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Verfahren zur Erzeugung eines aus endlosen Fäden bestehenden Garnes aus regenerierter Cellulose
Die Erfindung betrifft die Erzeugung von aus endlosen Fäden aus regenerierter Cellulose bestehenden
Garnen aus Viskose.
Im Stammpatent Nr. 218169 ist ein Verfahren zur Erzeugung von Viskosekunstseidefäden mit hohem
Nassmodul, einem hohen Verhältnis zwischen der Nass- und Trocken-Reissfestigkeit, niedriger Dehnbarkeit,
Fehlen eines Unterschiedes zwischen Randschicht und Kern und geringer Saugfähigkeit für Wasser, be- schrieben.
Dieses Verfahren zur Erzeugung von Viskosekunstseidefäden, bei dem Viskose mit einem Cellu- losegehalt von 4 bis So und einem Ätznatrongehalt, der etwa halb so gross ist wie der Cellulosegehalt, wobei die Cellulose einen durchschnittlichen polymerisationsgrad von mindestens 300 und die Viskose eine
Salzzahl von mindestens 10 und eine Kugelfallviskosität zwischen 50 und 200 sec hat, in ein Fällbad ge- spritzt wird, das 2, 0-3, 5% Schwefelsäure, weniger als 15% Natriumsulfat und nicht mehr als 0,02go
Zinksulfat als Verunreinigung enthält, wobei die Badtemperatur zwischen 20 und 300C gehalten und die
Fäden unmittelbar nach dem Auftauchen aus dem Bad um mindestens 80% ihrer ursprünglichen Länge ge- streckt werden,
ist dadurch gekennzeichnet dass die Länge der Tauchstrecke für Fäden bis zu 4,5 den nicht grösser als 15 cm gewählt wird. Die Erfindungbetrifft eine abgeänderte Ausführungsform gemäss dem Stammpatent und gestattet die Erzeugung von aus endlosen Fäden bestehenden Garnen in dem normalen Titerbereich mit einer Spinngeschwindigkeit von wenigstens 60 m/min, während die verbesserten Fadeneigenschaften beibehalten werden.
Viskosekunstseidefäden können in zwei für den Handel wichtigen Formen erzeugt werden, nämlich, als aus endlosen Fäden bestehende Garne und als Stapelfasern. In beiden Fällen werden Fäden dadurch hergestellt, dass Viskose in ein saures Fällbad extrudiert wird. Das aus endlosen Fäden bestehende Garn wird dann durch Zwirnen und Aufnehmen der Fäden im Rahmen des Spinnverfahrens erzeugt, während Stapelfasern dadurch hergestellt werden, dass die Fäden in relativ kurze Längen geschnitten werden, die von einem Abnehmer des Kunstseideerzeugers mit Verfahren, wie sie beispielsweise zum Spinnen von Baumwollgarnen verwendet werden, zu einem Garn verarbeitet werden können.
Daher können Stapelfasern von dem Abnehmer zu einem Garn jeder Grösse verarbeitet werden. Die Abmessungen eines aus endlosen Fäden bestehenden Garnes dagegen werden durch das Extrudieren der Viskose bestimmt. Der Kunstseideerzeuger stellt dann die Garne den Forderungen der Abnehmer entspre- chend her. Selten wird ein aus endlosen Fäden bestehendes Garn mit einem Titer von mehr als 350 Denier hergestellt, während das bei der Herstellung von Stapelfasern mit einer Spinndüse erzeugte Fadenbündel gewöhnlich einen Titer von bis zu 15000 Denier hat.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines aus endlosen Fäden bestehenden Garnes aus regenerierter Cellulose nach dem Stammpatent Nr. 218169 und ist dadurch gekennzeichnet, dass der Titer des Garnes nicht grösser ist als 350 Denier, die Kugelfallviskosität 50 - 150 sec, vorzugsweise 80 - 120 sec, beträgt, die längste Eintauchzeit der Fäden durch die Formel t = 0,35 eT -0, 18 bestimmt wird, in der t die längste Eintauchzeit in sec und d der durchschnittliche Fadentiter des fertigen Garnes ist und die Fäden um wenigstens 60% verstreckt werden, bevor sie bei einer Geschwindigkeit von wenigstens 60 m/min gesammelt werden.
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Die Länge des Eintauchweges ist von der Abzugsgeschwindigkeit und dem Titer der Einzelfäden abhängig. Bei 37, 5 m/min kann der Eintauchweg für Fäden von l 1/2 Denier bis zu 15 cm und für Fäden von 6 Denier bis zu 38 cm betragen. Die Fäden können nach dem Verlassen des Bades um beispielsweise 601o verstreckt werden, so dass die endgültige Spinngeschwindigkeit 60 m/min beträgt. Ein Garntiter zwischen den Grenzen von 50 und 300 hat nur eine geringe Auswirkung auf den Eintauchweg.
Die ermittelte Formel t = 0, 35 YcT-0, 18 bringt die längste Eintauchzeit der Faden mit dem Titer der fertigen Fäden in Beziehung, wobei t der Zeitraum in sec und d der durchschnittliche Fadentiter des fertigen Garnes ist. Mit dieser Formel kann man den Grenzwert des Eintauchweges für eine gegebene Abzugsgeschwindigkeit ermitteln. Beispielsweise ist bei 60 m/min der Eintauchweg t m.
Das Verfahren sowie die Herstellung der verbesserten Garne liefern eine Reihe von Vorteilen. Der Cellulosegehalt eines bei der üblichen Garnerzeugung dem Topham- oder Schleuder-Spinntopf entnommenen Garnkuchens beträgt gewöhnlich 3Wo. Ein nach dem vorliegenden Verfahren erhaltener ähnlicher Kuchen kann bis zu 471o Cellulose enthalten. Das vorliegende Verfahren setzt daher die Anzahl von Anspinnvorgängen pro Gewichtseinheit des Garns herab, so dass das Verfahren verbilligt wird.
Beim Schleuderspinnverfahren müssen die den Spinntöpfen entnommenen Kuchen gewaschen werden.
Dabei wird die Regenerierung des Garns vervollständigt und werden Verunreinigungen beseitigt. Die Durchlässigkeit eines Kuchens ist eine wichtige Grösse für den Waschprozess, der verlängert wird, wenn die Durchlässigkeit gering ist oder während des Verfahrens auf einen niedrigen Wert sinkt. Die Durchlässigkeit wird definiert als die Wassermenge in Milliliter, die bei 200C und einem Druck von 0, 35 atü in 1 min durch die Wandungen des Kuchens tritt. Zur Bestimmung der Permeabilität wird der Kuchen derart zwischen zwei Platten gehalten, dass man einen zylindrischen Behälter erhält. Dem Behälter wird Wasser von einer Einrichtung mit konstanter Druckhöhe zugeführt. Dann wird die Strömungsmenge der Flüssigkeit gemessen.
Ein Kuchen aus normalem Garn (150 Denier, 27 Fäden), der in einem mit 7000 Umdr/min rotierenden Spinntopf von 18 cm Durchmesser bis zu einer Tiefe von 13 cm gesponnen wird, hat eine Durchlässigkeit von etwa 750 Milliliter pro min. Ein Kuchen des nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten und unter denselben Bedingungen aufgenommenen Garns lässt mehr als 3, 5 l/min durch, obwohl der Cellulosegehalt dieses Kuchens höher ist, als der des vorher genannten. Daher gestattet die Erfindung auch eine beträchtliche Verringerung der zum Waschen des Kuchens erforderlichen Zeit.
Die Erfindung wird in folgenden Ausführungsbeispielen erläutert : Beispiel l : Eine Viskose mit einem Gehalt von 51o Cellulose, die einen durchschnittlichen polymerisationsgrad von etwa 500 besitzt, 2, 5% Ätznatron enthält und eine Kugelfallviskosität von 110 sec und eine Salzzahl von 13 aufweist, wurde aus einer Düse mit 66 Löchern von je 0, 1 mm Durchmesser in ein Fällbad gespritzt, das 2, 9% Schwefelsäure und 4, 51o Natriumsulfat enthielt und eine Temperatur von 200C hatte.
Der Eintauchweg der Fäden in dem Bade wurde mit 30 cm begrenzt, die Abzugsgeschwindigkeit betrug 33 1/3 m/min und die Fäden wurden-beim Austritt aus dem Bad um 801o ihrer ursprünglichen Länge gestreckt.'Die gestreckten Fäden wurden gleichzeitig gezwirnt und mit einer Geschwindigkeit von 60 m/min in einem mit 7000 Umdr/min rotierenden Schleuderspinntopf von 18 cm Durchmesser und einem Hub von 13 cm aufgenommen.
Nach dem Waschen und Trocknen hat das vollständig regenerierte Garn (Titer 310 Denier) folgende Kennwerte :
EMI2.1
<tb>
<tb> Reissfestigkeit <SEP> Dehnbarkeit
<tb> g/Den. <SEP> 0/0
<tb> Bei <SEP> einer <SEP> relativen <SEP> Luftfeuchtigkeit
<tb> von <SEP> 65% <SEP> bei <SEP> 250C <SEP> konditioniert <SEP> 2, <SEP> 92 <SEP> 7,2
<tb> nass <SEP> 1, <SEP> 97 <SEP> 7, <SEP> 5 <SEP>
<tb>
Beispiel 2 : In einem Verfahren, das mit dem des Beispieles 1 identisch ist, mit der einzigen Ausnahme, dass die Düse 33 Löcher von je 0, 1 mm Durchmesser hat, wurde ein Garn von 140 Denier erhalten, das folgende Kennwerte hatte :
EMI2.2
<tb>
<tb> Reissfestigkeit <SEP> Dehnbarkeit
<tb> g/Den. <SEP> %
<tb> konditioniert <SEP> 2,82 <SEP> 7,0
<tb> nass <SEP> 1, <SEP> 98 <SEP> 7,5
<tb>
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Beispiel 3 :
Das Verfahren des Beispieles 1 wurde mit einer Düse mit 100 Löchern mit einem Durchmesser von je 0, 06 mm und einem Eintauchweg der Fäden in dem Bad von 15 cm wiederholt. Das Garn, das einen Titer von 200 Denier hatte, wies folgende Kennwerte auf :
EMI3.1
<tb>
<tb> Reissfestigkeit <SEP> Dehnbarkeit
<tb> g/Den. <SEP> 0/0 <SEP>
<tb> konditioniert <SEP> 2,80 <SEP> 6, <SEP> 3 <SEP>
<tb> nass <SEP> 1,67 <SEP> 7,0
<tb>
Beispiel 4 : Das Verfahren nach Beispiel 1 wurde mit einer Düse durchgeführt, die 75 Löcher von je 0, 06- mm Durchmesser besitzt. Der Eintauchweg betrug 15 cm. Es wurde ein Garn von 140 Denier erhalten, das folgende Kennwerte aufwies :
EMI3.2
<tb>
<tb> Reissfestigkeit <SEP> Dehnbarkeit
<tb> g/Den. <SEP> 0/0
<tb> konditioniert <SEP> 2,87 <SEP> 5, <SEP> 9 <SEP>
<tb> nass <SEP> 1, <SEP> 9 <SEP> 7, <SEP> 5 <SEP>
<tb>