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Verfahren zur Herstellung künstlicher Fäden oder Faserbündel aus Viscose
mit hoher Festigkeit und Dehnung Durch das Hauptpatent 568 571 ist ein Verfahren
unter Schutz gestellt, um künstlichen Fäden oder Faserbündeln mit hoher Festigkeit
im Spinnprozeß eine Dehnung von io bis 15°/o zu verleihen. Bei dem Verfahren des
Hauptpatentes wird der aus der Düse abgezogene Faden erst einer Streckung unterworfen,
dann unter völlig spannungslosem Durchhängen durch eine wässerige Flüssigkeit geführt
und dann wieder einer Streckung ausgesetzt, die den gewünschten Titer liefert.
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In Fortbildung des Verfahrens des Hauptpatentes wurde nun gefunden,
daß es nicht nötig ist, den Faden beim Auswaschen der Säure frei schrumpfen zu lassen
und ihn nach eingetretener Schrumpfung neu zu strecken, sondern daß eine Erhöhung
der Dehnung auch dann eintritt, wenn eine Schrumpfung des Fadens nur in beschränktem
Maße zugelassen wird.
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Gegenstand vorliegender Erfzndung ist ein Verfahren zur Herstellung
künstlicher Fäden oder Faserbündel aus Viscose mit hoher Festigkeit und hoher Dehnung,
das darin besteht, daß die aus dem Spinnbad abgezogenen Fäden oder Faserbündel erst
einer Streckung unterworfen werden, dann die Fäden erstmalig nach erfolgter Entspannung
mit Wasser behandelt und auf einen gröberen Titer schrumpfen gelassen werden.
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Die Längenverkürzung der Fäden beträgt bei Anwendung von Wasser, insbesondere
heißem Wasser, 17 bis 3o°/, der ursprünglichen Fadenlänge. Die Walze hinter
der Wasserbehandlungsstelle soll den Faden um einen bestimmten Betrag langsamer
abziehen, als die Walze vor der Wasserbehandlungsstelle den Faden anliefert. Diese
Differenz beider Walzen in der Fadenförderung muß gleich oder geringer sein als
der Schrumpfbetrag des Fadens durch die Wasserbehandlung. Ein freies Durchhängen
des im Bad befindlichen Fadenstückes ist nach vorliegendem Verfahren zu vermeiden,
weil ohne nachfolgende erneute Streckung die Festigkeit des Fadens verlorengeht.
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Es ist bereits bekannt, die Dehnung von hochfesten Viscosefäden durch
Behandlung mit Natronlauge oder Natriumsulfidlösungen zu erhöhen, wenn diese ohne
Streckung auf die Fäden zur Einwirkung gebracht werden. Bei dem Verfahren der vorliegenden
Erfindang
wird Wasser als Schrumpfungsmittel auf den frisch gesponnenen
Faden verwendet und dadurch die Dehnung der Fäden ebenfalls beträchtlich erhöht.
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Ferner ist ein Verfahren zur Herstellung von Viscoseseide bekanntgeworden,
bei welchem der Faden zuerst durch eine Abzugswalze gestreckt, dann auf ein mit
geringerer Umfangsgeschwindigkeit sich drehendes Aufnahmeorgan ohne Spannung aufgewickelt
wird. Dieses Vorgehen bezweckt, eine weniger straffe Wicklung auf der Spule zu erreichen,
um das Auswaschen auf der Spule zu erleichtern. Auch sollen Unregelmäßigkeiten im
Ausfall der inneren und äußeren Lagen der Wicklung vermieden werden.
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Bei einem anderen Verfahren ,zur Herstellung von Viscoseseide, bei
dem auch Bäder aus konzentrierten Schwefelsäuren mit verwendet werden sollen, wird
der Faden zuerst mit Walzen gestreckt, dann ebenfalls über eine Rolle geführt, die
langsamer läuft, und dabei auf dem Wege von dem Spinnbad zur Sammelvorrichtung ein
oder mehrmals mit Wasser behandelt. Von dem Verfahren der vorliegenden Erfindung
unterscheidet sich dieses ältere Verfahren dadurch, daß die erste Wasserbehandlung
nicht am'entspannten Faden stattfindet, sondern auf den Faden wirkt, während er
fest auf einer Abzugswalze aufliegt.
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Beim Spinnen von fester Kupferseide ist. ein Aufwickeln von frisch
gesponnenen Fäden auf Rollen, die langsamer laufen als die vorangehenden Streckrollen,
bekannt. Dieser Entspannung des Fadens vor dem Aufwickeln geht ebenfalls ein Absäuern
und Berieseln mit Wasser auf den unter Spannung befindlichen Faden voraus.
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Schließlich ist es nicht mehr neu, Faserstränge von hohem Gesamttiter
nach vorangegangener Streckung im entspannten Zustand durch die Nachbehandlungsbäder
zü führen.-Ein Faden oder Faserbündel von hoher Festigkeit und hoher Dehnung wird
jedoch bei allen diesen bekannten Spinnverfahren nicht erzielt, weil entweder die
zur Erreichung hoher Festigkeit notwendigen stark schwefelsauren Bäder nicht verwendet
werden oder weil die erste Wasserbehandlung des Fadens nicht an der richtigen Stelle
und nicht unter Begrenzung der Schrumpfung auf einen bestimmten Betrag, d. h. bis
zur Erzielung einer bestimmten Titererhöhung, durchgeführt wird. Im Gegensatz zu
den bekannten Verfahren wird durch das vorliegende Verfahren und durch das Verfahren
des Hauptpatentes als unmittelbares Spinnprodukt eine Faser erzielt, die in der
Textilindustrie dank ihrer erhöhten Dehnung ohne Schwierigkeit verarbeitet werden
kann und außerdem gute und gleichmäßige Anfärbbarkeit besitzt.
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Zur Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung können beispielsweise
Spinnvorrichtungen verwendet werden, wie sie in der Zeichnung schematisch dargestellt
sind.
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In Fig. r_ ist die Spinndüse, die im Bad untergetaucht ist, mit a,
die Streckvorrichtung, bestehend aus gegeneinander versetzten Glasstäben, mit b
bezeichnet. Der Abzug des Fadens wird durch eine Rolle oder Galette c bewerkstelligt,
um die der Faden zur Vermeidung des Gleitens zweimal geführt wird. Der gestreckte
Faden wird dann in einem Behälter d der Wirkung von Wasser von qo° C ausgesetzt,
indem er unter zwei im Bad angebrachten Führungsstücken, wie Stäben oder Rollen
e und f, durchgeführt wird. Nach eingetretener Schrumpfung wird der Faden von der
Walze g mit einer wesentlich geringeren Geschwindigkeit abgezogen, als er von c
geliefert wird, wobei aber darauf Wert gelegt ist, daß der Faden noch an den Glasstäben
bzw. Rollen im Schrumpfbad leicht anliegt. Mit la ist ein Spinntopf bezeichnet,
in dem der Faden gesammelt wird.
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Fig. z. Mit a ist die Spinndüse, mit b
die Streckvorrichtung,
die aus Glasstäben besteht, mit c die Abzugswalze bezeichnet. i stellt eine Rinne
dar, in der warmes Wasser zur Einwirkung auf den Faden gebracht wird. k ist eine
Aufwickelspule, die mittels Konoidgetriebes mit gleichbleibender Umfangsgeschwindigkeit
so angetrieben wird, daß sie den Faden um einen bestimmten Betrag langsamer aus
dem Bade zieht, als er von der Walze c geliefert wird.
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Bei der Vorrichtung nach Fig.3 wird der Faden im Spinnbad nahezu waagerecht
von der Spinndüse a ab- und von der Galette c durch die Fadenstreckungsvorrichtung
b gezogen. Von der Galette c wird der Faden unter Glasstäben e, f durch Wasser von
45' C (d) geführt und nach eingetretener Längenverkürzung von der Walze g mit geringerer
Geschwindigkeit aufgenommen, als er von c geliefert wird. Mit L ist eine Anpreßrolle
bezeichnet, die verhindert, daß der Faden vom Spinntopf mit größerer Geschwindigkeit
abgezogen wird, als der Umfangsgeschwindigkeit der Rolle g entspricht. h ist ein
Spinntopf, der den Faden zum Spinnkuchen aufwickelt. Beispiele z. Eine ungereifte
Alkalicellulose wird mit 3a°/, C S2 (auf Cellulose berechnet) sulfidiert und zu
einer Viscose von 6°/o Zellstoff und 6,5'% Alkali gelöst. Die Viscose wird bei
18°
bis zu einer Kochsalzreife 5 gereift und nun in ein Fällbad, das neben 36,5 °/o
Schwefelsäuremonohydrat 30,5 °/o Ammonbisulfat und 12 1/0 Natriumbisulfat
enthält, versponnen. Die Temperatur des Fällbades ist 43°. Der aus dem Fällbad austretende
Faden wird über drei Glasstäbe gestreckt, i1/2 mal um eine Glasgalette von 2o cm
Durchmesser geführt und vor dem Auflaufen auf die Spule unter zwei Glasstäben hindurch
auf einer Strecke von 45 cm durch ein 45° warmes Wasserbad geführt. Der Faden läuft
also noch im sauren Stadium in das Schrumpfbad. Die Luftstrecke, die der Faden vom
Austritt aus dem Spinnbad bis zur Galette durchläuft, beträgt 7o cm. Von der Galette
bis zum Eintritt in das Wasserbad werden 45 cm und von der Austrittsstelle aus dem
Wasserbad bis zum Auflaufen auf die Spinnspule noch 55 cm durchlaufen. Die Aufwickelsspule
läuft mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 25 m. Die Viscosepumpe ist auf einen
Gesamttiter von 12o Deniers eingestellt und fördert entsprechend der Aufwickelgeschwindigkeit
von 25 m 5,85 ccm Viscose in der Minute. Es wird eine Düse mit 12o Löchern von je
0,07 mm Durchmesser angewandt. Die Abzugsgeschwindigkeit der Galette ist
auf 32 m, d. h. so eingestellt, daß der Faden auf seinem Weg zur Aufwickelspule
um etwa 22°% schrumpfen kann. Der auf die Spule auflaufende Faden kann zweckmäßig
noch zur Entfernung der Spinnsäure mit Wasser berieselt werden. Es wird eine Kunstseide
von 33o bis 375 g Festigkeit pro ioo Deniers erhalten bei 12,5 bis 14,50/0 Dehnung,
während ohne Zwischenschaltung der Galette nur eine Dehnung von 7 bis 80/, bei gleicher
Festigkeit erreicht wird. Da die Umfangsgeschwindigkeit der ersten Walze zu der
der zweiten Walze sich wie 32 : 25@ verhält, so werden in derselben Zeit, in der
von der zweiten Walze 9 ooo m aufgewickelt werden, von der ersten Walze 11 52o m
abgezogen. Bei einem Gewicht von 12o g für 9 ooo m des fertigen Fadens wiegen auch
die i i 52o m des feineren Fadens 12o g, woraus sich für den Titer des zuerst erzeugten
feineren Fadens 94 Deniers errechnen.
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2. Viscose, wie in Beispiel i, wird in ein Fällbad aus 721%iger Schwefelsäure
bei 12° gesponnen. Die Spinnanordnung ist in Fig. i dargestellt, wobei der Faden
durch die Abzugsrolle c mit 33 m abgezogen, durch die Rolle g mit 25 m aus dem Schrumpfbad
gefördert und in dem Spinntopf h gesammelt wird. Als Schrumpfbad wird Wasser von
20° verwendet. Es wird ein Faden erhalten, der eine Festigkeit von 3oo bis
350 g pro ioo Deniers bei 12 bis 13°/o Dehnung aufweist. Der gesponnene Faden
hat bei Verwendung derselben Stoffzufuhr und derselben Düse wie in Beispiel i nach
der ersten Walze einen Titer von 93 Deniers. Der im Spinntopf gesammelte Faden ist
auf 12o Deniers geschrumpft.