f =

of — M a ß für die F e i n h e i t v o n F a s e r s t o l l e n , P = E J =

Spannkraft, Riegesteiiigkeit.)

F ü h r t m a n f o l g e n d e A b k ü r z u n g e n ein A,

nf =

R,

P =

E J = C ,

so e r h ä l t m a n die G l e i c h u n g I Für

II

0

d2,/

Hp

dt2

erhält

man

f

cU

+

die,

0.

1 (ifferentialgleichung

dt2

und m i t

C =

0

.

'

0

cr>';' dx*

die D i f f e r e n t i a l g l e i c h u n g d e r S a i t e . .1

delinilionsmäßig

d2,,

d2u

dt2

In

v e r n a c h l ä s s i g t w e r d e n k a n n , so d a ß er o h n e

( L a ) und ( 1 b ) b e r e c h n e t e n G r u n d f r e q u e n z e n v o n

V o r s p a n n k r a f t S c h w i n g u n g e n auszuführen i m s t a n d e ist.

des

Stabes

so a b g e g r e n z t , d a ß b e i m S t a b die R i e g e s t e i l i g k e i t n i c h t wirkende

bei

immer

auf:

a b e r g e g e n R i e g u n g e i n e n W i d e r s t a n d l e i s t e t " . Kin S t a b von

Nerformung

Faserstoffen

stellte

Folgende p a r t i e l l e

so k l e i n i s t , d a ß er p r a k t i s c h n u r g e g e n Delmuno 1 , n i c h t wird

tcxt.ilcn

Resonanzfrequenz

':>'!l dessen

den

Transvcrsal-

elastische

Schwingungsfall

1847

[7]

Körper,

eine

vernachlässigt werden kann.

N a c h B u d o |8; v e r s t e h t m a n u n t e r e i n e r S a i t e „ e i n e n fadenförmigen

kann

die z. 1?. bei

der B e r e c h n u n g

Yorspannkraft

ein u n d e r r e g t i h n zu

Bild 1 wurden

die aus den

Differentialgleichungen

u n d R i e g e s l a b z. 1!. n a c h Timoshenho

Saite

[9] für v e r s c h i c -

F a s e r f o r s c h u n g u n d T e x t i l t e c h n i k 15 (1964) H e f t 2

66

und Putzger:

Kittelntann

Theoretische Grundlagen zur Feinheilsbestimmung an Faseisloil'en mil dem Vibroskop

Theoretische Grundlagen zur Feinheitsbestimmung an Faserstoffen mit dem Vibroskop Walter

Kitlelmann

Institut Fasern

für Textiltechnik in Dresden

und Dieter

Putzger

der TU Dresden

und Deutsche

Akademie

der

Wissenschaften

zu Berlin,

Institut

für

Technologie

der

D K 531.717.11:620.178.3:677.1/.5 Ausgehend von den Lösungen der partiellen Differentialgleichungen Für Transversalschwingungen von S a i t e n und S t ä b e n für verschiedene Handbedingungen werden theoretische B e t r a c h t u n g e n zur FeinheilsbesLimmung von Faserstolfen nach der Schwingungsmethode mit dem Vibroskop durchgeführt. TeopemuvecKue

ocnoeu

onpedejienusi

monanbi

OOAOKOII

npu npuMenenuu

euOvocKona

HaeriiHHbie RH({i(J)epeHi4najibHbie y p a B i i e i i i i f i «jth n o n e p e m i u x KOJieöanMii C T p y n h CTepiKiteü peineiiM npu pa3JiHMin,rx rpaiiHHHbix ycjioBKHx. H a ocnoBe nojiyteiiHbix a a n n b i x npoiseaeno TeopeTi-niecKoe paccMOTpemie n o n p o c a onpeAejieniifi tohiihli bojiokoh npu noMomn n:!MepeHHH KOJieöaHiiß niiopoCKonoM. Theoretical

liasis

of the Determination

of Fineness

of Fibrous

Materials

tvith the

Vibrascope

Based on solutions of partial dilTerential equations of transversal vibrations of strings and rods Tor dill'erent boundary conditions, the determination of fineness of fibres by the vibration method using a vibrascope is considered theoretically. ]

Einleitung

S p a n n t m a n einen F a d e n u n t e r einer

F ü r die B e s t i m m u n g der Feinheit an einzelnen E l e m e n t a r fäden und Fasern sind bisher mikroskopische und seif etwa 20 J a h r e n vibroskopische Verfahren in Anwendung [1|. Der teilweise sehr große Zeitaufwand bei den mikroskopischen Verfahren führte besonders in der Chemiefaserindustrie zur Weiterentwicklung und V e r v o l l k o m m n u n g der Vibroskope, bei denen aus der GrundFrequenz eines zu Transversalschwingungcn erregten Elementarl'adens mit den aus der Physik b e k a n n t e n (ileiclumgen die Feinheit b e s t i m m t werden kann. Uber die verschiedenen .Möglichkeiten zur Feinheilsbes t i m m u n g auf vibroskopischem W e g e berichten Liinenschloss und Hummel [2]. Fintier beschreibt das „ M a n r a V i b r a s c o p e " der Newmark Ltd., das nach der Frequenzänderungsmethode arbeitet |3|. Dieses selbstresonierende Vibroskop zeigt, die Resonanzfrequenz auf einem PräzisionsjVlikroamperemeter an, das in Frequenzeinheiten geeicht ist. Die beim Prüfen von E l e m e n t a r f ä d e n n a c h der VibroskopMelhode zu berücksichtigenden Einflußgrößen sind beispielsweise in den Arbeiten von Mackaij und Downes [vi | sowie von l-'att [5] behandelt worden. E r s t m a l i g wird über die Theorie zur Feinheitsbestininumg mit dem Vibroskop von Oonsalves b e r i c h t e t [(ij. Die physikalischen (Grundlagen hierzu, insbesondere der Einfluß der Biegesteifigkeit auf die Resonanzfrequenz, wurden von Seebeck behandelt [7]. W i e im folgenden noch näher gezeigt wird, stimmt die von Seebeck angegebene Gleichung für die GrundFrequenz eines gespannten , , S t a b e s " im Grenzfall für verschwindende „ S a i t e n s p a n n u n g " nicht mit der Grund Frequenz eines Bieges t a b e s überein. Da diese Gleichung aber zur K o r r e k t u r des Einflusses der Biegesteifigkeit bei der Berechnung der Resonanzfrequenz von gespannten E l e m e n t a r f ä d e n und l^asern angewendet wird, muß auf die m a t h e m a t i s c h e n Grundlagen der Transversalschwingungen von Saiten und S t ä b e n näher eingegangen werden. 2 Die

Transversalschwingungen

2.1 Die Gleichungen

von

von Seebeck

Saiten

und

Stalten

in zwei K l e m m e n schwingungen, auftreten,

so

ihrer

elastischen

Für

diesen

im J a h r e

Querschnitt

ihm

gegenüber

der

Saite

nicht

Seebeck

bereits

Differentialgleichung

d2y

P • g d2y

a •g

dx2

dfl d2 >l

(/•> = S p a n n u n g a

d*y

l>

= e l a s t i s c h e s Moment, d e s S t a b e s ,

p M a s s e e i n e r L ä n g e n e i n h e i t des S t a b e s ) . In m o d e r n e r S c h r e i b w e i s e l a u t e t diese G l e i c h u n g

(o =

Dichte, Querschnittsfläche,

f =

of — M a ß für die F e i n h e i t v o n F a s e r s t o l l e n , P = E J =

Spannkraft, Riegesteiiigkeit.)

F ü h r t m a n f o l g e n d e A b k ü r z u n g e n ein A,

nf =

R,

P =

E J = C ,

so e r h ä l t m a n die G l e i c h u n g I Für

II

0

d2,/

Hp

dt2

erhält

man

f

cU

+

die,

0.

1 (ifferentialgleichung

dt2

und m i t

C =

0

.

'

0

cr>';' dx*

die D i f f e r e n t i a l g l e i c h u n g d e r S a i t e . .1

delinilionsmäßig

d2,,

d2u

dt2

In

v e r n a c h l ä s s i g t w e r d e n k a n n , so d a ß er o h n e

( L a ) und ( 1 b ) b e r e c h n e t e n G r u n d f r e q u e n z e n v o n

V o r s p a n n k r a f t S c h w i n g u n g e n auszuführen i m s t a n d e ist.

des

Stabes

so a b g e g r e n z t , d a ß b e i m S t a b die R i e g e s t e i l i g k e i t n i c h t wirkende

bei

immer

auf:

a b e r g e g e n R i e g u n g e i n e n W i d e r s t a n d l e i s t e t " . Kin S t a b von

Nerformung

Faserstoffen

stellte

Folgende p a r t i e l l e

so k l e i n i s t , d a ß er p r a k t i s c h n u r g e g e n Delmuno 1 , n i c h t wird

tcxt.ilcn

Resonanzfrequenz

':>'!l dessen

den

Transvcrsal-

elastische

Schwingungsfall

1847

[7]

Körper,

eine

vernachlässigt werden kann.

N a c h B u d o |8; v e r s t e h t m a n u n t e r e i n e r S a i t e „ e i n e n fadenförmigen

kann

die z. 1?. bei

der B e r e c h n u n g

Yorspannkraft

ein u n d e r r e g t i h n zu

Bild 1 wurden

die aus den

Differentialgleichungen

u n d R i e g e s l a b z. 1!. n a c h Timoshenho

Saite

[9] für v e r s c h i c -

Faserforschung und T e x t i l t e c h n i k 15 (1964) H e f t 2 unci Pulzger:

Kitlelmnnn

Theorelisclie Grundlagen zur

u n F a s e r s t o l l e n mit. d e i n

Differentialgleichungen

mitA*p-f,

für

m> Lösung

Lagerungs fall

,

i

r - Ì • -L .tP^T >'2 I' ( f f

der

kombinierten für

die

TJ_

I'

32

B =

der

kombi-

0 , so i s t zu e r w a r -

t e n , d a ß f ü r d i e s e n F a l l die E i g e n f r e q u e n z e n des B i e g e erhalten

wer-

den (vgl. G l e i c h u n g ( l a ) u n d B i l d (1)). D a g e g e n

darf

nur

der b e t r a c h t e t e n

bei

einer

Lagerungsfälle

beidseitigen

Auflagerung

0

C =

ge-

s e t z t w e r d e n . H i e r b e i m u ß sich a u s d e r

Eigenfrequenz

der

die

kombinierten

Differentialgleichung

Grundfre-

q u e n z e i n e r s c h w i n g e n d e n S a i t e e r g e b e n (vgl. G l e i c h u n g ( l b ) und Rild 1). Die R a n d b e d i n g u n g e n für „beidseitig

eingespannt

fürx - 0 U (0)'0 u'(o)=o

Lösung

Randbedingungen

nierten Differentialgleichung stabes

fürx=1 U (II'0 UW,0 irm-o

3. beidseitig

die

3 L a g e r u n g s f ä l l e n a c h R i l d 1 e i n g e s e t z t , so e r h ä l t m a n •IL die i h n e n e n t s p r e c h e n d e n E i g e n f r e q u e n z e n , w o b e i n u r

Lösung

2i Ì ~ f r

U II) =0 U lli tO WU)=0 2. eingespannt und gelagert fürx =0 utoy-o uw)=o

allgemeine

den G l e i c h u n g e n f ü r die E i g e n f r e q u e n z e n

A

.

die

die G r u n d f r e q u e n z e n b e t r a c h t e t w e r d e n . S e t z t m a n i n

„TJ TärxTI

1

in

Differentialgleichung

gelagert

•L.& . n fürx'O UtOl'O U10)t0 uxor-o

B i l d 1.

Werden

Sfab

Saite

B=P, C=EJ

1. beidseitig

67

Feinlieitsbestimmung

Vibroskop

e i n g e s p a n n t " und „ e i n g e s p a n n t und g e l a g e r t " dagegen können

r- J— ' 21T

für x = l U (l)*0 irai'O

i!

von

Gleichung

(lb)

F ü r den Lagerungsfall h ä l t Seebeck

Die G r u n d f r e q u e n z v o n SaiLe u n d S t a b für verschiedene Lagerungsfälle

d e n e L a g e r u n g s f ä l l e m i t den e n t s p r e c h e n d e n

nicht

erfüllt

werden,

da

„beidseitig eingespannt"

er-

sie diese ü b e r f o r d e r n .

I f f

Randbe-

lässigung E

• J

P^l2

über eine R e i h e n e n t w i c k l u n g m i t V e r n a c h der

zweiten

und

höheren

Potenzen

von

folgende Näherungslösun»' :

dingungen zusammengestellt. G l e i c h u n g (1) n a c h Seebeck nierte

Differentialgleichung

s t e l l t s o m i t eine für e i n e n

kombi-

Riegestab

Rerücksichtigung einer wirksamen Vorspannkraft in

der y die A m p l i t u d e n a u s l e n k u n g ,

unter dar,

x die K o o r d i n a t e

1

f r e q u e n z der S a i t e , l =

in L ä n g s r i c h t u n g u n d t der Z e i t p a r a m e t e r s i n d . D i e D i f f e r e n t i a l g l e i c h u n g (1) i s t d e r

Ausgangspunkt

der weiteren Ü b e r l e g u n g e n .

m e n t a r f ä d e n und Fasern berücksichtigt. E s m u ß j e d o c h v (t) =

u (x) • v{t),

festgestellt

e,ml

legungen

erhält man -

Am2u

(x) -

Einspannlänge.

M i t G l e i c h u n g (5) w u r d e b i s h e r in der T e x t i l p r i i f u n g die Riegesteifigkeit bei der F e i n h e i t s b e s t i m m u n g von E l e -

U b e r den L ö s u n g s a n s a t z y {x, t) =

p

V — G r u n d f r e q u e n z des S t a b e s , v0 = ~— / =Grund21 |/ Q-f

+

Buu{x)

CuIV(i) =

0

und mit

werden, des

daß

diese

Gleichung

vorangegangenen P =

von

für den S t a b ü b e r e i n s t i m m t ,

(la)

m i t k e i n e r der

Über-

nicht

recht wird und für Gleichung

0

den

Abschnitts

ge-

Lösungen wie

ein V e r g l e i c h m i t R i l d 1 z e i g t . il [XJ =

e*

C - *

2

B

=

zi CO2.

2.2 Eigenfrequenzen

I ) a r a u s folgt für _

2

H ±

1/4.-1C&)2

a-- i i 1 cellulosexant liogenal-Modellladen weiße Viskose , c an 11 i l M7 •

schwefel. Aus diesen Viskosen erhielten wir reine jNatriumcellulosexaiithoiie nat-Mod eil fäden durch A u s f l i e ß e n d e r Vis•>=""• kose aus einer Kapillare m eine 2 n A m m o n s u l l a l - L o s u n g ,

i\ T1 '1/1 1 OA \r-,, -1 1P , T ,1, 1 1 I eil 1 d e r 2 0 . Mitteilung s. r a s c r t o r s c h . u. l e x t i l t e c h n . 1 4 ( 1 9 6 3 ) 1 2 S 5 £) 2 —527 2) Nähere' liinzelheiten siehe Dissertation von II. Jost, T . 11. für Chemie Leuna-Merseburg 1 9 6 3

alkalische Nal riiimcellulosexanthogenal-Modellfäden durch , , , . ?,. , , ™ •, • i lintlernen der Nebenprodukte Sulfid uud I rithiocarbonat a u s d e r V i s k o s e mit Hilfe des Animieiiaustauschers Wofat.it S B W 400 und anschließendes Verspinnen dieser weißen

Faserforschung und T e x t i l t e c h n i k 15 (1964) H e f t 2

71

Jost und (¡robe: R e a k l ionskuiel ische l ' n l c r s u c h u n g c n bei dei' Entstehung 1 von Cellulosere^eneral lüden F e i n h e i t s b e s t i r n m u n g m i t d e m Y i b r o s k o p zu e l i m i n i e r e n .

E b e n s o sei H e r r n

Die von ihr angegebene Gleichung (Iß)

Theoretische Dipl.-Phys.

4P \ f u ß t u n i d e r v o n Seebeck

Vl

IiJ =

beiden

0 e r g e b e n die Glei-

erhaltenen

aber

Ergebnisse

von-

e i n a n d e r a b , w o b e i die G l e i c h u n g ( 1 6 ) s t e t s die g r ö ß e r e n W e r t e für Q • f

liefert.

Mit Gleichung (14) l ä ß t sich auch a b s c h ä t z e n , inwiew e i t die

B i e g e s t e i f i g k e i t b e i der

mit dem

Yibroskop

Feinheitsbestimmung

für die v e r s c h i e d e n e n

Faserstoffe

berücksichtigt werden muß. 4

Zusammenfassung

E i n Nacharbeiten der von Seebeck aufgestellten Gleichung für die Grundfrequenz eines mit einer V o r s p a n n k r a f t beidseitig eingespannten S t a b e s ergab, daß diese Gleichung für den Fall, daß die V o r s p a n n k r a f t Ntdl ist, nicht mit den aus der Mechanik bekannten Lösungen übereinstimmt. Ausgebend von der von Seebeck aufgestellten partiellen Differentialgleichung werden Lösungen für b e s t i m m t e Lagerungsfälle angegeben, die für die V o r s p a n n k r a f t P = 0 mit den Grundfrequenzen des S t a b e s identisch sind. E s wird eine Gleichung für die Grundfrequenz angegeben, die oberhalb y 2 = 1000 für alle b e t r a c h t e t e n Lagerungsfälle Gültigkeit besitzt. Unserem habil.

Institutsdirektor,

VF. Hobeth,

danken

wir

zu

Ii. Pegel, Dresden,

Deutsche

Berlin,

Institut

Institut sowie

Akademie für

für

Herrn der

Metallische

der transzendenten Gleichungen gedankt.

wird, d e s t o m e h r w e i c h e n a u c h ' d i e

Gleichungen

TU

S p e z i a l w e r k s t o f f e in D r e s d e n , f ü r H i n w e i s e z u r L ö s u n g

( 1 5 ) u n d (IG) g l e i c h e W e r t e . J e s t ä r k e r

d e r E i n f l u ß v o n EJ nach

]

v2

der

II. Ilemschick,

Wissenschaften

b e r e c h n e t e n G l e i c h u n g (5).

F ü r Faserstoffe mit einem chungen

-

Dr. rer. n a t .

Physik

Herrn

Prof.

recht

herzlich

I)r.-lng.

F ö r d e r u n g der Arbeit und seine wertvollen

für

die

5

Literatur

[1] Sommer, II., und Winkler, F., H a n d b u c h der W e r k stoffprüfung. Bd. 5. Die Prüfung der Textilien. Berlin — Göttingen—FIeidelberg: Springer 19(10. [2] Lünenschloß, J., und Hummel, F., Die B e s t i m m u n g der Faserfeinheit unter besonderer Berücksichtigung des Mieronaires und der Vibroskop-Methoden. TextilPraxis 1 4 (1959) S. 8 6 7 - 8 7 3 . [3] jButler, K. J., F o r t s c h r i t t in der Bauweise von Vibraskopen. Spinner u. W e b e r u. Textilveredlung 78 (1960) S. 1 6 4 . [4] Mackay, B. II., und Downes, J. G., An a u t o m a t i e Vibrascope. T e x t i l e Res. J . 2 8 (1958) S. 4 6 7 - 4 7 3 . [5] Patt, D. II., Findings and Recoininendations on Ihe Use of the Vibroseope. T e x t i l e Res. J . 2 8 (1958) S. 691. [6] Gonsalves, V. F., Eine moderne Apparatur für die B e stimmung der Festigkeit und Dehnung der Einzelfasern. Melliand T e x l i l b e r . 2 4 (1943) S. 2 1 8 - 2 2 2 . [7] Seebeck, A., Berichte über die Verhandlungen der königlich sächsischen Gesellschaft der Wissenschaften zu Leipzig. Leipzig: W e i d m a n n ' s c h e Buchhandlung 1 8 4 8 . [8] Hudó,A., Theoretische .Mechanik. B e r l i n : Deutscher Verlag der Wissenschaften 1 9 5 6 . [9] Timoshenko, St. P., Schwingungsprobleme der T e c h n i k . Berlin —Göltingen — H e i d e l b e r g : Springer 1932. [10) Bedienungsanleitung zum „ M a n r a " V i b r a s c o p e der Louis Newmark, Limited.

Hinweise.

IC Uigenau gen am 14. September

1963

Reaktionskinetische Untersuchungen bei der Entstehung von Celluloseregeneratfäden 20. Mitteilung über den Fadenbildungsmechanismus von Viskosekapillarfäden ( ¿ T e i l ) 1 ) Ilartmut

Jost

Deutsche

Akademie

und Anneliese

Grübe

der Wissenschaften

zu lîerlin,

Institut

für Faserstoff-Forschung

in

'l'eltmv-Seehof D K 677.463.021.52:532.72:541.127.1

In F o r t s e t z u n g des ersten Teiles der Arbeit werden nach Schilderung der V e r s u c h s o b j e k t e und der Meßmethode die Meßergebnisse angegeben und diskutiert. KunemunecKue Coo6u(.

20-oe

uccjiedoeauun ua cepuu

paôom

peaKiçuu

oôpa3oeaHust

eudpamifeMiojiosubix

no Mexanu3My numeo6pa3oeanu.il

numeä

eudpamucMio.io.mbix

,o > • ' "•> schwefel. Aus diesen Viskosen erhielten wir reine jNatriumcellulosexaiithoiie nat-Mod eil fäden durch A u s f l i e ß e n d e r Vis•>=""• kose aus einer Kapillare m eine 2 n A m m o n s u l l a l - L o s u n g ,

i\ T1 '1/1 1 OA \r-,, -1 1P , T ,1, 1 1 I eil 1 d e r 2 0 . Mitteilung s. r a s c r t o r s c h . u. l e x t i l t e c h n . 1 4 ( 1 9 6 3 ) 1 2 S 5 £) 2 —527 2) Nähere' liinzelheiten siehe Dissertation von II. Jost, T . 11. für Chemie Leuna-Merseburg 1 9 6 3

alkalische Nal riiimcellulosexanthogenal-Modellfäden durch , , , . ?,. , , ™ •, • i lintlernen der Nebenprodukte Sulfid uud I rithiocarbonat a u s d e r V i s k o s e mit Hilfe des Animieiiaustauschers Wofat.it S B W 400 und anschließendes Verspinnen dieser weißen

F a s e r f o r s c h u n g u n d T e x t i l t e c h n i k 15 (1944) H e f t 2

72

Jost und Grübe: Reaktionskinelische Untersuchungen bei der Entstehung von Celluloseregeneralfäden

Bild 6. Die Neutralisationsreaktion des alkalischen Natriumcellulosexanthogenat-Modellfadens bei unterschiedlicher 11 + Aktivität der Zersetzungslösung. Temperatur 40

Bild 7. Die Neutralisationsreaktion des reinen Natriumcellulosexanlhogenat-Modellfadens (pH = 8,8) bei unterschiedlicher H + - A k t i v i t ä t der Zersetzungslösung. Temperatur 40 °C

Viskose unter einem N a -Druck von 0,6 alü durch eine Kapillare in ein Spinnbad. F ü r die Darstellung der alkalischen Natriumcellulosexanlhogenal-Modellfäden mit Nebenprodukten verspannen wir direkt Betriebsviskose unter einem N 2 -Druck von 0,6 atü aus einer Kapillare in ein Spinnbad. Mit Alkali getränkte llydratcellulose-Modelliäden wurden aus vollständig regenerierten reinen Natriumcellulosexanthogenat-Modellfäden und anschließender Behandlung dieser Fäden mit 6,27%iger NaOII dargestellt. Alle Messungen führten wir bei 40 °C aus. Für die Messungen wurden die Fäden nach bestimmten Reaktionszeiten aus dem Spinnbad in eine Petrischale gebracht, die Spinnbad von der gleichen Temperatur enthielt, und die Wanderung der Umschlagsgrenze des Indikalors Bromkresolpurpur von blau nach gelb im Faden unter dem Mikroskop verfolgt. Diese Meßmethode hatte zwei wesentliche Nachteile:

b e s c h l e u n i g t und eine geringe H + - A k t i v i t ä t die N e u t r a l i s a t i o n s r e a k t i o n v e r l a n g s a m t . W e i t e r h i n w e r d e n reine Natriumcellulosexanthogenat-Modellfäden bedeutend schneller als die e n t s p r e c h e n d e n a l k a l i s c h e n Modellfäden n e u t r a l i s i e r t , wie aus dem \ ergleich der B i l d e r 6 und 7 und der T a b e l l e 2 h e r v o r g e h t .

1. Did'usionszeiten unter 25 s waren auf Grund der vielen lyianipulationen nicht erfaßbar. 2. Die Grenzlinie ist in Lieferen Faserbereichen nicht sichtbar und konnte deshalb nur bei kurzen Reaktionszeiten am Faserrand ausgemessen werden. W i r mußten deshalb die DilVusionsreaklion für die Zeit der Beobachtung unterbrechen. Nach bestimmten Reaktionszeiten legten wir die gesponnenen Fäden in eine auf — 70°C gekühlte Metlianol-Trockeneismischung ein. Die Fäden erstarrten sofort, und die Diffusionsreaktion wurde schlagartig unterbrochen. Hierbei veränderte sich durch das Abkühlen die Fadengeometrie nicht. Von den erstarrten Fäden fertigten wir mit der Rasierklinge unter weiterer Kühlung Querschnitte an, die unter dem Mikroskop betrachtet werden konnten. Die Breite der Umschlagzone des Indikators war dabei gut ausmeßbar. Als Reaktionszeit gilt die Aufenthaltsdauer des Fadens im Spinnbad bis zum Einbringen in die Methanol-Trockeneismischung. Die Methode gestattet also, die Eindringtiefe der Grenzlinie a — £ und die Reaktionszeit t zu bestimmen. 2.4 Die

Meßwerte

Die A b n a h m e des a l k a l i s c h e n F a d e n k e r n s in A b h ä n gigkeit v o n der Zeit e r m i t t e l t e n wir für v e r s c h i e d e n e A l k a l i g e h a l t e der Viskose, für v e r s c h i e d e n e p H - W e r t e uncj für u n t e r s c h i e d l i e h e Z u s a m m e n s e t z u n g e n der S p i n n b ä d e r n a c h der oben b e s c h r i e b e n e n M e t h o d e . In den B i l d e r n 6 und 7 ist diese A b h ä n g i g k e i t in F o r m des Q u o t i e n t e n : Q u e r s c h n i t t des a l k a l i s c h e n F a d e n k e r n s / Q u e r s c h n i t t des F a d e n s , f 2 7r/a 2 jr, für a l k a l i s c h e und reine Natriumeellulosexanthogenat-Modellfäden bei unterschiedlicher I I + - A k t i v i t ä t der Z e r s e t z u n g s l ö s u n g e n ü b e r der Zeit a u f g e t r a g e n . Aus den B i l d e r n 6 und 7 ergibt sich, wie e r w a r t e t , daß die H + - D i f I u s i o n in C e l l u l o s e x a n t h o g e n a t - M o d e l l f ä d e n s t a r k v o m p H - W o r t a b h ä n g i g ist und zwar d e r a r t , d a ß eine h ö h e r e H + - A k t i v i t ä t die N e u t r a l i s a t i o n s r e a k t i o n

N a c h T a b e l l e 2 sind die N e u t r a l i s a t i o n s z e i t e n für a l k a l i s c h e Modellfäden 3 , 6 bis 4 , 9 g r ö ß e r als für n e u t r a l e Modellfäden. Die N e u t r a l i s a t i o n s k u r v e in B i l d 6 für p H = 2 u n t e r s c h e i d e t sich v o n allen a n d e r e n N e u t r a l i s a t i o n s k u r v e n d a d u r c h , daß die I I + - D i f f u s i o n in d e m F a d e n zu B e g i n n der B e a k t i o n n u r sehr l a n g s a m v o r sich g e h t . A m B e a k t i o n s a n f a n g diffundieren hier auf G r u n d der geringen H + - K o n z e n t r a t i o n ( H + ~ 0 , 0 1 n) in der Zersetzungslösung die O I I ~ des F a d e n s (OH~K o n z e n t r a t i o n 1 , 5 3 bis 1 , 5 7 n) in die Z e r s e t z u n g s lösung (gegenläufige Diffusion), und e r s t d a n n , w e n n die O H ~ - K o n z e n t r a t i o n kleiner als 0 , 0 1 n im F a d e n wird, k ö n n e n die z a h l e n m ä ß i g im U b e r s c h u ß v o r h a n d e n e n I I + in den Modellfäden diffundieren und die N e u t r a l i s a t i o n s reaktion im Faden hervorrufen. Die N e u t r a l i s a t i o n s g e s c h w i n d i g k e i t w ä h r e n d der E n t s t e h u n g des Modellfadens k a n n bei k o n s t a n t e n ä u ß e r e n B e d i n g u n g e n a u ß e r v o n d e m Säure/Alkali-A e r h ä l t n i s v o n d e m G e l z u s t a n d des Modellfadens a b h ä n g e n . B e i der F a d e n b i l d u n g b e s t e h t der F a d e n aus H y d r a t e e l l u lose und C e l l u l o s e x a n t h o g e n a t . G a n z allgemein m u ß m a n d e s h a l b a n n e h m e n , d a ß die Diffusion der H + sowohl i m u n z e r s e t z t e n C e l l u l o s e x a n t h o g e n a t als a u c h in der J l y d r a t c e l l u l o s e s t a t t f i n d e t . Aus diesem G r u n d e u n t e r s u c h t e n wir, ob sich die Diffusion der H+ i m ents t e h e n d e n Modellfaden ( C e l l u l o s e x a n t h o g e n a t und I l y Tabelle

2. Die reinen

H+-Konzentralion bzw. H+-Aktivität

2,5 1 n pH pll

n 11 2 S0 4 H 2 S() 4 = 1 = 2

JS euiralisationszeilen von alkalischen Na-Celhdosexanthogenat-Modellfäden Neutralisalionszeil T Isl reine Na-Cellulosexan thogenalModellfäden

alkalische Na-OellulosexanthogenalModellfäden

1\

7*2

17 24,5 56 100

80 120 299 Ü80

und

TJT,

4,7 4,9 3,6 ;!,8

F a s e r f o r s c h u n g u n d T e x t i l t e c h n i k t 5 (1944) H e f t 2

73

Jost uud (! robe: R e a k l ionskinelische r n t e r s u c h u n g e n b e i d e r E n t s t e h u n g von Cellulosercgeneratladen w-,

1 ¿reineNa-Cell-XModellfäden(pH=8ß) 2.5nH,5 0, j+m/7 6,257. Alkali getränkte Hydratcellulose 2.5n H: 5 0» \° 1 n zeigen die Dill'usionskoeffizienten eine K o n z e n t r a t i o n s a b h ä n g i g k e i t . Eingegangen

am 29. Oktober

1963

F a s e r f o r s c h u n g u n d T e x t i l t e c h n i k 15 (1964) H e f t 2

i\ lfornuff und Grimm: Zur K e n n t n i s der Feinst rukturvei'änderung'en von PE-FaserstolTen durch chemische und llierniische Einflüsse

^^

Zur Kenntnis der Feinstrukturveränderungen von PE-Faserstoffen durch chemische und thermische Einflüsse1' Günther

von Ilornuff,

Harald

Grimm,

Herrn

Dr. Totila

Institut

Deutsche

für Textilchemie

Akademie

Madlung

der TU Dresden,

der U7issenschaften

zum 65. Geburtstag

zu Berlin,

und Institut

für Technologie

der Fasern

gewidmet

in

Dresden

D K 6 7 7 . 4 9 1 .(>74: (177.04'. . 3 2 2 : 5 3 9 . 2 1 6 . 1

Mit Ililfe verschiedener Untersuchungsmethoden — zunächst an unterschiedlich thermisch b e h a n d e l t e m P o l y ester-Faserstoll' erprobt — wurden die F'einstrukturveränderungen nach der E i n w i r k u n g von F ä r b e b e s c h l c u n i g e r n auf P o l y e s t e r - F a s e r s t o l l e untersucht. Ks wird gezeigt, daß die F e i n s t r u k t u r v e r ä n d e r u n g e n auf einer geringen Kristallinilütsgraderhöhung und einer s t a r k e n Desorientierung der kristallinen Bereiche im F a s e r s t o l l beruhen. K eonpocy o wiMeueiuuix oo3deücmeuü

moHKoii cmpymnypbi

nojimtfiupnbix

eojioKou

nod

SJIUHHUCM

xuMunecnux

mepMunecnux

U

Hay'ieHM HUMeiieuHn T O H K O H CTpyKTypw noJiiiaiJiHpHbix BOJIOKOII nocjie BonaeilcTUHH nepenocHMKoii npn npiiMeneiiHH pa:HiH4iibix MeToaoB, KOTopue A O 9Toro 6 H J I H iicnbiTaiibi n a pasjrii'ino TepMooöpaöoTainibix noJiii3iJ)itpnbix BOJiOKHax. n o K a a a t i o , HTO H;iM6tiGHHH TOMKOft OTpyKTypbi COCTOHT B ueöojibuiOM iTOBbiiiieHHM CTenemt KPHCTAJIJIHMHOCTH H cnjibHofl A E S O P N E I I T A U H I I KPHCTAJIJIHHECITHX oßjiacTeü B BOJIOKIIMCTOM M A T E P N A J I E . On the Changes

of Fine

Structure

in Polyester

Fibres

by Chemical

and Thermical

Dijluences

T h e effects of carriers on the fine structure in polyester fibres were investigated by various methods which were previously e x a m i n e d on fibres thermically treated in different manner. T h e structural changes are shown to consist in a slight increase in cristallinity and ill a large reduction of orientation in t h e crislalline regions of the fibre. 1

Einleitung

2 Thermische

Die empirisch gefundene T a t s a c h e der färbebeschleunigenden W i r k u n g von ausgewählten organischen S u b s t a n z e n bei der F ä r b u n g hydrophober Faserstoll'e ist schon seit über einem J a h r z e h n t b e k a n n t . Die Wirkungsweise der F ä r b e beschleuniger (Oarrier) ist olfensichtlich komplexer N a t u r und noch nicht befriedigend geklärt. l ' n s e r e . V e r s u c h e wurden durch eine Arbeit von Klöd fl] angeregt. Diese und die Untersuchungen der P i e d m o n t Section [2| sowie die von Elöds Mitarbeitern Hendrix [3] und Vinh-Am [4J ergaben, daß die Färbebeschleuniger eine Veränderung der F a s e r s t o l f s t r u k t u r bewirken. Uns interessierten folgende Fragen :

Verschiedene Hannes

1. Übersicht

Behandlung

50 °C 100°C 120°C 140 T , 160°C 180°C 200 °C

gewaschen 30 min 30 min 30 min 30 min 30 min 30 min

über

die Meßwerte

fungen

Partielle Kritische Verseifungszahl Lösezeit in Phenol [mg K O I I / g Faserst olfj M 4,6 4,5 9,9 17,6 (19,6 139,8 364,2

160 151 137 130 146 179 253

Färbst olfaufnahme (Cibacetblau R F ) [mg F a r b stoff/ g l'aserst.] 12,0 11,5 10,3 6,5 6,5 9,0 12,1

von

100

bis

200°C

spannungslos

Abstu-

heißluft-

matt)

angewandt

und überprüft.

Die E r g e b n i s s e

gibt

T a b e l l e 1 wieder. Die m e i s t e n F e i n s t r u k t u r u n l e r s u e h u n g s m e l h o d e i i

er-

g e b e n n u r K e l a t i v w e r f e. E i n e E i c h u n g ist m i t wii » s e h e n s werter

Exaktheit

nur

suchungsverfahren

selten

sind m i t

möglich. einem

\ lele

Lnter-

derartigen

experi-

mentellen Aufwand

verknüpft,

daß

die

physikochemischen

Methoden

ihre

Bedeutung

halten.

^ on vornherein

kann

nicht

einfacheren

erwartet

daß letztere M e t h o d e n selektiv auf einzelne

be-

werden,

Parameter

a n s p r e c h e n , d e n n die a n g e w a n d t e n R e a g e n z i e n

wirken

a u f d e n F a s e r s t o f f in s e i n e r G e s a m t h e i t , u n d d e r F a s e r V ntersuchungsmethoden Ileißluftfixierlemperatur

au

T.Aso^-Scide

in

Abhängigkeit

Ell'ekPhenoltiver R o n genJ odsorpKristalliSpezifisorplions- Kristalliorien I erung t ionszahl nitälssche zahl (mg n i tä LsR e Hex [ mg J o d / Doppelgrad+) Phenol/ grad g Faserst.| brechung (Röntgen) g Faserst.| (Dichte) [%] (010) (100) 89,5 77,8 65,2 31,3 29,3 28,0 30,9

164 164 156 123 88 63 61

32,3 37,5 40,8 4 7,3 52,0 56,8 58,1

20,4 38,4 46,0 45,5 49,1 49,0 57,8

11,0° 9,9 10,9° 10,8° 10,2° 9,5° 9,4°

9,0° 8,8° 9,5° 9,9° 10,0" 10,3° 10,9°

) Die R ö n t g e n a u f n a h m e n wurden im I n s t i t u t für Faserstoff-l'orsclnmg in Teltow-Seehof durchgeführt. Herrn Dr. wird für die Anleitung und Unterstützung herzlich gedankt. +

und

f i x i e r t e r LANON- ( j e t z t GRISUTEN)-Seide ( 1 0 t e x , 2 4 f a c h ,

T U Dresden,

verschiedener von der

[5] u n d Roth

[(>] a n g e w a n d t w o r d e n s i n d , w u r d e n m o d i f i z i e r t

u n d z u n ä c h s t a n e i n e r V e r s u c h s r e i h e in 2 0 grd

2. W i e werden diese P a r a m e t e r verändert, und welche Parallelen sind gegenüber der Thermofixierung festzustellen?

Tabelle

Feinstrukturuntersucliu ngsmethoden

[ 1 5 ] , die t e i l w e i s e a u c h v o n Petzold

1. W e l c h e P a r a m e t e r der übermolekularen S t r u k t u r der Polyester-F'aserstotfe werden durch die F'ärbebeschleuniger-Einwirkung verändert?

Auszug aus der Dissertation II. Grimm, Malh.-nat. Fakultät, Juni 1963

Einwirkung

0,219 0,209 0,197 0,188 0,193 0,192 0,192

Iluscher

F a s e r f o r s c h u n g u n d T e x t i l t e c h n i k 15 (1964) H e f t 2

i\ lfornuff und Grimm: Zur K e n n t n i s der Feinst rukturvei'änderung'en von PE-FaserstolTen durch chemische und llierniische Einflüsse

^^

Zur Kenntnis der Feinstrukturveränderungen von PE-Faserstoffen durch chemische und thermische Einflüsse1' Günther

von Ilornuff,

Harald

Grimm,

Herrn

Dr. Totila

Institut

Deutsche

für Textilchemie

Akademie

Madlung

der TU Dresden,

der U7issenschaften

zum 65. Geburtstag

zu Berlin,

und Institut

für Technologie

der Fasern

gewidmet

in

Dresden

D K 6 7 7 . 4 9 1 .(>74: (177.04'. . 3 2 2 : 5 3 9 . 2 1 6 . 1

Mit Ililfe verschiedener Untersuchungsmethoden — zunächst an unterschiedlich thermisch b e h a n d e l t e m P o l y ester-Faserstoll' erprobt — wurden die F'einstrukturveränderungen nach der E i n w i r k u n g von F ä r b e b e s c h l c u n i g e r n auf P o l y e s t e r - F a s e r s t o l l e untersucht. Ks wird gezeigt, daß die F e i n s t r u k t u r v e r ä n d e r u n g e n auf einer geringen Kristallinilütsgraderhöhung und einer s t a r k e n Desorientierung der kristallinen Bereiche im F a s e r s t o l l beruhen. K eonpocy o wiMeueiuuix oo3deücmeuü

moHKoii cmpymnypbi

nojimtfiupnbix

eojioKou

nod

SJIUHHUCM

xuMunecnux

mepMunecnux

U

Hay'ieHM HUMeiieuHn T O H K O H CTpyKTypw noJiiiaiJiHpHbix BOJIOKOII nocjie BonaeilcTUHH nepenocHMKoii npn npiiMeneiiHH pa:HiH4iibix MeToaoB, KOTopue A O 9Toro 6 H J I H iicnbiTaiibi n a pasjrii'ino TepMooöpaöoTainibix noJiii3iJ)itpnbix BOJiOKHax. n o K a a a t i o , HTO H;iM6tiGHHH TOMKOft OTpyKTypbi COCTOHT B ueöojibuiOM iTOBbiiiieHHM CTenemt KPHCTAJIJIHMHOCTH H cnjibHofl A E S O P N E I I T A U H I I KPHCTAJIJIHHECITHX oßjiacTeü B BOJIOKIIMCTOM M A T E P N A J I E . On the Changes

of Fine

Structure

in Polyester

Fibres

by Chemical

and Thermical

Dijluences

T h e effects of carriers on the fine structure in polyester fibres were investigated by various methods which were previously e x a m i n e d on fibres thermically treated in different manner. T h e structural changes are shown to consist in a slight increase in cristallinity and ill a large reduction of orientation in t h e crislalline regions of the fibre. 1

Einleitung

2 Thermische

Die empirisch gefundene T a t s a c h e der färbebeschleunigenden W i r k u n g von ausgewählten organischen S u b s t a n z e n bei der F ä r b u n g hydrophober Faserstoll'e ist schon seit über einem J a h r z e h n t b e k a n n t . Die Wirkungsweise der F ä r b e beschleuniger (Oarrier) ist olfensichtlich komplexer N a t u r und noch nicht befriedigend geklärt. l ' n s e r e . V e r s u c h e wurden durch eine Arbeit von Klöd fl] angeregt. Diese und die Untersuchungen der P i e d m o n t Section [2| sowie die von Elöds Mitarbeitern Hendrix [3] und Vinh-Am [4J ergaben, daß die Färbebeschleuniger eine Veränderung der F a s e r s t o l f s t r u k t u r bewirken. Uns interessierten folgende Fragen :

Verschiedene Hannes

1. Übersicht

Behandlung

50 °C 100°C 120°C 140 T , 160°C 180°C 200 °C

gewaschen 30 min 30 min 30 min 30 min 30 min 30 min

über

die Meßwerte

fungen

Partielle Kritische Verseifungszahl Lösezeit in Phenol [mg K O I I / g Faserst olfj M 4,6 4,5 9,9 17,6 (19,6 139,8 364,2

160 151 137 130 146 179 253

Färbst olfaufnahme (Cibacetblau R F ) [mg F a r b stoff/ g l'aserst.] 12,0 11,5 10,3 6,5 6,5 9,0 12,1

von

100

bis

200°C

spannungslos

Abstu-

heißluft-

matt)

angewandt

und überprüft.

Die E r g e b n i s s e

gibt

T a b e l l e 1 wieder. Die m e i s t e n F e i n s t r u k t u r u n l e r s u e h u n g s m e l h o d e i i

er-

g e b e n n u r K e l a t i v w e r f e. E i n e E i c h u n g ist m i t wii » s e h e n s werter

Exaktheit

nur

suchungsverfahren

selten

sind m i t

möglich. einem

\ lele

Lnter-

derartigen

experi-

mentellen Aufwand

verknüpft,

daß

die

physikochemischen

Methoden

ihre

Bedeutung

halten.

^ on vornherein

kann

nicht

einfacheren

erwartet

daß letztere M e t h o d e n selektiv auf einzelne

be-

werden,

Parameter

a n s p r e c h e n , d e n n die a n g e w a n d t e n R e a g e n z i e n

wirken

a u f d e n F a s e r s t o f f in s e i n e r G e s a m t h e i t , u n d d e r F a s e r V ntersuchungsmethoden Ileißluftfixierlemperatur

au

T.Aso^-Scide

in

Abhängigkeit

Ell'ekPhenoltiver R o n genJ odsorpKristalliSpezifisorplions- Kristalliorien I erung t ionszahl nitälssche zahl (mg n i tä LsR e Hex [ mg J o d / Doppelgrad+) Phenol/ grad g Faserst.| brechung (Röntgen) g Faserst.| (Dichte) [%] (010) (100) 89,5 77,8 65,2 31,3 29,3 28,0 30,9

164 164 156 123 88 63 61

32,3 37,5 40,8 4 7,3 52,0 56,8 58,1

20,4 38,4 46,0 45,5 49,1 49,0 57,8

11,0° 9,9 10,9° 10,8° 10,2° 9,5° 9,4°

9,0° 8,8° 9,5° 9,9° 10,0" 10,3° 10,9°

) Die R ö n t g e n a u f n a h m e n wurden im I n s t i t u t für Faserstoff-l'orsclnmg in Teltow-Seehof durchgeführt. Herrn Dr. wird für die Anleitung und Unterstützung herzlich gedankt. +

und

f i x i e r t e r LANON- ( j e t z t GRISUTEN)-Seide ( 1 0 t e x , 2 4 f a c h ,

T U Dresden,

verschiedener von der

[5] u n d Roth

[(>] a n g e w a n d t w o r d e n s i n d , w u r d e n m o d i f i z i e r t

u n d z u n ä c h s t a n e i n e r V e r s u c h s r e i h e in 2 0 grd

2. W i e werden diese P a r a m e t e r verändert, und welche Parallelen sind gegenüber der Thermofixierung festzustellen?

Tabelle

Feinstrukturuntersucliu ngsmethoden

[ 1 5 ] , die t e i l w e i s e a u c h v o n Petzold

1. W e l c h e P a r a m e t e r der übermolekularen S t r u k t u r der Polyester-F'aserstotfe werden durch die F'ärbebeschleuniger-Einwirkung verändert?

Auszug aus der Dissertation II. Grimm, Malh.-nat. Fakultät, Juni 1963

Einwirkung

0,219 0,209 0,197 0,188 0,193 0,192 0,192

Iluscher

Faserforschung und Textiltechnik 15 (19Ì4) Heft 2

76

v. Ifornuff und Grimm: Zur Kenntnis der Feiiistruklurveräiideruiigen v o n PE-Faserstull'en durch chemische und thermische Einflüsse Tabelle

2. Keiirteilung

der

Untersuchungsmethoden

den anderen W e r t e n ist die U b e r e i n s t i m m u n g wesentlich besser. Die Differenz beider W e r t e beruht d e m n a c h auf der hohen D i c h t e des verstreckten, aber nichtkristallinen Materials. So zeigten die R ö n t g e n a u f n a h m e n

sehr gut

sehr gut

Partielle Verseifungszahl

2

gut

befriedigend

Farbstofi'aufnahme

1

ausreichend

gering

Jodsorptionszahl

2

ausreichend

gering

1

Spezifische D o p p e l brechung

1

gewaschenen

verändert

während

wobei

bleibt

auseinander. jedoch

Kettenorientierung

tierungstendenzen müssen zwangsläufig

befriedigend

gut

und F ä l t e l u n g der K e t t e n m o l e k ü l e in den nichtkristal-

eines

Behandlungspro-

einzelne

Parameter

zwischen

den

physikochemiMeßwerten

mehrere

unterschiedliche

Methoden

L ö s e z e i t in Phenol

spricht

auf

besonders

strukturunterschiede sind d a m i t nachweisbar

(s. auch

T a b e l l e 2). D i e P a r t i e l l e Yerseifungszahl zeigt r e l a t i v e V e r ä n d e rungen der Orientierung an, w o b e i

Kristallinitätsgrad-

änderungen diese K e n n z a h l m i t beeinflussen.

Kuriyama

[7] h a t t e n dementsprechend eine Sen-

kung der Y e r s e i f u n g s g e s c h w i n d i g k e i t mit ansteigendem Yerstreckungsverhältnis festgestellt. Farbstoffaufnahmevermögen

von

Cibacetblau

R F läßt Feinstrukturunterschiede erkennen. Jodsorptionszahl

hat

durch

erhebliche

Werte-

streuung und hohe R e a k t i o n s t e m p e r a t u r bei P o l y e s t e r Faserstoffen nicht die Bedeutung wie bei anderen Faserstoffen. A n s t e l l e der Jodsorptionszahl ist bei Polyester-Faserstoffen die P h e n o l s o r p t i o n wichtig. D i e Phenolsorption bei r e f r a k t o m e t r i s c h e r

Konzentrationsbestimmung

ergibt bei g e r i n g e m A r b e i t s a u f w a n d

[6]

gut

reproduzier-

bare K e n n z a h l e n m i t geringer Streuung.

Die Phenol-

sorption

spricht

im

untersuchten

gebiet offensichtlich auf an. Wunsch

konstant,

gut

auf K r i s t a l l i n i t ä t s g r a d v e r ä n d e r u n g e n an. Geringe Fein-

Die

Doppelbrechung

sehr g u t

die gleiche P r o b l e m a t i k anzuwenden.

Das

spezifische

Temperaturgebiet

weil die D o p p e l b r e c h u n g nur ein Maß für die mittlere

zu erkennen. Es erweist sich als z w e c k m ä ß i g , zur Be-

und Korematsu

Die

diesem

gut

schen K e n n z a h l e n und den physikalischen

D i e kritische

in

sehr gut

lediglieh

Zusammenhänge

weisführung

des

Reflexe.

Uber 140 °C laufen die T e n d e n z e n der R ö n t g e n o r i e n tierung

b e v o r z u g t werden. T r o t z dieser Einschränkungen sind einige

diskrete

darstellt.

Die gegenläufigen Orieneine

Drehung

linen Bereichen ergeben. Dies würde den A n s t i e g

sich

zesses insgesamt,

kaum

unsicher.

Partiellen Stoff

Materials

D a m i t ist auch der Orientierungswert bei dieser P r o b e

i

2...3

R ö n t g e n kristallinitäts-

sich daher beim nur gewaschenen Material stark, bei Reproduzierbarkeil

Kritische Lösezeit

Phenolsorplionszahl

Faktor.

grad und „ E f f e k t i v e r K r i s t a l l i n i t ä t s g r a d " unterscheiden

nur

Dichtemessungen

und der w a h r e K r i s t a l l i n i t ä t s g r a d um einen ver-

streckungsabhängigen

geschätzte durchschnittliche DifferenArbeitszeit zierung der (ohne Meßwerte Reaktionszeit) [h]

Methode

tive"

und Iloffrichter

Fixiertemperatur-

Kristallinitätsgradänderungen [8] fanden einen sehr ähn-

^ erseifungszahlen,

der

der

Farbstoffaufnahme

u. a. K e n n z a h l e n erklären, die auch schon v o n anderen A u t o r e n [5, 12] beschrieben wurden. 3 Chemische

Einwirkung

Zur q u a n t i t a t i v e n

E x t r a k t i o n der

Färbebeschleuni-

ger nach deren E i n w i r k u n g sind L ö s u n g s m i t t e l n o t w e n dig, die keinen oder nur geringen Einfluß auf den Strukturzustand haben. Die E i n w i r k u n g der

Lösungsmittel

nach 30 h B e h a n d l u n g i m S o x h l e t a p p a r a t und anschließender T r o c k n u n g zeigt sich am deutlichsten an der Dehnungsveränderung

im

Bereich v o n

295 bis 300 p

Belastung (s. T a b e l l e 3). A c e t o n erscheint als am wenigsten geeignet. M e t h a n o l wurde w e g e n der hohen S c h r u m p f u n g nicht w e i t e r geprüft. W i r w e n d e t e n vermögen

für die

D i ä t h y l ä t h e r an, weil das

Färbebeschleuniger

besser

Löse-

ist

und

P e t r o l ä t h e r keinen einheitlichen Siedepunkt hat, was zu unkontrollierbaren W ä r m e e f f e k t e n führen könnte. Die

Feinstrukturveränderungen

durch

die

beschleuniger Palanil-Carrier A , R e m o l T R F , Carrier 531 und L e v e g a l

PT

FärbeGrünau-

unterscheiden sich nicht

grundsätzlich, so daß w i r uns auf die W i e d e r g a b e der Yersuchsergebnisse

mit

Remol

TRF

(enthält

40%

o - P h e n y l p h e n o l ) beschränken können. Zur A b g r e n z u n g des Einflusses v o n Ä t h e r und kochendem W a s s e r sind die entsprechenden W e r t e angeführt. Die m i t den v e r schiedenen Untersuchungsmethoden e r m i t t e l t e n

Kenn-

zahlen gibt T a b e l l e 4 wieder. Die verschiedenen P o l y e s t e r - S e i d e n t y p e n den sich v o r Tabelle

allem durch den

unterschei-

Elementarfadendurch-

3. Dehnung in % bei 295 bis 300 ¡i lielastung lösungsmittelbehandellen Polyester-Seiden

an

lichen K u r v e n v e r l a u f m i t der H e i ß l u f t f i x i e r t e m p e r a t u r . N a c h Tlirokuni tration

[9] w e r d e n bei niedriger P h e n o l k o n z e n -

die wenig

geordneten Bereiche,

bei

höherer

P h e n o l k o n z e n t r a t i o n die Bereiche höherer Ordnung des

Behandlung

P o l y e s t e r - F a s e r s t o f f e s in einen Zustand v ö l l i g e r Ainorphie ü b e r g e f ü h r t . Genaue Aussagen über den „ E f f e k t i v e n tätsgrad"

(Zachmann

Dichtemessung.

und Stuart

und Ward

die [11]

die D i c h t e der niclitkristallincn Bereiche m i t der Y c r streckung v e r g r ö ß e r t ,

unterscheiden

sich

LANON TREVIRA (10 l e x , (10 l e x , 24 fach) 501'ach)

Kristallini-

[10]) ermöglicht

Da sich nach luirrow

PolyesterSeiden uniixierl

der

„Effek-

50 (, gewaschen Diäl hylal her Pel ridai Iter A c e Ion

A 1 drisch, H., D i p l o m a r b e i t , T H D r e s d e n 1960. [7[ Kuriyania, S., u n d Korematsu, AI., J . Soc. Textile Cellulose I n d . J a p a n 16 (1960) S. 1 1 0 - 1 1 4 . |8[ Wünsch, Ii., und Hoffrichter, S., Mi lt. Inst.. Textilteclinol. Chemiefasern R u d o l s t a d t 3 (1963) S. 1 3 8 - 1 4 6 . [9J Hirokuni, M., Keizo, ()., u n d Toru, K., Polymers, J a p a n 16 (1959) S. 6 2 1 - 6 2 6 .

Chem.

lligh

[10] Zachntann, II. G., und Stuart, tl. A., Makromol. Chemie 41 (1960) S. 1 3 1 - 1 4 7 . [11] Farrow, G., u n d Ward, J. M., (1960) S. 3 3 0 - 3 3 5 .

Polvmer,

London

1

[12] Iioth,W., und Hannes, hi., Faserforsc.il. u. T e x t i l t e c h n . 13 (1962) S. 2 2 3 - 2 2 7 . [13| Zachmann, |14| Sheldon,

II. G., Kolloid-Z. 189 (1963) S. 6 7 - 6 9 . H. P., P o l y m e r , L o n d o n 3 (1962) S. 2 7 - 3 4 .

|15| Ausführliches Literaturverzeichnis s. Dissertation H. (¡riiiim, T l Dresden, M a t h . - n a t . F a k u l t ä t , J u n i 1963. Eingegangen

ata 8. Oktober

1963

F a s e r f o r s c h u n g u n d T e x t i l t e c h n i k 15 (t964) H e f t 2

80 Beitrag" zur Unlersuchungsinethodik von Strohflachs und S l r u h h a n f

Menzel:

Beitrag zur Untersuchungsmethodik von Strohflachs und Strohhanf Klaus-Christoph Deutsche

Menzel

Akademie

der Wissenschaften

zu Berlin,

Institut

für Technologie

der Fasern

in

Dresden D K 677.11:(577.12:020.1

Die Prüfung der Faserpflanzen Flachs und l l a n f bereitet erhebliche Schwierigkeiten, da S t r o h g ü t e m e r k m a l e und Faserwerte häufig nicht befriedigend übereinstimmen. Zur Sicherung der Ergebnisse ist die B e s t i m m u n g der Stengeldicke und der Stengelmasse mit heranzuziehen. Die anzuwendende Untersuchungsmethodik ist von der Aufgabenstellung der Probemasse, der P r o b e n a n z a h l und dem W a c h s t u m s v e r l a u f abhängig. Ks wird dargelegt, welche Methoden zur U n t e r s u c h u n g von Einzelpflanzen, S t ä m m e n , Linien und zu H a u p t - und K o n t r o l l p r ü f u n g e n anzuwenden sind. K MemoduKe

uccjiedoeanun

jibHimoü

mpecmu

u KOHoruumoä

co.aoMbi

HcnbiTaHHe BOJIOKHHCTUX pacTeirait — Jibna H KOHOIHJIH — , :iaTpyp,neno BCJieaCTisne MacToro iiecooTBeTCTBMji Memay KatecTBeuHbiMH noKaaaTeiiHMM T p e c r a (COJIOMH) k HMXOAOM nojioiina. C itejibio nojiy l ieiinii npaBHJibiibix pe3yjibTaTOB neoöxORHMO npoBoairrb onpe^eiieiiHe TOJimmiu Ii Maccbi CTeöjieii. IIpuMeiiHeiuaH MeTOAHKa ncnbiTaiiHH saBHCHT oT iieJiH HccjrejjoBaHHH, Hiicjia h Maccbt npoß, a Taume OT cTaami pa3BiiTHH p a c T e m ™ . PaccMaTpiiBaroTCH MeTo^bi, KOToptie cjienyeT npiiineHHTb JJJIH HcnbrraiiHH oTfleiibHbix pacTenn{i, UITAMMOB, JIHHHÖ, a TaK)Ke a n a OÖIIJHX h KoiiTpojitiibix ncnuTaiinif. Contribution

to the Methods

of Investigation

of Straw

Flax

and Straw

Hemp

T h e testing of the fibrous plants flax and hemp gives considerable difficulties because the straw qualities and fibre characteristics often are inconsistent. In order to obtain true values, the stalk thickness and stalk mass must be t a k e n in consideration. T h e method of investigation depends on scope of test, mass and n u m b e r of samples and crowing process of fibres. T h e methods which should be applied to investigate single plants, breeds and lines as well as in principal and control tests are indicated. 1

wenig

Allgemeines

1.1 Problematisches

bei Gütemerkmalen

von

Faserpflanzen

Unterlagen

ü b e r den

Zusammenhang

zwischen

S t r o h g ü t e m e r k m a l e n u n d F a s e r w e r t e n v o r . F ü r die S o r -

Ausschlaggebend für die B e w e r t u n g von Faserpflanzen sind die Faserwerte. Sie können entweder durch verschiedene Aufbereitungs- und Untersucliungsmethoden direkt bes t i m m t oder anhand von S t r o h g ü t e m e r k m a l e n ermittelte werden. Hierbei treten folgende Schwierigkeiten bzw. Unregelmäßigkeiten a u f :

tenprüfung

a) Die S t r o h g ü t e m e r k m a l e und die Faserwerte stimmen n i c h t immer überein. Die Ursachen hierfür sind eingehend u n t e r s u c h t worden [1]. Diese Diskrepanzen treten sowohl bei geschätzten Merkmalen (Farbe) als auch bei meßbaren D a t e n auf. Als besonders wichtiges S t r o h g ü t e m e r k inal ist die Stengeldicke festgestellt worden [2].

a u s b e u t e sind z u v e r l ä s s i g e V e r f a h r e n b e k a n n t

[4],

Der

biologische

allgemeinen

für

die

wird,

manche

b) Der Einfluß der Uinweltbedingungen ist sehr groß und auch sehr unterschiedlich. Über die Beziehungen zwischen S o r t e n m e r k m a l e n und A n b a u w e r t liegen eingehende Untersuchungen vor [1, 2, 3]. c) Die Faserwerte bestehen aus zahlreichen Gütefaktoren, wie Gesamtfaserausbeute, Langfaserausbeute, Fasergleichmäßigkeit, Faserfestigkeit, Ausspinnbarkeit, Faserertrag u. a. m. Die Ausspinnbarkeit stellt bekanntlich ebenfalls ein K o m p l e x m e r k m a l vieler einzelner F a k t o r e n dar. W e n n auch Zusammenhänge zwischen verschiedenen Gütemerkmalen bestehen (Gesamtfaserausbeute und Hechelfaserausbeute, Langfaserausbeute und Langfaserertrag), so sind auch diese Beziehungen in ihrer Größenordnung stark wechselnd [4]. Unsere bisherigen Untersuchungen haben ergeben, daß, im D u r c h s c h n i t t gesehen, ungefähr zu 6 0 % S t r o h g ü t e m e r k male m i t den F a s e r w e r t e n übereinstimmen. Bei j e 2 0 % liegen die Faserwerte entweder ungünstiger oder günstiger als die S t r o h g ü t e m e r k m a l e . 1.2

Methodisches

sich

das

Sorauer

Bewertungsschema

den v o r g e s c h l a g e n w o r d e n [6]. In m e t h o d i s c h e r H i n s i c h t liegen die S c h w i e r i g k e i t e n i n der E r m i t t l u n g e x a k t e r M e t h o d e n z u r

Bestimmung

d e r F a s e r w e r t e . F ü r die B e s t i m m u n g d e r G e s a m t f a s e r -

übrigen

Aufschluß,

Faserwerte

der

im

angewendet

birgt

F e h l e r q u e l l e n in sich. Soll j e d e r P r ü f l i n g o p t i m a l

auf-

g e s c h l o s s e n u n d a u f b e r e i t e t w e r d e n , so b e d e u t e t

diese

berechtigte

Forderung

einen

hohen

Arbeitsaufwand.

W i r h a b e n w e i t e r h i n f e s t s t e l l e n m ü s s e n , d a ß die R ö s t e von

trotz Einhaltung betrieblicher

Be-

dingungen keinen normalen Röstverlauf aufweist.

Kleinstproben

Vor

allein t r e t e n U n t e r s c h i e d e in der S ä u r e z a h l der flotte

und in der A u s s p i n n b a r k e i t auf. R e l a t i v e

RöstUnter-

s c h i e d e , a u f die es j a v o r w i e g e n d a n k o m m t , s i n d j e d o c h mit ziemlicher Sicherheit erfaßbar. In den v e r s c h i e d e n e n B e s t i m m u n g s m e t h o d e n auch

verschiedene

Faktoren

erfaßt.

Das

werden

Dredemann-

V e r f a h r e n [7, 8 ] ist n u r f ü r k l e i n e P r o b e n g e e i g n e t u n d bringt hier gute Ergebnisse. E s bestehen j e d o c h häufig Differenzen zum biologischen

Aufschluß.

Die

Ursache

i s t in d e m v e r s c h i e d e n h o h e n G e h a l t u n d der u n t e r s c h i e d lichen chemischen

Beschaffenheit

der

Cellulosebegleit-

substanzen zu suchen. Das

im

wickelte

Institut

für

Technologie

Rindenprüfgerät

mittelgroße wichtige

In der P r a x i s stehen zwei Aufgaben im V o r d e r g r u n d :

hat

b e w ä h r t . In l e t z t e r Z e i t s i n d a b e r a u c h spezielle M e t h o -

Proben

geeignet.

Das

Rinden-Holz-Verhältnis

Fehlerquellen

liegen

der

ist für k l e i n s t e ,

jedoch darin,

für wii'd daß

die

Fasern

ent-

kleine

und

Faserwerte

genau

erfaßt.

besonders

bei

S t r o h b e w e r t u n g für A u f k a u f und E r f a s s u n g und Sorten-

feinen S t e n g e l n d e r F a s e r g e h a l t in d e r R i n d e u n t e r s c h i e d -

prüfung.

lich i s t . Dies g i l t a u c h v o r a l l e m für F a s e r l e i n u n d O l l e i n ,

Zur Feststellung der S t r o l i q u a l i t ä t werden

verschie-

d e n e S y s t e m e a n g e w e n d e t ¡ 5 j . L e i d e r liegen noch r e c h t

die m i t dieser M e t h o d e können.

nicht direkt verglichen werden

Faserforschung und T e x t i l t e c h n i k 15 (1964) H e f t 2

81 Menzel:

B e i t r a g zur rntersm'lnin"sniellio2. 72 S. Plastikeinband DM 4,50. Im ersten Teil des vorliegenden Ilefles wird in einfacher und übersichtlicher Weise der Begriff des pH-Wertes erläutert, kurz auf die Zusammenhänge zwischen pH-Wert und DissoziationskonslanLe von Säuren bzw. Basen eingegangen und auf die Bedeutung von Pufferlösungen bei der praktischen pH-Wert-Messung hingewiesen. I m zweiten Teil werden verschiedene Methoden zur pHWert-Messung im Prinzip beschrieben und Berechnungsformeln angegeben. Ein letzter kurzer Abschnitt vermittelt einen Eindruck über die Bedeutung des p l l - W e r t e s und die vielfältige Anwendbarkeit der pH-Wert-Messung inForschung und Industrie. Allen jenen, die sich kurz und in leicht verständlicher Form über Begriff und Bedeutung des pH-Wertes sowie über seine Messung informieren wollen, kann diese pH-Fibel empfohlen werden. Durch die im Anhang angeführten Tabellen und Nomogramme wird das Büchlein außerdem zu einer wertvollen Hilfe an allen Stellen in Labor und Betrieb, an denen praktisch pH-Messungen durchzuführen sind. II. Dantzenberg Impact Phenomena in Texliles (Das Schnell-Zerreiß-VerhalLen von Textilien). Von W. James Lyons. Cambridge, Massachusetts: Massachusetts Institute of Technology Press 1963. X I , 180 S., 8°. Lwd. 5,00 $ (45 s). Die Arbeit ist ein Forschiingsbericht des Textile Research Institute in Zusammenarbeit mit verschiedenen Forschungsstellen der U. S. Arinv und ist auch als solcher gedruckt. Nach einem Überblick über die bisherigen Arbeiten auf dem Gebiet der Schnell-Zerreiß-Prüfung, das vorherrschend von amerikanischen Forschern bearbeitet wurde, folgt eine kurze Erläuterung der mechanischen Eigenschaften der textilen Materialien und der bei der Prüfung von Textilien auftretenden Begriffe. Dann werden eingehend die einzelnen Methoden der Schnell-Zerreiß-Prüfung (Pendelschlagmethode Fall-GewichLs-Methodo, Schlagscheibenniethode, balüslische Methode, Methode mit pneumatisch und hydraulisch arbeitenden Prüfgeräten) mit den bisher verwendeten Prüfapparaturen beschrieben. Nach der Behandlung der Theorie der Stoß-Prozesse wird sehr kurz auf die Ergebnisse von Wechsel-Zug-Prüfungen eingegangen, da diese beiden dynamischen Prüfarten in engem Zusammenhang stehen. Leider sind in der zitierten Literatur die deutschen Arbeilen etwas zu kurz gekommen. So fehlen z. B . die neueren Arbeiten von Hoff mann und Meumann über die Wechsel-Zug-Prüfung. Im fünften Kapitel der vorliegenden Arbeit wurde mit Resonanzfrequenzen gearbeitet, die vermutlich nach wenigen Lastwechseln erreicht worden sind; auf Grund der Arbeiten von Hoffmaiui und Meumann und eigener Untersuchungen muß darauf hingewiesen werden, daß sämtliche Kenngrößen der dynamischen Prüfung von der Last wechselzahl stark abhängen können. Das nächste Kapitel beschäftigt sich mit den mechanischen Eigenschaften von Fäden und Geweben unter Stoß-

Belastung. In der Zusammenfassung wird noch einmal hervorgehoben, daß z. B. bei Sicherheitsgurten die permanente Energieaufnahme der ausschlaggebende F a k t o r ist und daß das Stoß-Verhalten eines Seiles nicht aus dem Stoß-Verhalten des Garnes abgeleitet werden kann. Diese Arbeit gibt einen sehr guten Einblick in die entsprechenden Forschungsarbeiten des Textile Research Institute der letzten J a h r e , und sie ist eine gute Zusammenfassung der in den letzten J a h r e n veröffentlichten Arbeiten über die Schnell-Zerreiß-Prüfung. A. Bauer Textile Chemistry, Vol. I: The Chemistry of Fibern. Von B. H. Peters. Amsterdam-London-New Y o r k : Elsevier Publishing Company 1963. X I I I , 477 S. Lwd. DH 37,50/ 75 s/DM 4 2 , - . In einem Vorwort gibt der Verfasser eine ausgezeichnete Charakteristik des Inhaltes seines Buches. E r schreibt dort: „ I n diesem Buch wird der Versuch unternommen, den wissenschaftlichen Inhalt des Gebietes zu veranschaulichen; der technologischen Seite wird dabei keine Aufmerksamkeit gewidmet. Das Buch erhebt keinen Anspruch darauf, eine Abhandlung über den neuesten Stand des Wissens zu sein, es ist eher dazu bestimmt, Studierende mit einiger Kenntnis der Chemie und Physik in ein Gebiet einzuführen, das faszinierend ist und das sich mit geradezu erstaunlicher Geschwindigkeit entwickelte". Die Lektüre des Buches bestätigt, daß dem Autor dieses Vorhaben gelungen ist. Die außerordentlich geschickte Beschränkung auf die wesentlichen Grundlagen der Faserstoilchemie gibt diesem Band seinen besonderen Heiz, und es ist interessant festzustellen, daß darunter die Vollständigkeit im allgemeinen kaum leidet, auch wenn zweifellos wichtige Einzelheiten der Chemie und physikalischen Chemie texliler Faserstoll'e fortgelassen oder nur am Rande erwähnt sind Seiner selbstge wählten Beschränkung entsprechend ist dieser erste Band eines dreibändigen Werkes eine ausgezeichnete Einführung für alle, die mit diesem Gebiet in Berührung kommen oder sich in Wissenschaft und Technik damit beschäftigen. Die einzelnen Kapitel des Buches beschreiben Kondensat ions-Polymere, Addilions-Polymere, (Kopolymere, Molekulargewich Isbeslimmung, Baumwolle und Flachs, Chemie der Cellulose, Aminosäuren und Proteine, Synthetische Polypeptide, Wolle, Naturseide, Kristalline Struktur der Polymeren, Schmelzen und Kristallisation, Feinslruk tur, Herstellung von (Chemie-)Fasern. Diese kurze Inhaltsangabe des ersten Bandes läßt erkennen, was der Autor ebenfalls im Vorwort ankündigt: Er beschäftigt sich fast ausschließlich mit den speziellen Erscheinungen der makromolekularen Chemie und Physik faserbildender Polymerer, da dies die wissenschaftliche Grundlage der Materialien darstellt, mit denen ein „textile m a n " arbeiten muß. Am Rande sei an dieser Stelle erwähnt, daß der zweite Band „The Chemistry of Scouring, Bleaching and Surface-Active Agents" und der dritte Band „The Chemistry of Dveing and Finishing Agents" behandeln wird. Das vorliegende Buch ist aber nicht allein eine Einführung in die „Chemie der F a s e r n " , sondern mehr als das, nämlich eine ausgezeichnete Übersicht über die wissenschaftlichen Grundlagen der faserbildenden Polymeren. Wenngleich der Autor bemerkt, daß „tlie book does not purporL Io he an up-to-date 1 realise", scheint an einigen Stellen (z. B. Acrylnitril-Synthese, Caprolactam-Synthese, Mechanismus der Fadenformierung, Mechanismus des Kaltstreckens) doch der Hinweis erlaubt, daß hier die Berücksichtigung wenigstens einiger neuerer Arbeiten zweckmäßig gewesen wäre, zumal einige dieser Abschnitte rela I i v ausführlich behandelt werden. Obwohl sich der Referent, darüber im klaren ist, daß derartige Bemerkungen zu jedem

Faserforschung und T e x t i l t e c h n i k 15 (1964) H e f t 2

88 Tagungen

Tagungen Der Textiltechnische und Wissenschaftliche Verein Ung a r n s v e r a n s t a l t e t v o r n 9. bis 13. J u n i 1 9 6 4 in B u d a p e s t eine T a g u n g Eidwicklungsrichtlinien

in der

Textilindustrie,

a n der V o r t r a g e n d e aus etwa 15 L ä n d e r n teilnehmen. T a g u n g w i r d in f o l g e n d e n S e k t i o n e n a b g e h a l l e n :

Die

Sektion für Textilmechanik, Sektion für Textilchemie, S e k t i o n f ü r die K o n f e k t i o n s i n d u s t r i e . Nähere A u s k ü n f t e erteilt Textiltechilischer Verein

und

Wissenschaftlicher Ungarns

B u d a p e s t V , S z a b a d s ä g T e r 17

Neue Bücher ( F o r t s e t z u n g ) B u c h e g e m a c h t w e r d e n k ö n n e n , d a s auf k n a p p 500 S e i l e n ein s o l c h u m f a n g r e i c h e s ( ¡ e b i e t a b h a n d e l t , e r s c h e i n t a n d e n oben e r w ä h n t e n u n d a n einigen wenigen anderen Stellen d i e E i n s e i t i g k e i t z u w e i t g e t r i e b e n zu sein. D i e s e r H i n w e i s besagt jedoch nichts gegen den W e r t des Buches, das jedem e m p f o h l e n w e r d e n k a n n , d e r sich in die F a s e r s t o l l ' c h e m i e e i n a r b e i t e n will. N a c h d e m V o r l i e g e n d e s e r s t e n B a n d e s d ü r f len die beiden a n d e r e n B ä n d e m i t einiger S p a n n u n g erwartet werden. II. Klare Infra-red spectroscopy and mulecular strueture. llgg. von AI. Davies. Amsterdam-London-New York: Klsevier P u b l i s h i n g C o m p a n y 19G3. X I I I , 4 6 8 S. m . 1 7 1 A b b . u . 70 T a b . L w d . 75 s. D a s B u c h e n t h ä l t 13 K a p i t e l v o n 13 v e r s c h i e d e n e n A u t o r e n . E s w a r die A b s i c h t d e s H e r a u s g e b e r s , d a m i t eine s y s t e m a t i s c h e E i n f ü h r u n g in die G r u n d p r i n z i p i e n d e r U l t r a r o t s p e k t r o s k o p i e v o r z u l e g e n . Iis w r urde k e i n e alles u m f a s s e n d e Enzyklopädie geschrieben, jeder Autor berichtet n u r über die w e s e n t l i c h e n E r g e b n i s s e seines S p e z i a l g e b i e t e s . D i e s e G e b i e t e s i n d j e d o c h so g e w ä h l t , d a ß alle w i c h t i g e n R i c h tungen der UR-Spektroskopie erfaßt werden. J e d e s K a p i t e l i s t eine in sich g e s c h l o s s e n e E i n h e i t . Ü b e r schneidungen konnten nahezu vollständig vermieden werden. T r o t z des geringen R a u m e s , der d e m einzelnen A u t o r zur V e r f ü g u n g s t a n d , w i r d j e d e s K a p i t e l d e m Ziel g e r e c h t , e i n e E i n f ü h r u n g z u sein, w o b e i die n e u e s t e n F o r t s c h r i t t e gebührend berücksichtigt werden. I m K a p i t e l I g i b t M. Dawies einen Überblick über das l ' l t r a r o t s p e k t r a l g e b i e t . I m K a p i t e l I I — G e r ä t e u n d allg e m e i n e e x p e r i m e n t e l l e M e t h o d e n — b e s c h r e i b t A. E. Martin d i e E n t w i c k l u n g d e r U R - S p e k t r o m e t e r u n d i h r e r B e s t a n d t e i l e a u s h i s t o r i s c h e r S i c h t . Dieses K a p i t e l e n t h ä l t a u c h Abschnitte über Zubehör und Probenvorbereitung. Das K a p i t e l I I I v o n G. 11. Wilkinson b e f a ß t sich m i t M e t h o d e n u n d G e r ä t e n d e r U R - S p e k t r o s k o p i e bei n i e d r i g e n F r e q u e n z e n , wobei der Übergang zur Mikrowellenspektroskopie berücks i c h t i g t w i r d . D a s v o n W. J. Jones g e s c h r i e b e n e K a p i t e l I V — U l t r a r o t s p e k t r e n v o n e i n f a c h e n Molekülen — e n t h ä l t die theoretischen G r u n d l a g e n einer Schwingungsanalyse. Im Kapitel V — B e r e c h n u n g der K r a f t k o s o n o n a n t e n f ü r kleine M o l e k ü l e — w e r d e n diese B e t r a c h t u n g e n v o n I. AI. AI Hin fortgesetzt. Kapitel V I — Raman-Spektroskopie — von J. C. Evans e n t h ä l t T h e o r i e , P r a x i s u n d A n w e n d u n g e n d i e s e r die U R - S p e k t r o s k o p i e e r g ä n z e n d e n M e t h o d e . I m K a p i t e l V I I — Charakteristische E i g e n s c h a f t e n der S p e k t r e n organischer M o l e k ü l e — b e r i c h t e t D. Hadzi ü b e r die B e d e u t u n g d e r charakteristischen Frequenzen für Struklurbestimmungen. S. Krimm verfaßte Kapitel V I I I — Ullrarolspeklren von F e s t k ö r p e r n : D i c h r o i s m u s u n d P o l y m e r e —. H i e r w e r d e n v o r a l l e m die Z u s a m m e n h ä n g e z w i s c h e n O r d n u n g s z u s l a n d u n d Ultrarotspektrum beschrieben. Das Kapitel IX — Anorganische A n w e n d u n g e n der U l t r a r o t s p e k t r o s k o p i e — erhält s e i n e n b e s o n d e r e n W e r t d u r c h die T a b e l l e n c h a r a k t e r i s t i s c h e r

F ü r A n f a n g J u n i 1 9 6 5 i s t in L u z e r n die F ä r b l a g u n g 1965 m i t d e m T h e m a Die Farbe

aus wissenschaftlicher

Internationale

und praktischer

Sicht

g e p l a n t . D e r V o r s i t z des A k t i o n s a u s s c h u s s e s l i e g t in d e n H ä n d e n v o n P r o f . Y. Le Grand (Paris) u n d D r . E. Ganz (Basel). A u s k ü n f t e e r t e i l t d a s S e k r e t a r i a t u n t e r d e r A n s c h r i f t : P r o f . D r . AI. Richter, 1 B e r l i n 45, U n t e r d e n E i c h e n 87. A m 12. u n d 13. M ä r z 1964 w i r d in B e r l i n v o m D e u t s e h e n V e r b a n d f ü r M a t e r i a l p r ü f u n g (DVM) g e m e i n s a m m i t d e r Deutschen Arbeitsgemeinschaft für Statistische Qualitätsk o n t r o l l e (ASQ) d a s K o l l o q u i u m Planen

und Auswerten

von

Versuchen

d u r c h g e f ü h r t . A u s k ü n f t e e r t e i l t die G e s c h ä f t s s t e l l e d e s D V M , 46 D o r t m u n d - A p l e r b e c k , M a r s b r u c h s i r . 186

F r e q u e n z e n , weil die a n o r g a n i s c h e n V e r b i n d u n g e n in d e n Büchern über UR-Spektroskopie oft vernachlässigt werden I m K a p i t e l X b e f a ß t sich J. Overend m i t (E. A. V. Ebsworth). d e n P r o b l e m e n einer q u a n t i t a t i v e n I n t e n s i t ä t s m e s s u n g von Ullrarotbaiideii. Kapitel X I — Methoden und Ergebnisse v o n Dispei'sionsuntersucliungen — e n t h ä l t die G r u n d l a g e n der l'R-spektroskopischen Untersuchung im reflektierten E i c h t [J. Fahrenfort). Das K a p i t e l X I I — W a s s e r s t o l i b i n d u n g u n d E ö s u n g s m i l lelelVekte — w u r d e v o n II. E. Ilallam s e h r a n s c h a u l i c h v e r f a ß t , o h n e d a d u r c h a n E x a k t h e i t einzubüßen. I m abschließenden Kapitel X I I I berichtet ^V. C. Price ü b e r u l t r a r o t e F m i i s s i o n s s p e k l . r e n , d i e f ü r die U n t e r s u c h u n g angeregter Z u s t ä n d e von B e d e u t u n g sind. D a s A n w e n d u n g s g e b i e t d e r U l t r a r o t s p e k t r o s k o p i e ist in den letzten zwei J a h r z e h n t e n zu u m f a n g r e i c h g e w o r d e n , u m v o n einem Einzelnen vollständig ü b e r b l i c k t zu w e r d e n . T r o t z d e m ist es f ü r d e n auf e i n e m T e i l g e b i e t , z. B. d e n H o c h p o l y m e r e n , T ä t i g e n h ä u f i g e r f o r d e r l i c h , sich m i t d e n a n d e r e n Bereichen zu befassen. Dabei k a n n das vorliegende B u c h eine w e r t v o l l e H i l l e sein. J e d e m K a p i t e l i s t ein L i t e r a t u r v e r zeichnis angefügt, über das der Interessierte weitere Einzelh e i t e n e r f a h r e n k a n n . A u ß e r d e m e r l e i c h t e r t ein u m f a n g reiches N a m e n - u n d Sachverzeichnis die O r i e n t i e r u n g . Dieses B u c h i s t d e s h a l b n i c h t n u r als E i n f ü h r u n g f ü r d e n A n f ä n g e r , s o n d e r n a u c h als N a c h s c h l a g e w e r k s e h r n ü t z l i c h . D i e v o r z ü g l i c h e A u s s t a t t u n g u n d die z a h l r e i c h e n k l a r e n A b b i l d u n gen verdienen besondere E r w ä h n u n g . J. Dechant The Dyeing of Celhdosic Fibres and Related Processen. Von S . R. Gockett u n d K. A. llilton. L o n d o n : L e o n a r d Hill L t d . 1 9 6 1 . X I I I , 417 S. L w d . 15 s. D a s v o r l i e g e n d e B u c h b r i n g t in s e h r g e d r ä n g t e r l ' o r n i in z u v e r l ä s s i g e r u n d k l a r e r D a r s t e l l u n g alle e r f o r d e r l i c h e n A n g a b e n ü b e r die V o r b e h a n d l u n g , L i c h t , F a r b e u n d K o n s t i t u t i o n , F a r b s t o f f e f ü r die C e l l u l o s e i a s e r n , t h e o r e t i s c h e B e t r a c h t u n g e n ü b e r d a s F ä r b e n , die A n w e n d u n g d e r d i r e k t u n d i n d i r e k t a n z u w e n d e n d e n s u b s t a n t i v e n F a r b s t o f f e , die A n w e n d u n g der wasserunlöslichen Farbstoffe (Küpenfarbs t o f f e , K ü p e n f a r b s t o f T e s l e r , S c h w e f e l f a r b s t o l f e ) , die A n w e n d u n g d e r auf d e r F a s e r z u e r z e u g e n d e n F a r b s t o f f e ( O x y dationsfarbstoll'e, unlösliche Azofarbstolfe, Mineralfarbsto(Ve), A n w e n d u n g d e r P i g m e n t f a r b s t o l l ' e . Kin weiteres K a p i t e l ist den F ' ä r b e m a s c h i n e n g e w i d m e t . Dieses K a p i t e l wird besonders anschaulich d u r c h sehr g u t e Schemazeichnungen u n d photographische Abbildungen der wichtigsten Färbemaschinen-Typen. Das Buch schließt mit e i n e m A b s c h n i t t ü b e r A p p r e t u r , d e r die w e s e n t l i c h e n A p p r e turprozesse — unterstützt durch Sehemazeichnungen und T a b e l l e n — b r i n g t . I n t e r e s s a n t a n d e m v o r l i e g e n d e n B u c h ist es, d a ß es b e i aller K ü r z e in s e i n e r D a r s t e l l u n g v o m e l e k l r o n e n theoretischen Standpunkt, vom physikalisch-chemischen S t a n d p u n k t u n d von der farbenchemischen Seite u n t e r m a u e r t ist. Es k o m m t d a d u r c h zu einer k l a r e n D a r s t e l l u n g der f ä r berischen Prozesse. Das Buch k a n n den S t u d e n t e n zur Einf ü h r u n g in d a s G e s a m l g e b i e l d e s F ä r b e n s d e r Celluloseiasern sehr empfohlen werden. G. von Ilornuff

F a s e r f o r s c h u n g u n d T e x t i l t e c h n i k 15 (1964) H e f t 2

89 Patentschau

Patentschau Auszug aus Lieferung 21/22/1963 der Patentschau ,,Faserstoffe und Ausgabe A: Faserstoffe einschl. Kunststoffe und organ. Grundsubstanzen, Wissenschaftliches Berichtswesen des Instituts für Faserstoff-Forschung, Die Patentschau ist nach der deutschen Patentklasseneinteilung gegliedert. Es bedeuten: DAP = Deutsches Ausschließungspatent (DDll); D W P = Deutsches Wirtschaftspatent (DDR); D B F -- Deutsches Bundespatent; DAS = ( West)-Deutsclie Auslegeschrift ; OeP = österreichisches Patent ; SchweizP — Schweizer P a t e n t ; F P = Französisches P a t e n t ; B P = Britisches P a t e n t ; SchwedP = Schwedisches Patent ; SP = Sowjetisches Patent ; OP = Tschechisches P a t e n t ; USP = Amerikanisches P a t e n t ; — A ^ Anmelde-, B = Bekanntmachungs-, E = Erteilungsdatum. Klasse 29 a F P 1330609. Textilfasern und Filme, hergestellt aus kristallinen tritaktischen Polymeren. Erf. : A. Coen u. 1. Gigli, Inh. : Montecatini Soc. Gen. per l'Industria Mineraria e Chimica, A. 7. 8. 62. E. 13. 5. 63. I n t . Kl. : D 01 d ; D 01 f, A.-Z.: 906295. Prior.; 11. 8. 61 (Ital.; A.-Z.: 14979). F P 1334835. Herstellung von synthetischen Fasern, insbesondere solcher, die in Flüssigkeiten leicht dispergierbar sind. Erf.: R. G. Mar ley, I n h . : American Viscose Corp. A. 1. 10. 62. E. 1. 7. 63. I n t . K.l: D 01 d, A.-Z.: 910945. F P 1333 980. Spinnverfahren. I n h . : J a p a n Exlan Co. Ltd., A. 12. 7. 62, E. 24. 6. 63. Int. Kl.: D 01 d, A.-Z.: 903852. Prior.: 14. 7. 61 ( J a p . ; A.-Z.: 25393/1961). USP 3098347. Elastisches Garn und Verfahren zur Herstellung. Erf.: W. D. Smith, I n h . : Parayarn Elastic Co., Philadelphia. Pa. A. 20. 3. 62, E. 23. 7. 63. Kl.: 57 -152. 10 Anspr. A.-Z.: 181020. USP 3 099 067 Zus. •/.. Pat. m. A.-Z. : 683 700. Plastfasern. Erf. : Ch. Merriam u. W. A. Miller, I n h . : Union Carbide Corp., New York. N. Y. A. 30.11.59, E . 30. 7. 63. Kl.: 2 8 - 8 2 . 7 Anspr. A.-Z.: 855997. SchweizP 371859. Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Spinnen von künstlichen Fasern. Erf.: D r . G . Diotti. I n h . : Studi e Brevetti Applicazioni Tessili. 5, viale Francesco Crispi, Mailand (Ital.). A. 10.11.61. E. 15. 9. 63. Kl.: 29 a. 6/07. A.-Z.: 13087/61, Prior.: 1 2 . 1 1 . 6 0 (Ital.; A.-Z.: 19491/60). F P 1335673. Verbesserungen an Streekvorrichtungen fiir textile Materialien. I n h . : T. M. M. (Research) Ltd. A. 23. 7. 62. E. 15. 7. 63. I n t . Kl.: D 02 c, A.-Z.: 904 762. USP 3099065 Zus. z. l'at. 3028654. System zum Erhitzen von Garn. Erf.: C.G.Evans. I n h . : Deering Milliken Research Corp., Spartanburg, S. C. A. 31. 10. 61, E. 30. 7. 63. Kl.: 2 8 - 6 2 . 9 Anspr. A.-Z.: 148895. USP 3099126. Garnzuführungsvorrichtung. Erf.: II. .1. Laureti. Inh.: Wall Rope Works, Inc., Beverly, N. J . A. 7. 10. 60, E. 30. 7. 63. Kl.: 5 7 - 5 8 , 7 . 8 Anspr. A.-Z.: 61153. SP 154000 (Urheberschein). Vorrichtung zur Reinigung der Spinndüsen von Verunreinigungen. Erf.: I. L. Kagan] A. A. Cubukov, A. V.Ivanov, L. L. Cernogorov u. A. I. Abrosov. A. 3. 7. 62, B. 9. 7. 63. Kl.: 29 a. 6/10. A.-Z.: 7 8 5 1 1 0 / 2 8 - 1 2 . B P 922 455. Spinndüsen. I n h . : E. I. du Pont de Nemours & Co. A. 25.1.62, Kl.: 2 (2). A.-Z.: 2821/62. USP 3095607. Spinnkopfanordnung. Erf.: ./. S. Cobb, I n h . : E. I. du P o n t de Nemours & Co., Wilmington, Del. A. 10. 7. 62, E. 2. 7. 63. Kl.: 1 8 - 8 , 4 Anspr. A.-Z.: 208 748. SP 154001 (Urheberschein). Kapselung für den Spinntopf von Zentrifugenspiiminaschinen für Kunstseide. Erf.: B. C. Abovskij, I. F. Aleksandroviö, P. N. Zernov, S. Z. Pozin u. lì. A. Smyko». A. 16. 7. 62, Ii. 9. 7. 63. Kl.: 29 a. 6/14. A.-Z.: 7 8 7 1 1 7 / 2 8 - 1 2 . DAS 1154229. Stauchkräuselvorrichtung für Kunstfäden. Erf.: Dipl.-Ing. H. Schippers u. H. Tobbe. Anm. : Barnier Maschinenfabrik AG, WuppertalOberbarmen. A. 10. 9. 58, B. 12. 9. 63. Kl.: 29 a. 6/20, A.-Z.: B. 50292. F P 80843 Zus. z. P a t . 1289491. Verfahren zur Kräuselung thermoplastischer Fäden. Vorrichtung zu seiner Durchführung und erhaltene neue Fäden. Inh. : Rhodiaceta. A. 21.12.61, E. 13. 5. 63. I n t . Kl. : D 01 d, A.-Z. : 882 740. SchweizP 372131. Spinnverfahren für viskoelastische Polymere. Erf.: A. Coen u. IF. Conti, Inh. : Montecatini Soc. Gen. per. l'Industria Mineraria e Chimica, Mailand (Ital.). A. 10. 11. 59, E. 30. 9. 63. Kl. : 29 a, 6/31 (29 a, 6/10). A.-Z.: 80434/59. Prior.: 12. 11. 58 (Ital.: A.-Z.: 16769/58). 608) - 4 4 ( P 6 l l ) . Brysxon, I i . ./.. Reecex, II'. -1., u. Piccolo, B.. Die C a d m i u m s c l e n i d e . N e u e , im Freien wirksame fungizide Gewebeausrüstungsmittel. Amer. Dvestuff R e p . 52 (1963) 17. S. 34(P642) -38(P646). 44(P652). Bergs. II.. Hlume, M".. u. Heiderhoff. M'., Z u r K a s c h i e r u n g m i t P o l v u r e t h a n S c h a u m s t o f t e n . Z. ges. T e x t i l i m l . 65 (1963) 9. S. 7 1 7 - 7 2 0 . Lüder. I I . . O p t i m i e r u n g eines B a n d t r o c k n e r s . 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Mackay,

IX. Betiiebstechnik. Ökonomie. Tagungsberichte u. dgl. Sonderfragen Betriebstechnik Marcinoicski,

ll.-J.,

u . Perizonius.

H..

Hinweise

auf

die A n w e n d u n g

der

K e r n s t r a h l u n g in T e c h n i k u n d W i s s e n s c h a f t , 2. K u r z h i n w e i s e auf die A n w e n d u n g in d e r T e x t i l i n d u s t r i e . T e x t i l - R d s c h . , S t . Gallen 18 (1963) 9, S. 4 8 8 - 4 9 2 . Beinsch, H. H., A n w e n d u n g s m ö g l i c h k e i t e n f ü r R a d i o i s o t o p e in der T e x t i l i n d u s t r i e . T e x t i l - R d s c h . , St. Gallen 18 (1963) 9, S. 4 9 3 - 4 9 4 . Ökonomie K. H., V e r b e s s e r t e M e t h o d e n zur E r m i t t l u n g d e r u n v o l l e n d e t e n P r o d u k t i o n i m S p i n n p r o z e ß . D t . T e x t i l t e c h n i k 13 (1963) 10, S. 5 0 5 - 5 0 9 . / . , U n t e r s u c h u n g e n ü b e r den spezifischen M a t e r i a l v e r b r a u c h in der W o l l i n d u s t r i e . I n d . t e x t i l ä . B u c u r e § t i 14 (1963) 8, S. 3 4 6 - 3 5 2 . G r o ß b r i t a n n i e n e r h ö h t die S y n t h e s e f a s e r k a p a z i t ä t . N e u e N y l o n - 6 - A n l a g e s c h o n in E r w e i t e r u n g : E r h ö h u n g e n a u c h bei N y l o n - 6 6 u n d A c r y l f a s e m . C h e m . e n g n g . N e w s 41 (1963) 41, S. 3 9 - 4 0 .

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