DE646130C - Verfahren zur Herstellung von hohlen Kunstseidefaeden aus Acidylcellulosen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von hohlen Kunstseidefäden aus Acidylcellulosen Es wurde gefunden, daß man in sehr einfacher Weise hohle Kunstseidefäden aus Aci@dylcellulosen nach dem Trockenspinnprozeß erhalten kann, wenn man die Acidylcellulosen in einem Gemisch aus einem oder mehreren Lösern und einem oder mehreren Nichtlösern, welche höher sieden als die Löser, löst, dann die Lösungen auf ihrem Weg bis zum Austritt aus der Düse zusätzlich und vorzugsweise möglichst hoch anheizt und die Koagulation der aus der Düse austretenden Fäden in einer Gasatmosphäre ausführt, deren Temperatur unterhalb des Siedepunktes der Nichtlöser liegt.
• Die Hohlfäden werden um so sicherer erreicht, je mehr die Temperatur der Lösung der kritischen Temperatur angenähert wird, bei welcher die Spinnlösung aus der Düse auszukochen beginnt. Die Höhe dieser kritischen Temperatur hängt ab von der Art der Spinnlösung und den sonstigen Spinnbedingungen. Zwischen Düse und Filterkerze steht die Spinnlösung unter erheblichem Druck, der unter Umständen io bis 2o Atmosphären betragen kann je nach Viscosität der Lösung, Spinngeschwindigkeit, Durchmesser und Länge der Spinnkapilaren. Die kritische Lösungstemperatur liegt also immer wesentlich höher als die Siedetemperatur bei Normaldruck. Man löst z. B. eine acetonlösliche Acetylcellulose etwa 2o bis 24°/oig je nach der spezifischen Viscosität in einem Gemisch von 75 bis 8o Teilen Aceton und 25 bis 2o Teilen Toluol. Nach der üblichen Vorbereitung, wie Filtrieren, Entlüften usw., bringt man diese Lösung auf ihrem Weg zur Spinndüse auf eine Temperatur von 5o bis 85° und spinnt dann durch Kapillaren von 0,07 bis o,io mm Weite in einem Luftraum von ao bis 70°. Regelt man die zugeführte Spinnlösung und Abzugsgeschwindigkeit so, daß der fertige Faden einen Einzeltiter von etwa 4 den. hat, so erhält man eine Seide mit dem Charakter eines zusammengeknitterten Schlauches, d. h. der Querschnitt zeigt in seiner äußeren Form ein viellappiges, aber rundliches Gebilde von großer Völligkeit, das im Innern einen mit Luft gefüllten Hohlraum enthält.
• An Stelle von Aceton können auch andere Löser, wie Methylenchlorid, Chloräthyl u. dgl. und Mischungen dieser, verwendet werden. An Stelle von Toluol kommen Benzol, Xylol, hydroaromatische und aliphatische Kohlenwasserstoffe, Äther sowie Mischungen solcher Nichtlöser in Betracht. Alkohole, wie z. B. Methyl- und Äthylalkohol, sind in kleinen Mengen allein verwendet weniger günstig. Setzt man sie dagegen in nicht zu großen Mengen in Verbindung mit einem anderen Fäller zu, so kann man die Temperatur der Spinnatmosphäre erheblich ermäßigen.
• Löst man z. B. eine acetonlösliche Acetylcelltilose -2.I°/oig in einem Gemisch von 6o Gewichtsteilen Aceton, 3o bis 35 Gewichtsteilen Benzol und io bis 5 Gewichtsteilen Methylalkohol, erwärmt diese Lösung vor ihrem Austritt aus der Düse auf 6o bis 65° und verspinnt sie mit einer Abzugsgeschwindigkeit von ioo m/Min. in eine entgegenströmende Spinnluft von 35° auf einen Einzeltiter von .h/2 bis 6 den., so erhält man eine Seide von viellappigem, beinahe gezahntem Ouerschnitt mit durchgehenden Hohlräumen im Innern. Ändert man in dem Lösungsmittelgemisch das Verhältnis der Komponenten auf 6o .2o: 2o, so entstehen unter denselben Bedingungen keine hohlen Fäden.
• Um einen Faden von nicht zu hohem Einzeltiter und doch genügend ausgeprägtem Hohlraum zu erhalten, müssen die Art und Zusammensetzung des Lösungsmittelgemisches, die Temperaturen der Spinnlösung und der Spinnluft, die Luftführung und ihre Menge, die Abzugsgeschwindigkeit, die Düsenweite usw. so aufeinander abgestimmt sein, daß einerseits die aus den Düsen austretenden Flüssigkeitssäulen genügend ausgestreckt werden, um zum Schluß Fäden von hinreichender Feinheit zu erhalten, und daß andererseits die Koagulation der Oberfläche, begünstigt durch die raschere Verdampfung des Lösers und Verschiebung der Lösungsmittelzusammensetzung bis zum Koagulationspunkt zur Bildung einer harten und genügend dicken Haut führt, damit der inzwischen gebildete Schlauch in den späteren Stadien unter Einfluß des äußeren Überdrucks und der Abzugskraft nicht vollkommen zusammenklappt und der Hohlraum durch Verschmelzung der Innenwände verlorengeht.
• Demgemäß richtet sich die Art des am bestem geeigneten Lösers und N ichtlösers nach den Löslichkeitseigenschaften der zu verspinnenden Acidylcellulose. Auch das Mengenverhältnis zwischen Löser und Fäller hat einen gewissen Einfluß; das Verhältnis von 9 Aceton zu i Toluol genügt z. B. für höhere Titer, während für feinere Titer eine stärkere Fällkonzentration bis nahe an die Löslichkeitsgrenze vorteilhaft ist. In diesem Falle ist die Verwendung von wasserfreien Spinnlösungen in Vexbindung mit einer Spinnluft von nicht zu hohem Feuchtigkeitsgehalt zu empfehlen, damit sich kein Wasserdampf auf den durch die Verdunstung des Acetons stark abgekühlten Faden niederschlägt, evtl. kann man auch die Aufwickelvorrichtung in einem Raum von erhöhter Temperatur und geringer Feuchtigkeit laufen lassen. Die Art der Luftführung kann ebenfalls die Stärke des Fadens und die Bildung des Hohlraums beeinflussen. Im allgemeinen wird man in eine geschlossene, lange, schachtartige Zelle spinnen und die Luft dem Faden entgegenführen finit leicht ansteigender Temperatur vom Fadenaustritt bis zur Düse und damit bei richtiger Wahl des Lösungsmittels und der Temperaturen von Spinnlösung und Spinnluft genügend gut ausgebildete Hohlfäden erzielen. Man kann aber auch im Gleichstrom arbeiten oder mit Gleich- und Gegenstrom gleichzeitig, wobei man im letzteren Falle vorteilhafterweise die für beide Luftströme gemeinsame Abzugsstelle in die Nähe der Fadenzone verlegt, wo die eigentliche Hohlbildung stattfindet, und dem Gegenstrom eine höhere Temperatur gibt als dem Gleichstrom, um die Verdunstung des Lösungsmittels des äußerlich schon trockenen Fadens zu beschleunigen und eine Gegenkraft gegen das Zusammendrücken des Schlauches hervorzurufen. Zu demselben Zwecke kann man auch die Luftführung im Schacht durch besondere Vorrichtungen, z. B. durch Einschnürungen, so leiten, daß an den für die Hohlbildung bevorzugten Fadenstellen eine besonders starke Luftströmung verbunden mit Luftwirbeln entsteht, welche die Verdunstung des Lösungsmittels und den Wärmeübergang aus der warmen Luft auf den kalten Faden beschleunigt. Einen ähnlich begünstigenden Effekt kann man auch durch besondere Wärmestrahlungsvorrichtungen erzielen.
• Beispiel i Eine acetonlösliche Acetylcellulose mit 5.I°/0 Essigsäure wird 24°/oig in einem Gemisch von 8o Gewichtsteilen Aceton und 2o Gewichtsteilen Toluol gelöst. Nach der üblichen Vorbereitung, wie Filtrieren, Entlüften usw., wird die Lösung vor ihrem Austritt aus der Düse auf 6o° vorgewärmt, dann durch eine Düse mit 18 Loch von je 0,075 mm Lochdurchmesser in eine Spinnzelle ausgepreßt, deren Temperatur 20° beträgt. Die Fäden werden zu einem Einzeltiter von 5 den. ausgezogen. Die Spinnluft strömt durch den Schacht mit einer Menge von fio 1 pro Minute den Fäden entgegen. Das Aussehen der erlialtenen Seide ist matt. Der (Querschnitt ist aus Abb. i, Blatt I ersichtlich.
• Beispiel Eine =o °/oige Lösung derselben Acetylcellulose in demselben Lösungsmittelgemisch wie im Beispiel i wird auf 6o° vorgewärmt und analog Beispiel i in einem Luftraum von 6o° auf einen Einzeltiter von 3 den. gesponnen. DieTrockenluft strömt durch den Schacht mit dem Faden mit einer Menge von 5 1 pro Minute. Die so gesponnene Seide besitzt ebenfalls ein mattes Aussehen und zeigt den aus Abb. 2, Blatt I ersichtlichen Querschnitt. Beispiel 3 Dieselbe Spinnlösung wie in Beispie12 wird unter denselben Bedingungen auf einen Kapillartiter von 5 den. gesponnen, nur strömt die Spinnluft mit einer Menge von i 2o 1 pro Minute mit den Fäden durch die Spinnzelle. Die nach diesem Beispiel hergestellte Seide hat einen edlen Mattglanz. Der Querschnitt ist aus Abb. 3, Blatt I ersichtlich. Beispiel q.
• Eine 2q.°/oige Lösung einer Acetylcellulose wie in Beispiel i in einem Gemisch von 6o Gewichtsteilen Aceton, 3o Gewichtsteilen Benzol und io Gewichtsteilen Sprit wird auf dem Weg zur Spinndüse auf 6o° vorgewärmt und dann in bekannter Weise in einer Spinnzelle von 45° auf einen Einzeltiter von 61/_ den. versponnen. Die Trockenluft strömt dem Faden mit einer Menge von 5 1 pro Minute entgegen. Die so erhaltene Seide besitzt ebenfalls einen nur wenig verminderten Glanz und zeigt den in Abb. ,4, Blatt I enthaltenen Querschnitt.
• Beispiel 5 Dieselbe Spinnlösung wie in Beispiel 3 wird wie dort auf einen Einzeltiter von 5 den. versponnen. Nur werden die Fäden kurz nach ihrem Austritt aus der Düse mit ioo° warmer Luft in einer Menge von 2o 1 pro Minute angeblasen und so eine besonders starke Luftströmung verbunden mit Luftwirbeln erzeugt. Die auf die Fäden aufgeblasene Luft begleitet dieselben entweder ganz oder nur teilweise auf ihrem Wege durch die Spinnzelle, die ebenfalls auf ioo° gehalten wird. Die auf diese Art hergestellte Seide hat einen edlen Mattglanz, ebenso wie die nach Beispiel 3 hergestellte Seide. Der Querschnitt ist aus Abb. i, Blatt 1I ersichtlich. Beispiel 6 Arbeitet man wie in Beispiel 5, heizt aber die Spinnlösung vor ihrem Austritt aus der Düse auf 7o° vor, dann besitzt die so gesponnene Seide einen nur sehr wenig verminderten Glanz und kommt einem hochglänzenden Seide fast gleich. Der Querschnitt zeigt die Form eines dünmvan.digen Schlauches mit sehr großem Hohlraum im Innern (s-. Abb. 2, Blatt II). Das Zusammendrücken vieler Ringe ist auf Schnittfehler zurückzuführen.
• Beispiel ? Eine Seide von demselben Charakter, wie in Beispiel 6 beschrieben, kann man auch dadurch erhalten, daß man nur 7o° warme Luft verwendet, diese dem Faden entgegenführt und die Luft durch eine Einschnürung des Schachtes unterhalb der Düse hindurchfährt und so eine besonders starke Luftströmung verbunden mit Luftwirbeln erzeugt. Die Einschnürung kann z. B. dadurch erfolgen, daß man eine Blende, deren Öffnung einen Durchmesser von etwa 5 cm hat, etwa 5 cm unterhalb der Düse in den Schacht einführt. Vorteilhaft kann man auch die Blendenöffnung durch ein angesetztes Rohr von derselben Weite auf einige Zentimeter verlängern.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von hohlen Kunstseidefäden aus Acidylcellulosen unter Verwendung von Gemischen von Lösern und Nichtlösern, dadurch gekennzeichnet, daß man Nichtlöser verwendet, .die höher sieden als die Löser, und daß man die Spinnlösung vor ihrem Austritt aus der Düse zusätzlich und vorzugsweise möglichst hoch anwärmt und in ein gas-oder luftförmiges Medium spinnt, dessen Temperatur unterhalb des Siedepunktes des Nichtlösers liegt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man der Spinnlösung obendrein noch kleinere Mengen eines Alkohols zusetzt und in ein gas- oder luftartiges Medium spinnt, dessen Temperatur tiefer ist als die der Spinnlösung.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man durch besonders angepaßte Maßnahmen beschleunigte, aber lokalisierte Verdampfungsvorgänge auf dem Faden hervorruft.