DE969389C

DE969389C - Verfahren zur Herstellung von baumwollaehnlichen Faeden, Fasern oder Baendchen durch Verformung von Viscose

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Publication number: DE969389C
Application number: DEC1950A
Authority: DE
Original assignee: CHIMIOTEX; Chimiotex SA
Current assignee: CHIMIOTEX; Chimiotex SA
Priority date: 1949-08-25
Filing date: 1950-08-17
Publication date: 1958-05-29
Also published as: NL103223C; BE497545A; CH295960A; US2607955A; US2705184A; GB757521A; NL92810C; BE516903A; FR993756A; DE1047371B; CH315104A; FR63131E; GB711642A; GB685631A; FR60194E

Description

Es ist ein Verfahren zum Verspinnen von Viscose mit großer Geschwindigkeit bekannt, bei dem der Faden in eine in geringem Abstand von der Spinndüse angeordnete gerade Röhre läuft, welche in das Spinnbad eintaucht und in welche durch die Bewegung des Fadens Spinnbad flüssigkeit hineingezogen wird.

Es ist ferner bereits ein Verfahren bekannt (französische Patentschrift 890 575), bei dem Viscose mittels einer von dem Verspinnen von Kupferoxydammoniak-Cellulose-Lösungen her bekannten Thieleschen Trichtervorrichtung versponnen wird. Bei diesem Verfahren wird in ein sehr verdünntes und wenig erwärmtes Bad (Schwefelsäure von 0,8 bis 1% bei 22 bis 30⁰C) eine schwachgereifte Viscose mit einem Salzpunkt über 12 versponnen und in einem i°/_oigen Schwefelsäurebad bei 40⁰C fixiert. Hierbei werden im Gegensatz zu dem Verfahren, bei dem Kupferoxydammoniak-Cellulose-Lösungen versponnen werden, keine Spinndüsen mit weiten Bohrungen verwendet, sondern es wird eine Spinndüse mit beim Verspinnen von Viscose üblichen Bohrungen von z. B. 70 μ benutzt. Die Verstreckung im Inneren der bewegten Flüssigkeit liefert Fäden von weniger als 0,1 Denier, die, wenn sie auch leicht zusammenkleben, dem Faden einen baumwollartigen Griff verleihen und das Zwirnen unmöglich machen.

Zweck der Erfindung ist, das eingangs genannte Verfahren, bei welchem Viscose in eine von der Spinndüse angeordnete gerade Röhre gesponnen wird, zu verbessern, um einwandfreiere Ergebnisse zu erzielen.

Gemäß der Erfindung wird bei dem genannten Verfahren eine aus Cellulose mit einem hohen Polymerisationsgrad von wenigstens 800 erzeugte Viscose,

80Ϊ 522/41

die wenigstens 6 % Cellulose und höchstens 6 % Alkali enthält und eine Viscosität von 400 bis 600 Poisen und einen γ-Wert von 60 bis 80 aufweist, in einem wenig Schwefelsäure, ζ. B. ίο g/l, enthaltenden Koagulationsbad durch Düsen, deren Bohrungen einen Durchmesser zwischen etwa 0,1 und 0,15 mm haben, und unter Anwendung einer Verstreckung von den Düsen ab verformt, worauf die frisch gefällten Gebilde vorzugsweise mit heißem Wasser regeneriert und fertigbehandelt werden.

Die Regeneration kann durch Behandlung mit sehr heißen wässerigen Bädern erzielt werden. Wenn man die Fäden in gespanntem Zustand, z. B. in Form von Spinnkuchen, regeneriert, erhält man nach dem Schneiden Fasern mit sehr geringen Dehnungswerten (unter 7%). Wenn man dagegen die Fäden in entspanntem Zustand regeneriert, sei es, daß man sie vor der Regeneration schneidet oder daß man das Fadenkabel bei der Regenerierung entspannt und danach schneidet, dann besitzen die Fasern höhere Dehnungswerte (7 bis 10% oder mehr), sind sehr weich und lassen sich leicht mittels der für Fäden hoher Qualität bekannten Verfahren umwandeln.
Die Erfindung wird nachstehend an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Beispiel 1

Blätter aus Zellstoff, der einen hohen Polymerisationsgrad, über 800, besitzt und weniger als 2% Ketten mit einem Polymerisationsgrad unter 200 enthält, werden in üblicher Weise in einer Alkalilösung (235 bis 240 g/l) getaucht. Die überschüssige Flüssigkeit wird entfernt, und die Blätter werden dann auf das Verhältnis 2,8 bis 2,85 mit Bezug auf die Alphacellulose ausgepreßt und schließlich ohne jede Reifung zerkleinert. Die Alkalicellulose wird 2 Stunden lang bei 28⁰C mit 50% Schwefelkohlenstoff behandelt. Das Cellulosexanthogenat wird mit einer kleinen Menge Natronlauge (bis 9%) bei —5 bis — io°C durchgeknetet, und die Paste wird mit Natronlauge (bis 4%) bei ο bis 5° C derart gemischt, daß sich eine 9,5 % Cellulose und 5°/₀ Natriumhydroxyd enthaltende Viscose mit einer Viscosität von 900 Poisen ergibt. Die Viscose wird in geeigneter Weise nitriert und dann 3 Stunden lang im Vakuum entlüftet, und zwar in Gegenwart von 1 g/l eines Antischaummittels, wie es die Gemische verzweigter höherer Fettsäurealkohole darstellen. Der Polymerisationsgrad der Cellulose in der fertigen Viscose liegt über 500.

Ohne jede Reifung wird die Viscose, die einen Salzpunkt von 15 bis 16 hat, unter Anwendung der eingangs erwähnten Vorrichtung bei Raumtemperatur in ein Bad ausgesponnen, das 10 g Schwefelsäure je Liter enthält. Man verwendet Spinndüsen, deren Bohrungen viel größer (50% und mehr) als die der üblichen Spinndüsen sind und z. B. einen Durchmesser von 120 bis 150 μ besitzen, um Fäden von 1 bis 2 Denier nach dem Verstrecken zu erzeugen (gegen 70 bis 90 μ), wobei die Viscoseabgabe derart gewählt wird, daß bei der gegebenen Spinngeschwindigkeit an der Spinndüse eine positive Verstreckung hervorgerufen wird (d. h. die Geschwindigkeit der Fäden im Bade ist größer als die Geschwindigkeit der Viscose in den Bohrungen der Düse). Man kann mit einer geraden Röhre von 60 cm Länge und 5 mm Durchmesser Spinngeschwindigkeiten von 100 m/min und mehr in der Röhre erzielen.

Der Faden wird am Ausgang der Röhre mit Hilfe von Verteilerrollen od. dgl. einer weiteren Verstreckung um 150% unterworfen.

Unter geeignet gewählten Bedingungen kann man Fäden von weniger als 0,5 Denier wie auch Fäden von 4 bis 5 Denier spinnen.

Man kann während der Verstreckung eine Regeneration der Fäden dadurch herbeiführen, daß man sie bei 75 bis 80° C mit einem Bad behandelt, das dieselbe Zusammensetzung wie das Spinnbad hat, man kann aber auch zur Erzeugung stark gekräuselter Stapelfasern das Fadenkabel im sauren Zustand schneiden und dann mittels heißer Bäder zersetzen.

Wenn ein fortlaufender Faden ohne heiße sekundäre Bäder hergestellt werden soll, ist es zweckmäßig, die Regeneration durch Liegenlassen der Spinnkuchen während 2 bis 3 Stunden im sauren Zustand zu vollenden.

Die zersetzten Fäden werden in heißem Wasser gewaschen und dann getrocknet. Die erhaltenen Erzeugnisse haben ohne jede Entschwefelung eine gute weiße Farbe.

Ein gemäß der Erfindung hergestellter Faden von 100 Denier je 100 Einzelfäden hat eine Trockenfestigkeit von 2,9 g/Denier und eine Naßfestigkeit von 2,3 g/Denier bei einer Trockendehnung von 9 % und einer Naßdehnung von 9,3%· Die primäre Quellung im sauren Zustand ist sehr gering, sie beträgt etwa 90%. Die sekundäre Quellung ist ebenfalls gering; sie liegt in der Größenordnung von 70%. Die Fäden haben einen runden Querschnitt. Das Färben kann leicht und mit guter Gleichmäßigkeit durchgeführt werden. Die Affinität für Farbe ist zwei- bis dreimal größer als bei gewöhnlichen Viscosefäden.

Es sind zahlreiche Abänderungen möglich. So kann man wesentlich konzentriertere Viscosen, z. B. solche mit 10 oder sogar 20% Cellulose, mit besonders hohen Viscositätsgraden verspinnen. Durch geeignete Änderung der Bedingungen beim Spinnen kann man Fäden von weniger als 0,5 Denier und ebensogut solche bis zu 5 Denier erhalten.

Zur Herstellung von Stapelfasern, die besonders vorteilhaft im Gemisch mit Baumwolle anwendbar sind, kann man Spinndüsen mit Schlitzen mit einem Verhältnis der Länge zur Weite von z.B. 4:5 verwenden.

115 Beispiel 2

Allgemeines

Die Viscose wird allgemein aus gereinigten Linters mit einem Polymerisationsgrad von z. B. 750 aus ungereifter Alkalicellulose hergestellt.

Für die Sulfidierung verwendet man eine viel größere als sonst übliche Menge an CS₂, die infolge des Spinnens mit hohem Salzpunkt rückgewinnbar ist.

Die Herstellung der Viscose geht unter Abkühlung vor sich (das Xanthogenat ist mit 9% Natronlauge

angeteigt, um das Maximum an Löslichkeit zu erzielen). Die Viscose enthält 6 bis 7% Cellulose und 5 bis 6 % Natriumhydroxyd.

Die Viscosität der Viscose liegt zwischen 400 und 600 Poisen. Viscosen mit hohem Polymerisationsgrad, die wesentlich niedrigere Viscositätswerte besitzen, lassen sich nur schlecht oder überhaupt nicht verspinnen.
Die Viscosereife wird auf die kleinste Zeitdauer herabgesetzt und bei 10⁰C durchgeführt. Bei einem Gammawert von 80 in der Mischung ist es unter diesen Bedingungen leicht, beim Spinnen einen Gammawert von 70 zu erreichen. Dieser CS₂-Gehalt der Viscose ist für ein gutes Spinnen notwendig.

Das Spinnen erfolgt unter Verwendung des Spinnrohres unter folgenden Bedingungen:

Spinngeschwindigkeit bis zu 50 m/min

Kurzer Durchlauf in einem ersten Bad (0,15 bis im)

Badzusammensetzung: 10 bis 15 g/l Schwefelsäure von 29⁰C

Spinndüse mit weiten Bohrungen von 10/100 bis _a_ 15/100 mm

Positive Verstreckung zwischen zwei Rollen
Verstreckungswert: 100 bis 175 %

Es ist möglich, gleichmäßige Fäden oder Stapelfasern zwischen 0,5 und 4-Denier zu spinnen.

Besondere Ausführung

Man weicht Linters mit einem Polymerisationsgrad von 780 in Alkalilösung (225 g/l) ein und preßt ab (Abpreßverhältnis 3). Man zerfasert 2 Stunden lang unter Abkühlung und sulfidiert dann mit 55% CS₂, bezogen auf die Alphacellulose, während 3 Stunden zwischen 22 und 30⁰ C. Man teigt alsdann mit geringer Geschwindigkeit an, so daß ein Gemisch erhalten wird, das 9% Natriumhydroxyd und 12% Cellulose enthält, und mischt mit verdünnter Natronlauge bei 5 bis 10⁰C, um eine Viscose mit 6% Cellulose und 5% NaOH herzustellen.

Nach dem Filtrieren reift man während 24 Stunden bei 10⁰C und entgast in Gegenwart von 0,5 °/₀ Isooctylalkohol. Die so erhaltene Viscose hat einen Gammawert von 70.

Man spinnt eine Kunstseide von 400 Denier aus 260 Einzelfäden mittels einer Düse mit Bohrungen von 10/100 mm, die in ein Bad eintaucht, das 15 g/l Schwefelsäure von 18⁰C enthält, mit einer Verstreckung von 175 °/₀ zwischen Rollen. Die als Spinnkuchen gesammelten koagulierten Fäden werden durch kochendes Wasser zersetzt. Eine Entschwefelung ist nicht erforderlich.

Der erhaltene Faden hat eine Trockenfestigkeit von 5.3 g/Denier und eine Naßfestigkeit von 4,1 g/Denier bei einer Dehnung von 8,5 % im trockenen und nassen Zustand.

Bei einer abgeänderten Ausführungsform des Verfahrens wird der koagulierte Faden nach der Verstreckung mit leichter Entspannung unmittelbar in einem aus kochenden Wasser bestehenden zweiten Bad regeneriert. Diese Art der Herstellung beeinflußt die Trocken- und Naßfestigkeit nicht, sie hat aber den Vorteil, daß der Faden unmittelbar entsäuert werden kann und daß eine sofortige und vollständige Rückgewinnung des Schwefelkohlenstoffs ermöglicht wird.

Beispiel 3

Das allgemeine Verfahren gleicht demjenigen des vorhergehenden Beispiels. Die Alkalicellulose wird auf jeden Fall vor der Sulfidierung gereift, und man stellt eine an Cellulose reichere (11 bis 15%) Viscose her, deren Viscosität in der Größenordnung von 400 bis 500 Poisen liegt, was eine unbedingt notwendige Bedingung für das Spinnen darstellt.

Besondere Ausführung

Linters mit einem Polymerisationsgrad von 780 werden in Natronlauge (225 g/l) eingeweicht mit ^

Abpressen auf das Verhältnis 3 Zerkleinerung während 2 Stunden Reifenlassen während 30 Stunden bei 21⁰C Sulfidierung mit 60% CS₂, bezogen auf die Alphacellulose, während 3 Stunden zwischen 22 und 30⁰C

Nach dem Anteigen des Xanthogenats bei niedriger Temperatur (o bis 5⁰C) stellt man eine Viscose mit 12% Cellulose und 6% NaOH her, dann filtriert man und entgast. Nach einer Reifung während 18 Stunden bei '10⁰C erhält man einen Gammawert von 75. Man spinnt ein Fadenkabel mit einem Gesamttiter von 5250 Denier unter Verwendung einer Spinndüse mit 3500 Löchern von 0,1 mm Durchmesser, und zwar unter folgenden Bedingungen:

Spinnbad: 15 g Schwefelsäure je Liter

Verstreckung zwischen Rollen um 148 °/_{0 lo}g

Zersetzung mit Wasser von 85 bis 90⁰C nach Entspannen

Keine Entschwefelung
Bleichung in Chlorwasser (2 g/l)

Die nach dem Schneiden erhaltene Zellwolle hat nachstehende Eigenschaften:

Trockenfestigkeit 4,2 g/Denier

Naßfestigkeit 3,0 g/Denier ^1X5

Trockendehnung 8,4

Naßdehnung 9,6

Das Fadenbündel regeneriert man unter Entspannung in einem zweiten Bad, das aus sehr heißem Wasser, z. B. von 90⁰C, besteht.

Beispiel 4

Eine gemäß Beispiel 2 hergestellte Viscose wird mittels einer Düse mit Schlitzen von 0,25 · 0,05 mm

versponnen. Man regelt die Zufuhr so, daß Fäden von 3 Denier erhalten werden, welche die nachstehenden Eigenschaften besitzen:

Trockenfestigkeit .... 3,25 g/Denier

Naßfestigkeit 2,45 g/Denier

Trockendehnung 6,6

Naßdehnung 8,5

Die Stapelfaser ist stark gedehnt, und sie erscheint unter dem Mikroskop als verdrehte Fasern von Baumwollcharakter.

Ein besonderer Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung ist die weitgehende Rückgewinnbarkeit des Schwefelkohlenstoffs, der in dem Spinnbad dispergiert bleibt und zum Teil zu Boden sinkt. Dieser Teil kann durch Dekantieren zurückgewonnen werden, während der übrige Teil durch einen Gasstrom oder in das Vakuum mit einer Flüssigkeitspumpe gehoben und dann durch Adsorbionsmittel oder durch Kondensation zurückgewonnen werden kann.

Es sind zahlreiche Ausführungsformen außer der bereits genannten möglich. Der Faden hat ausgezeichnete Eigenschaften und eignet sich zur Herstellung von Verstärkungseinlagen für Fahrzeugreifen. Wenn man dicke Kabel spinnt, dann kann man sie bis zum Zerreißpunkt strecken, und man erhält so Produkte, die sich zur unmittelbaren Erzeugung von Garn ohne Krempeln oder Kämmen, z. B. für die Herstellung von Trikotagen eignen.

Die Fasern können in allen den Fällen verwendet werden, in denen man bisher Viscosezellwolle hoher Festigkeit in der Baumwoll- und Leinenindustrie benutzte. Die geringe Quellung ist besonders wertvoll für Artikel, die häufigen Waschvorgängen unterworfen werden, wie Taschentücher, Hemden, Wäsche usw.

Man kann der Viscose auch Mattierungsmittel und Farbstoffe zusetzen, um besondere Wirkungen herbeizuführen. Ferner können die Fäden durch geeignete Schmälzmittel geschmeidig gemacht werden.

Claims

Patentansprüche:

ι. Verfahren zur Herstellung von baumwollähnlichen Fäden, Fasern oder Bändchen durch Verformung von Viscose, bei dem die Gebilde in eine in der Nähe der Düse angeordnete, lange, gerade Röhre laufen, die in ein saures Fällbad eingetaucht ist und in die durch die Bewegung der geformten Produkte Fällbadflüssigkeit hineingezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß man eine aus Cellulose mit einem hohen Polymerisationsgrad von wenigstens 750 unter Abkühlung beim Lösen erzeugte Viscose, die wenigstens 6°/₀ Cellulose und höchstens 6% Alkali enthält und eine Viscosität von 400 bis 600 Poisen und einen y-Wert von 60 bis 80 aufweist, in einem wenig Schwefelsäure, z. B. 10 g/l, enthaltenden Koagulationsbad durch Düsen, deren Bohrungen einen Durchmesser zwischen etwa 0,1 und 0,15 mm haben, und unter Anwendung einer Verstreckung von den Düsen ab verformt und sodann die frisch gefällten Gebilde vorzugsweise mit heißem Wasser regeneriert und fertigbehandelt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man von einer nicht gereiften — vorzugsweise 10 bis 15% Cellulose enthaltenden —■ Viscose ausgeht, die aus ungereifter, mit mehr als 50% Schwefelkohlenstoff sulfidierter Alkalicellulose erzeugt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die· Geschwindigkeit des Gebildes in der Röhre mindestens 50 m/min beträgt und 100 m/min oder mehr erreichen kann, während eine Verstreckung von 100 bis 200 °/₀ am Ausgang der Röhre stattfindet.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 405 443, 492 279 ; schweizerische Patentschrift Nr. 237 361; französische Patentschriften Nr. 518 451, 871 st**,

japanische Patentschrift Nr. 172 865.

© 809522/41 5.58