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Verfahren zur Herstellung von Kunstschwämmen aus Viskose
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Durch eingehende Untersuchung der Ein- wirkung elektrischer Ströme auf rohe Schwamm- massen aus Gemischen von Viskose, löslichen
Salzhydraten, insbesondere Hydraten des Natriumsulfates und gegebenenfalls Zusätzen von Faserstoffen wurde nämlich überraschenderweise gefunden, dass die Koagulation der Schwammasse bis zur Formbeständigkeit durch elektrische
Ströme bereits bei gewöhnlichen oder nur wenig erhöhten, die Temperatur des Schmelzpunktes bzw. Umwandlungspunktes des verwendeten porenbildenden Salzes, z.
B. bei Verwendung von
Glaubersalz, die Temperatur von 32. 50 C nicht übersteigenden Temperaturen vorgenommen werden kann, so zwar, dass eine energische Hitzeanwendung, wie sie der oben erwähnten bekannten Arbeitsweise eigentümlich ist und damit Schädigungen des Cellulosemateriales vermieden werden können. Im allgemeinen wird dieses Ziel bei einer Spannung von höchstens 1-5 Volt pro 1 cm Elektrodenabstand erreicht. Die Spannung kann aber noch weit geringer sein. Die Koagulation des Viskoseanteiles der Schwammasse geht auch bei diesen niederen Temperaturen in verhältnismässig kurzer Zeit vor sich. Im Rahmen des Verfahrens der Erfindung ist insbesondere Wechselstrom niederer Spannung zur Hervorbringung der Koagulation geeignet.
Es kann aber auch Gleichstrom, der mit Wechselstrom überlagert ist, zur Anwendung kommen, wobei eine störende Gasentwicklung an den Elektroden vermieden wird.
Der zur Durchführung der Koagulation der Viskose in den rohen Schwammassen im Rahmen des Verfahrens gemäss der Erfindung erforderliche Bedarf an elektrischer Energie ist im Vergleich mit einer Koagulation unter Zersetzung des Xanthogenates, die durch die thermische Wirkung des elektrischen Stromes hervorgebracht wird, gering. Dies ist daraus erklärlich, dass es sich bei der erfindungsgemässen Behandlung im wesentlichen nicht um eine Erhitzung, sondern hauptsächlich um eine elektrische Umladung und Koagulation der Viskosekolloide handelt.
Zweckmässig werden die erfindungsgemäss koagulierten Produkte zwecks Abspaltung der Schwefelkohlenstoffreste und Regenerierung des Celluloseanteiles einer geeigneten chemischen oder einer thermischen Behandlung unterworfen.
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Als geeignete chemische Behandlung kommt die
Einwirkung von koagulierend wirkenden, rest- liches Xanthogehat spaltenden Flüssigkeiten, z. B. heissen Lösungen von Natriumsulfat, verdünnten wässerigen Säuren u. dgl. in Betracht.
Für eine thermische Nachbehandlung eignet sich besonders eine an sich bekannte kurze, direkte elektrische Widerstandserhitzung der koagulierten Schwammmassen in den Formen durch geeignete Ströme, wobei diese Hitzebehandlung aber im Gegensatz zu der bekannten Arbeitsweise an bereits vorkoagulierten Produkten zur Anwendung kommt.
So kann man bei Verwendung von körnigem
Glaubersalz als Porenbildner beispielsweise so arbeiten, dass man die rohe Schwammasse zunächst bei Temperaturen unter 32-5 C in einem geeigneten elektrischen Stromkreis bis zur Formbeständigkeit der Poren koaguliert und das koagulierte Produkt erst an diese Koagulation anschliessend durch eine entsprechende Steigerung der Stromstärke und/oder Spannung des Behandlungsstromes und die dadurch bedingte durchgehende Erwärmung thermisch nachbehandelt.
Man kann bei Verwendung von kristallwasserhaltigen Salzen, wie Glaubersalz, als Porenbildner in einfacher Weise auch so arbeiten, dass die rohe Schwammasse durch Stromeinwirkung in Formen bei gewöhnlicher oder wenig erhöhter Temperatur bis zur Formbeständigkeit koaguliert und nach Herausnahme aus den Formen auf geeignete Weise durch Einwirkung von wässerigen Säuren und/oder Salzlösungen oder aber durch Behandlung mittels Wasserdampfes oder durch eine andere thermische Behandlung ausserhalb der Koagulationsformen
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Das Arbeiten bei gewöhnlichen oder wenig erhöhten Temperaturen ist bei Verwendung von kristallwasserhaltigen, bei wenig erhöhten Tem- peraturen schmelzenden löslichen Salzen als
Porenbildner auch deshalb von Bedeutung, da auf diese Weise das als Abfallprodukt der Zellwolle-und Kunstseidenindustrie in grossen Mengen verfügbare kristallisierte Glaubersalz, dessen Schmelz-bzw. Umwandlungspunkt bei einer Temperatur von nur 32-5 C liegt, als Porenbildner benutzt werden kann.
Durch die Stromeinwirkung auf die Viskose der rohen Schwammassen bei gewöhnlichen oder wenig erhöhten Temperaturen im Sinne der Erfindung findet eine rasch einsetzende und weitgehende Abspaltung des kolloid gebundenen Wassers statt. Dieses Wasser wirkt lösend auf die porenbildenden Salze. In weiterer Folge bewirkt die so gebildete Lösung eine Senkung des elektrischen Widerstandes der Gesamtmasse.
Nach einer Ausführungsform des Verfahrens gemäss der Erfindung kann nun, insbesondere bei Verwendung von kristallwasserhaltigen Salzen als Porenbildner, fallweise auch so gearbeitet werden, dass die Schwammasse zur Erzielung der Formbeständigkeit und Wasserabspaltung zunächst durch die Einwirkung eines geeigneten elektrischen Stromes koaguliert, dann die Hauptmenge der gebildeten Lösung entfernt und die Schwamm- masse anschliessend durch weitere Stromeinwirkung unter Bedingungen, die einer Hitzebehandlung gleichkommen, nachbehandelt wird.
Durch Entfernen mehr oder weniger grosser Teile der Elektrolytlösung wird eine Erhöhung des elektrischen Widerstandes der Schwammasse erzielt, was für deren Erhitzung günstig ist. Auch wird die für ein Aufheizen der entfernten Flüssigkeitsmenge erforderliche Energie eingespart.
Beispielsweise kann mit Vorteil in einer rechteckigen Form mit elektrisch nicht leitenden Seitenwänden gearbeitet werden, deren Grundfläche von einer entsprechend gelochten Elektrode, z. B. aus perforiertem Eisenblech, gebildet wird, während als zweite Elektrode eine von oben auf der Schwammasse aufliegende Blechplatte dient.
Auf diese einfache Weise kann die durch die Wasserabspaltung bei der Stromeinwirkung gebildete Elektrolytlösung während der erfindunggemässen Behandlung selbsttätig ablaufen.
Die erfindungsgemäss hergestellten Produkte werden nach der Koagulation und Xanthogenatzersetzung einer Nachbehandlung zur Entfernung der alkalischen Zersetzungsprodukte der Viskose zweckmässig mit heissem Wasser, fallweise unter Zusatz neutralisierend wirkender Säuren oder Salze und/oder geringem Zusatz von Wasserstoffsuperoxyd unterworfen. Auf diese Weise werden Kuntsschwämme von heller, natürlichen Schwämmen ähnlicher Farbe erhalten. Das Verfahren ist einfach und wirtschaftlich, zumal der Abfall gering ist.
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ersten zwei Stunden der Einwirkung 32-5 C nicht. Der Schwammkörper ist nach dieser Einwirkungsdauer koaguliert und formbeständig.
Zur Abspaltung des restlichen Schwefelkohlenstoffes wird nun die Wechselspannung auf 33 Volt erhöht, wobei die Schwammasse in einer weiteren halben Stunde eine Temperatur von 95 C erreicht. Während der Behandlung tropft durch das Drahtnetz der Trägerelektrode eine alkalisch reagierende, Natriumsulfat enthaltende Lösung in einer Menge von etwa zwei Drittel des Gesamtgewichtes der Masse ab. Der Gesamtaufwand an elektrischer Energie beträgt 6 Kilowattstunden.
Der koagulierte Schwammblock wird, wie in Beispiel 2 beschrieben, weiterbehandelt. Die fertigen Schwämme zeichnen sich durch grosse Festigkeit, hohes Wasseraufnahmevermögen und gute elastische Eigenschaften aus.
4. Durchführung der Koagulation, wie in Beispiel 2 beschrieben, mit dem Unterschied, dass der Wechselspannung von 25 Volt eine Gleichspannung von 2 Volt überlagert wird. Die in Stücke geschnittene koagulierte Schwammasse
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Minuten lang behandelt, dann mit reinem Heisswasser nachgewaschen, entwässert und getrocknet.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Kunstschwämmen aus Gemischen von Viskose und löslichen Salzhydraten, insbesondere Hydraten des Natriumsulfates, gegebenenfalls mit Zusatz von Faserstoffen, unter Einwirkung elektrischer Ströme, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwammassen bei Temperaturen, die die Schmelztemperatur bzw. die Umwandlungstemperatur des porenbildenden Salzes, bei Verwendung von Glaubersalz die Umwandlungstemperatur von 32-5 C, nicht übersteigen, durch die Wirkung des elektrischen Stromes bis zur Formbeständigkeit vorkoaguliert werden, worauf die erhaltenen Produkte zur Abspaltung der Schwefelkohlenstoffreste und Regenerierung des Celluloseanteiles einer an sich bekannten chemischen oder thermischen Behandlung unter- worten werden.