DE764555C - Verfahren zur Herstellung von kuenstlichen Gebilden, wie Kunstseide und Zellwolle, mit hohen Gebrauchswerteigenschaften - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von künstlichen Gebilden, wie Kunstseide und Zellwolle, mit hohen Gebrauchswerteigenschaften Von den künstlichen Fasern, die heute auf dem Markt sind, haben die einzelnen Vertreter entsprechend ihrer ganzen Natur, die durch die Grundstoffe, aus denen sie gewonnen sind, und die ferner durch .die Art ihrer Herstellung bedingt ist, mehr oder weniger bestimmte Verwentdung@sgebiete sich erobern können. Wenn man sich auch anfangs damit zufrieden gab, die Kunstfaser als solche schon zur Verfügung zu haben, ist man doch im Laufe der Zeit dazu übergegangen, immer höhere Anforderungen :an sie zu stellen, um so die Kunstfaser als vollwertigen Ersatz anstatt des einen oder anderen Naturproduktes benutzen zu können.
• Insbesondere hat man. für dieViskosekunstfasern, die jetzt einen. sehr breiten Raum in der Textilwirtschaft ausfüllen, eine recht große Anzahl von Verbesserungen in der Art ihrer Herstellung. einzuführen vermocht und ist dabei auch zu Produkten gelangt, die ausgezeichnete Qualitäten aufweisen. So wurden gegenüber früheren Zeiten die sog. textilen Daten, wie Festigkeit und Dehnung, und zwar sowohl im trocknen wie nassen Zustand der Faser, sehr erheblich verbessert. Auch die Gleichmäßigkeit de: Fasergefüges, die sich in einer gleichmäßigen .=,@rifärbbarkeit zeigt, konnte in ausgezeichneter kreise gesteigert «-erden.
• Bei den aus derartigen Kunstfasern hergestellten Textilwaren -zeigte sich indessen beim praktischen Gebrauch. dal,l in manchen Fällen, ganz wider alles Erwarten, keine guten Ergebnisse festgestellt «-erden konnten.
• L m zu ermitteln, worauf dieses Überraschende Verhalten zurückgeführt werden könnte. wurden Viskosekunstfasern verschiedenster Herstellungsweisen einer svstematischen Prüfung auf diejenigen Eigenschaften hin unterzogen, deren Beziehung zusn praktischen Gebrauchswert als maßgeblich angesehen werden müssen. Die Prürung erstreckt sich auf'er auf Festigkeit und Dehnung auch auf Knotfestigkeit, Torsionsfestigheit. Diegewert und Scheuerwert sowie auf den durchschnittlichen Polymerisationsgrad. Beim VergIeich der Prüf-,certe dieser Eigenschaften sowie der Untersuchung ihrer Abhängigkeit von den Herstellungsbedingungen stellte sich tinerwarteterweise heraus, daß zur Erzielung der besten Prüfwerte, insbesondere der höchsten Biege- und Scheuerwerte, ganz bestimmte Herstellungsbedingungen einzuhalten sind.
• Es wurde nun gefunden, daß man zu hervorragenden Ergebnissets dann gelangt, wenn man eine aus einem zweckmäßig veredelten Zellstoff in an sich bekannter Weise bereitete alkalicellulose keiner oder nur einer kurzen Vorreife unterwirft, die daraus unter Verwendung einer relativ großen -Menge von Schwefelkohlenstoff hergestellte Viskose eine so kurze Nachreife durchmachen läßt, dat) der ;-Wert 43.5. vorzugsweise 52,5 und darüber beträgt, worauf die Viskose in einem säure-und salzhaltigen Sphinbad bei einem etwa 6o inlllin. nicht übersteigenden Abzug unter mäßiger Verstreckung versponnen und dann die so gewonnenen Iwunstfasern in üblicher Weise gewaschen, nachbehandelt und getrocknet werden. Man kann aber auch so vorgehen, daß man nicht mit einem einzigen Bad arbeitet, sondern noch ein zweites Bad nachschaltet, das Wasser oder eine Lösung von wellig Salz und Säure enthält und erwärmt ist, in welchem die das erste Bad verlassenden Fäden einer erheblichen Verstreckung unterworfen «-erden.
• Es ist bereits bekannt, Viskose von niederer Viskosität zur Weiterverarbeitung auf Fäden und Filme in der Weise herzustellen, dafr inan von einer urigereiften oder schwach gereiften AIkalicellulose ausgebt Lind die Auflösung des daraus erhaltenen lantliogenats unter Einwirkung von Sauerstoffgas oder sauerstoflialtigen Gaseii vornimmt derart, daß der absolute Partialdruck des zur Einwirkung I:oniinenden

  Sauerstoffes größer ist als in der _@tmosM:häre.

  -Nach jenem Verfahren wird die rastlose Ent-

  fernung des freien Schwefelkohlcnstottes ge-

  fördert, damit unter keinen Umständen eine

  Reaktion zwischen dem freien Scli«eftlkolileii-

  stotf und dem Sauerstoff, der unter Druck zti-

  gfeführt wird, eintreten h@@iln. L`her dit titti--

  verarbeitung der Viskose und deren ;-Wert

  ist nichts 'bekanntgegeben.

  Zur Bestimmung des Biegewertes der ge-

  wonnenen Fasern kann man sich des 1>e-

  kannten Datterbiegeprüfapparates der Firma

  Schopper, Leipzig, bedienen. In ihn wird eine

  .i-öfiere Anzahl der zu unterst.chen@Ien Fäden

  dicht nebeneinander eingespannt und niit eineng

  Gewicht, z. h. entsprechend 0,2.3 -'den, be-

  lastet. DerKnickwinkel des Apparates ist ibo'.

  iv6durcli hei Betätigung desselben an dar

  Knickstelle des Fadens ai>>,c,-.--lise,l;1 eile

  Streck-,mg und Stauchung ausgeiibt «-brd. t_ie-

  knickt wird bis zu Bruch aller Fü<ien. _his

  einer größeren Anzahl von Prüfungen wird

  der Mittelwert gezogen, der die Zahl der aus-

  geführten Ieniclcungen an-iht. Da die Prüf-

  werte in geringem 2#ialle vor, @1er _@@-i@-age, da-

  ,-egen erheblich :-o:1 der @ettc'ail;eit und (Ielll

  Titer des Einzelfadens abliängi" :iiid. niü,=en

  stets dieselben i3edingungen eithelialtctl wer-

  den. uni zu richtigen Vergleichswerten zti ge-

  langLt'.

  Der Scheuerwert wird in der Greise er-

  mittelt. (Ja?, eine Anzahl der zu untersuchen-

  den Fäden nebeneinander unter sehr geringer

  Belastung ausgespannt und in nassem Zustand

  niit einem Rundstal-) in Faserrichtung hin und

  leer gehend bis zutn Bruch gesclseticrt wer,lrn.

  Der Scheuerwert wird durch die durch,chnitt-

  liche Zahl der erforderlichen I-Iinundher`üngc

  gegeben. Da auch in dieseln Fall iliclit al:-

  sofiute leerte, s5siderti ntit- \-er`Ieiclisverte

  erzielt Iverden können, ist e# unbedingt nölig.

  die Versuche stets unter genau den <Iriclleil

  Bedingungen sorztmelinien.

  Aus der sehr großen Zahl von -ersuchen.

  die für die Prüfung des Gebratteliswtrtes an-

  gestellt worden sind, ergab sich, daß mit zu-

  nehmender Orientierung der llizellen ein ent-

  sprechendes Ansteigen der Trocken- und --\-al)-

  festig'ceit der Fasern. dagegen ein =@1>süsken

  der Dehnung, der Knotfestigkeit sowie de,

  Dielte- Lind Scheuerwertes festgestellt werden

  konnte. Hierdurch allein ließ sich also eine Ver-

  besserung des Gebrauchswertes nicht erzielen,

  wurde nun aber die abztigsgesclicvindi(#keit bei

  der I-Itrstellun g der Kunstfaser aus `-i:kO,e so

  weit gesenkt, d aß sich eine solche s(-in liöclistens

  6o ni.-\lin. ergab, so zeigte sich eine Steige-

  rung der Knotfestigkeit sowie des i,>#iege- und

  Sehetierwertes. Lilien günstigen Eiilfltilf.

  wenligkich Blicht einen at1,@Clila@5el@eilllill.

  I,riliIt die `,-erwen@iung eitles @-c-re@l@_lt@°n Zell-

  stoffies bei derBereitung der Viskose mit sich. Wird aber eine kurze Vorreife der Alkalicellulose eingeschaltet und eine Menge von Schwefelkohlenstoff zum Sulfidieren benutzt, die erheblich über der üblichen Menge liegt, zumal wenn man das sonst gebräuchliche Verhältnis von Cellulose zu Alkali in der Viskose in Richtung des Alkali erhöht, so ergeben sich ganz bedeutende Zunahmen aller Prüfwerte. Hierbei zeigte sich insbesondere, daß ein ;-Wert von 43,5, vornehmlich aber von 52,5 und darüber einen außerordentlich günstigen Einfluß auf die Güte des. Gehrauchswertes hat.
• Nachstehende Arbeitsbeispiele mögen das Verfahren nach der Erfindung erläutern und den Vorteil gegenüber den bekannten zeigen: Arbeitsbeispiel i Aus einem veredelten Zellstoff wird in belZannter Weise durch Tauchen, Pressen mid Zerfasern Alkalicellu,lose hergestellt und bei 2i° 15 Stunden lang gereift. Die Allralicellulose wird sodann in üblicher Weise sulfidiert unter Verwendung einer Schwefelkohl.enstoffmen.ge, die 40 % vom Gewicht der in der Alkalicellulose enthaltenen Cellulose beträgt. Das Xanthat wird zu einer Viskose von der Zusammensetzung 6,5 % Cellulose, 8,o o/o NaOH gelöst, diese Viskose in der üblichen Weise filtriert, entlüftet und bei r6° so lange gereift, bis ihr y-Wert 48 bis 43,5 beträgt und wird dann zu Fäden mit 24 Einzelfädchen bei 56 m/Min. Abzugsgeschwindigkeit versponnen. Als Fällbad wird ein Bad der Zusammensetzung benutzt: H2 S 04 = I28 g/1, Na. S 04 = 228 g/1, Mg S 04 = 78 g/1, Zn S 04 = 7,0 g/1.
• Die Verspinnun.g einer solchen Viskose verlangt eine beträchtliche Badstrecke, die zweckmäßigerweise durch Anwendung eines Seilscheibenpaares mit geringfügiger Umfangssteigerung, z. B. i i % bei dreifacher Umschlingung, erzielt wird. Nach der üblichen Nachbehandlung, Trocknung und Zwirnring ergeben die fertigen, jedoch ungeblei.chten Fäden die folgenden Prüfwerte:

  Festigkeit, trocken... . 236 g/loo den, Dehnung, trocken..... 21190701

  naß.... 127 g/ioo den, naß ..... 29,3%,

  Rel. Knotfestigkeit ................ 72,7%,

  Torsionsfestigkeit.................. 125o Drehungen/5o cm,

  Biegewert ........................ i 22o,

  Scheuerwert ............ . ............ 16 816,

  Durchschnittl. Polymerisationsgrad . . 386.

  Arbeitsbeispiel 2 Aus einem L interszell;stoff wird in bekannter Weise Alkalicellulose hergestellt und praktisch ohne Vorreife sulfidiert unter Verwendung vor, einer Schwefelkohlenstoffmenge entsprechend 42 % vom Gewicht der Cellulose in der Alkalicellulose. Das Xanthat wird sodann zu eines' Viskose der Zusammensetzung 6,5 1/o' Cellulose, 8,o o/o Na O H gelöst, die Viskose sofort entlüftet und ohne weitere Nachreife versponnen. Der y-Wert wird in diesem Falle etwa 59 betragen. Das Spinnen geht bei 37 m/Min. Abzugsgeschwindigkeit in einem Bad der Zusammensetzung H2s04 = 130 9/1, Na2 S O4 = 220 9/1, Mg S 04 = 6o g/1, Zn S 04 = 6o g/1 glatt vonstatten. Nach dem Austritt aus dem Fällbad passiert der Faden ein zweites aus Wasser oder stark verdünnter, sulfathaltiger Schwefelsäure bestehendes, auf 6o bis 70° erwärmtes Bad und wird in diesem Bad durch ein. mit verschiedener Umfangsgeschwindigkeit laufendes Galettenpaar sehr stark, d. h. bis dicht unter die Reißgrenze verstreckt. Der fertig nachbehandelte, ungebleichte Faden mit 24 Einzelfädchen ergibt die folgenden Prüfwerte

  Festigkeit, trocken. . .. 3o9 g/ioo den, Dehnung, trocken..... 2o,7%,

  naß.. . . 213 g/ ioo den, naß..... 27,2°%,

  Rel. Knotfestigkeit ................. 7o,8%,

  Biegewert........................ 3917,

  Scheuerwert ...................... 11478,

  Durchschnittl. Polymerisationsgrad .. go6.

  Beim vorliegenden Verfahren ist es nicht von ausschlaggebender Bedeutung, daß mit gutem Erfolg ein Edelzellstoff benutzt wird., da auch schon Zellstoffe von üblicher Beschaffenheit günstige Resultate liefern können, sofern die übrigen Versuchsbedingungen eingehalten werden. Ebenso ist das Vgrfahren nicht allein von einem bestimmten Polymerisationsgrad der Cellulose abhängig oder von einem hohen Alkaliverhältnis der Viskose. Wesentlich und wichtig ist das Zusammenwirken aller der Verfahrensmerkmale, die das vorliegende Kombinationsverfahren charakterisieren.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von künstlichen Gebilden, wie Kunstseide oder Zellwolle, mit hohen Gebrauchswerteigenschaften aus kurzgereifter Viskose, die aus nicht oder nur kurzgereifter Alkalicellulose unter Verwendung von einer relativ großen 1fenge Schwefelkohlenstoff erhalten wurde, wobei im Spinnbad mäßig oder in einem gegebenenfalls nachfolgenden Wasser oder wenig Salz und Säure enthaltenden warmen Bad stark verstreckt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verspinnende Viskose einen ;-Wert von wenigstens 43, vorzugsweise etwa 53 aufweist. ZurAbgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften Kr. 610 329, 597 875; Götze, Kurt: »Kunstseide und Zellwolle nach dem Viskose-Verfahren«, Berlin 1940, S.265, Absatz 3 und S.252. Zeilen 23/z5.