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Verfahren zur Herstellung von Kunstschwämmen aus Viskose und hiezu geeigneter Poren- bildner
Bei der Herstellung von Kunstschwämmen aus Viskose wird die Bildung der natürlichen
Schwämmen entsprechenden Poren in der Regel durch Beimischung wasserlöslicher körniger Salze zur rohen, aus Viskose, gegebenenfalls unter
Zusätzen von Fasern, bestehenden Schwammasse bewirkt. Aus der österreichischen Patentschrift Nr. 127003 ist es beispielsweise bekannt, der rohen
Schwammasse als Porenbildner Gemische von kristallwasserhaltigen und kristallwasserfreien bzw. kristallwasserarmen löslichen Neutralsalzen hinzuzusetzen. Gemäss dem Ausführungsbeispiel dieser Patentschrift werden Gemische aus Natriumsulfatdekahydrat mit einem 30% igen Zusatz von wasserfreiem Natriumsulfat verwendet.
Bei der Viskosekoagulation verhalten sich Natriumsulfatdekahydrat und wasserfreies Natriumsulfat jedoch verschieden, so dass die Poren, die durch die Einwirkung von Salzkörnern verschiedener Zusammensetzung entstehen, sich untereinander in bezug auf die Struktur der sie umgebenden Schwammasse unterscheiden. Diese Unterschiede ergeben sich insbesondere dadurch, dass Natriumsulfatdekahydrat-Kristalle in Berührung mit der stark wasserhaltigen Viskose unmittelbar in Lösung gehen, während kristallwasserarmes oder wasserfreies Natriumsulfat zunächst der Viskose unter Bildung von Natriumsulfatdekahydrat Wasser entzieht. Auf diese Weise entstehen ungleichmässige Schwämme von stellenweise stark unterschiedlicher Saugfähigkeit.
Es ist auch ferner bekannt, Glaubersalz für sich allein als Porenbildner zu verwenden. Der hohe Wassergehalt von etwa 55-9% des Glaubersalzes wirkt sich jedoch bei der Koagulation der Porenoberfläche ungünstig aus, indem weiche, wenig elastische Schwämme entstehen. Auch bildet Glaubersalz säulenartige oder nadelige Kristallformen, so dass sich bei Verwendung von kristallisiertem Glaubersalz eckige Poren ergeben, die von der annähernd kugeligen Porenform natürlicher Schwämme erheblich abweichen. Ein weiterer Nachteil der Glaubersalzverwendung besteht darin, dass das Salz, um als Porenbildner brauchbar zu sein, in bestimmten Kristallgrössen kristallisiert werden muss, was einen besonderen
Arbeitsgang erfordert.
Die vorliegende Erfindung betrifft die Her- stellung von Kunstschwämmen aus Viskose. Das
Verfahren gemäss der Erfindung besteht im Wesen darin, dass durch Zerkleinerung einer im ge- schmolzenen Zustand erstarrten Natriumsulfathydratasse, die einen geringeren Wassergehalt aufweist als dem Wassergehalt des Natriumsulfatdekahydrates entspricht, in Form rundlicher
Gebilde gewonnene Porenbildner verwendet werden. Vorzugsweise weist die im Rahmen des Verfahrens gemäss der Erfindung als Porenbildner verwendete Natriumsulfathydratmasse einen Durchschnittswassergehalt auf, der 50% nicht wesentlich übersteigt.
Geeignete Porenbildner zur Ausführung des Verfahrens gemäss der Erfindung können nach verschiedenen Arbeitsweisen erhalten werden.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Porenbildner in der Weise hergestellt, dass man von einem Phasengemisch, bestehendaus feinkörnigem, wasserfreiemNatriumsulfat als Bodenkörper und gesättigter Natriumsulfatlösung als flüssiger Phase bei einer Temperatur, die den Umwandlungspunkt des Natriumsulfatdekahydrates (32-4 C) nicht unterschreitet, z.
B. von einer Glaubersalzschmelze, ausgeht und diesemPhasengemisch jenach demMischungs- verhältnis der Phasen entweder festes, feinkörniges, wasserfreies Natriumsulfat oder feste feinkörnige Natriumsulfathydrate, vornehmlich Glaubersalz, unter Einstellung eines 50% nicht wesentlich übersteigenden Durchschnittswassergehaltes, bezogen auf das entstehende Gesamt-
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übersteigen, allenfalls unter gleichzeitigem Durchmischen, erstarren lässt, worauf die erstarrte Salzmasse entsprechend zerkleinert wird.
Beim Abkühlen solcher Phasengemische auf Temperaturen unter 32. 40 C erstarren diese in überraschend kurzer Zeit, indem das bei diesen Temperaturen mit der gesättigten wässerigen
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Lösung nicht existenzfähige wasserfreie Natrium- sulfat dem System unter Hydratbildung Wasser entzieht. Überraschenderweise zerfallen in dieser
Weise hergestellte Salzmassen beim Zerkleinern in mehr oder weniger rundliche Körner, die sich zur Porenherstellung in Viskosekunstschwämmen besonders gut eignen und Schwämme von gleich- mässiger Saugfähigkeit ergeben.
Dieser Erfolg ist darauf zurückzuführen, dass die Natrium- sulfat-Hydrat-Körner mit einem Durchschnittswassergehalt von nicht wesentlich über 50% inBerührung mit der wasserhaltigen Viskose nicht in
Lösung gehen, sondern zunächst der Viskose Wasser unter Bildung von Natriumsulfatdekahydrat entziehen.
Zweckmässig geht man bei Durchführung des Verfahrens gemäss der Erfindung von einer Glaubersalzschmelze aus und erhöht den Anteil an fester Phase von wasserfreiem Natriumsulfat entsprechend durch Zusatz von festem, feinkörnigem, wasserfreiem Natriumsulfat. Das so gebildete Phasengemisch lässt man dann durch Abkühlen erstarren. Nach einer anderen Aus- führungsform des Verfahrens gemäss der Erfindung erhält man wertvolle Porenbildner, wenn man von einer Glaubersalzschmelze ausgeht und dieser so viel flüssige Phase entzieht, dass sich beim Erstarren der Salzmasse ein Durchschnittswassergehalt ergibt, der, bezogen auf das Gesamtphasengemisch, 50% nicht wesentlich übersteigt.
Schliesslich kann man nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung auch von einer Glaubersalzschmelze ausgehen und nach Entfernen eines grösseren Teiles der flüssigen Phase festes, feinkörniges Glaubersalz in einem solchen Ausmass dem restlichen Phasengemisch zufügen, dass der Durchschnittswassergehalt des schliesslich gebildeten Phasengemisches 50% nicht wesentlich übersteigt. Bei dieser Arbeitsweise kann bei Einstellung der richtigen Mengenverhältnisse des Zusatzes an Glaubersalz und des abgezogenen Teiles der flüssigen Phase bewirkt werden, dass das so gebildete Phasengemisch auf 32'40 C nicht übersteigende Temperaturen abgekühlt wird, indem ein Teil des Glaubersalzes die abzuführende Wärme in Form von latenter Schmelzwärme aufnimmt.
Diese Arbeitsweise bietet daher den Vorteil, dass das Phasengemisch allein schon durch die Zugabe des Glaubersalzes auf die Erstarrungstemperatur abgekühlt wird. Die Erstarrung erfolgt in dem Masse, als dem System Wärme entzogen wird. Man hat es dabei in der Hand, Salzmassen von mikrokristalliner Beschaffenheit herzustellen, die sowohl hinsichtlich ihres gleichmässigen Wassergehaltes als auch wegen der leichten Aufteilung in kugelige Körner für die Porenbildung in Viskose-Kunstschwämmen besonders geeignet sind.
Beispiele :
1. Man schmilzt 1000 kg Glaubersalz (Na, SO,.
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Natriumsulfat als Bodenkörper ab. Zu diesem Phasengemisch werden sodann 150 wasserfreies, feinkörniges Natriumsulfat zugesetzt, so dass im Phasengemisch insgesamt 322 kg bzw. 28-0% wasserfreies Natriumsulfat als Bodenkörper vorhanden sind. Das Phasengemisch wird gut durchgemischt und anschliessend gekühlt, wobei dasselbe bei einer Temperatur von wenig unter 32-4 C zu einer zusammenhängenden Salzmasse mit einem Wassergehalt von etwa 48-6% erstarrt, die beim Brechen rundliche Körner von mikrokristalliner Struktur ergibt. Man mischt die erhaltenen Salzkörnungen von etwa 1 bis 12 mm Korngrösse in der üblichen Weise in eine Viskosemasse, allenfalls unter Zusatz von Faserstoffen, ein. Die Koagulation kann z.
B. durch Behandlung mit Dampf, wie an sich bekannt, durchgeführt werden.
2. 1000 kg Glaubersalz werden geschmolzen ; die Schmelze wird auf 100 C erhitzt, wobei sich 204-5 kg festes feinkörniges Natriumsulfat als Bodenkörper abscheiden, während in der entstehenden Natriumsulfatlösung 236-5 kg Natriumsulfat und 559 kg Wasser enthalten sind. Nach dem Absetzen des Bodenkörpers entfernt man durch Abfliessenlassen 270 kg der flüssigen Phase und kühlt das Phasengemisch langsam unter Durchmischung bis zum Erstarren. Bei der Zerkleinerung der Salzmasse entstehen mehr oder minder kugelige Salzkörner mit einem Wassergehalt von 50-6%. Der so erhaltene Porenbildner wird in der üblichen Weise mit Viskose verarbeitet.
3. 1000 kg Glaubersalz werden geschmolzen ; die Schmelze wird auf 45 C erwärmt. Es bildet sich ein Bodenkörper von wasserfreiem fein- körnigem Natriumsulfat im Gewicht von etwa
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knapp unter dieser Temperatur zu einer körnigen Salzmasse, deren Körner annähernd kugelige Form zeigen. Der Durchschnittswassergehalt des Salzes beträgt 47-6%. Die Anwendung der so erhaltenen Porenbildner kann nach jeder beliebigen Arbeitsweise zur Herstellung von Kunstschwämmen aus Viskose erfolgen.
4. 1000 Glaubersalz werden in einem Mischgefäss geschmolzen ; die Schmelze wird auf 40 C erwärmt. Unter Durchmischen werden sodann 1000 kg feinkörniges, wasserfreies Natrium- sultat und 2000 kg feinkörniges Glaubersalz von 10 C in die Schmelze eingemischt. Die Mischung wird in einer Wanne entleert und erstarrt daselbst in weniger als einer halben Stunde. Beim Brechen der Salzmasse entstehen rundliche Salzkörner mit einem Durchschnittswassergehalt von etwa 41-9%. Die Verwendung der Porenbildner erfolgt in der üblichen Weise.
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5. Man schmilzt 600 kg Glaubersalz in einem
Mischgefäss und erwärmt die Schmelze auf 40 C.
Nach Absitzen des Bodenkörpers an feinkörnigem, wasserfreiem Natriumsulfat im Gewichte von etwa 103 kg werden 435 kg der flüssigen Phase abfliessen gelassen. In das restliche Phasengemisch werden anschliessend 500 kg festes, feinkörniges
Glaubersalz rasch eingerührt. Die Mischung wird sogleich in eine Wanne abgelassen und erstarrt darin in kurzer Zeit. Der Wassergehalt der Salzmasse beträgt etwa 48-4%. Die Poren- bildner werden wie üblich mit einer Viskose- schwammasse gemischt, diese z. B. mit Dampf koaguliert, gewaschen und fertiggestellt.
PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Herstellung von Kunst- schwämmen aus Viskose unter Verwendung von wasserhaltigem Natriumsulfat als Poren- bildner, dadurch gekennzeichnet, dass durch Zer- kleinerung einer im geschmolzenen Zustand erstarrten Natriumsulfathydratmasse mit einem geringeren durchschnittlichen Wassergehalt als dem Dekahydrat entspricht, vorzugsweise mit einem durchschnittlichen 50% nicht wesentlich übersteigenden Wassergehalt, in Form rundlicher
Gebilde gewonnene Porenbildner verwendet werden.