<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren zur Herstellung von kunstlichen Fäden oder anderen Produkten.
Die vorliegende Erfindung ist eine weitere Ausbildung der in dem Patente Nr. 130200 beschriebenen Erfindung und betrifft die Herstellung von Kunststoffen, insbesondere Kunstfäden, welche nicht nur eine hohe Festigkeit im trockenen und nassen Zustande, sondern auch eine genügend hohe Dehnbarkeit besitzen, indem man Viskose mit einem oder mehreren Trithiokohlensäureestern, z. B. einem oder mehreren Trithiokohlensäureestern mehrwertiger Alkohole, wie Glykol, Glycerin od. dgl., zusammenbringt, dem so erzielten Produkt die Form eines Kunststoffes bzw. eines Fadens gibt und dann der Wirkung eines oder mehrerer Mittel aussetzt, die auf die geformte Lösung koagulierend und auf den koagulierten Kunststoff bzw. Faden plastizierend wirken.
Als Plastizierungsmittel besonders geeignet haben sich für die Zwecke der Erfindung starke Mineralsäuren, insbesondere Fällbäder erwiesen, welche nicht weniger als 35, vorteilhaft nicht weniger als 50% SO, oder eine äquivalente Menge einer andern starken Mineralsäure enthalten.
Ob bei dem vorliegenden Verfahren die Trithiokohlensäureester nur einfach als elastizierende Mittel wirken oder ob sie sich mit der Viskose unter Bildung von Celluloseverbindungen umsetzen, in denen elastizierende Gruppen bzw. Radikale in das Cellulosemolekül eingeführt oder an dasselbe angelagert sind, steht heute noch nicht fest.
In Anbetracht der nicht genauen Kenntnis der Zusammensetzung der Cellulose und ihrer Derivate einerseits und der zahlreichen Möglichkeiten im vorliegenden Fall anderseits und schliesslich der Unzulänglichkeit der in Betracht kommenden analytischen Arbeitsweisen ist es bis jetzt nicht möglich, ein vollkommen klares Bild des chemischen Verlaufes des Verfahrens zu geben, das jeder Kritik standhalten würde.
Infolgedessen soll die Erfindung nicht auf irgendwelche Definitionen oder Formeln hinsichtlich der Produkte beschränkt sein, da, obwohl die Produkte möglicherweise Verbindungen oder Derivate der erwähnten Typen sind, die Zusammensetzung der Endprodukte nicht genau bekannt ist.
Da die Durchführung des vorliegenden Verfahrens genau der im Hauptpatent beschriebenen und an Hand zahlreicher Beispiele erklärten entspricht, erscheint es überflüssig, hier alle Einzelheiten des vorliegenden Verfahrens unter verschiedenen Arbeitsbedingungen zu wiederholen und Beispiele anzuführen, die alle möglichen Abänderungen der Arbeitsweisen der vorliegenden Erfindung veranschaulichen. Im Zusammenhalt mit der ausführlichen Beschreibung und den Beispielen nach dem Hauptpatent werden folgende Beispiele genügen, um die praktische Ausführbarkeit der Erfindung zu zeigen. Die Erfindung soll jedoch auf diese Beispiele keinesfalls beschränkt sein.
A. Beispiel betreffend die Herstellung von -K'-TrithiokohIensäureglycerinester.
Obwohl die Herstellungsverfahren der Trithiokohlensäureester wohl bekannt sind, mag es zweckmässig sein, an Hand eines besonderen Beispieles, für welches'x-x'-Trithiokohlensäureglycerinester gewählt wird, zu zeigen, wie Trithiokohlensäureester hergestellt werden.
In 600 Gewichtsteile 20% iger Natronlauge wird Schwefelwasserstoff bei Zimmertemperatur so lange eingeleitet, bis die Gewichtszunahme ungefähr 102 Gewichtsteile beträgt. Hierauf werden weitere 600 Gewichtsteile 20%iger Natronlauge und schliesslich 240 Gewichtsteile Sehwefelkohlenstoff unter Schütteln zugesetzt. Die Mischung wird dann mit 2000 Volumteilen Alkohol von 96% und 400 Volumteilen Äther versetzt, worauf die Abscleidung des trithiokohlensalren Natriums in Form einer
<Desc/Clms Page number 2>
Flüssigkeitsschieht erfolgt. Nach der Trennung im Scheidetrichter wird das Reaktionsprodukt vom überschüssigen Schwefelkohlenstoff und Alkohol bzw. Äther im Vakuum bei Zimmertemperatur befreit.
Es ergeben sieh ungefähr 850 bis 900 Gewichtsteile einer intensiv rot gefärbten Natriumtrithiokarbonatlösung.
800 Gewichtsteile dieser Lösung werden unter Schütteln oder Rühren portionsweise mit 272 Gewichtsteilen x-Dichlorhydrin versetzt und während der Reaktion wird darauf geachtet, dass die Tem-
EMI2.1
gemiseh bei 40-50 C stehen, versetzt es hierauf mit 1800 Gewiehtsteilen Wasser, rührt noch einmal kräftig durch, dekantiert die Mutterlauge ab, wäscht das Öl durch Dekantieren mit Wasser gründlich aus und trocknet es im Vakuum.
Das Endprodukt, welches höchstwahrscheinlich α-α'-Trithiokohlensäureester des Glycerins (Glycerin-α-α'-Trithiocarbonat) ist, ist ein ziemlich viskoses, gelblich gefärbtes charakteristisch riechendes 01.
In dem vorangegangenen Beispiel kann man auch so vorgehen, dass man nach Zusatz der 1800 ( ire-
EMI2.2
dem Waschen beginnt.
EMI2.3
<Desc/Clms Page number 3>
d) Arbeitsweise wie in a, jedoch mit dem Unterschied, dass 3#3 cm3 Spinnlösung in der Minute gefördert werden. dass die Düse 54 Löcher von 0#1 mm Durchmesser besitzt und dass die Temperatur des Fällbades 0 C beträgt. e) Arbeitsweise wie in a, jedoch mit dem Unterschied, dass 3 cm3 Spinnlösung in der Minute ge-
EMI3.1
enthält, eine Temperatur von 0 C hat und dass die Tauchlänge der Fäden in das Bad 80 cm beträgt.
f) Arbeitsweise wie in c. jedoch mit dem Unterschied, dass 14 cm3 Spinnlösung in der Minute gefördert werden, dass die Spinngeschwindigkeit 120 111 in der Minute beträgt und dass dem Faden keine zusätzliche Streckung gegeben wird.
EMI3.2
EMI3.3
Die Konzentrationen der Spinnbäder sind folgende :
EMI3.4
<tb>
<tb> Spinnart <SEP> a) <SEP> 60-63% <SEP> SO,
<tb> # <SEP> b) <SEP> 62-64% <SEP> H2SO4
<tb> # <SEP> c) <SEP> und <SEP> f) <SEP> 62-65% <SEP> H2SO4
<tb> # <SEP> d) <SEP> 64-67% <SEP> H2SO4
<tb> # <SEP> e) <SEP> 62-65% <SEP> H2SO4
<tb> # <SEP> g) <SEP> 40% <SEP> H2SO4.
<tb>
EMI3.5
an Stelle von 30 Gewichtsteilen Trithiokohlensäureglycerinester nur 20 Gewichtsteile der Viskose einverleibt.
EMI3.6
Arbeitsweise wie in irgendeinem der Beispiele III, a bis g, jedoch mit dem Unterschied, dass die @ Spinnlösung nur 60 Stunden altern gelassen wird (gerechnet von der Zeit, in der die Lösung der Viskose vor sich geht).
Die Konzentrationen der Spinnbäder sind folgende :
EMI3.7
<tb>
<tb> Spinnart <SEP> a) <SEP> 64-68% <SEP> H2SO4
<tb> . <SEP> 66-70"i, <SEP> ILSO4
<tb> c) <SEP> und <SEP> f) <SEP> 68-71% <SEP> H2SO4
<tb> d) <SEP> 70-73% <SEP> H2SO4
<tb> 65-68% <SEP> H2SO4
<tb> # <SEP> 40% <SEP> H2o,.
<tb>
EMI3.8
Lösung ungefähr 6'5% analytisch bestimmbare Cellulose und 8% nah enthält.
Nach vollständiger Lösung werden 30 Gewichtsteile Trithiokohlensäureglycerinester der Viskose zugesetzt, gut eingerührt, und dann wird die Lösung, wie in Beispiel I beschrieben, filtriert und nach Reifen von 96 bis 100 Stunden unter folgenden Bedingungen versponnen :
Die Spinnlösung wird mit einer Geschwindigkeit von 1#6 em3 in der Minute durch eine Platindüse, die 100 Löcher von 0'08 111m Durchmesser besitzt, in ein Bad gedruckt, das 63-68% H2SO4 enthält und eine Temperatur von 160 C hat : die Tauchlänge der Fäden in der Schwefelsäure beträgt 30 cm ;
die Fäden lässt man 165 cm durch die Luft gehen und auf eine Spule aufwickeln, die mit einer solchen Geschwindigkeit umläuft, dass die Fäden mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 18 m in der Minute gesponnen werden. In der Luftdurchgangsstrecke sind drei Glaswalzen winklig zueinander angeordnet, über welche die Fäden laufen und die eine zusätzliche Streckung oder Zugwirkung auf die Fäden ausüben.
Der untere Teil der Spule läuft in Wasser um. so dass die Schwefelsäure entfernt oder beträchtlich verdünnt wird, sobald die Fäden die Spule erreichen. Die Fäden werden dann gewaschen, gereinigt, gezwirnt und in der üblichen Weise fertiggestellt.
EMI3.9
<Desc/Clms Page number 4>
EMI4.1
e) Arbeitsweise wie in a, jedoch mit dem Unterschied, dass die Düse 24 Löcher von 0#1 mm Durch- messer besitzt, dass das Fällbad 66% SO, enthält und eine Temperatur von 00 C besitzt. dass die Tatiehlänge der Fäden in dem Bad 80 em und die Spinngeschwindigkeit 18 1/1 in der Minute beträgt. f) Arbeitsweise wie in e, jedoch mit dem Unterschied, dass 14 cm3 Spinnlösung in der Minute gefördert werden, dass die Abzugsgeschwindigkeit 120 M ; in der Minute beträgt und dass dem Faden keine
EMI4.2
VI. a bis g.
Die Spinnlösung unterscheidet sieh von der in Beispiel V verwendeten dadurch, dass an Stelle von 30 Gewichtsteilen nur 20 Gewichtsteile Trithiokohlensäureglycerinester der Viskose einverleibt werden.
Die Konzentrationen der Spinnbäder sind folgende :
EMI4.3
<tb>
<tb> Spinnart <SEP> a) <SEP> 62-64% <SEP> ELSO
<tb> b) <SEP> 63-65% <SEP> H2SO4
<tb> c) <SEP> und <SEP> f) <SEP> 64-66% <SEP> H2SO4
<tb> d) <SEP> 64-66% <SEP> H2SO4
<tb> " <SEP> 63-65% <SEP> ILSO4
<tb> # <SEP> g) <SEP> 40% <SEP> H2SO4.
<tb>
VII. a bis g.
Die Spinnlösung unterscheidet sich von der in Beispiel I verwendeten dadurch, dass an Stelle von 30 Gewichtsteilen nur 5 Gewiehtsteile Trithiokohlensäureglycerinester der Viskose zugesetzt werden.
Die Konzentrationen der Spinnbäder sind folgende :
EMI4.4
<tb>
<tb> Spinnart <SEP> a) <SEP> 62-64% <SEP> H2SO4
<tb> # <SEP> b) <SEP> 62-66% <SEP> H2SO4
<tb> # <SEP> c) <SEP> und <SEP> f) <SEP> 62-66% <SEP> H2SO4
<tb> # <SEP> d) <SEP> 64-67% <SEP> H2SO4
<tb> # <SEP> e) <SEP> 64-66% <SEP> H2SO4
<tb> # <SEP> g) <SEP> 40% <SEP> H2SO4.
<tb>
VIII.
Man verfährt wie in irgendeinem der vorhergehenden Beispiele, jedoch mit dem Unterschied, dass man der Alkalicellulose, bevor sie mit dem Schwefelkohlenstoff zusammengebracht wird, gestattet, 48 Stunden bei 15 C zu reifen.
EMI4.5
Spinnbad ausser der starken Schwefelsäure noch dz Glukose enthält.
Die vorhergehenden Beispiele können auch derart abgeändert werden, dass als Spinnbad 40-42 ige Salzsäure verwendet wird.
XI. a und b. a) Eine nach einer der vorstehend gegebenen Vorschriften hergestellte Spinnlösung wird in bekannter Weise in eines der folgenden Bäder gesponnen :
1. in eine 25-30%ige Ammonsulfatlösung oder
2. in ein Bad, bestehend aus 500 Gewichtsteilen Natriumbisulfat, 76 Gewiehtsteilen Schwefelsäure von 66 Bé und 587 Gewichtsteilen Wasser, welches Bad bei Zimmertemperatur oder bei erhöhter Temperatur, z. B. 50 C, gehalten werden kann, oder
3. in ein Bad, das aus 982 Gwichtsteilen Wasser, 180 Gewichtsteilen Natriumsulfat, 60 Gewichtsteilen Ammonsulfat, 15 Gewichtsteilen Zinksulfat, 135 Gewichtsteilen Glukose und 128 Gewichtsteilen Schwefelsäure von 66 Bé besteht.
Der koagulierte Faden wird aus einem der angegebenen Bäder in ein Bad von folgender Zusammen-
EMI4.6
<Desc/Clms Page number 5>
EMI5.1
<Desc/Clms Page number 6>
oder starke Arsensäure, z. B. mit einem Gehalt von 60 bis 90% HgAsO.,. oder eine starke Chlorzinklösllng von etwa 60%, die etwa 4--700 Salzsäure enthält, verwenden.
In den vorhergehenden Beispielen kann bei der Darstellung der Viskose statt Sulfiteellulose bzw.
Linters Baumwolle oder Holzeellulose, welche in der Kälte oder Hitze mit einer verdünnten Säure. z. B. Salzsäure oder Schwefelsäure, vorbehandelt wurde, kurzum jede Art von Cellulosematerial verwendet werden, das in der Viskosetechnik in Verwendung ist oder dafür in Vorsehlag gebracht wurde.
Die vorstehend gegebenen Beispiele können auch in der Weise abgeändert werden. dass man die Alkalicellulose vor der Behandlung mit dem Schwefelkohlenstoff kürzer als 48 Stunden, z. B. 24 oder 36 Stunden, oder länger, z. B. 60 oder 72 Stunden, bei 15 oder 200 C reifen lässt.
Als Richtlinie bezüglich der Frage, ob die Alkalieellulose reifen gelassen werden soll. bevor sie mit CS2 behandelt wird, dient unter anderm die gewünschte Viskosität der auf Kunststoffe im allgemeinen und auf Kunstfäden im besonderen zu verarbeitenden Lösung und im Zusammenhange damit, die Viskosität der in Aussieht genommenen Cellulosesorte. Will man der Spinnlösung eine bestimmte Viskosität verleihen, dann muss man die aus der in Aussicht genommenen Cellulosesorte hergestellte
EMI6.1
gibt. Entspricht sie jedoch von vornherein, d. h. ohne Vorreife, dem gewünschten Viskositätsgrad, dann ist eine Vorreife überflüssig.
Da nun die Viskositäten der im Handel befindlichen Cellulosesorten (Linters und Holzzellstoff) untereinander sehr verschieden sind, so hängt die Frage der Vorreife in jedem Falle einerseits von der gewiinsehten Viskosität der für die Herstellung von Kunststoffen bestimmten
Ausgangslösung und anderseits von der Viskosität der in Arbeit befindlichen Cellulosesorte ab.
Der Ausdruck künstliche Fäden"bedeutet : Künstliche Fäden und Gespinste jeder Art, z. B. künstliche Seide, Stapelfaser, kÜnstliche Baumwolle, künstliche Wolle, künstliches Haar und künstliches
Stroh jeder Art.
Der Ausdruck"starke Mineralsäure"bedeutet in der Beschreibung und in den Ansprüchen
Schwefelsäure von mindestens 40% S04'vorteilhaft mindestens 50% SO, und, was die andern Mineralsäuren betrifft, Salzsäure von mindestens 30%, Salpetersäure von mindestens 50%, Phosphor- säure von mindestens 1-2 spez. Gewicht und Arsensäure von mindestens 700 HgASO.
Der Ausdruck #starke Schwefelsäure" oder #Schwefelsäure, die mindestens ungefähr 40%
Schwefelsäuremonohydrat enthält,"bedeutet in der Beschreibung und in den Ansprüchen : Schwefelsäure von 40 bis 98 oder 100% HSO-Gehalt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Abänderung des Verfahrens zur Herstellung von künstlichen Fäden oder anderen Produkten nach Patent Nr. 130200, dadurch gekennzeichnet, dass man an Stelle von Halogenderivaten der zweioder mehrwertigen Alkohole Trithiokohlensäureester, insbesondere Trithiokohlensäureester der zweioder mehrwertigen Alkohole, verwendet.