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Die Erfindung betrifft einen Spinntrichter zum Naßstreckspinnen von
Kupferammoniakseide mit hoher Geschwindigkeit, bestehend aus einem unter einer Spinndüse
angeordneten, mit Koagulierflüssigkeit beschickten und sich verjüngenden konischen
Rohr, einem langen, geraden Rohr, das sich an das untere Ende des konischen Rohres
anschließt und einem zweiten Koagulationsrohr, das einen größeren Durchmesser als
das gerade Rohr aufweist sowie mit dem unteren Ende desselben verbunden ist und
dazu dient, die Koagulation der teilweise koagulierten Fäden zu vervollständigen.
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Bei Anwendung üblicher Spinntrichter zum Naßstreckenspinnen von Kupferammoniakseide
mit hoher Geschwindigkeit ist es unvermeidlich, daß in dem Trichter ein Reißen von
Einzelfäden und die Bildung eitier großen Menge anomaler Fäden stattfindet. Eine
industrielle Herstellung von Kupferammoniakseide durch Streckspinnen bei hoher Geschwindigkeit
war daher mit solchen Spinntrichtern nicht möglich. Die durch Naßstreckspinnen bei'
hoher Geschwindigkeit unter Anwendung solcher Spinntrichter hergestellten Fäden
weisen außerdem bezüglich ihrer physikalischen Eigenschaften viele Nachteile auf.
Zu diesen Nachteilen gehören z. B. eine merkliche Verringerung der Dehnbarkeit und
eine verminderte Fähigkeit der Fäden, mit Harzen ausgerüstet werden zu können.
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Aus der deutschen Patentschrift 555,183 sind nach unten gerichtete
Spinntrichter zum Streckspinnen von Kupferseide bekannt, wobei man ein Koagulationsrohr
verwendet, das in einen oberen und einen unteren Abschnitt getrennt ist, zwischen
denen sich ein freier Zwischenraum befindet. Bei diesem bekannten Spinntrichter
werden jedoch die Fäden getrennt von dem Strom der Spinnlösung, der mit einem Winkel
zur Senkrechten abwärts gerichtet ist, nach unten geführt. Dieser bekannte Spinntrichter
soll dazu dienen, zu vermeiden, daß die Fäden den Boden der Badbehälter berühren
und Schaden erleiden oder außerhalb der Flüssigkeit laufen und nicht koagulieren.
Mit diesein bekannten Spinntrichter ist es hingegen nicht möglich, eine erhöhte
Zugspannung auf die Fäden auszuüben und so eine Herstellung der Fäden bei hoher
Geschwindigkeit zu ermöglichen.
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Ziel der Erfindung ist, einen Spinntrichter zum Naßstreckspinnen von
Kupferammoniakseide mit hoher Geschwindigkeit zu schaffen, bestehend aus einem unter
einer Spinndüse angeordneten, mit Koagulierflüssigkeit beschickten *und sich verjüngenden
konischen Rohr, einem langen, geraden Rohr, das sich an das untere Ende des konischen
Rohrs anschließt und einem zweiten Koagulationsrohr, das einen größeren Durchmesser
als das gerade Rohr aufweist sowie mit dem unteren Ende desselben verbunden ist
und dazu dient, die Koagulation der teilweise koagulierten Fäden zu vervollständigen,
wobei hohe Spinngeschwindigkeiten erzielt werden können und Fäden mit ausgezeichneten
physikalischen Eigenschaften erhalten werden.
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Dieses Ziel wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß bei dem
Spinntrichter das zweite Koagulationsrohr in einen oberen und einen unteren Rohrabschnitt
unterteilt ist, die koaxial und senkrecht übereinander vorgesehen sind und durch
einen freien Zwischenraum voneinander getrennt sind, und daß der untere Rohrabschnitt
gerade ausgebildet ist und senkrecht verläuft.
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Der Spinntrichter der Erfindung ermöglicht, daß in dem freien Zwischenraum
eine erhöhte Zugspannung auf die Fäden ausgeübt und so die Herstellung der Fäden
bei hoher Geschwindigkeit ermöglicht werden kann. Bei dem Spinntrichter der Erfindung
ist ferner die Strecke, auf der die Fäden einer reibenden Berührung mit der Koagulierflüssigkeit
ausgesetzt sind. verkürzt, so daß ein Reißen von einzelnen Fäden, das durch eine
erhöhte Spinngeschwindigkeit hervorgerufen werden könnte, verhindert wird. Die Summe
des oberen und des unteren Rohrabschnitts von dem zweiten Koagulationsrohr ist kleiner
als das zweite Koagulationsrohr herkömmlicher Spinntrichter. Der freie Zwischenraum
wird bei dem Spinntrichter der Erfindung vorzugsweise so gewählt, daß er die Hälfte
der Gesamtlänge des Spinntrichters nicht überschreitet. Durch die angegebene erfindungsgemäße
Ausbildung des zweiten Koagulationsrohrs kann eine ungenügende Koagulation der Fäden
vermieden werden" und die Wirbelbildung, die durch den Eintritt der Koagulierflüssigkeit
in deii unteren Rohrabschnitt des zweiten Koagulationsrohrs nach Durchfallen des
freien Zwischenraums hervorgerufen wird, führt zu einem »Waschen« der Fäden, wodurch
deren Koagulation weiter gefördert wird. Die durch die erhöhte Fließgeschwindigkeit
der nach unten fließenden Koagulierflüssigkeit in dem freien Zwischenraum bewirkte
erhöhte Zugspannung, die auf die Fäden ausgeübt wird, wirkt auch auf die Fäden im
oberen Koagulationsrohr und auf das Fädenkabel am unteren Ende des langen, geraden
Rohrs ein. Auf diese Weise wird hier eine Verhedderung der Fäden, die durch die
Wirbelbildungen in der nach unten fließenden Koagulierflüssigkeit hervorgerufen
werden könnte, verhindert.
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Ferner führt bei dem Spinntrichter der Erfindung der freie Zwischenraum,
in dem ein freier Fall möglich ist, dazu, daß eine Verringerung der Dehnbarkeit
der erhaltenen Fäden verhindert wird, und zwar wegen der geringeren Strecke, auf
der, wie oben ausgeführt wurde, die Fäden der reibenden Berührung mit der Koagulierflüssigkeit
ausgesetzt sind, die
durch die Zugspannung hervorgerufen wird, die
von den außerhalb der Spinnvorrichtung befindlichen Aufwickelvorrichtungen ausgeübt
wird. Der freie Zwischenraum, in dem ein freier Fall stattfindet, führt weiterhin
dazu, daß sämtliche übermäßigen Reibungskräfte, die anderenfalls auf das Fadenkabel
einwirken könnten, ausgeschaltet werden. Der freie Zwischenraum führt nicht nur
dazu, daß eine Verringerung der Fähigkeit der Fäden, mit Harzen ausgerüstet zu werden,
verhindert wird, sondern auch dazu, daß ein Reißen der Fäden innerhalb des Spinntrichters
verhindert werden kann, selbst wenn der Innendurchmesser des langen, geraden Rohrs
bis zu einem gewissen Maße vergrößert wird. Diese Vergrößerung des Innendurchmessers
des langen, geraden Rohrs verhindert, daß die Molekularorientierung übermäßig fortschreitet,
und er-weist sich daher als wirksam, die Eignung der Fäden zur Ausrüstung mit Harzen
zu verbessern. Die Kombination dieser beiden Wirkungen führt also dazu, daß die
nachteiligen Auswirkungen der erhöhten Spinngeschwindigkeit auf die Ausrüstbarkeit
der Fäden aufgehoben werden.
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Die Zeichnung gibt einen Längsschnitt durch eine Ausführungsfärm des
Spinntrichters der Erfindung wieder. Die Gesamtlänge des Spinntrichters der Erfindung
ist gegenüber der Gesamtlänge des herkömmlichen Spinntrichters unverändert. Das
Koagulations-. rohr ist in das sich verjüngende konische Rohr a, das lange, gerade
Rohr b und das zweite Koagulationsrohr unterteilt, das wiederum in den oberen
Rohrabschnitt c und den unteren Rohrabschnitt d unter-teilt ist, und zwar
in einer Weise, daß ein freier Zwischenraum zwischen diesen beiden Rohrabschnitten
bleibt, in dem ein freier Fall möglich ist- In der Zeichnung wird eine Spinnlösung,
die durch die Spinndüse 1 ausa gulierflüssigkeit, die gepreßt wird, durch
eine Koa', C
durch das konische, sich nach unten verjüngende Rohr a abwärts
fließt, plötzlich »gestreckt«. Die noch in einem unvo Ilständig koagulierten Zustand
befindlieben Fäden werden in dem langen, geraden Rohr b
einer Zugspannung
und Streckung durch die nach unten ffießende Koagulierflüssigkeit unterworfen, wodurch
sie zu feinen Fäden geformt werden. Sodann werden die feinen Fäden in den oberen
Rohrabschnitt c des zweiten Koagulationsrohrs geführt, der mit dem langen,
geraden Rohr b verbunden ist, und in diesem oberen Rohrabschnitt c einer
zeitweiligen, jedoch plötzlichen Entspannung unterworfen, da die Fließgeschwindigkeit
der Koagulierflüssigkeit hier infolge des größeren Durchmessers des Rohrabschnitts
c des zweiten Koagulationsrohrs im Vergleich mit demjenigen des langen, geraden
Rohrs b verringert wird. Danach werden die Fäden allmählich koaguliert, während
von unten eine Zugspannung auf sie einwirkt und gelangen, nachdem sie den freien
Zwischenraum durchlaufen haben, in den unteren Rohrabschnitt d
des zweiten
Koagulationsrohrs. In diesem Rohrabschnitt d wird die Koagulation der Fäden
vervollständigt. -Sodann werden die Fäden am unteren Ende des Trichters aus der
Koagulierflüssigkeit herausgezogen und in ihrer Richtung durch die Ablenkwalze 2
abgelenkt. Anschließend werden die Fäden durch ein Regenerationsbad geführt, um
vollständig regenerierte Fäden zu erhalten.
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In der nachfolgenden Tabelle werden experimentelle Werte, die mit
dem Spinntrichter der Erfindung zum Naßstreckspinnen von Kupferamrrioniakseide erzielt
worden sind, zusammen mit Vergleichswerten, die mit einem bekannten Spinntrichter
erhalten worden sind, angegeben.
| Naßstreckspinnen von Kupferammoniakseide |
| mit dem mit einem |
| Spinntrichter bekannten |
| der Erfindung Spinntrichter |
| Spinngeschwindig- |
| keit (m/Minute) 108 140 108 140 140 |
| Durchmesser am |
| oberen Ende des |
| konischen Rohrs |
| (mm) 120 120 120 120 120 |
| Länge des koni- |
| sehen Rohrs (mm) 180 180 180 180 180 |
| Durchmesser des -- |
| langen,geraden |
| Rohrs (mm) 28 28 20 20 28 |
| Länge des |
| langen,geraden |
| Rohrs (mm) 1000 1000 1000 1000 1000 |
| Länge des Ko- |
| agulationsrohrs |
| (mm) 750*) 450*) 1300 1300 130Ö |
| Länge des freien |
| Zwischenraums |
| (MM) 100 400 0 0 0 |
| Länge des |
| unteren Rohrab- |
| schnitts des |
| zweiten Koagu- |
| lationsrohrs |
| (min) 450 450 0 0 0 |
| Trockenfestigkeit |
| (g/Den.) 3,2 3,1 3,3 3,2 3,2 |
| Trockendehnung |
| (%) 16 15 15 12 10 |
| Naßfestigkeit |
| (g/Den.) 2,3 2,2 2,3 2,3 2.3 |
| Naßdehnung (O/o) 30 28 28 20 15 |
| Zahl der Noppen |
| bzw. Aufrauhun- |
| gen (mg/S.P.hr.) 3 10 10 40 150 |
| Zahl der |
| anomalen Fäden |
| -Ge 10 g) 0 2 4 viele viele |
| Beständigkeit |
| gegenüber dem |
| Verschleiß durch |
| Knickbeanspru- |
| chungen (Zahl) 100 100 60 30 50 |
| *) Oberer Rohrabschnitt des zweiten Koagulationsrohrs |