AT118610B - Verfahren zur Herstellung künstlicher Fasern, wie Kunstseide, Kunstwolle, Stapelfaser u. dgl. - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung künstlicher Fasern, wie Kunstseide,   Kunstwolle, Stapelfaser   u. dgl. 



   Bei der   Erzeugung künstlicher   Fäden, wie Kunstseide, Kunstwolle, Stapelfaser usw. aus Viskose hat sich immer mehr das Bedürfnis geltend gemacht, die Naturfaser nicht nur hinsichtlich Glanz, Weichheit usw., sondern auch in ihrer Feinheit zu erreichen. Gleichzeitig wachsen aber auch die Ansprüche an ihre relative Festigkeit und insbesondere Wasserfestigkeit, die sowohl für die Herstellung, als auch die Verarbeitung der   künstlichen   Fasern um so mehr an Bedeutung gewinnt, je feiner die erzeugte Faser ist. 



   Einen wesentlichen Fortschritt brachte in dieser Hinsicht die deutsche Patentschrift Nr. 389394 nebst Zusatzpatenten. In diesen Patenten wurde die Erkenntnis verwertet, dass bei schonendster Behandlung der Zellulose im   Viskoseerzeugungsprozess,   insbesondere durch Anwendung durchwegs niederer Temperaturen und durch völliges Weglassen der Reifung der Alkalizellulose die aus so hergestellter Viskose ersponnenen Fäden ein stärkeres Ausziehen gestatten und dabei höhere Festigkeit und Nassfestigkeit besitzen. als die aus gereifter Viskose mittels gereifter Alkalizellulose hergestellten Fäden. 
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 2 gr pro den. und einer Nassfestigkeit von zirka 1 gr pro den. mit vollkommener Sicherheit zu erzeugen. 



  Je nach Art des verwendeten Spinnbades hatten die aus solcher völlig ungereiften Viskose erzielten Fasern den milden Glanz der Baumwolle bis zum Hochglanz der Kunstseide. 



   Es hat nicht an Bemühungen gefehlt, auch die schon fertigen oder halbfertigen Fasern   nachträglich   in ihrer Wasserfestigkeit zu verbessern. So ist schon im französischen Patent Nr. 313464 der Versuch gemacht, Kunstfasern im fertigen, aber noch feuchten Zustand durch Behandeln in   Schwefelsäure   zu   "pergamentieren".   Das Verfahren ist seiner schwierigen Ausführbarkeit wegen nicht zur Anwendung gelangt. 



   Die   britische Patentschrift   Nr. 274521 bringt dann starke Schwefelsäure von über   55%   Sehwefelsäuregehalt direkt als Spinnbad in Anwendung. Nach diesem Verfahren sollen Fasern von über   2 gr   Reissfestigkeit pro den. erhalten werden. 



   Die Verwendung so starker Schwefelsäure als Spinnbad hat naturgemäss sehr grosse Nachteile. 



  Ganz abgesehen von den Unannehmlichkeiten des Hantierens mit so starker Schwefelsäure, namentlich beim Anspinnen, ist es sehr schwierig, die Einwirkung der starken Säure auf den frischgesponnenen Faden rechtzeitig so zu unterbrechen, dass der Faden einerseits vollständig durchkoaguliert, anderseits nicht schon von der starken Schwefelsäure angegriffen ist. 



   Ferner ist es nicht zu vermeiden, dass Zelluloseanteile aus dem Faden herausgelöst werden und ins Spinmbad übergehen. Dieses verursacht beim Konzentrieren der Spinnsäure durch Verdampfen des Wassers die Bildung von Kohle, die die Säure verunreinigt, sowie   Schwefelsäure Verluste   durch Bildung von schwefliger Säure. Ferner müssen die   Spinnbäder   infolge der hohen Neutralisationswäfme sehr energisch gekühlt werden. Die hohe Viskosität derart konzentrierter Schwefelsäure, sowie ihr hohes spezifisches Gewicht bewirken, dass ganz ungewöhnliche grosse Säuremengen den Fäden beim Verlassen 
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 alkalischen Behandlung, z. B. nach der britischen Patentschrift Nr. 281352, unterworfen werden muss, wobei naturgemäss wieder ein Teil der Festigkeit verloren geht. 



   Alle diese Übelstände vermeidet man nach der vorliegenden Erfindung durchaus. Es hat sieh gezeigt, dass man ohne Schwierigkeiten Fasern von 3-1 den. und darunter und mit höchster Festigkeit erhalten kann, wenn man ungereifte Viskose aus ungereifter Alkalizellulose durch geeignete Düsen in ein Fällbad leitet, das aus einer halbalkylierten Schwefelsäure oder einer anderen mehrbasischen, teilweise alkylierten Mineralsäure besteht oder sie als Hauptbestandteile enthält. 



   Es haben sich als geeignet erwiesen nicht nur die mit einem einwertigen aliphatischen oder aromatischen Alkohol gebildeten sauren Ester der Schwefelsäure, Phosphorsäure usw., wie z. B. Methyl-   schwefelsäure,   Äthylschwefelsäure, Propylschwefelsäure, Methylphosphorsäure, Dimethylphosphorsäure,   Äthyiphosphorsäure, Diäthylphosphorsäure,   Propylphosphorsäure,   Benzylschwefelsäure,   Benzylphosphor säure usw., sondern auch die sauren Ester der mehrbasischen Mineralsäuren mit'mehrwertigen Alkoholen, wie Glykol, Glyzerin, Trimethylenglykol, oder von karboxylierten Alkoholen, wie Glykolsäure oder sonstwie substituierten Alkoholen, falls sie überhaupt nur befähigt sind, vermittels einer primären Alkoholgruppe mit einer mehrbasischen Mineralsäure ein saures Ester zu bilden. 



   Ein-und mehrwertige Alkohole sind schon mehrfach als Spinnbadzusätze vorgeschlagen worden, aber immer nur als neben der Mineralsäure des Bades, frei in der Lösung existierende Badzustäze. Demgegenüber erzielt. man ganz neue Effekte, wenn man, wie in vorliegender Erfindung, die Badsäure in chemischer Verbindung mit den betreffenden Alkoholen anwendet. Da eine zweibasische Säure, wie z. B. die Schwefelsäure, durch halbe Veresterung einbasisch wird, hat man auf diese Weise Säuren als Spinnbad zur Verfügung, die auch in wasserfreier Form nur die halbe Azidität (als äquivalent berechnet) besitzen und daher in viel höherer molarer Konzentration ohne Gefahr für die Zellulosefaser angewendet werden können als die Mineralsäure selbst. 



   Hängt man beispielsweise eine fertige Kunstfaser in   75% ige Schwefelsäure   und daneben in ein Spinnbad, das aus zwei Teilen   konzentrierter Schwefelsäure   und einem Teil Methylalkohol hergestellt ist, so wird die in die Schwefelsäure eingehängte Faser sofort zerstört, während die in das Methyl-Schwefelsäurebad eingehängte Faser längere Zeit unverändert bleibt. 



   Die beanspruchten Estersäuren brauchen für die Praxis nicht in reiner Form angewandt zu werden, sondern zweckmässig benutzt man das Reaktionsprodukt, das man durch Vermischen äquivalenter Teile des Alkohols mit der betreffenden Mineralsäure oder dem Mineralsäureanhydrid erhält, wobei man die Erwärmung so leitet, dass das Maximum an Esterbildung eintritt. Man kann auch, je nachdem man rascher oder langsamer wirkende Bäder herstellen will, einen Überschuss der Alkohol-oder der Säurekomponente vorherrschen lassen. 



   Selbstverständlich kann man auch diesen Bädern noch Zusätze von Substanzen geben, die den Glanz oder die Weiehheit beeinflussen, wie z. B. die in der österr. Patentschrift Nr. 108122   angeführten   oder andere Zusätze anorganischer oder organischer Natur, obwohl dieses im allgemeinen nicht nötig sein wird, da die beanspruchten Bäder für sich schon eine Faser von vorzüglichem Glanz und grosser Weichheit herzustellen gestatten, insbesondere der Glanz ist meistens stärker als bei den Seiden, die unter gleichen Verhältnissen-mit starken Mineralsäuren allein versponnen wurden. 



   Ebenso kann man auch der Viskose derartige Zusätze geben, beispielsweise auch die in der deutschen Patentschrift Nr. 431846 angeführten. 



   Man erhält beim Spinnen mit diesen Bädern und bei Verwendung gänzlich ungereifter Viskose 
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 werten Nassfestigkeit von   1-1-3 gr pro den.   Man kann diese Festigkeit noch ganz erheblich und um einen höheren Prozentsatz als bei Verwendung der wässerigen Mineralsäurebäder steigern, wenn man den Faden auf seinem Wege zur Spule in an sich bekannter Weise einer Spannung unterwirft, sei es, dass man ihn einen oder mehrere Winkel bilden lässt, z. B. durch Benutzung eines Fadenführers nach der österr. Patentschrift Nr. 116882, sei es, dass man ihn durch ein zweites Bad leitet, das zugleich zum Waschen und Wiedergewinnen der anhaftenden Spinnsäure dienen kann. 



   Beispiel : Eine Viskose mit einem Zellulosegehalt von 5-6% und einem Alkaligehalt von 5-7% NaOH, hergestellt aus völlig ungereifter Alkalizellulose, wird sofort nach dem Lösen und Filtrieren unter entsprechender Regulierung der Fördermenge auf einen Fasertiter von 1 den. bei einem Abzug von zirka 30 min ein Bad gespritzt, das durch Vermengen von einem Teil Methylalkohol und zwei Teilen konzentrierter Schwefelsäure erhalten wird, wobei man die Erwärmung noch einige Stunden   künstlieh   fortsetzt. Der Endpunkt der Veresterung zeigt sich darin, dass der titrimetrisch ermittelte Säuregehalt nicht mehr sinkt.

   Aus der Differenz zwischen dem theoretischen   Schwefelsäuregehalt   von 64-66% und der wirklich   titrierten,   als Schwefelsäure berechneten Gesamtsäure von zirka   41%   ergibt sich, dass das Bad   18% Sehwefelsäuremonohydrat und 52-53% Methylschwefelsäure   enthält. Der Rest besteht aus unverestertem Alkohol und dem Reaktionswasser. Die Badtemperatur wird bei   15-20'gehalten,   die   Badstrecke     beträgt   50-100 cm. Nach dem Verlassen des Bades führt man den Faden   zweckmässig über     Glasstäbe   oder-rollen durch ein zweites Bad, indem der Faden z. B. mit Wasser gewaschen wild.

   Dann 

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 gelangt der Faden auf die Bobine, welche zur weiteren   Entsäuerung   des Fadens im fliessenden Wasser läuft oder mit solchem berieselt wird. Die Seide wird darauf in bekannter Weise fertiggestellt. 



   Die so gesponnene Fäden weisen im trockenen Zustande eine Bruchbelastung von 3 gr und mehr pro den. auf und im nassen Zustande eine Bruchbelastung von über 2 gr. Die Weichheit und der Glanz sind hervorragend, das Anfärben bereitet nicht mehr Schwierigkeiten als bei einer anderen Viskoseseide. 



   Alle Prozentangaben bedeuten Gewichtsprozente. Der   Ausdruck gänzlich   ungereifte Viskose" bedeutet eine Viskose, bei der im Sinne der deutschen Patentschrift Nr. 438236 jegliche nicht durch die Herstellungszeit bedingte Reifung, sowohl der Alkalizellulose als der Viskose, vermieden ist. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung kÜnstlicher Fasern, wie Kunstseide, Kunstwolle, Stapelfaser u. dgl., feinsten Titers bis unter 1 den., von besonders guten physikalischen Eigenschaften, dadurch, gekennzeichnet, dass ungereifte Viskose, hergestellt aus ungereifter Alkalizellulose, in Fällbäder gespritzt wird, die als Hauptbestandteil die sauren Ester von mehrbasisehen anorganischen Säuren mit ein-oder mehrwertigen, beliebig substituierten, aliphatischen oder aromatischen Alkoholen enthalten.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fällbad aus dem Reaktiongemisch der Säure- und Alkoholkomponente im äquivalenten Verhältnis besteht oder dass man die eine oder die andere Komponente im Überschuss anwendet.

   3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass Mischungen zweier oder mehrerer der sauren Ester im beliebigen Verhältnis angewandt werden.

   4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem Faden auf seinem Wege von der Düse zur Bobine eine zusätzliche Streckung oder Spannung erteilt wird.

   5. Verfahren nach den Ansprüchen l bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Faden durch ein zweites Bad mit Wasser oder einer anderen Waschflüssigkeit geführt wird, das dann zur Wiedergewinnung verwendeter Chemikalien dienen kann.

   6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fäden schon auf der Bobine zwecks weiterer Entsäuerung gewaschen werden.