DE2147078C3

DE2147078C3 -

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Publication number: DE2147078C3
Application number: DE19712147078
Authority: DE
Priority date: 1970-09-22
Filing date: 1971-09-21
Publication date: 1977-04-21

Description

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfah- Die Vorrichtung zur Durchführung des bekannten rens nach Anspruch 1 oder 2 mit zwei innerhalb Verfahrens besteht im allgemeinen aus einem senkeines zylindrischen Mantels angeordneten kegel- 3» rechten zylindrischen Körper. Auf dem oberen Ende »tumpfförmigen Spinntrichtem, dadurch gekenn- des Zylinders ruht ein Spinndüsenhalter, der eine »eichnet, daß der zylindrische Mantel (1) aus zwei Spinndüse mit den Bohrungen trägt. Von dem mit Über die Flanschverbindung (2,2') verbundenen einem Flansch verschlossenen unteren Ende des Abschnitten besteht, in welchen die beiden Zylinders ragt der Endteil eines kegelstumpfförmigen Spinntrichter (6, 9) im Abstand übereinander an- 35 Spinntrichter herau* der im zylindrischen Körper geordnet sind, wobei der untere Teil .des zweiten angeordnet ist und dessen Ende mit der größeren Spinntrichters (9) aus dem unteren Ende des Querschnittsfläche sich etwas unter der Spinndüse zylindrischen Mantels (1) nach außen ragt, und befindet. Im unteren Teil des zylindrischen Körpers daß Zuführungsleitungen (11, 12) für die Ein- ist eine Eintrittsleitung für die Koagulierungsflüssigführung der Koagulierflüssigkeit in die beiden 40 keit vorgesehen.

Abschnitte des zylindrischen Mantels (1) vorge- Bei dem Verfahren der US-PS 34 88 344 werden

sehen sind. die Fäden zwar zunächst praktisch nicht koaguliert,

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge- aber stark verstreckt, um dann anschließend im Gekennzeichnet, daß der Spinntrichter (6) die 1,5- genstrom zum Koagulierungsbad im wesentlichen im bis 2,5fache Länge des Spinntrichters (9) auf- 45 spannungsfreien Zustand koaguliert und dabei einer weist und der obere Durchmesser des Spinntrich- allmählich ansteigenden Konzentration der Koaguters (9) das 1,2- bis 2,5fache des oberen Durch- lierungsflüssigkeit ausgesetzt zu werden.

messers des Trichters (6) beträgt. Die bisher bekannten Verfahren haben im allge-

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4, da- meinen den Nachteil, daß die Spinngeschwindigkeit durch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen 50 der Fäden in der Regel auf etwa 60 bis 70 m/Minute dem unteren Ende des Spinntrichters (6) und dem begrenzt ist, da bei höherer Geschwindigkeit die \veoberen Ende des Spinntrichters (9) der 0,2- bis sentlichen physikalischen Eigenschaften der Fäden, l,5fachen Länge des Spinntrichters (9) entspricht. z. B. die Reißfestigkeit und die Bruchdehnung, sich

schnell verschlechtern. Es wird angenommen, daß

55 dieser Nachteil in direktem Zusammenhang mit dem

obenerwähnten Vorgang der ununterbrochenen und

allmählichen Koagulierung der Fäden steht. Beim

Verfahren der US-PS 34 88 344 sollen zwar Spinngeschwindigkeiten von 110 m/Minute und mehr mög^fio lieh sein, doch handelt es sich dabei um ein ver-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel- gleichsweise aufwendiges Verfahren, bei dem die lung von aus einer Kupferoxyd-Ammoniak-Cellulose- Einstellung der Salzkonzentration des Koagulierungslösung regenerierten Fäden durch Koagulieren und bades schwierig ist und zunächst relativ niedrig sein Verstrecken der aus der Spinndüse versponnenen soll, um dann von einem sehr niedrigen Anfangswert Fäden innerhalb von senkrechten Spinntrichtern, in 65 auf das bis zu Zwanzigfache anzusteigen,
welchen die Koagulierflüssigkeit von oben nach unten Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zuströmt, "id anschließendes Regenerieren in einem gründe, ein einfaches Verfahren zur Herstellung von sauren Bad. aus einer Kupferoxyd-Ammoniak-Celluloselösung

f ₄

^stellen' ^{bei d}« Koagulierungsvorgang vollendet. Zu diesem ^{Wasser ver}- ^Zweck ^^{d d}ie Strömungsgeschwindigkeit so einge^{Ohne be tll dß} di Eb Lih i i

^^{d d}ie Strömungsgeschwindigkeit so einge beMaZahme^nt^ ^ t^{S Ohne beson}- ^stellt> ^daß dieses Ergebnis eLicht wird Im allgemei- !!iS ^^^^{g dieSe Koa}g^ulie ß hi

t ^t> ^daß dieses Ergebnis eLicht wird Im allgemei

K , ^Koag^ulierungs- nen muß hierzu die Strömungsgeschwindigkeit wenig-

ί'^- y^erfahrenstyp 5 stens das Doppelte der sSLungsgeschwindigkeit

WschwuKngkeite. wenig- durch die ersfe'Zone betragen, uncf der Weg* der

W Einern ^SSSE^

ί^STdadurch ge- Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Ifov?, T ic ν 5°^ne- ,^{die Ström}*«W- * gemäß der Erfindung umfaßt neben einer in einem

schwindigkert der Koaguliert! ussigkeit so eingestellt Halter angeordneten Spinndüse mit Bohrungen im

wird, daß auf die frisch gesponnenen Fäden keine wesentlichin zwei innerhalb eines zylindrischen Man-

Spannung ausgeübt wird, die Faden dann in einer tels angeordnete kegelstumpfförmige Spinntrichter

Γ^Γη,^ΓΛ zusammen mit der Koagulier- und ist dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische

flüssigkeit durchlaufenen Zone unter Spannung zu- 15 Mantel aus zwei über die Flanschverbindung verbun-

nehmend verstreckt und schließlich in einer dritten denen Abschnitten besteht, in welchen die beiden

Zone unter Erhöhung der Stromungsgeschwindigkeit Spinntrichter im Abstand übereinander angeordnet

der Koagulierflussigkeit und Zufuhr weiterer Koagu- sind, wobei der untere Teil des zweiten Spinntrich-

herflussigkeit vollständig verstreckt werden. ters aus dem unteren Ende des zylindrischen Mantels

. Die Strömungsgeschindigkeit des Wassers als ein- ao nach außen ragt, und daß Zuführungsleitung für

zige Koaguherungsflussigkeit wird in der ersten Zone die Einführung der Koagulierflussigkeit in die^beiden

in Abhängigkeit von dem gewünschten Fadentiter Abschnitte des zylindrischen Mantels vorgesehen

und der Zahl der Faden eingestellt, jedoch muß sie sind.

auf jeden Fall so gewählt werden, daß die Spannung Für die Zwecke der Erfindung hat der Spinntrich-

der Faden absolut Null ist. Dies läßt sich leicht er- »5 ter im oberen Abschnitt des zylindrischen Mantels

reichen, indem man die Strömungsgeschwindigkeit vorteilhaft die 1,5- bis 2,5fache Länge des Spinn-

der Koaguherungsnussigkeit auf sehr niedrige Werte trichters im unleren Abschnitt des zylindrischen

senkt und den Weg der Faden zusammen mii dem Mantels, während der größere Durchmesser, d. h. der

■ „, .^OmS-.T.f Koaguherungsflüssigkeit in ge- Durchmesser am oberen Ende des Spinntrichters im

eigneter Weise wählt. Wenn keine Spannung auf die 30 ur.ieren Abschnitt des zylindrischen Mantels, vorteil-

Faden ausgeübt wird, bleibt der Durchmesser der haft die 1,2- bis 2,5fache Größe des größeren Durch-

Faden (oder wenn ihre Querschnittsform nicht rund messers des Spinntrichters im oberen Abschnitt des

ist, die Große ihrer Querschnittsfläche) fast der zylindrischen Mantels hat.

gleiche wie beim Austritt aus der Spinndüse. Die Der Abstand zwischen dem unteren Ende des niedrige Strömungsgeschwindigkeit des Wassers hat 35 Spinntrichters im oberen Abschnitt des zylindrischen die weitere Folge, daß die Fäden mit Kupferammo- Mantels und dem oberen Ende des Spinntrichters im niaknussigkeit angereichert bleiben, so daß der Vor- unteren Abschnitt des zylindrischen Mantels entgang der Koaguhening der Fäden nicht über die An- spricht vorteilhaft der 0,2- bis l,5fachen Länge des fangsphase hinausgeht, da kein wirksamer Austausch Spinntrichters im unteren Abschnitt des zylindrischen zwischen der Koaguherungsfiüssigkeit und der Kup- 40 Mantels,
ferammoniaklösung der Cellulose stattfinden kann. Zum besseren Verständnis wird die Erfindung

Die erste Zone ist somit eine Zone beginnender nachstehend in Verbindung mit der Abbildung be-

Koaguherung im vollständig spannung^Iosen Zustand schrieben, die einen Längsschnitt durch die Vorrich-

und stellt eines der Unterscheidungsmerkmale der tung gemäß der Erfindung zeigt.
Erfindung gegenüber dem Stand der Technik dar. 45 Die Bezugsziffer 1 bezeichnet den zylindrischen

In der zweiten Zone findet dagegen ein teilweises Mantel, der vorzugsweise aus einem durchsichtigen Verstrecken der Fäden statt. Dieses Verstrecken ist, Werkstoff hergestellt ist. Die aus den beiden Flanwie bereits erwähnt, darauf zurückzuführen, daß die sehen 2 und 2' bestehende Verbindung unterteilt den Beschleunigung der Koagulierungsflüssigkeh, die das zylindrischen Mantel in zwei Abschnitte, den oberen Fadenbündel umgibt, verstreckend auf die Fäden 50 und unteren Abschnitt. Auf dem oberen Ende des wirkt. Eine solche Beschleunigung entsteht im End- zylindrischen Mantels 1 ruht der Spinndüsenhalter 3, teil der ersten Zone durch eine entsprechende Ver- in dessen Kammer 4 die (nicht dargestellte) Spinnengung des nach unten fließenden Stroms des Was- düse angeordnet ist. Das untere Ende des zylinsers mit anschließendem Austritt in einen Freifall- drischen Mantels wird durch den Flansch 5 und den raum in der zweiten Zone. Es ist zu bemerken, daß 55 Gegenflansch 5' verschlossen. Im oberen Abschnitt auch in der zweiten Zone die Koagulierung der des zylindrischen Mantels 1 ist der ebenfalls aus Fäden nur in einem geringen Ausmaß stattfindet, da einem durchsichtigen Werkstoff hergestellte Spinnder Austausch zwischen dem Wasser und den Be- trichter 6 angeordnet, der durch die aus Metall bestandteilen der Kupferoxydammoniaklösung noch stehende Ringspirale 7 und die Dichtung 8 in seiner auf einen geringen Grad begrenzt ist. In der zweiten 60 Lage gehalten wird. Das untere Ende" des Spinn-Zone findet somit ein Verstrecken der Fäden statt, trichters 6 ragt, wie die Abbildung zeigt, in den während der Koagulierungsvorgang im wesentlichen unteren Teil des zylindrischen Mantels 1.
in seiner Anfangsphase bleibt. Dies ist ein weiteres Im unteren Abschnitt des zylindrischen Mantels 1 Unterscheidungsmerkmal des Verfahrens gemäß der ist der ebenfalls aus durchsichtigem Werkstoff her-Erfindung gegenüber den bekannten Verfahren. 6₅ gestellte Spinntrichter 9 angeordnet, der durch die

In der dritten Zone, in der die Fäden mit einem Dichtung 10 in seiner Lage gehalten wird. Der Endfrischen, von oben nach unten fließenden Strom der teil des Spinntrichters 10 ragt aus dem unteren Ende Koagulierungsflüssigkeit in Berührung kommen, wirr des zylindrischen Mantels 1 nach außen.

Die Koagulierungsflüssigkeit wird durch die Leitung 11 in den oberen Abschnitt des zylindrischen Mantels 1 eingeführt. Ein weiterer Strom der Koagulierungsflüssigkeit tritt durch die Leitung 12 in den unteren Abschnitt des zylindrischen Mantels 1 ein. S

Durch den Flansch 2 wird durch einen Kanal 13 eine Verbindung zwischen dem unteren Abschnitt des zylindrischen Mantels 1 nach außen hergestellt. Dieser Kanal hat die folgende Aufgabe: Vor dem Beginn des Spinnens werden die einzelnen Ströme i* der Koagulierungsflüssigkeit in die Leitungen 12 und 11 eingeführt, wobei das Ende des Spinntrichters 9 vorübergehend beispielsweise mit einem Stopfen verschlossen ist. Nachdem die Koagulierungsflüssigkeit den unteren Abschnitt des zylindrischen Mantels 1 vollständig gefüllt hat, wird der Kanal 13 beispielsweise mit einem Stopfen verschlossen. Inzwischen ist auch der obere Abschnitt des zylindrischen Mantels 1 mit Koagulierungsflüssigkeit gefüllt worden. (Die Luft läßt man durch Anheben des Flansches 3 austreten.) In dieser Phase werden das Ende des Spinntrichters 9 und der Kanal 13 geöffnet, wobei gleichzeitig mit dem Spinnen der Fäden begonnen wird. Der Stand der Koagulierungsflüssigkeit im unteren Teil des zylindrischen Mantels 1 beginnt zu sinken. Wenn er einen Punkt erreicht, der um wenige Zentimeter über dem Stand liegt, der dem oberen Ende des Spinntrichters 9 entspricht, wird der Kanal 13 erneut verschlossen, so daß der Stand der Flüssigkeit ständig in dieser Höhe bleibt.

Die verschiedenen Teile der Vorrichtung werden mit Hilfe der Dichtungen 14, 15, 16, 17 und 18 abgedichtet.

Die Erfindung wird durch das folgende Beispiel weiter erläutert.

Beispiel

Eine Kupferoxyd-Ammoniak-Celluloselösung wird mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung versponnen, die die folgenden Abmessungen hat:

Oberer Spinntrichter: großer Durchmesser 30 mm, kleiner Durchmesser 6 mm, Länge 300 mm.

Unterer Spinntrichter: großer Durchmesser 38 mm, kleiner Durchmesser 6 mm, Länge 180 mm.

Abstand zwischen dem oberen und dem unteren Spinntrichter: 200 mm.

Die Zahl der Filamente, die der Zahl der Bohrungen der Spinndüse entspricht, beträgt 45. Der endgültige Titer des Filamentbündels beträgt 67 dtex. Das Filamentbündel wird mit einer Geschwindigkeit von 123 m/min auf der Spule aufgenommen. Als Koagulierungsflüssigkeit dient Wasser mit einer Temperatur von 48° C. Die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers im oberen Spinntrichter wird auf 100 ml/min und die Strömungsgeschwindigkeit im unteren Spinntrichter auf 500 ml/min eingestellt.

Beim Austritt aus der Spinnvorrichtung und vor dem Aufwickeln auf eine Spule in Form eines Bündels werden die Filamente durch ein Schwefelsäure enthaltendes Bad vollständig regeneriert.

Ein auf diese Weise hergestelltes Filament weist nach dem anschließenden Waschen, Finish, Trocknen und Konditionieren folgende Eigenschaften auf:

Reißfestigkeit 1,75 g/dtex

Bruchdehnung 22°/o

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Λ Ein solches Verfahren ist an sich bekannt und bei- Patentansnrüche· Uspielsweise in der US-PS 22 39 657 und der US-PS ratentansprucne. 34 88 344 beschrieben. Bei den bekannten Verfahren

1. Verfahren zur Herstellung von aus einer findet die Koagulierung der Fäden im Koagulienrags-Kupferoxyd-Ammoniak-Cellulosllösung regene- S trichter allmählich und ununterbrochen über die gerierten Fäden durch Koagulieren und Verstrecken samte Länge des Trichters von dem Augenblick an, der aus der Spinndüse versponnenen Fäden in dem sie mit dem von oben nach unten fließenden innerhalb von senkrechten Spinntrichtern, in Strom der Koagulierungsflussigkeit in Berührung welchen die Koagulierflüssigkeit von oben nach kommen, d. h. unmittelbar unter der Spinndüse bis unten strömt, und anschließendes Regenerieren 10 zu dem Augenblick statt in dem sie den Trichter in einem sauren Bad, dadurch gekenn- verlassen. Während der Koagulierungsvorgang vonzeichnet, daß in einer ersten Zone die Strö- statten geht, wird auch die Spannung der Fäden mungsgeschwindigkeit der Koagulierflüssigkeit so allmählich unter der Zugwirkung des von oben nach eingestellt wird, daß auf die frisch gesponnenen unten fließenden Stroms der Koagulierungsflussigkeit Fäden keine Spannung ausgeübt wird, die Fäden »5 erhöht, und da die Fäden sich im plastischen Zustand dann in einer zweiten, im freien Fall zusammen befinden, findet gleichzeitig em Recken der Fäden mit der Koagulierflüssigkeit durchlaufenden Zone statt, das zu einer allmählichen Verringerung des Unter Spannung zunehmend verstreckt und Durchmessers längs des Trichters führt. Als Koagufchließlich in einer dritten Zone unter Erhöhung lierflüssigkeit werden bei den bekannten Verfahren 4er Strömungsgeschwindigkeit der Koagulier- ao Salzlösungen verwendet.

flüssigkeit und Zufuhr weiterer Koagulierflüssig- Bei dem Verfahren der US-PS 22 89 657 wird von

keit vollständig verstreckt werden. Anfang an mit hoher Spannung gearbeitet, die stetig

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- wächst und einen zunehmenden Einfluß auf die kennzeichnet, daß die Strömungsgeschwindigkeit koagulierten Fäden ausübt, indem ein Flüssigkeitsder Koagulierflüssigkeit in der dritten Zone »5 durchlauf du ch den der Spinndüse nachgeordneten wenigstens doppelt so hoch wie die in der ersten Spinntrichter von etwa 400 ml/Minute eingestellt Zone ist. wird.