Verfahren zum Abführen künstlicher Fäden aus einem stark sauren Spinnbad, bei Verfahren, in welehen <B>die</B> Fäden aus Tiskose hergestellt und durch ein Wasserbad <B>C</B> geführt werden. In den letzten Jahren sind eine Reihe von Spinnverfahren bekannt geworden. nach denen aus Viskose künstliche, Fäden mit Festigkeiten von 2,5 pro Denier und wesent lich mehr bei entsprechender Nassfestigkeit erzielt werden können.
Es werden hierzu Spinnbäder verschiedener Zusammensetzung verwendet, die im allgemeinen hohe Säure konzentrationen und geringen WasserCehalt aufweisen, im einzelnen bezüglich Konzen tration und Zusammensetzung aber stark differieren. Wesentlich ist bei der Verwen dung dieser Bäder zur Erzielung hoher Fe- stigkeiten die Ausübung eines Zuges auf den Faden nach Verlassen des Bades, worauf der Faden vor oder auf dem Aufwickel(>rgalt meist eine Waschung mit Wasser erfährt.
Alle so erzeugten hochfesten Seiden wei sen aber nur geringe DehnLingen und Nass- dehnungen auf. Das aus der Reiss-Dehnungs- kurve ermittelte Arbeitsvermögen liegt trotz der hohen Reissfestigkeit nicht über, oft so gar unter dem Arbeitsvermögen einer guten, zum Beispiel nach<B>D.</B> R.. P. Nr. <B>287955</B> ohne besondere Spannungsmassnahmen gesponnenen Viskoseseide. Die einseitige Erhöhung der Festigkeit auf Kosten der Dehnbarkeit bringt eine Reihe von Nachteilen bei der textilen Verarbeitung mit sich.
Man hat daher -schon vorgeschlagen, solche Seiden durch eine alka- liselle Nachbehandlung zu verbessern, was in dessen beträchtliche, vom Erfinder selbst zu gegebene Missstände mit sich bringt. Auch das Verspinnen von Viskosen, die mit Gly- koleil verestert oder verätliert sind, zum Bei spiel in starke Schwefelsäure, ist schon vor geschlagen worden.
Abgesehen von den er höhten Kosten in der Viskoseherstellung hat die Verwendung von mit, Chlorhydrinen um- ,gesetzten Viskäsen den schwerwiegenden .Nachteil, dass durch den Chl(>ridgehalt der Viskose das Spinnbad. salzsä,-Lirelialtig wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft me chanische Massnahmen bei Verfahren zur Her stellung künstlicher Fäden, die es ermög- liehen, Seiden mit einer solchen Dehnbarkeit zu erzielen, dass die Fäden ein höheres Ar beitsvermögen als bisher bekannte Viskose- Kunstfasern aufweisen.
Das Verfahren gemäss der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Abführen der künstliche'n Fäden aus einem stark sauren Spinnbad, bei Verfahren, in welchen die Fär den aus Viskose hergestellt und durch ein Wasserbad geführt werden, in der Weise ge schieht-, dass die Fäden beim -Verlass'en des Spinnbades bis zum Eintritt in das Wasser bad gestreckt werden, im Wasserbad frei durchhängeu gelassen werden, um eine Schrumpfung der Fäden zu ermöglichen, und nach Verlassen des Wasserbades wieder ge- streckt werden.
Dem Verfahren liegt nämlich die Beobach tung zugrunde, dass ein uni-er Spannung aus dem stark sauren Spinnbad gezogener Vis- kosefaden beim Einlaufen in Wasser unter völliger Entspannung, das heisst bei freiem Durchhängen, eine starke Kontraktion er fährt und nach Eintritt der Kontraktion bei Anwendung einer zweiten Streckung einen Faden ergibt, der nach Fertigstellung eine Bruchfestigkeit über<B>2,5</B> gr pro Denier und eine Dehnbarkeit von über<B>9</B> bis über<B>15 %</B> aufweist.
Es hat sieh gezeigt, dass auch die Nassdehnung bei gemäss dem Verfahren der Erfindung hergestellten Fäden mindestens ebenso hoch, meist aber höher als deren Trockendehnung liegt. Diese Beobachtung ist um so überraschender, als sie in direktem Widerspruch mit den Ausführungen in der "Kunstseide",<B>1930,</B> Seite<B>131,</B> zweite Spalte, steht, wo für Fäden, die in starker Sehwefel- säure mit oder ohne Spannung gesponnen -werden, vollkommene Irreversibilität der Längsquellung beim Auswaschen der Schwe felsäure behauptet wird.
Starke, Schwefel- felsäurebäder machen aber keine Ausnahme von der erwähnten Beobachtung, auch tritt die erwähnte Kontraktion, ebenfalls im<B>Ge-</B> gensatz zu den zitierten Behauptungen auch bei Spinnbädern ein, die weniger als<B>50</B> bis <B>55</B> 130#' Monohydrat enthalten. Die nach der ersten Streckung beim Einlaufen in Wasser geschrumpften Fäden behalten ihr hervor ragendes Verfestigungsvermögen, wie Ver suche ergaben, sogar nach dem Trocknen ohne Spannung.
Es hat sieh als vorteilhaft erwiesen,<B>-</B>die Fäden in der ersten Streckperiode, also in säurenassem Zustand, auf einen feineren Ti- ter auszuziehen, als er für den fertigen Faden beabsichtigt ist, ihn dann auf einen gröberen als den Soll-Titer zusammenschrumpfen zu lassen und nach Verlassen des Wasserbades in der zweiten Streckperiode auf den end gültigen Titer auszuziehen. Der Schrump fungsbetrag hängt unter anderem, wie sieh zeigte, vom Betrag der Spannung vor dem Schrumpfen ab und wächst mit dieser Span nung.
Spinnt man zum Beispiel mit einem Bad --emäss dem nachstehend beschriebenen Beispiel mit einem Abzug von<B>50</B> m, so schrumpft der Faden beim freien Einlaufen in Wasser um<B>50%</B> seiner Länge zusammen. Durch Steigerung der Spannung vor der<B>Ab-</B> zugsrolle lässt sieh diese Schrumpfung auf <B>61 %</B> erhöhen. Unter besonders günstigen Ver hältnissen sind schon Sc'hrumpfungen bis über <B>70</B> %o beobachtet worden.
Bei -der praktischen Ausübung des Ver fahrens verfährt man beispielsweise wie folgt-.<B>-</B> Der Faden wird nach Verlassen des Spinnbades über ein oder mehrere Glasstäbe durch eine Rolle abgezogen, die eine höhere Umfangsgeschwindigkeit aufweist, als dem endgültigen Titer entspricht. Von dieser Rolle fällt der Faden in eine Wanne mit Wasser, in dem er etwa eine Strecke von<B>1,0</B> bis<B>50</B> cm vollkommen lose durchhängend dürchläuft, um dann mittelst einer zweiten Rolle, die eine dem gewünschten Titer entsprechende Um fangsgeschwindigkeit aufweist, wieder her ausgezogen zu werden.
Zwischen dieser zwei ten Rolle und dem Wasserbad ist wieder eine Spannvorrichtung aus Glasstäben eingeschal- tet. Statt Spannvorrielitungen aus Glasstäben zu verwenden, kann man auch die Spannung durch Walzenpaare erzeugen, von denen je- t' weils die erstere Walze eine geringere Um- kn t> ftiii-s-#e,schwindi"-keit aufweist als die zweite.
t# <B>r3</B> tn N.e Abzugswalze hinter dem Wasserbad, auf ZD der der Faden seinen endgülcigen Titer hat, kann zuuleich als Aufnahmeorgan für den <B>en</B> Faden dienen, zum Beispiel als Spule ans- gebildet sein, oder sie kann auch nur zur #Veiterführnug des Fadens benutzt werden, wenn zum Beispiel der Faden in eine Spinn zentrifuge geleitet werden soll.
Die Ge- .sehwindigkeit, mit der der Faden aus dem '#Vasserbad ab",ezogen wird, ist natürlich vor- eD el ziigsweise gleich der Geschwindigkeit, init der er ins Wasser eintritt, vermindert um die tatsächliel-i ein-etretene Schrumpfung.
Ist die Austrittsgeschwindigkeit aus dem M'asserbad kleiner als die -um die Sehrunip- fun-- verminderte Fadengesehwindigkeit vor dem #Vas.,5er ad, so kommt es züi Faden- mihäufungen im Wasserbad. Zweckmässig zieht man aus dem Wasserbad etwas rascher ilb, als der o-rösstmögliellen Schrumpfung ent- ZD eD <B>C</B> spricht.
Hierdurch wird das im Wasserbad hän-,ende Fadenstück etwas aus dem<B>Bad</B> el herausgezogen, also die Badstrecke verkürzt, C wodurch die Schrumpfung entsprechend cre- en rin--er, die Austrittsgeschwindigkeit also etwas grösser wird. Es stellt sich so von selbst das Gleichgewicht zwischen Schrump fung und de'n beiden Abzugsgeschwindig- keiten derart ein, dass der Faden im Wasser bad bei einem bestimmten Abzu-,sverhältnis eine bestimmte Strecke im Wasser durch hängt.
Eine weitere Ausführungsform des Ver- fiArens besteht darin, dass man den nach 1)urchlaufen des Wasserbades gesehrumpften Faden ohne jede Spannung auf Spulen oder Haspel aufwickelt und in einem andern Arbeitsgang erst auf die endgültige Fein heit unter gleichzeitiger Verfestigung aus zieht. Hierbei kann er gleich anschliessend ge zwirnt werden, zum Beispiel in einer Spinn zentrifuge. Das Ausziehen erfolgt in diesem Fall am besten in feuchtem Zustande.
Man kann aber auch den gespannten Fa den naell Verlassen des Wasserbades span nungslos auf Spulen oder Haspeln aufwickeln, dann weiter auswaschen, trocknen und dami in trockenem Zustand auf den gewünschten Titer ausziehen, wobei wieder gleich das Zwirnen angeschlossen werden kann.
Die ,Olesehrumpfen Fäden- haben hierbei, in un- D <B>.</B> ituso-ezogenem Zustande, getrocknet eine Deli- in ZD nuing bis<B>50</B> und nass eine Dehnung bis<B>100%.</B>
Das Hass der & hrumpfung und Wieder- auszielibarkeit hängt bis zu einem gewissen Grad von dem verwendeten Spinnbad und der Viqkose ab. Infolgedessen erhält man nicht in allen Fällen gleich günstige Ergeb nisse. Auf jeden Fall lassen sich aber bei gleichen Festigkeiten höhere Dehnungen er zielen, als wenn die gleichen Bäder ohne Zwisehenschaltung einer Schrumpfung ver wendet werden. Welche Auszüo-e vor und hinter dem Wasserbad die besten Eroebnisse liefern, muss von Fall zu Fall ausprobiert werden.
Mit der Verbesserung der Dehnbarkeit geht eine wesentlich tiefere Anfärbbarkeit der Faser Hand in Hand, so dass gegenüber Glewöhnlichen Viskoseseiden in der Farbstoff- aufnahme kein Unterschied mehr besteht. Das Verfahren eignet sich ebensogut zur Erzeu gung von Faserbündeln, die au± Schnittfaser verarbeitet werden, wie zur Herstellung von Kunstseide.
Man hat zwar schon vorgeschlagen, frisch gesponneile Kuilsifäden mit einem bestimm ten Abzug aus dem Bad zu ziehen und mit einem geringeren aufzuwickeln. Auch ist schon voro-eschlagen worden, den Faden zwi- sehen zwei Rollen mit verschiedener Ge schwindigkeit zu spannen, auf der zweiten Rolle mit einer Flüssigkeit zu waschen und im Fall einer dabei eintretenden Sehrump- fung ihn mit einer dritten Rolle. mit gerin- ,gerer Geschwindigkeit abzuziehen.
Bei vor- lie--endem Verfahren handelt es sieh aber ZD darum, den gestreckten Faden beim Passieren <B>z2</B> des Wasserbades frei durchhängen zu lassen, um eine Schrumpfung der Fäden zu ermög- lieben, und sie dann nach Verlassen des Wag- serbades wieder zu strecken. Schon kleine Widerstände -verhindern die freie Auswirkung des der Faser eigentümlichen Schrumpf bestrebens. Der Vorgang kann mit einem Reckprozess, der Metallindustiie in zwei Stu fen mit dazwischen liegendem Anlassen ver glichen werden.
<I>Beispiele:</I> <B>1.</B> Eine Viskose mit<B>5 %</B> Zellulose und <B>5,5 %</B> NaOH wird bei einer Chlorammonreife von<B>9,5</B> cm (mit<B>15</B> %igem Chlorammon be stimmt) in ein Bad von 76%ioer Schwefel säure bei 22' gesponnen. Viskoseförderung and letzter Abzug werden auf einen Faser- titer von<B>1</B> Denier eingestellt.
Der Faden läuft nach Verlassen des Bades über drei Glas stäbe von<B>1</B> mm Stärke und dann über eine Rolle mit<B>50</B> in. Uinfangsgeschwindigkeit, <B>um</B> die er einmal ganz herumgeschlungen wird. Von hier fällt er in ein Wasserbad von ge wöhnlicher Temperatur, in dem er über eine Strecke von 20 cm frei durchliKugend -unter- tauclit. Aus dem Wasserbad wird er von einer Spule mit<B>33</B> in Umfangsgeschwindigkeit ab gezogen und aufgewickelt.
Zwischen Wasser bad und Spule wird er durch Zwiscliensehal- tung von -vier parallelen, in einer Ebene liegenden Glasstäben von<B>5</B> mm Dicke ge spannt. Die Spule läuft in einem Oberbad mit Wasser. Nach Fertigstellung haben die Fäden eine Festigkeit von 3,54 gT trocken und<B>2,16</B> gr nass pro Denier, und eine Trocken- bezw. Nassdehnung von<B>9,2</B> bezw. <B>8,7 %.</B>
2. Dieselbe Viskose wird in ein 45<B>'</B> war mes Bad von<B>65 %</B> iger Schwefelsäure gespon nen, -wobei die erste Abzugsrolle eine Um fangsgeschwindigkeit von 54 in, die Spule eine solche von 34 m aufweist. Die Eintauch- strecke im Wasserbad beträgt<B>13</B> cm, hinter dem Wasserbad wird mit drei Glasstäben von<B>5</B> mm gespannt. Das Wasserbad hat eine Temperatur von<B>30'.</B> Die übrigen Be dingungen sind dieselben wie in.
Beispiel<B>1.</B> Man erhält Fäden von einer Trockenfestig keit von<B>3,1</B> gr -und einer Nassfestigkeit von <B>1,76</B> o-r pro Denier bei einer Dehnung voft 12,91wo trocken und 15,57o nass.
<B>3.</B> Dieselbe Viskose wird in ein<B>10</B> bis 12 kaltes Bad versponnen, das durch Vereste- rung von 20 Teilen Methauol mit<B>80</B> Tei len konzentrierter Schwefelsäure hergestellt wurde. Die erste Abzugsrolle hat eine Um fangsgeschwindigkeit von 46 in, die, Spule eine solche von<B>32</B> in. Die Fadenstrecke im Wasserbad beträgt<B>15</B> cm, die Temperatur des Wasserbades<B>18'.</B> Hinter dem Wasser bad wird nur über zwei Stäbe gespannt.
Die übrigen Bedingungen sind wie in Beispiel<B>1.</B> <B>Man</B> erhält Fäden von einer Trocken.- bezw. Nassfestigkeit von<B>3,28</B> bezw. <B>2,26</B> gr pro De- nier bei einer Dehnung von<B>9,6</B> Iwo trocken und <I>13,4</I> Iwo nass.
4. Dieselbe Viskose wird in dasselbe Bad gesponnen wie in Beispiel<B>3,</B> mit dem Unter schied, dass dem Spinnbad<B>10</B> 7o Wasser zu gesetzt werden. Die Umfangsgesehwindigkeit; der Abzugsrolle beträgt 49 in, die der Spule 30 in. Spinnbadtemperatlir <B>23</B> ', Spannung <B>3</B> biuter dem Wasserbad durch vier Stäbe.
Die übrigen Bedingungen sind wie bei Beispiel<B>3.</B> Die erhaltenen Fäden zeiaen trocken eine Festigkeit von 3,54 gr und nass eine solche voll<B>2,25</B> gr bei einer Dehnung trocken von 11,2% und nass von 12,6/wo.
<B>5.</B> Dieselbe Viskose und Säure wie in Bei spiel<B>3,</B> nur wird die Säure mit<B>20</B> % Wasser versetzt. Die erste Abzugsralle hat eine, Um fangsgeschwindigkeit von<B>50</B> in, die Spule eine solche von<B>30</B> in. Übrige Bedingungen sind wie in Beispiel 4. Die Fäden haben eine Trockenfestigkeit von<B>3,1 kg</B> und eine Nass- festigkeit von<B>1,73</B> gr bei einer Trocken- clehnung von 151wo und einer 'Nassdehnung <B>N,</B> o n<B>2 1, 2</B> 1?o#'.
<B>6.</B> Eine gereifte Viskose mit 5951 Zellulose und<B>5,5</B> % NaOH wird bei einer Kochsalz- reife von 4,75 cm' in ein<B>'</B> 22<B>'</B> warmes Bad gesponnen, das 44,35<B>%</B> Schwefelsäure,<B>26,8 %</B> Ammoniumbisulfat <B>und</B> 3,4<B>%</B> Natriumbisulfat enthält (Gewielitsprozente). Das Wasser des Wasserbades hat eine Temperatur von<B>35 '.</B> Hinter dem Wasserbad wird mit drei Glas stäben gespannt.
Die Abzugsrolle hat<B>52</B> in, die Spule<B>32</B> m Umfangsgescliwindigkeit. <B>C</B> Die übrigen Bedingungen sind wie in den vorhergehenden Beispielen. Die Fäden haben eine Trockenfestigkeit von<B>3</B> gr und eine Nass- festigkeit von<B>1,5</B> gr pro Denier. Die Troakendehnung, beträgt 13,7%, die Nass- dehnung 19,2 el