AT205650B

AT205650B - Verfahren zur Herstellung von Kunstfäden, Kunstfasern u. dgl. aus Viskose

Info

Publication number: AT205650B
Application number: AT422158A
Authority: AT
Original assignee: Onderzoekings Inst Res
Priority date: 1957-07-13
Filing date: 1958-06-17
Publication date: 1959-10-10

Description

Verfahren zur Herstellung von Kunstfäden,
Kunstfasern u. dgl. aus Viskose
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in der R eine aliphatische Kette mit mindestens 8 C-Atomen ist, worin n 2,3 oder 4 und x + y 2 ist, während weder x noch y Null sein dürfen bzw. ihre quaternären Ammoniumverbindungen enthält, wobei

ihre Menge 17, 7-66, 7 Gew.-% der Menge des Epoxyalkanpclymers beträgt.

Im allgemeinen werden substituierte Amine angewandt, in denen H. aus einer aliphatischen Kette mit 8-24 Kohlenstoffatomen besteht. Ferner kommen an erster Stelle für Anwendung Amire in Betracht,
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weise zwischen 5 und 25.

Es kommen jedoch für Anwendung auch Amine in Betracht, an welche eine grössere Anzahl (CnHznO)-
Einheiten gebunden ist.

Beispiele von Aminen der Formel :
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sind die Produkte, die unter den Namen EthomeenC/15, Ethomeen C/20, Ethomeen C/25, Ethomeen
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Ethomeen S/15, Ethomeen S/20, Ethomeen S/25,Ethomeen T/25, Ethomeen T/60 und Hüls V 1011 T im Handel sind.

Die Ethomene werden hergestellt, indem man von höheren Fettsäuren abgeleitete Amine mit Äthylenoxyd reagieren lässt. So sind die Ethomene C von Kokosöl, die Ethomene S von Sojaöl und die Ethomene T von Talg abgeleitet. Die Zahlen 15,20, 25 und 60 hinter den Majuskel geben nach Verminderung mit 10 die Anzahl Moleküle Äthylenoxyd an, die mit einem Molekül des Amins reagiert hat.

Hüls V 1011 T ist ein Vertreter der Gruppe Stoffe der Formel :
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in der R eine Alkylgruppe mit 8 - 24 C-Atomen darstellt, (x + y) einen Wert zwischen 5 und 25 hat und weder x noch y Null sind.

Was die quaternären Ammoniumverbindungen anbelangt, wird bemerkt, dass diese aus den oben beschriebenen Aminen durch Reaktion mit Alkylchloriden, insbesondere Methylchlorid und Äthylchlorid, hergestellt werden können. Beispiele dieser quaternären Ammoniumverbindungen sind :

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in der R - N < von Kokosöl abgeleitet ist und x + y = 2,
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in der R-N < von Kokosöl abgeleitet ist und x + y = 10,
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in der R - N < von Kokosöl abgeleitet ist und x + y = 15,

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in der R - N < von Sojaöl abgeleitet ist und x + y = 15,
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in der R-N < von n- Octadecylamin abgeleitet ist und x + y = 50.
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das Gewicht des Gemisches der Epoxyalkanpolymere und der Amine, der Viskose zugesetzt werden, die Cordverluste, die bisher bei der einfachen Anwendung von Epoxyalkanpolymeren auftraten. Es scheint, dass dies der Tatsache zugeschrieben werden muss, dass diese Amine den Fäden eine glattere Oberfläche geben. Bei der einfachen Anwendung der Epoxyalkanpolymere ist diese Oberfläche nämlich ziemlich rauh.

Die glattere Oberfläche bedeutet, dass auch das schmutzanhängende Vermögen geringer ist, so dass die Fäden, nachdem sie auf Stapel geschnitten sind, für Anwendung als Teppichfaser sehr geeignet sind.

Die richtige Menge der stickstoffhaltigen Verbindung innerhalb des genannten Gebietes ist abhängig von der Struktur des Amins oder des davon abgeleiteten quaternären Ammoniumsalzes sowie vom angewandten Epoxyalkanpolymer.

So wird bei Anwendung von Polyepoxyäthan mit einem Molekulargewicht von 3000 des Handelsproduktes Hüls V 1011 T vorzugsweise in einer Menge von 25 Gel.-% (bezongen auf das Gesamtgewicht des Polyepoxyäthans und des Amins), die oben mit Nr. 4 angedeutete quaternäre Ammoniumverbindung in einer Menge von 33 Gew.-% angewandt. Die Epoxyalkanpolymere, die in Kombination mit den obenerwähnten Stickstoffverbindungen gebraucht werden, können einfache Polymere, Mischpolymerisate oder sogenannte Blockpolymere von Epoxyalkanen oder deren Substitutionsprodukten sein. Die Epoxyverbindun-
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eineHO(C2H4O)a(C3H6O)b(C2H4O)cH, wobei b gleich 30 und a + c gleich 85 ist. Von diesen Polymeren wird im allgemeinen eine Menge zwischen 0, 2 bis 0, 5 Gew.-'%), bezogen auf die Viskose, der Spinnlösung zugesetzt.

Die Menge des Amins oder des quaternären Ammoniumsalzes liegt bei einer Menge von 0, 2 Gew.-% Polyepoxyalkan zwischen etwa 0, 04 und 0, 11 Gew. -0/0. Diese Mengen gebenbei unvermischt-r Verwendung keinen Anlass zur Bildung von Fäden mit Hautcharakter. Bei Verwendung von grösseren Mengen des Epoxyalkanpolymers und höheren Mischverhältnissen zwischen dem Amin oder dem quaternären Ammoniumsalz und dem Epoxyalkanpolymer kommt die Konzentration der Stickstoffverbindung in das Gebiet, wo diese letzte Verbindung selbst Fäden mit einem Hautcharakter entstehen lässt, aber dabei bleibt der Effekt beibehalten, dass bei der Verarbeitung der Fäden zu Cord die Cordverluste niedriger werden als es ohne Verwendung der genannten Stickstoffverbindungen der Fall ist.

Vorzugsweise werden Mengen des stickstoffhaltigen Stoffes verwendet, die in den niedrigeren Pro- zentsätzen des angegebenen Gebietes liegen. Dies hat den Vorteil, dass bei der Regenerierung des Spinnbades, die unter Eindampfung ausgeführt wird, sowie beim Entlüften der Viskose vor dem Spinnen ein hinderliches. Schäumen weitgehend unterbleibt.

Obwohl auch mit Spinnbädern mit einem höheren Schwefelsäuregehalt von 10 und mehr Gew. -% gearbeitet werden kann, hat es sich im Zusammenhang mit den Eigenschaften der Fäden, wie die Festigkeit, die Quellung in Wasser, als vorteilhaft erwiesen, mit Spinnbädern zu arbeiten, in denen der Schwe- felsäuregehalt niedriger als 7 Gew. -0/0 ist.

Der Zinkgehalt in den Spinnbädern kann oberhalb des Minimums von 2 Gew.-%beträchtlichschwan-

ken, z. B. bis zu 10 Gew.-% und mehr betragen. Auf Grund ökonomischer Erwägungen sind die niedrigeren Prozentsätze vorzuziehen.

Das Strecken, das erforderlich ist um Fäden mit den erwünschten Eigenschaften zu erhalten, kann sowohl in einem sogenannten Einbadverfahren wie in einem zweiten Bad ausgeführt werden u. zw. in einer oder mehreren Stufen.

Beim Strecken in einem zweiten Bad wählt man dieses wie üblich so lang, dass am Ende des Streckverfahrens das Cellulosexanthogenat weitgehend, vorzugsweise bis zu einem Cellulosexanthogenatverhältnis von höchstens 0, 02, zersetzt ist.

Unter dem Xanthogenatverhältnis, das gemäss der auch für die Bestimmung der Gammazahl bekann-
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dung keineswegs beschränkt ist. In diesen Beispielen ist die Zusammensetzung der Viskose, des Spinnbades usw. in Gewichtsprozentsätzen angegeben.

Beispiel l : Eine Viskose mit einem Cellulosegehalt von 5, 5% und einem Alkaligehalt von 3,8%, die, bezogen auf die Viskose, 0, 15% Polyäthylenoxyd mit einem Molekulargewicht von etwa 4000 und ferner 0, 0.5% des Produktes, das unter dem Namen Hüls V 1011 T im Handel ist, enthielt, wurde bei bei einem Xanthogenatverhältnis von 0, 48 und einer Viskosität von 70 Sekunden (Kugelfallprobe) in einem wässerigen Spinnbad von 46 C versponnen, in welchem 3, 2% Schwefelsäure, 12, Oln Natriumsulfat und 6, 0% Zinksulfat vorhanden waren. Der frischgesponnene Faden wurde nach dem Verlassen des Spinn-
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Bad betrug 150 cm.

Die Geschwindigkeit, mit der der Faden sodann auf eine Spul aufgewickelt wurde, betrug 62 m/Min. Der erhaltene Faden wurde danach auf die übliche Wei : e säurefrei gewaschen, mit einer Avivage versehen und unter Spannung getrocknet, wonach die Eigenschaften bestimmt wurden. Es zeigte sich, dass der Faden, der einen Totaltiter von 184 tex hatte und aus 1000 Filamenten bestand, dann einen Quellwert von 68% aufwies. Die Doppelschlingenfestigkeit und die ScheuerLeständigkeit waren vorzüglich. Der Cordverlust betrug 16%, während ohne Zusatz der Jtickstoifverbindung der Cordverlust ze betrug.

Beispiel 2 : Eineviskose mit einem Cellulosegehalt von 8, 0% und einem Natriumhydroxydgehalt von 6, 4%, die 0, 4% eines Stoffes der Formel HO(C2H0) (C3H60)b (C2H 0) cH, in der a + c gleich 85 war und b einen Wert von 30 hatte sowie 0, 1% des Stoffes, der oben mit Nr. 3 angedeutet ist, enthielt, wurde bei einem Xanthogenatverhältnis von 0, 44 und einer Viskosität von 100 Sekunden (Kugelfallprobe) durch eine Spinndüse mit 660 Öffnungen von 55 Mikron in einem Spinnbad von 600C versponnen, in dem 5, 8% Schwefelsäure, 14, 0 < Natriumsulfat und 5,0% Zinksulfat vorhanden waren.

Die frischgesponnenen Fäden wurden nach Verlassen des Spinnbades, in welchem sie ein Rohr der in Beispiel 1 angegebenen Form passierten und einen Weg von 95 cm zurücklegten, in einem zweiten Bad von 200 cm Länge, das 2,5% Schwefelsäure von 950C enthielt, um 110% verstreckt.

Die Fäden wurden nach dem Strecken mit einer Geschwindigkeit von 50 rn/Min. in einem Spinntopf aufgewickelt und bodann in bekannter Weise gewaschen, nachbehandelt und getrocknet. Die so hergestellten Fäden hatten einen Quellwert von 65%. Bei Verarbeitung zu Cord betrug der Cordverlust 14%, während ohne Anwendung des Stoffes Nr. 3 dieser Verlust 22% betrug.

Beispiel 3 : Eine Viskose mit einem Cellulosegehalt vcn 7,3% und einem Natriumhydroxydgehalt von 5, 5%, die 0, 11% Polyäthylenoxyd mit einem Molekulargewicht von 3000 sowie 0, 04% des Stoffes, der unter dem Namen Ethomeen C/25 im Handel ist, enthielt, wurde bei einem Xanthogenatverhältnis von 0, 45 und einer Viskosität von 60 Sekunden (Kugelfallprobe) durch eine Spinndüse mit 1000 Öffnun- gen von 60 Mikron in einem Spinnbad von 490C versponnen, indem S, 2% Schwefelsäure, 13, 0% Na- triumsulfat, 4, 5% Zinksulfat und 0, 05% Laurylpyridiniumsulfat vorhanden waren.

Die frischgesponnenen Fäden wurden nach dem Verlassen des Spinnbades, in welchem sie ein Rohr der in Beispiel 1 angegebenen Form passierten und einen Weg von 110 cm zurücklegten, in einem zweiten Bad von 120 cm Länge, das 2, 5% Schwefelsäure von 950C enthielt, um 100% verstreckt.

Die Fäden wurden nach dem Strecken mit einer Geschwindigkeit von 60 m/Min. in einem Spinntopf aufgewickelt und sodann in bekannter Weise gewaschen, nachbehandelt und getrocknet. Die so hergestellten Fäden hatten einen Quellwert von 67%. Bei Verarbeitung zu Cord betrug der Cordverlust 18%, während ohne Anwendung von Ethomeen C/25 dieser Verlust 26% betrug.

Claims

PATENTANSPRÜCHE ! 1. Verfahren zur Herstellung von Kunstfäden, Kunstfasern u. dgl. aus Viskose gemäss Stammpatent Nr. 192535, dadurch gekennzeichnet, dass eine Viskose versponnen wird, die auch eine oder mehrere Verbindungen der allgemeinen Formel : EMI5.1 in der R eine aliphatische Kette mit mindestens 8 C-Atomen ist, worin n 2,3 oder 4 und x + y wenigstens 2 ist, während weder x noch y Null sein dürfen bzw. ihre quaternären Ammoniumverbindungen enthält, wobei ihre Menge 17, 7 bis 66,7 Gew. -% bezogen auf die Menge des Epoxyalkanpolymers beträgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Viskose nebenPolyäthylenoxyd auch eine Verbindung der Formel : EMI5.2 enthält, in der R eine Alkylgruppe mit 8 bis 30 Kohlenstoffatomen ist, (x + y) einen Wert zwischen 5 und 25 hat und weder x noch y Null sind.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Viskose 0, 11 Gew.- Polyepoxy- äthylenoxyd mit einem Molekulargewicht von 3000 und 0, 04 Gew.-'% des Reaktionsproduktes vom Amin, abgeleitet von Kokosöl, mit 15 Mol Äthylenoxyd enthält.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Viskose in einem Bad versponnen wird, das höchstens 7 Gew. -0/0 Schwefelsäure enthält.

5. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Strecken der Fäden in einem warmen und sauer reagierenden zweiten Bad ausgeführt wird, wobei die Badstrecke so lang gewählt wird, dass in diesem Bad das Xanthogenatverhältnis in den Fäden mindestens bis auf einen Wert von 0, 02 herabgesetzt wird.