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Verfahren zur Herstellung von Kupferseide Ein Haupterfordernis für
die Erzielung marktfähiger Kunstseide beim Verspinnexi von Kupferaelluloeelösungen
ixn Spinntrichter unter den bisher üblichen Spinnbedingungen ist die Verwendung
von enthärtetem Wasser. Vers 'ht man nämlich, unter Einhaltung der übuc lichen Spinnverhältnisse,
also bei Düsenlochdurchrnessern von o,8- bis i mm, Abzugsgeschwindigkeiten von über
z5m/Min. und Fallwassertemperaturen über 3o° C, an Stelle des enthärteten Wassers
nichtenthärtetes Wasser zu verwenden; so ergibt sich, falls der Spinnprozeß überhaupt
durchführbar ist, ein infolge Flusigkeit oder geringer Reißfestigkeit minderwertigies
Produkt.' Je nach der Härte des verwendeten Wassers ist nämlich zu beobachten, daß
ein Reißen einzelner Kapillaxfäden bereits irn Trichter ioder aber beim Absäuern
des Fadens in einer Rinne u. dgl. eintritt. Unter Umständen kann dies so weit gehen,
da.ß .die Erzeugung eines fortlaufenden Fadens überhaupt unmöglich ist.
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Wie. festgestellt wurde, sind diese Erscheinungen auf eine zu rasche
Koagulation der Spinnmasse zurückzuführen, welche durch die in dem natürlichen Brunnenwasser
enthaltenen Salze hervorgerufen wird. Die starke Koagulationswirkung ist in erster
Linie dem den Hauptbestandteil dieser gelösten Salze ausmachenden Caldumbicarbonat
zuzuschreiben. So ist z. B. mit Brunnenwasser von etwa 4'D Gesamthärte unter normalen
Spinnbedingungen die Erzielung eines marktfähigen Produktes praktisch ausgeschlossen.
Aber auch die übrigen Bestandteile, wie z. B. Magnesiumchlorid oder Magnesiumsulfat,
wirken, wenn auch in geringerem Maße, in analoger Weise.
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Man hat zwar schon vorgeschlagen, reit teilweise enthärtetem Fallwasser
zu spinnen, welches als Härtebildner lediglich' Bicarbonate,, daneben aber keine
anderen Salze aufweist. Immerhin ist es hier erforderlich, das für den Spinnprozeß
dienende Fallwasser vor seiner Verwendung einer Vorbebandlung zu unterwerfen, um
alle übrigen Salze außer den Bicarbonaten zu entfernen.
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Es ist nun gefunden worden, daß die Verwendung von nicht enthärtetem,
also insbesondere calciumbicarb.onathMtigem Wasser möglich ist, wenn man an Stelle
.der bisher für das 'Trichterspinnverfahren allgemein üblichen weiten öffnungen
von o,8 bis i mm und darüber Düsenöffnungen verwendet, deren Durchmesser bedeutend
geringer ist und höchstens o,6 mm beträgt. Die Temperatur des Fallmediums kann sich
dabei in den üblichen Grenzen, also etwa zwischen 30 und q.o°, bewegen; es
ist aber auch möglich,- hei niedrigeren Temperaturen bis etwa herab zu zo° zu arbeiten.
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Bei Verwendung dieser engen Düsenöffnungen ergibt sich der überraschende
technische Fortschritt, daß Wasser selbst von hohem Caldumbicarb@onatg-ehalt, also
z. B. mit einer ° übersteigenden vorübergehenden Härte, ,ohne Enthärtung und ohne
besondere chemisch wirkende Zusätze .direkt als Fallmedium :-verwendet werden kann.
Der Wegfall der
komplizierten Enthärtungsprozesse ergibt eine wesentliche
Vereinfachung des gesamten Ver-
| fahrens. Man kann daher das in der Natu |
| überall vorhandene Grund- oder Seewassri |
| unmittelbar verwenden. r.r |
| Da insbesondere das Calciumbicarbonat em*e, |
| stark fällende Wirkung ausübt, müssen df@" |
Spinnbedingungen je nach dem Gehalt des zu verwendenden Wassers an diesem Salz eingestellt
werden. Hierfür gilt die Regel, daß zur Erzielung der besten Ergebnisse der Durchmesser
der Düsenöffnungen um so kleiner gewählt werden muß, je höher der Gehalt an Bicarbonat,
d. h. je höher die sog. vorübergehende Härte ist. Bei Verwendung von sehr hartem
Wasser von beispielsweise über io°D Härte arbeitet man zweckmäßig mit Düsenöffnungen,
deren Durchmesser weit unter o, 6 mm, etwa bei o, 2 mm, liegt.
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Die Wirkung des neuen -Verfahrens, also der kombinierten Verwendung
von nicht enthärtetem Wasser und verhältnismäßig engen Düsenöffnungen, ergibt sich
z. B. aus dem nachstehend beschriebenen Vergleichsversuch. Spinnversuch i Normale
Kupfereelluloselösung wird durch Düsenöffnungen -von o,8 mm in den Spinntrichter
ausgepreßt. Durch den Trichter fließt Wasser von i i ° Härte und einer Temperatur
von 30° meiner Menge von 700 ccm/Min. Der aus dem Trichter austretende Faden
wird auf den Abzugshaspel gelegt -und mit normaler Spinngeschwindigkeit von 30 m/Min.
abgezogen. Schon, nach kurzer Zeit reißt der Faden bereits im Trichter gänzlich
ab, so daß das Spinnen eines*fortlaufenden Fadens überhaupt unmöglich wird.
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-Spinnversuch 2 .
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Die Arbeitsbedingungen sind genau dieselben wie vorstehend beschrieben,
nur mit dem Unterschied, daß im Sinne der Erfindung an Stelle der Düsenöffnungen
von o,8 mm solche von o,2 mm verwendet werden. Ein Abreißen des Gesamtfadens oder
auch nur einzelner Kapillarfäden ist weder im Spinntrichter noch außerhalb desselben
zu beobachten, so daß also der Spinnprozeß ungestört vor sich geht: Wie dieser Vergleichsversuch
deutlich zeigt, kann unter sonst gleichbleibenden Spinnbedingungen die stärkere
Koagulationswirkung eines Fällmittels durch die Wahl entsprechend enzer Düsenöffnungen
kompensiert wer-
| :ölen. Diese Regel ist nicht nur in dem oben |
| ti3führlich erörterten Fall der Verwendung |
| ... vadk hartem, insbesondere calciumbica.rbonat- |
| #_hä7.tigem Wasser anwendbar, sondern sie läßt |
| sich in analoger Weise auch in solchen Fällen |
verwerten, wo dem Fällmedium durch künstliche Zusätze, wie z. B. lösliche Calcium-,
Barium- oder Magnesiumsalze, eine dem harten Wasser analoge Fällwirkung künstlich
erteilt wurde.
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Nachstehend wird das Verfahren an Hand von Arbeitsbeispielen näher
erläutert.
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Eine in normaler Weise hergestellte Kupferoxydammoniakcelluloselösung
mit 7,2% Cellulosegehalt, 3,4% Kupfer und 7,4% Ammoniak wird in an sich bekannter
Weise im Trichter unter Zuhilfenahme von Nickelbrausen, der üblichen Besäuerung-
und Aufwikkelvorrichtung, versponnen unter Einhaltung folgender Spinnbedingungen.
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Beispiel i Titer i2o den. (i,3 Einzelfaserdenier) wird bei einer Abzugsg@eschwicldigkeit
von 30M/Min. unter Verwendung von 700 ccm/Min. i i° hartem Spinnwasser bei
einer Spinnwassertemperatur von 25° aus Düsen mit einem Lachdurchmesser von o, i
5 mm versponnen. Beispiel 2 Titer 120 den. (i,3 Einzelfaserdenier) wird bei einer
Abzugsgeschwindigkeit von 3 o m/Min. unter Verwendung von o; i % Ca C12 enthaltendem
Spinnwasser bei einer Spinnwassertemperatur von 35°C aus Düsen mit einem Lochdurchmesser
von o,2 mm versponnen.