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Verfahren zur Herstellung von künstlichen Fäden aus Kupferoxydammoniakcelluloselösung
nach dem Streckspinnverfahren im Spinntrichter , Bei der Herstellung von künstlich
geformten Gebilden, wie Kunstseide und Zellwolle, aus Kupferoxydammoniakcellulo"selö!sun.g
nach dem Spinntrichterverfahren verwendet man bekanntlich verhältnismäßig weite
Spinnöffnungen von in der Regel etwa o,8 bis z mm Durchmesser und enthärtetes Wasser.
Trortzdem man sich im allgemeinen mit verhältnismäßig bescheidenen Spinngeschwindigkeiten
von etwa 3o m/Min. begnügen muß, ist, es erforderlich, mit verhältnismäßig großen
Spinnwastserquantitäten zuarbeiten, die z. B. bei :einem Kunstseidefaden von tzo
.den Totaltiter je Spinntrichter etwa 75o ccm/Min. an Spinnwasser bei erheblich
erhöhter Temperatur von etwa 35° ausmachen. Sowohl die Wasserquantitäten. des meist
noch vorzubereitenden Wassers als auch .die Erwärmung dieser großen Mengen. an Spinnwasser
verteuern den Spinnprozeß außerordentlich. Außerdem hat man im Spinntrichter fast
immer mit -dem übelstand zu kämpfen, daß im unteren Teil,desselben erhebliche Mengen
von Kupferhydroxyd u. dgl. Niedexschläge abgeschieden werden, welche die Durchsichtigkeit
des Trichters und die Kontrolle des Spinnvorganges behindern und ;sogar den Faden
in der Nähe des Austritts aus dem unteren Spinntrichterteil beschädigen können.
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Es ist nun gefunden worden, daß der Spinnprozeß unerwarteterweise
verbiesisert wird, wenn man in den unteren Teil des Spinntrichters oder einen passenden
Spinntrichtereinsatz fortlaufend ein :sehr verdünntes Giemisch von zwei Salzen,
nämlich eines Magnesiumgalzeis und eines Ammoniumsalzes, mit
Ausnahme
von Ammoniumphasphat und Ammoniumarsenat, in bestimmten Verhältnissen und in bestimmter
niedriger Konzentration einleitet. Man kann beispielshalber eine Mischlösung ,aus
Magnesiumsulfat und Ammoniumcarbonat verwenden. Bei der Verwendung dieses. Gemisches
wird ein Teil des Magnesiumsulfates, insbesondere unter dem Einfluß des Ammoniaks
im Trichterwassex, in Magnesiumhydroxyd, vermutlich in kolloidaler Form, umgesetzt.
Hierbei ist die Konzentration der Salze und ihr gegenseitiges Verhältnis so zu wählen,
daß das gebildete Magnesiumhydroxyd noch zu keiner sichtbaren Trübung in der Spinnflüssigkeit
führt. Wenn man dieses Lösungsgemisch in verhältnismäßig kleinen Mengen von z. B.
8ö ccm/Min. in den unteren Teil eines Spinntrichters einleitet, so. kann man von
der sonst üblichen hohen Spinnwasserquantität von z. B. 75o ccm/Min. .abgehen und
dieselbe ohne Benachteiligung des Spinnprozesses auf beispielshalber ¢oo ccm/Min.
erniedrigen. Außerdem ergibt sich, daß man -sogar bei dieser ermäßigten Spinnwasserquantität
auch die Temperatur .des Spinnwassers ganz erheblich, z. B. von 35 auf 26°, erniedrigen
kann, und zwar ohne daß die sonst für die Fäden so gefährlichen, den kontinuierlichen
Spinnprozeß behindernden und für die Beobachtung des Spinnprozesses so 'unangenehmen
Kupfersalzausscheidungen im unteren Teil des Trichters eintreten.
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Es ist weiter gefunden worden, daß man an Stelle von Magnesiumsulfat
bei der Herstellung des bezeichneten verdünnten Salzgemisches auch andere lösliche
Magnesiumsalze, wie Magnesiumchlorid, verwenden kann. Die Herstellung des bezeichneten-
Lösungsgemisches ist auch nicht an die Verwendung des Ammo@niumcarbonats gebunden.
Es können auch andere Ammoniumsalze, wie Ammoniumsulfat und Ammo@niumaoetat, in
Anwendung gebracht werden. Nach der Erfindung hat man sich durch Versuche davon
überzeugt, daß es im wesentlichen darauf ankommt, ,ein solches verdünntes Salzgemisch
herzustellen und anzuwenden, das in Ger Lage ist, im unteren Teil des Trichters
beim Zusammneintritt mit Ammoniak Veranlassung zur Bildung von besagtem Magnesiumhydroxyd
zu ,geben. Die Konzentration des. Salzgemisches ist gering, und im Falle des Magnesiumsulfats
kann man beispielshalber mit einer Konzentration von --,4,-, M.agnesiumsulfat je
Liter Zusatzflüssigkeit arbeiten, während die Konzentration des Ammoni umcarbonats
noch geringer sein kann.
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Es wurde zudem herausgefunden, daß man nötigenfalls das erforderliche
verdünnte Salzgemisch auch im unteren Teil des Spinntrichters teilweise selbst erzeugen
kann. Das kann z. B. dadurch geschehen, daß man außerhalb des Spinntrichters ein
bestimmtes L.ösungsgeinisch von Magnesiumsalz, insbesondere Magnesiumsulfat, und
einer Säure herstellt, wobei man statt einer Säure auch .ein lösliches saures Salz
verwenden kann. Hierbei ist es nicht erforderlich, daß das Magnesiumsalz und die
Säure oder das saure Salz als ein fertiges Gemisch eingeführt werden. Es genügt
durchaus, daß die bezeichn-eten Salze bzw. die Säuren in der erforderlichen Konzentration
im unteren Teil des Spinntrichters so vorhanden sind, daß sie eben dort die Bildung
des gewünschten Magnesiumhydroxyds in solchem Ausmaße bewirken, daß noch keine sichtbare
Ausscheidung auftritt. Beispiel i In einem gewöhnlichen Spinntrichter bekannter
Art, jedoch versehen mit einer unteren Einführung für das Magnesiumsalzgemisch,
wird unter Anwendung einer Spinndüse mit 9o Löchern von je o,8 mm Durchmesser ein
Kunstseidenfaden aus Kupferoxydammomiakcellul,oselö@süng gewöhnlicher Zusammensetzung
von i 2o den ersponnen. Durch den Spinntrichter wird in üblicher Weise von oben
her weiches Spinnwasser in einer Quantität von ¢o0 ccm/Min. eingeführt, welches
eine Spinntemperatur von 26' besitzt. In den unteren Teil des Spinntrichters wird
ein Lösungsgemisch in einer Menge von 8 o .ccm/ Min. eingeführt, die j e Liter 2,4
g Magnesiumsulfat und r,25 g Ammaniumcarbonat enthält und ebenfalls auf etwa 26'
vortemperiert ist. Der aus dem unteren Teil des Spinntrichters austretende Faden
wird in üblicher Art über Umlenkoirgane geführt, wobei sich die Hauptmasse des Spinnwassers
vom Faden abtrennt. Er wird dann im fortlaufenden 'Arbeitsgang in bekannter Weise
entkupfert und mit einer Spinngeschwindigkeit von .aufgewickelt und hierauf fertiggestellt.
Die so erzeugte Kunstseide besitzt eilte -gute Trocken- und Naßfestigkeit von Zoo
bzw. 1q.0 9/10o den. Beispiel 2 Unter Benutzung derselben Spinnmasse, derselben
Spinnapparatur und Spinndüse und beider Herstellung desselben Total- und Einzeltiters
wie unter Beispiel i wird mit einer Abzugsgeschwindigkeit von 62 m/Min. gesponnen.
Der Wasserzulauf in den oberen Teil des Spinntrichters beträgt ¢o0 ccm/ Min. bei
einer Spinntemperatur von 3o°. In den unteren Teil des Spinntrichters wird eine
verdünnte Lösung von Magnesiumsulfat und Ammonituncarbonat in einer Menge von
8o
ccm/Min. eingeleitet, die im Liter 2,5,g Magnesiamsulfat und 1,25 g Ammoniumcarbonat
enthält.
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Beispiel 3 Unter analogen Umständen wie unter Beispiel i wird mit
31 m/Min. Abzug gesponnen, jedoch mit einer' magn@esiumsalzhaltigen
Zusatzflüssigkeit, die je Liter 2,5 g Magnesiumsulfat und 1,87 g Ammoniumacetat
enthält. Beispiel q. Analog Beispiel i wird mit einer Abzugsgeschwindigkeit von
31 m/Min. ,gesponnen, jedoch mit dem Unterschied, daß als Zusatzflüssigkeit eine
magnesiumhaltige Flüssigkeit genommen wird, welche 2,5g Magnesiumsulfat und 3,7
g Kaliumbisulfat je Liter enthält. Beispiel 5 Analog Beispiel i wird mit
31 m/Mhi. Abzug und 28° Spinntemperatur gesponnen, jedoch mit einer magnesiumsalzhaltigen
Zusatzflüssigkeit, die je Liter 2,5g MagneSitUnsulfat und 1,8 g Ammoniumsulfat enthält.
B eis-piel 6 Analog Beispiel i wird mit einer Abzugsgeschwindigkeit von 31 m/Min.
,gesponnen, jedoch mit dem Unterschied, daß als Zusatzflüssigkeit eine magn@esiümbaltige
Flüssigkeit genommen wird, die 2,5g Magnesiumsulfat und 1,339 Schwefelsäure
je Liter enthält.
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Bei den vorstehenden Beispielen, nach denen Ges.amttiter von i 2o
den unter Benutzung vo,ri Spinnwassermengen von 400 bzw. q.80 ccm/IVIin. und Abzugsgeschwindigkeiten
von '3I bis 62m/Min. gesponnen werden, arbeitet man im unteren Teil des Spinntrichters
mit einer Menge von Magnesiumsalz bzw. Magnesiums,ulfat, die etwa o,¢ bis 0,5 g
Magnesiumsulfat im Liter, bezogen auf das gesamte Spinnwasser, entspricht, und mit
einer- entsprechenden Menge Ammoniunisalz. Im Fall anderer Gesamttiter, anderer
Spinnwassermengen, besonders gearteter Spinntrichter usw. weichen die besten Konzentrationen
etwas ab und sind im Einzelfall entsprechend einzustellen. . Es ist bereits vorgeschlagen
worden, Magnesiumsalze beim Absäuerungsprozeß des bereits aus dem Spinntrichter
herausgetreten en % Kupferkunstseidenfadlens zwecks Verhind-erung der Abscheidung
von Kupferhydroxyd o. dgl. an den Fadenträgern mitzuverwenden. Während das bekannte
Verfahren Magnesiüinsalze innerhalb des Spinntrichters nicht zur Einwirkung auf
den Faden bringt, sieht das vorliegende Verfahren dagegen die Mitbenutzung von Magnesiumsalzen
innerhalb des Spinntrichters vor, wodurch im .Gegensatz zu dem älteren Verfahren
nachstehende Vorteile erreicht -werden: i. Der.untere Teil des Spinntrichters bleibt
frei von abgeschiedenen Kupfersalzen.
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2. Eine Beschädigung .des frisch gesponnenen Fadens beim Austritt
aus dem Spinntrichter kann nicht eintreten, und die Beobachtungsmö;glichkeit des
Spinnvorganges durchdie stets durchsichtig bleibende Trichter wand ist gegeben.
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3. Die Mitverwendung von Magnesiumsalzen gestattet ein Sinken der
Temperatur des soggenannten Spinnwassers und gleichzeitig eine Verringerung der
Menge des anzuwendenden Spinnwassers, ohne daß dabei die Güte des hergestellten
Kupferkunsitseidenfadens leidet.