<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren zur Herstellung von Kunststoffen.
Die vorliegende Erfindung betrifft die Darstellung von künstlichen Fäden und andern Produkten aus Viskose und bezweckt im besonderen die Herstellung von künstlichen Fäden von hohen Festigkeiten im trockenen und nassen Zustande.
Die Verarbeitung von Viskose auf Kunststoffe, insbesondere künstliche Fäden, welche eine hohe Festigkeit im trockenen und nassen Zustande aufweisen, war bisher nur vermittels solcher Fällbäder (z. B. starke Mineralsäuren, insbesondere starke Schwefelsäure) möglich, die eine plastizierende Wirkung
EMI1.1
(s. britische Patentschriften Nr. 274521, 274690, 28135], 298548, 264161 und 317608).
Mit Hilfe dieser Verfahren ist es möglich, Kunstfasern, z. B. Kunstseide, herzustellen, welche eine Trockenfestigkeit von 4 bis 6 g pro Denier und darüber und eine Nassfestigkeit von 2 bis 4 g pro Denier und darüber aufweisen.
An Bemühungen, die Eigenschaften, insbesondere die Festigkeiten der Viskoseseide zu verbessern, ohne im Spinnverfahren die sogenannten Lilienfeldbäder zu verwenden, hat es nicht gefehlt.
Z. B. ist auch vorgeschlagen worden, dass man ungereifte Viskose, die aus ungereifter Alkalicellulose, für deren Bereitung an a-Cellulose sehr reiche Cellulose oder andere Cellulose verwendet wird, dargestellt ist, in die in der Viskosetechnik üblichen Spinnbäder, an Stelle der Lilienfeldbäder verspinnt, wobei man Viskose von normaler Viskosität mit einem Cellulosegehalt von weniger als 50 verwendet.
Es ist auch vorgeschlagen worden, bevor die Lilienfeldbäder Eingang gefunden hatten, ein starkes, weiches, schafwollähnliehes Gespinst herzustellen, das als Ersatz für Schafwolle oder Baumwolle dienen kann, indem man Cellulose vor der Behandlung mit Schwefelkohlenstoff einer Hydratation mit Hilfe von Ätzalkalien in so geringem Masse unterwirft, dass die Fäden nicht einen so hohen Glanz wie Kunstseidefäden annehmen und dass man die Viskose in ein Mineralsäurebad verspinnt, bevor eine Reifung einsetzt. Die erwähnte Hydratation wird bewirkt, indem man Cellulose mit 18% niger Natronlauge sättigt und dann die Masse sogleich soweit abpresst, dass sie ungefähr das Doppelte des Cellulosegewichtes an Lauge enthält. Das geschilderte Verfahren ist in der vorliegenden Anmeldung nicht beansprucht.
Die Erfindung besteht nun darin, dass man Viskose, unabhängig davon, ob die Ausarbeitung zu Kunststoffen, insbesondere Kunstfäden, mit der frischen Viskose oder mit einer Viskose erfolgt, die während einer in der Viskosetechnik üblichen Zeit altern gelassen wurde, und unabhängig davon, ob die Alkalicellulose reifen gelassen wurde oder nicht, mit Hilfe von den in der Viskosetechnik üblichen Spinnbädern (z. B. verdünnte Schwefelsäure allein cder unter Zusatz eines Salzes, z. B.
Natriumsulfat od. dgl. ) zu Kunststoffen, insbesondere künstlichen Fäden von hoher Trocken- und Nassfestigkeit, ver- arbeiten kann, wenn die Viskosität der Viskose höher ist als die Viskosität der für die Herstellung von Fäden verwendeten normalen Viskose und wenn, verglichen mit der Viskosität eines Glycerins von 1'26 spezifischem Gewicht als Einheit, die Viskosität der Viskose nicht wesentlich niedriger ist als die Zahl, welche die Hälfte der in 100 Gewichtsteilen Viskose enthaltenen Menge analytisch bestimmbarer (fällbarer) Cellulose ausdrückt.
Vorteilhaft ist es, wenn die Viskosität noch höher ist, u. zw. zwischen 75% und 100 jener Zahl liegt, welche die in 100 Gewichtsteilen Viskose enthaltene Menge analytisch bestimmbarer Cellulose ausdrückt.
<Desc/Clms Page number 2>
Besonders günstige Ergebnisse erzielt der Anmelder, wenn er Viskosen von hoher Viskosität verwendet und dabei das Verhältnis von Ätznatron zur in der Viskose enthaltenen Cellulose wie folgt einstellt :
Bei Wahl von Glycerin von 1-26 spezifischem Gewicht als Vergleiehsstandard und bei Ver wending
EMI2.1
EMI2.2
EMI2.3
Wie bereits erwähnt, übersteigt die Viskosität der erfindungsgemäss verwendeten Viskose bei weitem die Viskosität der normalerweise in der Viskosetechnik verwendeten Viskose.
Der Anmelder ist sich darüber im klaren, dass es eine Standarddefinition der.. normalen Viskosität" nicht gibt. Doch hat man angegeben, und dies ist auch im wesentlichen richtig, dass eine Viskoselösung für das Verspinnen auf Viskoseseide normale Viskosität besitzt, wenn die Zeit, die ein gemessenes Volumen zum Ausfliessen aus einem normalen Viskosimeter bei 150 C braucht, ungefähr 100 Sekunden beträgt. Dabei besteht das normale Viskosimeter aus einem Rohr von 3 cm Durchmesser, das sieh beiderseitig in ein 1 ein langes Röhrchen von 0'5 cm Durchmesser verjüngt ; jedes dieser Röhrehen besitzt eine eingravierte Marke, derart, dass das Volumen der Lösung zwischen den beiden Marken bei 150 C 100 fm beträgt.
Lässt man durch dieses Viskosimeter das gleiche Volumen Glycerin von 1'26 spezifischem Gewicht bei 150 C durchfliessen, so beträgt die Zeit des Ausflusses 170-180 Sekunden.
Auf die Gefahr hin, dass dies eine Wiederholung ist, möchte der Anmelder nochmals betonen, dass man Viskose unabhängig davon, ob man bei der Herstellung der Kunststoffe, insbesondere Kunstfäden, von frischer oder einer während einer in der Viskosetechnik üblichen Zeit gealterten Viskose ausgeht, und unabhängig davon, ob die Alkalicellulose reifen gelassen wurde oder nicht, mit Hilfe von den in der Viskosetechnik üblichen Spinnbädern, z.
B. dem Müllerbad od. dgl., zu Kunststoffen oder Kunstfäden von einer 2 g pro Denier übersteigenden Trockenfestigkeit verarbeiten kann, wenn die Viskosität der Viskose höher ist als die Viskosität der für die Herstellung von Fäden verwendeten normalen Viskose und wenn, verglichen mit der Viskosität eines Glycerins von 1'26 spezifischem Gewicht als Einheit, die Viskosität der Viskose nicht wesentlich niedriger ist als die Zahl, welche die Hälfte der in 100 Gewichtsteilen Viskose enthaltenen Menge analytisch bestimmbarer (fällbarer) Cellulose ausdrückt. Vorteilhaft ist es, wenn die Viskosität noch höher ist, u. zw. zwischen 75% und 100% jener Zahl liegt. welche die in 100 Gewichtsteilen enthaltene Menge analytisch bestimmbarer Cellulose ausdrückt.
Viskosen von höherer als der in der Viskosetechnik sogenannten "normalen" Viskosität können nach einer der im folgenden angegebenen Arbeitsweisen hergestellt werden : Indem man als Ausgangs-
EMI2.4
Viskosität verwendet, die man in ihrer Lösung in Kupferoxydammoniak (z. B. nach der bekannten Ost-Methode) oder in der Form einer aus ihr hergestellten Viskose bestimmen kann, und/oder indem man niedrige Temperatur beim Zerfasern und beim Reifen der Alkalicellulose (wenn eine solche stattfindet) anwendet, und/oder indem man bei niedriger Temperatur sulfidiert und/oder indem man andre hiefür geeignete, aus der Viskosetechnik bekannte Mittel anwendet.
Besonders günstige Ergebnisse erzielt der Anmelder, wenn er Viskosen von hoher Viskosität verwendet und dabei das Verhältnis von Ätznatron zu der in der Viskose enthaltenen Cellulose wie folgt einstellt :
Bei Wahl von Glycerin von 1'26 spezifischem Gewicht als Vergleichsstandard und bei Verwendung von Viskose mit ungefähr 3% oder mehr Cellulosegehalt oder von Viskose mit 3% oder weniger Cellulosegehalt, hat Anmelder besonders gute Ergebnisse erhalten, wenn im Falle von Viskosen mit ungefähr
EMI2.5
100 Gewichtsteilen Viskose enthaltene Cellulosemenge und (6 die in 100 Gewichtsteilen Viskose enthaltene Ätzalkalimenge (gerechnet als NaOH) bedeutet.
Es versteht sieh von selbst, dass die untere Grenze der in der Viskose enthaltenen Ätzalkalimenge nicht unter eine Menge fallen soll, welche mit der im besonderen Fall verwendeten Cellulosesorte bei dem
<Desc/Clms Page number 3>
gegebenen Grade des Abbaues und bei der Menge der Cellulose im Verhältnis zur Viskose dieser letzteren eine pastenartige Konsistenz geben würde, d. h. das Spinnen der Viskose zu Kunstfäden unmöglich machen oder mit ungeheuren Schwierigkeiten verbinden würde.
Bei den Versuchen, die zu dem Verfahren gemäss der Erfindung geführt haben, wurde eine ziemliche Anzahl von Baumwollinters und Holzzellstoffen, wie sie auf dem Markt erhältlich sind und in der Viskoseseidetechnik verarbeitet werden, verwendet (Anmelder hat selbstverständlich nicht alle Cellulosearten erprobt, sondern hat sich auf fünf oder sechs verschiedene Sorten beschränkt), wobei nach dem vorliegenden Verfahren im allgemeinen Kunststoffe, insbesondere künstliche Fäden mit hoher Festigkeit, z. B. einer Troekenfestigkeit von über 2 g pro Denier, erhalten wurden.
Es ist einleuchtend, dass die den Erfolg verbürgenden, vorteilhaftesten Arbeitsbedingungen von den gegebenen Umständen abhängen und dass Vorversuche unvermeidlich sind, um in jedem Falle allen Erfordernissen gerecht zu werden. Die folgenden erläuternden Beispiele sind als allgemeine Richtlinie aufzufassen und daher dahin zu verstehen, dass die Erfindung auf sie nicht beschränkt ist : Beispiel I : a) b's e).
Viskose, hergestellt aus nicht gereifter Alkalicellulose, für deren Herstellung . hochviskose Linters oder hochviskoser Holzzellstoff oder eine Mischung von Baumwollinters und Zellstoff verwendet wurde, welche Viskose 5 o analytisch bestimmbare Cellulose und 8 NaOH enthält und eine Viskosität von ungefähr 20 bis 22 verglichen mit Glycerin von 1'26 spezifischem Gewicht hat, wird im ungereiften Zustand oder nachdem sie 24 oder 48 oder 72 oder 96 Stunden bei 150 C altern gelassen wurde, wie folgt versponnen : Man drückt die Spinnlösung mit einer Geschwindigkeit von 5 bis 6 em3 in der Minute durch eine
EMI3.1
Bade erteilt. Der Faden wird dann 165 cm durch die Luft gehen gelassen und auf eine Bobine aufgewickelt, die mit einer solchen Geschwindigkeit umläuft, dass von dem Faden ungefähr 40 m in der Minute abgezogen werden.
In der Luftdurchgangsstrecke sind drei Glaswalzen oder Rollen winkelig zueinander angeordnet, über welche der Faden läuft und die eine zusätzliche Streckung oder Zugwirkung auf die Fäden ausüben. Der untere Teil der Spule läuft in 10%iger Schwefelsäure um.
Die so erhaltenen Fäden bestehen aus Einzelfäden von ungefähr 1 bis 1'3 Denier. b) Arbeitsweise wie in a), jedoch mit dem Unterschiede, dass die Temperatur des Spinnbades 50 C'ist. e) Arbeitsweise wie in a) oder b), jedoch mit dem Unterschiede, dass ungefähr 2'5-3 cm3 der Spinnlösung in der Minute gefördert werden und dass die Abzugsgeschwindigkeit 30 m pro Minute beträgt.
Der Titer der Einzelfäden ist ungefähr 0'6-0-8 Denier. d) Arbeitsweise wie in a) oder b), jedoch mit dem Unterschiede, dass ungefähr 3-3-5 cm3 der Spinnlösung in der Minute gefördert werden, dass die Düse 54 Löcher von 0#1 mm Durchmesser besitzt und dass die Abzugsgesehwindigkeit 18 m pro Minute beträgt. e) Arbeitsweise wie in a) oder c) oder d), aber mit dem Unterschiede, dass die Temperatur des Spinnbades 450 C beträgt.
Beispiel II : a) bis e). Man verfährt wie in einem der Beispiele 1 a) bis e), jedoch mit dem Unterschiede, dass die Viskose aus Alkalicellulose hergestellt wird, welcher gestattet wurde, 48 Stunden bei 15 C zu reifen. Die Viskosität der Viskose ist ungefähr 15-19 verglichen mit Glycerin von 1'26 spe- zifischem Gewicht. Die Cellulose (Linters oder Holzzellstoff oder ein Gemisch von Linters und Holzzellstoff), welche für diese Viskose verwendet wird, muss solcher Art sein, dass die daraus hergestellte Alkalicellulose, nachdem sie 48 Stunden reifen gelassen wurde, Viskose von der vorstehenden Viskosität ergibt.
Beispiel III : a) bis e). Man verfährt wie in einem der Beispiele I a) bis e) oder II a) bis e),
EMI3.2
EMI3.3
<tb>
<tb> Spinnart <SEP> a).................................................... <SEP> 14 <SEP> ein'
<tb> c) <SEP> .................................................... <SEP> 7 <SEP> cm3
<tb> # <SEP> 8cl3.
<tb>
EMI3.4
III a) bis e), jedoch mit dem Unterschiede, dass die Viskose ungefähr 5-5% analytisch bestimmbare Cellulose und 8% NaOH enthält und dass die Viskosität der Viskose ungefähr 45 verglichen mit Glycerin von 1'26 spezifischem Gewicht beträgt.
Beispiel V : a) bis e). Man verfährt wie in einem der Beispiele I a) bis e) oder II a) bis e), jedoch
EMI3.5
enthält, dass die Viskosität der Viskose ungefähr 1'6-2'2 verglichen mit Glyeerin von 1'26 spezifischem Gewicht beträgt und dass in der Minute folgende Viskosemengen gefördert werden :
<Desc/Clms Page number 4>
EMI4.1
<tb>
<tb> Spinnart <SEP> c)................................................... <SEP> 10-7 <SEP> (
<tb> # <SEP> c) <SEP> ................................................... <SEP> 5#2 <SEP> cm3
<tb> # <SEP> d) <SEP> ................................................... <SEP> 5#7 <SEP> cm3.
<tb>
EMI4.2
EMI4.3
<tb>
<tb> Spinnart <SEP> a) <SEP> .................................................... <SEP> 7#2 <SEP> cm3
<tb> # <SEP> c) <SEP> .................................................... <SEP> 3#5 <SEP> cm3
<tb> # <SEP> d) <SEP> .................................................... <SEP> 3#8 <SEP> cm3.
<tb>
In den vorstehenden Beispielen kann man für die Erzielung der Zusatzstreckung auch Differentialrollen mit veränderlicher Geschwindigkeit od. dgl. verwenden.
Beispiele für die Herstellung von Stapelfaser ergeben sieh zwangsläufig aus den vorstehenden
Beispielen.
Die ausgewaschenen Fäden können vor oder nach dem Trocknen auf höhere Temperaturen (z. B.
100-110 C) erhitzt oder gedämpft werden.
Etwaige Entschwefelung und/oder BIeiehung der Fäden geschieht in bekannter Weise.
In den vorhergehenden Beispielen kann auch irgendein anderes aus der Viskoseteellnik bekanntes Fällbad, z. B. ein solches, welches keine Mineralsäure oder weniger als 50 o HSO4 oder die äquivalente Menge einer andern Mineralsäure enthält, verwendet werden.
Ferner kann das Fällbad eine oder mehrere anorganische oder organische (z. B. Glukose oder Glycerin oder einen Alkohol od. dgl. ) in der Viskoseseideteehnik als Zusatz zum Fällbad bekannte
Substanzen enthalten.
Nach den vorhergehenden Beispielen gelingt es, glänzende Kunstseide zu erhalten. welche eine Troekenfestigkeit von mehr als 2 g pro Denier (z. B. eine Troekenfestigkeit von 3 bis 4 g pro Denier) und eine Nassfestigkeit von 1 g pro Denier oder mehr (z. B. eine Nassfestigkeit von 1-5 bis 2 y pro Denier) aufweist.-
Beispiel VII : Eine Spinnlösung, dargestellt wie in einem der vorhergehenden Beispiele beschrieben, wird in bekannter Weise durch einen geeigneten Trichter oder Schlitz in eines der in den vorhergehenden Beispielen genannten Fällbäder eintreten gelassen und das koagulierte Filmband nach Durchlaufen dieses Bades in bekannter Weise gewaschen und getrocknet.
Beispiel VIII : Mit einer Spinnlösung, die gemäss einem der vorhergehenden Beispiele dargestellt ist und der noch ein Füllstoff, wie Talkum oder China elay (z. B. 100-200 auf das Cellulosegewieht gerechnet) oder ein Farbstoff oder ein Pigment, wie Glimmer oder Russ od. dgl., zugesetzt werden kann, wird ein Baumwollstoff auf einer geeigneten Maschine, z. B. einer Paddingmasehine oder Baekfillingmaschine oder Spreadingmaschine, ein oder mehrere Male imprägniert oder gefüllt oder überzogen und, ohne getrocknet zu werden, gegebenenfalls im gespannten Zustande, durch ein Bad genommen das die Zusammensetzung eines der in den vorhergehenden Beispielen genannten Fällbäder hat.
Wenn gewünscht, kann die Dehnbarkeit der nach dem vorliegenden Verfahren hergestellten Kunststoffe, insbesondere Fäden, noch erhöht werden durch Behandlung derselben mit Schrumpfung bewirkenden Mitteln, z. B. gemäss den in den Patenten Nr. 115210, 118594, 122454 und 118604.
Der Ausdruck "Kunststoffe" bedeutet in der Beschreibung und den Ansprüchen : Künstliehe Fäden, insbesondere künstliche Seide, Filme, Überzüge und Schichten aller Art, Appreturen von Geweben, Papier, Leder u. dgl., Schlichten von Gespinsten, Buchbinderleinwand, Kunstleder, Klebemittel und Kitte, Platten und plastische Massen im allgemeinen, Verdickungsmittel bzw. Fixiermittel für Pigmente im Textildruck u. dgl.
Der Ausdruck künstliehe Fäden"bedeutet : Künstliche Fäden und Gespinste jeder Art, z. B. künstliehe Seide, Stapelfaser, künstliehe Baumwolle, künstliehe Wolle, künstliches Haar und künstliches Stroh jeder Art.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Kunststoffen, welche hohe Festigkeit aufweisen, z. B. von künstlichen Fäden, welche eine 2 g pro Denier übersteigende Trockenfestigkeit besitzen aus Viskose, durch Verwendung gewöhnlicher in der Viskosetechnik bekannter Spinn-oder Fällbäder, dadurch gekennzeichnet, dass die Viskosität der Viskose höher ist als die Viskosität der für die Herstellung von Fäden verwendeten normalen Viskose und dass, verglichen mit der Viskosität eines Glycerins von 1'26 spezifischem Gewicht als Einheit, die Viskosität der Viskose nicht wesentlich niedriger ist als die Zahl, welche die Hälfte der in 100 Gewiehtsteilen Viskose enthaltenen Menge analytisch bestimmbarer (fällbarer) Cellulose ausdrückt.