AT160475B

AT160475B - Verfahren zur Herstellung künstlicher Gespinstfasern aus Kasein.

Info

Publication number: AT160475B
Authority: AT
Inventors: Antonio Ferretti
Original assignee: Antonio Ferretti
Priority date: 1937-03-02
Publication date: 1941-06-10

Description

Verfahren zur Herstellung künstlicher Gespinstfasern aus Kasein.
EMI1.1

Auch wird gemäss der Erfindung das Problem gelöst, die Fäden oder Fasern aus Kasein allein oder aus Kasein und Zellulose in Mischung unlöslich zu machen.

Es ist bereits bekannt, dass es bei der Herstellung von flockigen Fasern sehr wichtig ist, die Fasern während des ersten Abschnittes des Vorgehens, d. h. während des Durchganges durch ein schwach konzentriertes Vorbereitungsbad zum Unlöslichmachen der Fasern diese unter Spannung zu halten und den Schnitt der Fasern auf die gewünschte Länge vorzunehmen, bevor sie zu den anschliessenden Bädern geführt werden. Auf diese Weise erhält man Fasern, die nur wenig geschrumpft und gleichmässig gedreht sind. Das Aufspulen der Fasern auf Haspeln nun, ihr Eintauchen in das vorbereitende Unloslichmachungsbad und das anschliessende Schneiden der Fasern erfordern drei getrennte Arbeitsgänge, die langwierig, beschwerlich und kostspielig durchzuführen sind, da sie viele Apparate, Wannen und reichliche Handarbeit erforderlich machen.

Gemäss der vorliegenden Erfindung kann das Arbeitsverfahren auf folgende Weise selbsttätig und rasch durchgeführt werden :
Die Fadenbündel, die aus den Spinndüsen austreten, werden nach einer Stelle oberhalb der Spinnmaschine geführt und bilden ein fortlaufendes Band aus Fasern (z. B. 100 Spinndüsen zu je 1000 Löchern entsprechen einem Band von hunderttausend fortlaufenden Fasern). Das Band aus Fasern wird unter Spannung zuerst durch ein Natriumchloridbad geführt, u. zw. wenn es erwünscht ist, die von dem vorhergehenden Koagulierungsbad mitgeführte Säure und Salze aus den Fasern zu entfernen, zweckmässig im Gegenstromverfahren.

Dann wird das fortlaufende Band aus Fasern immer unter Spannung durch das vorbereitende Unlöslichmachungsbad geführt, das aus Natriumchlorid und Aluminiumsalzen, mit oder ohne Zusatz von Formaldehyd, besteht, und wenn die Fasern genügend ausgewaschen und anschliessend erhärtet sind, wird das Faserband in eine selbsttätige Schneidemaschine eingeführt, wo die Fasern auf die gewünschte Länge geschnitten werden. Die geschnittenen Fasern müssen, wie oben gesagt, in einem Bad gesammelt werden, das aus Natriumchlorid oder andern Alkalimetall-oder Erdalkalisalzen, mit oder ohne Zusatz von Aluminiumsalzen und Formaldehyd gebildet ist, vorzugsweise jedoch in dem aus einer wässrigen Lösung von Natriumehlorid, Aluminiumsalzen und Formaldehyd bestehenden Bad.

Das Natriumchlorid in dem ersten Tauchbad für das Band kann wohl auch durch andere Alkalimetall-oder Erdalkalisalze ersetzt werden. Weiterhin wird durch die Verwendung des Natriumehloridbades von den Fasern eine gewisse Menge von Natriumchlorid in die anschliessenden Bäder gebracht, wo es von Nutzen und fast unentbehrlich ist.

Das Bad für das erste Eintauchen, das die Säure und das Natriumsulfat oder andere Salze aus den Fasern entfernt, die von den Fasern aus dem Koagulierungsbad mitgeführt werden, kann auch fortgelassen werden, u. zw. dann, wenn man das Faserband gleich in das vorbereitende Unlöslichmachungsbad taucht oder auch unmittelbar in das hochkonzentrierte Unlöslichmachungsvollbad.

Das Band, das das Bad mit derselben Geschwindigkeit durchläuft, mit der das Verspinnen erfolgt (60-80 m in der Minute), kann in die obenbeschriebenen Bäder ununterbrochen eingetaucht sein ; es ist aber auch möglich, es ständig abwechselnd ein-und auftauchen zu lassen, z. B. in Abschnitten von je 1 m Abstand, indem man es sich von oben nach unten bewegen lässt, derart, dass es für nur 10-15 cm des Durchlaufes in das Bad getaucht wird, u. zw. mit 1 m Abstand zwischen den auf- einanderfolgenden Tauchungen
Bei diesem Durchlauf des Faserbandes durch die Bäder sind zwei Faktoren von der allergrössten Wichtigkeit :
1. dass das Band in dem Bade unter Spannung läuft, also sich unter der Wirkung der Bäder nicht verkürzen kann ;

2. dass die Temperatur der Eintauchbäder höher als 25 C sei und sich vorzugsweise für das erste Bad aus Natriumchlorid oder andern Salzen auf 35-40 C belaufe und auf 50-65 C für das vorbereitende Unlösliehmachungsbad bzw. für das Unlöslichmachungsvollbad.

Wenn diesen beiden Faktoren genügt wird, ist der fortlaufend oder intermittierend durchgeführte Tauchvorgang des Bandes in weniger als 5 Minuten je nach der Spinngeschwindigkeit vollendet, und die Fasern sind genügend erhärtet, so dass jedes Verkleben derselben untereinander ausgeschlossen ist, auch wenn Koagulierungsbäder von niedriger Konzentration gebraucht werden. Die Fasern können sofort auf die gewünschte Länge geschnitten werden und verkürzen sich nur in dem für die Erzielung einer optimalen Kräuselung nötigen Masse. Selbstverständlich kann man, wenn eine stärkere Kräuselung auf Kosten der Feinheit der Faser gewünscht wird, den Durchlauf des Bandes durch die Bäder auch ohne dasselbe unter Spannung zu halten durchführen.

Mit der obenbeschriebenen Behandlung kann man auch kurze Fasern aus Kasein gewinnen, die einen feineren Titer haben als den, der während des Spinnens erreicht werden kann. Wenn z. B. das Spinnen so geregelt ist, dass sich eine Faser, deren Titer drei Denier beträgt, ergibt und es nicht möglich ist, einen feineren Titer zu erspinnen, so kann man das Fädenband mit einer Geschwindigkeit, die 50% höher als die Spinngeschwindigkeit ist, ziehen und so wird der Titer, der beim Spinnen drei Denier betragen hat, sich auf zwei Denier verringern.

Wenn jedoch das Band dann sofort geschnitten wird, verkürzen sich die Fasern so weit, dass ihr Titer auf drei Denier zurückgebracht wird, während wenn

das Band durch die obenbesehriebenen Bäder unter Spannung und bei den vorgeschriebenen Temperaturen geführt wird, die Fasern den Titer von zwei Denier behalten.

Wenn man berücksichtigt, dass der Preis der Wolle um so höher ist, je feiner die Faser ist, so wird man ohne weiteres die ausserordentliche Wichtigkeit begreifen, die in dem Umstand liegt, dass man ohne irgendwelche zusätzlichen Kosten eine grössere Feinheit der Faser erzielen kann.

Auf Grund dessen was vorhergeht, ist es auch bei dem Bade, in das die eben geschnittenen Fasern gebracht werden, von Wichtigkeit, dass die Temperatur nicht unter 25 C liege und dass es zweckmässig sei, eine Temperatur von 35 bis 40 C zu verwenden.

Die Behandlung zur Unlöslichmachung der Kaseinfasern erfordert, wenn sie bei Raumtemperatur, die gewöhnlich unter 250 C liegt, durchgeführt wird, einen langen Zeitraum, bis zu mehreren Tagen und trotzdem sind die Fasern wenig widerstandsfähig bei einer längeren Kochprobe. Umgekehrt hat sich gezeigt, dass bei Erhöhung der Temperatur der Unloslichmachungsbäder, z. B. auf 60-70 C, eine vollkommene Unlöslichkeit in weniger als neun Stunden erzielt wird und dass die Faser, die bei dieser Temperatur behandelt worden ist, einer selbst über viele Stunden ausgedehnten Kochprobe standhält.

Bevor man zu dieser strengen Behandlung schreitet, ist es zweckmässig, die Fasern für einige Stunden bei einer Temperatur von 35 bis 400 C in dem Sammelbad für die eben geschnittenen Fasern zu halten.

Vollkommene Beständigkeit gegen ausgedehntes Kochen kann auch erzielt werden, wenn die Kaseinfasern, die bei einer Temperatur unlöslich gemacht worden sind, die unter der angegebenen liegt, z. B. bei 25-500 C, nachdem sie ausgewaschen und getrocknet sind, mit einer wässrigen Lösung von Formaldehyd für mehrere Stunden, z. B. fünf, bei einer Temperatur von etwa 60 bis 70 C behandelt werden. In diesem Falle ist der Zusatz von Aluminiumsalzen, von Natriumchlorid oder andern Alkalimetall-oder Erdalkalisalzen zu der Formaldehydlösung nicht erforderlich.

Diese Behandlung kann man mit den getrockneten Kaseinfasern in jedem gewünschten Zeitpunkt durchführen, d. h. selbst nachdem ein Zeitraum von vielen Monaten oder von Jahren seit dem Herstellungsdatum der Fasern verstrichen ist.

Vor allem ist es von grosser Wichtigkeit, dass die Behandlung zum Unlöslichmachen der Fasern bei Temperaturen ausgeführt wird, die höher sind als 250 C, und dass, wenn bei einer Temperatur über 25 C gearbeitet wird, der fraglich Arbeitsgang in einem Autoklaven erfolgen sollte, der zweckmässig drehbar ist, um den Inhalt in Bewegung zu halten.

Aus dem Vorhergehenden ergibt sich klar, dass, um Beschädigungen oder eine Verschlechterung der Kaseinfasern, wenn sie gerade koaguliert sind, zu vermeiden, sie nicht in wässrigen Lösungen unlöslich gemacht werden dürfen, die mehr oder weniger hohe Hundertsätze nur von Formaldehyd allein enthalten ; sondern es müssen auch andere Salze, wie Natriumchlorid und Aluminiumsalze, der wässrigen Formaldehydlösung zugesetzt werden. Dies ist von grösserer Wichtigkeit, wenn die Fasern bei Temperaturen über 250 C unlöslich gemacht werden.

Nachdem die Kaseinfasern unlöslich gemacht worden sind, ist es vorteilhaft, sie mit wässrigen Lösungen von Natrium-, Dinatrium-oder Trinatriumphosphat zu behandeln, mit oder ohne Zusatz von Formaldehyd, und diese Behandlung sollte vorzugsweise durchgeführt werden, nachdem die Fasern getrocknet worden sind.

All die obenbeschriebenen Verfahren können für die Herstellung von Fasern auf der Grundlage von Kasein angewendet werden, ohne Rücksicht darauf, welche Kaseinart (Textilkasein, Milch- kasein oder saures Kasein usw. ) verwendet worden ist.

Darüber hinaus sind mehrere der oben entwickelten Verfahren sehr wichtig, nicht allein für die Erzeugung von Fasern aus Kasein allein, sondern, wenn auch im minderen Ausmasse, für die Fasern auf der Grundlage von Kasein und Zellulose in Mischung, u. zw. deshalb, weil Erzeugnisse von höherer Güte erzielt werden und gleichzeitig eine Herabsetzung der Herstellungskosten erreicht wird.

In dem Falle der Fasern auf der Grundlage von Kasein und Zellulose in Mischung erweist sich die Behandlung zur Entschwefelung, die in der bekannten Art bei der nach dem Viskoseverfahren (Zellulosexanthogenat) hergestellten Kunstseide zur Anwendung gelangt, als nachteilig oder schädlich. Es hat sich gezeigt, dass solche Verschlechterung der Kasein-Zellulose-Mischfaser vermieden werden kann, wenn den Entschwefelungslösungen Natriumchlorid oder andere Alkalimetall-oder Erdalkalisalze, mit oder ohne Zusatz von Formaldehyd, zugesetzt werden. Dieses Vorgehen ist auch bei den aus Kasein allein gewonnenen Fasern zweckmässig, wenn dieselben Schwefel, der entfernt werden muss, enthalten.

Ausführungsbeispiel : Zu einer 100 trockenes Kasein enthaltenden alkalischen Kaseinlösung werden 0. 750 leg Formaldehydnatriumsulfoxylat hinzugefügt. Die Kaseinlösung wird durch eine Spinndüse hindurchgezogen, die sich in einem Koagulierungsbad bei 50-55 C befindet, dessen Zusammensetzung die folgende ist :

EMI3.1

<tb>
<tb> a) <SEP> Natriumsulfat................. <SEP> 250 <SEP> g/l
<tb> Aluminiumsulfat <SEP> 50 <SEP> gll
<tb> Schwefelsäure.................. <SEP> 100 <SEP> g/l
<tb>

EMI3.2

EMI4.1

<tb>
<tb> b) <SEP> tnumsulfa, <SEP> t................. <SEP> 150
<tb> Manesiumsulfat <SEP> ...................... <SEP> 15 <SEP> g/l
<tb> Zinksulfat <SEP> ...................... <SEP> 50 <SEP> g/l
<tb> Ammoniumsulfat <SEP> 50 <SEP> < y/ <SEP> !
<tb> Schwefelsäure.................. <SEP> 70 <SEP> g/l
<tb>
wie auch :

EMI4.2

<tb>
<tb> c) <SEP> inumsulia. <SEP> t................. <SEP> 300
<tb> Schwefelsäure.................. <SEP> 40 <SEP> g/l
<tb>
Der alkalischen Kaseinlosung, nie mit Wasser verdünnt werden kann, können weiters auch 40 g 100% iger Formaldehyd auf dem Liter zugesetzt werden, um das Volumen der Lösung zu erhöhen, ohne ihre Viskosität herabzusetzen.
EMI4.3
kontinuierlichen Band, vorzugsweise unter Spannung, vereinigt, das durch ein Bad (Bad 2) gezogen wird, das eine Temperatur von 35 bis 50 C besitzt und 150 bis 200 g Natriumehlorid pro Liter Bad enthält.

Das Gespinstfaserband wird bei seinem Austritt aus diesem Bad durch ein zweites eine Temperatur von 50 bis 650 C aufweisendes und 150 g Natriumchlorid und 170 g Aluminiumsulfat pro Liter Bad (Bad 3) enthaltendes Bad hindurchgeführt. Die Gespinstfasern werden in der gewünschten Länge abgeschnitten, wonach die erhaltenen Fasern in ein Härtebad (Bad 4) fallen gelassen werden, das eine Temperatur von 35 bis 400 C aufweist und 130 g Natriumchlorid, 150 g Aluminiumsulfat und 40 g 100% iges Formaldehyd pro Liter enthält.

Nach 8-12 Stunden werden die Fasern vorzugsweise geschleudert und in einem eine Temperatur von 700 C aufweisenden 200-220 g Natriumchlorid, 40-60 g Aluminiumsulfat, 40 g 100% igem Formaldehyd pro Liter enthaltenden Bad (Bad 5) während 6-9 Stunden, vorzugsweise innerhalb eines Drehdruckkessels derart behandelt, dass die Fasern gegen das lange Kochen widerstandsfähig werden. Die Fasern werden dann gewaschen und während 4 Stunden in einem 4 g Mononatriumphosphat oder 10 g Binatriumphosphat pro Liter enthaltenden Bad (Bad 6) bei 400 C behandelt, wonach sie gewaschen und getrocknet werden.

Die Behandlung bei 700 C im Bad 5 kann auch erfolgen, nachdem die aus dem Bad 4 herausgetretenen Fasern gewaschen und gegebenenfalls getrocknet worden sind, in welchem Falle die Behandlung in einem wässrigen 30-40 g 100% igen Formaldehyd ohne Zusatz anderer Salze ausgeführt werden kann, wobei es zweckmässig ist, die Fasern in diesem Bad 4 während 24 Stunden, anstatt 8-12 Stunden zu lassen.

In den mit 2, 3, 4 und 5 bezeichneten Bädern kann das Natriumchlorid durch andere Salze, z. B. Sulfat, Chlorid, Natriumazetat, Zinkazetat oder Magnesiumazetat usw., ersetzt werden, wobei man Sorge tragen muss, dass die Dichte des Bades ungefähr die gleiche wie bei den Natriumchlorid enthaltenden Bädern sei ; auch das Aluminiumsulfat kann teilweise durch andere Salze ersetzt werden.

Das Formaldehyd kann auch den Bädern 2 und 3 hinzugesetzt werden, aber die Formaldehydausdünstungen machen das Arbeiten sehr unangenehm, das Aluminiumsulfat kann schon zum Bad 2 hinzugefügt werden, aber man erzielt die besten Erfolge, wenn die Reihenfolge der Bäder nach 2,3, 4 und 5 beibehalten wird.

Nachdem die Gespinstfasern aus dem Koagulierungsbad 1 gezogen werden, können sie mehr oder wenig stark gestreckt und in den Bädern 2 und 3 so lange unter Spannung gehalten werden, bis sie auf die gewünschte Länge abgeschnitten werden.
EMI4.4

1. Verfahren zur Herstellung künstlicher Gespinstfasern aus Kasein, umfassend die Stufen : Lösen von Kasein in Alkalien, Reifen der Lösung, gegebenenfalls Mischen derselben mit Viskose, Verspinnen durch Spinndüsen, Koagulieren der Fäden, Unlöslichmachen derselben, dadurch gekennzeichnet, dass der alkalischen Lösung sterilisierend und reduzierend wirkende Hydro-oder Hyposulfite, wie Formaldehydsulfoxylate oder ähnliche Kombinationen von Hydrosulfiten mit Aldehyden, zugesetzt werden und die Fäden in Form eines fortlaufenden Bündels oder Bandes einer Vielzahl von Einzelfäden, z.

B. etwa 100.000, hergestellt und behandelt werden.
EMI4.5

Claims

verdünnt wird, dem eine geringe Menge Formaldehyd zugesetzt ist, zu dem Zwecke, das Volumen der Lösung zu erhöhen, ohne ihre Viskosität herabzusetzen.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die aus alkalischen Kaseinlösungen gewonnenen Fäden mit den Rückständen von Koagulierungsbädern für die Herstellung von Viskosekunstseide, die geeignete Dichte und Säuregehalt haben, koaguliert werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Koagulierungsbad eine Dichte von mehr als 1-18 und einen Schwefelsäuregehalt von mehr als 25 g auf den Liter aufweist.

5. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die aus alkalischen Kaseinlösungen gewonnenen Fäden mit Bädern koaguliert werden, deren Dichte höher ist als 1-18 und deren Schwefelsäuregehalt grösser ist als 25 g auf den Liter, wobei das Natriumsulfat ganz oder teilweise durch andere lösliche Sulfate oder Chloride ersetzt ist, wie z. B. durch Zinksulfat, <Desc/Clms Page number 5> Ammoniumsulfat, Ammoniumchlorid u. dgl., u. zw. für sich allein oder miteinander gemischt oder auch in Mischung mit weiterem Natriumsulfat.

6. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das Faserband von eben koagulierten Fäden fortlaufend, unter Spannung durch eine Natriumehloridlösung, der gegebenenfalls Formaldehyd zugesetzt ist, geführt wird.

7. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das Faserband fortlaufend unter Spannung durch Lösungen von löslichen Alkalimetall-oder Erdalkalisalzen, je für sich allein oder miteinander gemischt, geführt werden, wobei diese Lösungen mit Natriumehloridlösungen, denen gegebenenfalls Formaldehyd zugesetzt ist, gemischt werden können.

8. Verfahren nach dem Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Band von Fäden, nach dem Austreten aus den Koagulierungslösungen, fortlaufend unter Spannung erst durch eine Natriumchloridlösung oder durch eine Lösung von löslichen Salzen der Alkalimetalle bzw. Erdalkalimetalle laufen gelassen wird und sofort danach durch eine Lösung von Natriumchlorid und Aluminiumsalzen geführt wird, der gegebenenfalls Formaldehyd und oder andere lösliche Alkalimetall-oder Erd- alkalisalze zugesetzt sind.

9. Verfahren nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Band von aus den Koagulierungslösungen ausgetretenen Fäden fortlaufend unter Spannung unmittelbar durch eine Lösung von Natriumchlorid und Aluminiumsalzen, mit oder ohne Zusatz von Formaldehyd oder andern löslichen Alkalimetall-oder Erdalkalisalzen geführt wird.

10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Band von koagulierten Fäden unmittelbar durch eine Lösung geführt wird, die aus Natriumchlorid, Aluminiumsalzen und Formaldehyd, gegebenenfalls unter Zusatz anderer löslicher Alkalimetall-und Erdalkalisalzen besteht.

11. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das Band von Fasern wiederholt in das gleiche Bad eingetaucht und jeweils daraus wieder entnommen wird, z. B. derart, dass das Band jeweils etwa 1 m ausserhalb des Bades geführt und 10-15 ein wieder in das gleiche Bad getaucht wird.

12. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Verwendung einer Natriumchloridlösung, der nach Anspruch 6 oder 7 gegebenenfalls Formaldehyd zugesetzt ist, die Temperatur 25 C übersteigt und sich vorzugsweise auf 35-50 C beläuft.

13. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Lösung nach Anspruch 8 oder 10 die Temperatur über 25'C beträgt und sich vorzugsweise auf 50-650 C beläuft.

14. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das Band von koagulierten Fäden fortlaufend unmittelbar durch eine Lösung nach Anspruch 9 oder 11, bei einer Temperatur von über 25 C, vorzugsweise bei 50-650 C, geführt wird.

15. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die koagulierten Fäden gestreckt und unter Spannung durch die Lösungen nach den Ansprüchen 8,9 oder 10 geführt werden.

16. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Fäden geschnitten und danach in die Lösungen nach den Ansprüchen 8,9 oder 10 bei Temperaturen von über 250 C, vorzugsweise von 35 bis 400 C getaucht werden.

17. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern bei Temperaturen von über 25 C, vorzugsweise bei 60-700 C, unlöslieh gemacht werden.

18. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die bei verhältnismässig niedrigen Temperaturen unlöslich gemachten Fasern vorzugsweise nach dem Waschen und Trocknen mit einer wässrigen Formaldehydlösung, der gegebenen falls andere Salze zugesetzt sind, bei Temperaturen von über 25 C, vorzugsweise bei 60-70 C, behandelt werden.

19. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlung der Fasern mit unlöslichmachenden Lösungen in einem drehbaren Autoklaven erfolgt.

20. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern nach dem Unlöslichmachen, vorzugsweise erst nach dem Trocknen, mit wässrigen Mono-, Di-oder Trinatriumphosphatlösungen mit oder ohne Zusatz von Formaldehyd behandelt werden.

21. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass für das Entschwefeln der Kunstseide bekannte Entschwefelungsbäder verwendet werden, denen Natriumchlorid oder andere lösliche Alkalimetall-oder Erdalkalisalze, die in wässriger Lösung eine Härtung der Kaseinfasern ergeben, gegebenenfalls auch Formaldehyd zugesetzt sind.