DE1034811B

DE1034811B - Verfahren zur Herstellung kuenstlicher Gebilde, wie Fasern oder Faeden

Info

Publication number: DE1034811B
Application number: DEC6777A
Authority: DE
Inventors: John Harold Edwards; Ernest Edward Tallis
Original assignee: Courtaulds PLC
Current assignee: Akzo Nobel UK PLC
Priority date: 1951-12-13
Filing date: 1952-12-08
Publication date: 1958-07-24
Also published as: FR1077538A; CH312134A; NL93553C; GB723435A; BE516207A; US2784107A

Description

Es ist bekannt, daß die durch das übliche Spinnverfahren hergestellten Fäden eine gefurchte Oberfläche zeigen und aus einer Haut und einem Kern bestehen. Das Vorhandensein der Haut und des Kerns kann durch Anfärben eines unter entsprechenden Bedingungen ausgeschnittenen Querschnitts bewiesen werden. Solche Verfahren sind in dem »Textile Research Journal« 1945, S. 443, beschrieben. Ein anderes Verfahren besteht darin, den Grad der axialen Diffusion von Farbstoffen zu messen, wie in dem »Textile Research Journal* 1948, S. 9, beschrieben ist. Man vermutet, daß außer dem Unterschied in der Anfärbbarkeit und dem Quellvermögen zwischen der Haut und dem Kern die Cellulosemoleküle der Haut mehr orientiert sind als die des Kerns, und man nimmt daher an, daß die Stärke der Viscosefasern hauptsächlich durch die Haut bedingt ist. Es ist z. B. allgemein bekannt, daß die technischen Viscosegarne, welche bei der Herstellung von Reifen verwendet werden, eine bedeutend dickere Haut als gewöhnliche Textilfaden haben. In den britischen Patentschriften 652 741, 652 746, 654083 sind Verfahren angegeben, um Viscosefäden besonderer Art zu erhalten, welche keine gefurchte Oberfläche und eine gegenseitig mehr ineinandergreifende Grenze zwischen der Haut und dem Kern als unveränderte Fäden zeigen, und zwar durch Verspinnen von Viscose in Gegenwart bestimmter wasserlöslicher quaternärer Ammoniumverbindungen oder bestimmter im Bad löslicher Monoamine oder bestimmter aliphatischer Monoamine.

In der britischen Patentschrift 533 309 wurde schon vorgeschlagen, eine kleine Menge (unter 0,2%) eines Amins oder Aminkondensationsprodukts zu dem Fällbad zuzusetzen, um den Niederschlag unlöslicher Verbindungen in der Spinndüse zu vermeiden.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung künstlicher Fasern oder Fäden durch Verspinnen von Viscose in ein Schwefelsäure und Zinksulfat enthaltendes Fällbad ist dadurch gekennzeichnet, daß die Viscose ein Polyalkylenpolyamin enthält, welches mindestens drei Amino- oder Iminogruppen besitzt, die nicht unmittelbar miteinander verbunden sind, wobei auf 100 g Viscose eine Menge von 1 Millimol bis 5 Millimol Polyalkylenpolyamin kommt.

Die dabei erhaltenen Fäden haben eine bedeutend dickere Haut, und die Grenzen zwischen der Haut und dem Kern durchdringen sich gegenseitig mehr als bei Fäden, welche unter den gleichen Bedingungen, aber ohne Hinzufügung von Polyalkylenpolyamin, erhalten werden. Durch eine entsprechende Wahl der Konzentration des Polyalkylenpolyamins kann der Kern praktisch ausgeschaltet werden. Die Querschnittsform der Fäden wird durch die Anwendung dieser Polyalkylenpolyamine beeinflußt. Zum Beispiel können Fäden erhalten werden, welche Bohnen- oder Hundeknochenform zeigen. Die verfahrensgemäß erzeugten Fäden haben eine glatte Verfahren zur Herstellung
künstlicher Gebilde, wie Fasern oder Fäden

Anmelder:
Courtaulds Limited, London

Vertreter: Dr. A. Marck, Patentanwalt,
Frankfurt/M., Roseggerstr. 3

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien, vom 13. Dezember 1951

Ernest Edward Tallis und John Harold Edwards,

London,
sind als Erfinder genannt worden

Oberfläche. Wenn axiale Diffusionsversuche bei Fäden nach der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden, so

as findet nur geringes oder gar kein Eindringen des Farbstoffs statt. Für jede Art von Polyalkylenpolyamin muß man Versuche ausführen, um die richtige Konzentration zu bestimmen, bei welcher die beabsichtigten Wirkungen erzielt werden.

Die Viscose weist vorzugsweise eine Kochsalzreife von mindestens 4 auf.

Das Fällbad kann eine beliebige Konzentration haben. Es kann neben Schwefelsäure und Zinksulfat auch noch Natriumsulfat enthalten, und die Zinksulfatkonzentration ist vorzugsweise zwischen 0,5 und 15%. Die jeweilige Konzentration des zu verwendenden Zinksulfats hängt von der Art des Fadens ab, der ersponnen werden soll. Es können auch andere Substanzen zum Spinnbad gegeben werden, wie Ammoniumsulfat, Magnesiumsulfat und Glucose.

Beispiele geeigneter Polyalkylenpolyamine zur Verwendung nach der Erfindung sind: Diäthylentriamin N H₂ C H₃ CH₂NHCH₂CH₂NH₂, Triäthylentetramin NH₂CH₂ CH₂NHCH₂CH₂NHCH₂CH₂Nh₂, Tetraäthylenpentamin N H₂ C H₂ C H₂ (N H C H₂ C H₂) ₃ N H₂, Pentaäthylenhexamin NH₂CH₂CH₂(NHCH₂CH₂)₄NH₂ und andere Glieder der Reihen NH₂CH₂CH₂(NHCH₂CH₂)„NH₂ und Verbindungen, welche durch eine weitere Alkylierung dieser Polyalkylenpolyamine durch Kondensation mit aliphatischen Alkylierungsmitteln erhalten werden, welche mehr als eine Alkylierungsgruppe in dem Molekül enthalten, z. B. 1,3-Dichlorhydrin, Dichloräthylen und Trimethylenbromid, z. B. das Kondensationsprodukt von 4MoI Triäthylentetramin mit 3 Mol 1,3-Dichlorhydrin.

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Außer der nicht gefurchten Oberfläche und der größeren in derselben Weise, wie im Beispiel 1 beschrieben, ver-

Dicke der Haut mit dem vermehrten Ineinandergreifen spönnen, ausgenommen, daß die Kochsalzreife 12,5, die

in den Kern an der Grenze zeigen die nach der Erfindung Spinngeschwindigkeit 27,4 m in der Minute betrugen uml

hergestellten Fäden eine geringere Wassersaugfähigkeit, das heiße Streckbad kochendes Wasser enthielt und 62 cm

was für Textilzwecke von großem Vorteil ist. Die Fäden 5 lang war. Der Querschnitt des erhaltenen Fadens wai

nach der Erfindung sind gegen Beschmutzung weniger ähnlich wie bei Beispiel 1.

empfindlich und zeigen eine erhöhte Widerstandskraft . .

beim Waschen und gegen mechanische Beschädigung in Beispiel ό

feuchtem Zustand. Viscose mit 7,8 % Cellulose, 6,5 % Natriumhydroxyd

Bei dem Verfahren nach der Erfindung können unge- io und 2,15 % Schwefelverbindungen wurde in üblicher

reifte, sogenannte grüne Viscosen versponnen werden. Weise hergestellt. Wenn die Viscose vom Beginn der

Wenn Fäden nach dem neuen Verfahren in Verbindung Mischstufe 33 Stunden gereift war und die Kochsalzreife

mit dem Heißstreckverfahren ersponnen werden, dann 6,5 betrug, wurden 0,5% Schwefelkohlenstoff auf das

haben die aus den Fäden hergestellten Korde für Gummi- Gewicht der Viscose zugegeben und bei 15° C ¹^ Stunde

reifen eine bessere Qualität und ermüden weniger als 15 gemischt. Es wurden 4 Millimol auf 100 g Viscose

solche, welche nicht nach dem neuen Verfahren hergestellt Diäthylentriamin zugegeben und die Viscose eine weitere

sind. halbe Stunde gemischt. Wenn die Viscose 45 Stunden

In den folgenden Beispielen sind die Prozentgehalte gereift war und eine Kochsalzreife von 7,6 zeigte, war sie

Gewichtsprozente. . zum Spinnen fertig.

⁶⁵¹³P^{1 e} 20 Die Viscose wurde durch eine Düse mit 40 Löchern von

Eine Viscose wurde so hergestellt, daß sie 7,5 % Cellu- 0,076 mm Durchmesser in ein Fällbad versponnen, wellose und 6,5% Natriumhydroxyd enthielt, unter Ver- ches 9% Schwefelsäure, 20% Natriumsulfat und 4% wendung von 37% Schwefelkohlenstoff auf das Gewicht Zinksulfat enthielt, und ergab einen Faden von 150 den von α Cellulose. Die Cellulose wurde auf 5° C abgekühlt und 40 Einzelfäden. Die Eintauchlänge in dem Fällbad und 1 Millimol Diäthylentriamin auf 100 g Viscose ein- 25 war 53 cm und die Temperatur des Bades 48° C. Der Faden gemischt und die Viscose filtriert und entlüftet. Wenn wurde aus dem Bad mit einer Geschwindigkeit von 48,6 m die Kochsalzreife auf 6,0 gefallen war, wurde die Viscose in der Minute durch eine Galette abgezogen, wanderte durch eine Düse mit 750 Löchern von 0,076 mm Durch- dann zu einer zweiten Galette mit höherer Umdrehungsmesser in ein 48° C warmes Fällbad versponnen, welches geschwindigkeit als die erste, so daß er eine Streckung 9,5% Schwefelsäure, 4,0% Zinksulfat und 20% Natrium- 30 von 20% erhielt. Der Faden wurde in einem Spinntopf sulfat enthielt. Die Eintauchstrecke in dem Fällbad war mit 7000 Umdrehungen in der Minute versponnen. Der 45,6 cm, und der Faden wurde mit einer Galette mit einer erhaltene Kuchen wurde säurefrei gewaschen und Geschwindigkeit von 48 m in der Minute abgezogen. getrocknet.

Die Fäden wurden dann zwischen der ersten und zweiten Der Prozentgehalt der Cellulose in dem Kuchen war

Galette um 65 % gestreckt, wobei sie durch ein 95° C 35 40 % gegenüber 28,5 % für eine nicht verbesserte Viscose,

warmes Bad, welches 1,78 m lang war, Hefen. Die heiße Die Wasseraufsaugung des fertigen Fadens war 85%

Streckflüssigkeit war eine dreifache Verdünnung des gegenüber 101 % für einen gleichen Faden aus nicht

Spinnbades. Der erhaltene Faden von 1650 den und 750 verbesserter Viscose. Die Bestimmung der axialen

Einzelfäden wurde hierauf gewaschen, entschwefelt, Diffusion beim Faden wurde, wie von Hermanns in dem

appretiert und dann getrocknet und auf einer Glocken- 40 »Textile Research Journal 1948«, S. 9, beschrieben,

zwirnmaschine auf Spulen aufgewickelt. Das erhaltene unter Verwendung von Solophenyl Schnell Blau-Grün BL

Gebilde zeigte eine Wasseraufnahme von 90% im Ver- durchgeführt. Es fand kein Eindringen des Farbstoffs

gleich von 121,3% eines nicht verbesserten Fadens, statt, aber bei dem Faden aus nicht verbesserter Viscose

welcher gleichzeitig und unter denselben Bedingungen war sie 50 μ nach Imprägnierung in einer l%igen

gesponnen war. 45 Lösung des Farbstoffs bei Zimmertemperatur in 4 Stun-

Die Festigkeit des Fadens in trockenem Zustand war den. Hieraus ist ersichtlich, daß der Faden aus der ver-

4,70 g/den verglichen mit 4,20 g/den für den nicht ver- besserten Viscose keinen Haut- und Kerneffekt zeigte,

besserten Faden. Der konditionierte Faden hatte eine Der Faden hatte eine Oberfläche ohne Furchen und zeigte

Festigkeit von 3,29g/den gegenüber 2,94 g/den für den eine Hundeknochenform im Querschnitt,

konditionierten nicht verbesserten Faden. 50

Die gefärbten Querschnitte der erhaltenen Fäden sind Beispiel4

in der Zeichnung dargestellt, in welcher Fig. 1 ein Quer- Viscose mit 7,8% Cellulose, 6,5% Natriumhydroxyd

schnitt des nicht erfindungsgemäß hergestellten Fadens und 2,15% Schwefelverbindung wurde in der üblichen

und Fig. 2 der Querschnitt eines Fadens ist, welcher aus Weise hergestellt und filtriert. Als die Viscose 16 Stunden

Viscose erhalten wurde, die das Polyamin nach dem 55 gereift war, wurden 0,5% Schwefelkohlenstoff hinzuge-

Beispiel enthielt. Die Zeichnungen sind Skizzen nach geben und 15 Minuten gemischt. Die Temperatur der

Fotomikrografien der beiden Fäden. Viscose wurde auf 1° C abgekühlt und in 4 Teile geteilt,

Die Fig. 2 zeigt deutlich die hundeknochen- oder _zu welchen 1,0, 2,0, 3,0 und 6,0 Millimol Triäthylentetrbohnenförmige Gestalt des verfahrensgemäß erhaltenen amin auf 100 g Viscose zugegeben wurden. Die Viscosen Fadens, seine nicht furchenförmige Oberfläche, die dicke 60 wurden 15 Minuten gemischt, 8 Stunden evakuiert und Haut und die ineinandergreifende Grenze zwischen der durch eine Düse mit 500 Löchern von 0,076 mm bei 48° C Haut und dem Kern gegenüber dem nicht verbesserten i_n ein Bad versponnen, welches 9,5% Schwefelsäure, Faden in Fig. 1 mit dessen im wesentlichen kreisförmigen 20,0% Natriumsulfat und 4,0% Zinksulfat enthielt. Die Querschnitt, Oberfläche mit Furchen, dünner Haut und Fäden wurden mit einer Galette mit 16,4 m Geschwindigscharfer Grenze zwischen der Haut und dem Kern. 65 keit in der Minute abgezogen und beim Durchgang durch

. . . „ ein Bad mit kochendem Wasser durch eine zweite Galette

^eisP^ie gestreckt, welche eine Umfangsgeschwindigkeit von

Eine Viscose wurde wie im Beispiel 1 hergestellt, jedoch 27,4 m in der Minute hatte. Der Faden wurde in einem

mit der Abänderung, daß 1 Milümol Triäthylentetramin Spinntopf mit 4000 Drehungen in der Minute gesammelt,

auf 100 g Viscose zugegeben wurden. Die Viscose wurde 70 Der Faden wurde hierauf gewaschen und getrocknet.

Die Kochsalzreife der Viscose waren ζ. Z. des Verspinnens 12,5, 11,4, 11,6 und 10,2, und die gefärbten Querschnitte der Fäden sind in den Fig. 3, 4, 5 und 6 gezeigt, in welchen Fig. 3 ein Querschnitt aus Viscose mit 1,0 Millimol Triäthylentetramin auf 100 g Viscose ist, Fig. 4 von einer Viscose mit 2,0 Millimol Triäthylentetramin auf 100 g Viscose, Fig. 5 aus einer Viscose mit 3 Millimol Triäthylentetramin auf 100 g Viscose und Fig. 6 von einer Viscose mit 6,0 Millimol Triäthylentetramin auf 100 g Viscose. Diese Figuren zeigen, wie die Form, die Glätte der Oberfläche und die Dicke der Haut von der Menge des anwesenden Triäthylentetramins abhängen, und zeigen, daß die günstigste Konzentration für die Bedingungen des Beispiels in dem Bereich von 1 Millimol auf 100 g Viscose liegen.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung künstlicher Gebilde, wie Fasern oder Fäden, durch Verspinnen von Viscose in ein Schwefelsäure und Zinksulfat enthaltendes Fällbad, dadurch gekennzeichnet, daß die Viscose ein Polyalkylenpolyamin enthält, welches mindestens drei Amino- oder Iminogruppen besitzt, die nicht unmittelbar miteinander verbunden sind, wobei auf 100 g Viscose eine Menge von 1 Millimol bis 5 Millimol Polyalkylenpolyamin kommt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 533 309.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 809 578/447 7.58