AT228923B - Verfahren zur Herstellung von künstlichen Fäden, Fasern u. dgl. Produkten - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von künstlichen Fäden, Fasern u. dgl. ProduktenInfo
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Description
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Verfahren zur Herstellung von künstlichen Fäden, Fasern u. dgl. Produkten
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EMI1.2
in Lösung enthält, wobei R Wasserstoff oder ein aliphatisches Radikal mit 12 - 18 Kohlenstoffatomen bedeutet, ein Teil der mit X bezeichneten Atome aus Sauerstoff und der Rest aus Schwefel besteht, n den Wert 2,3 oder 4 hat und y eine ganze Zahl ist, die mindestens den Wert 3 hat, wobei diese Viskose in einem Bade gesponnen wird, dessen Schwefelsäuregehalt nicht mehr als das 1, 2fache des Alkaligehaltes der Viskose beträgt.
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Die nachstehend als Thioäther bezeichneten, vorgenannten Verbindungen können, wenn das Symbol R in der Formel ein Wasserstoffatom darstellt, als Polyglykole bezeichnet werden, in denen wenigstens ein Äthersauerstoffatom durch ein Schwefelatom ersetzt worden ist.
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decyl-, Pentadecyl-, Cetyl- oder Stearylalkohols mit einem Polyglykol angesehen werden, wobei in diesem Reaktionsprodukt eines oder mehrere der Äthersauerstoffatome durch Schwefel ersetzt worden sind.
Die zuerstgenannten Thioäther können beispielsweise hergestellt werden, indem Thiodiglykol bei Temperaturen von 50 bis 2000C in Anwesenheit von Dehydrationskatalysatoren, insbesondere von Salzsäure und gegebenenfalls in Anwesenheit von Glykolen zur Kondensation gebracht werden. Im letzteren Fall werden Copolymere erhalten, die eine kleinere Anzahl von Ätherschwefelatomen und eine höhere Anzahl von Äthersauerstoffatomen enthalten als in dem erstgenannten Fall.
Diese Kondensation, durchgeführt bei Anwesenheit der vorgenannten höheren Alkohole, führt zur Bildung von Verbindungen, welche die genannte Strukturformel haben, wobei H eine höhere Alkylgruppe darstellt.
Die Herstellung dieser Thioäther, d. h. von Äthern, welche Äthersauerstoff und-schwefelatome enthalten, ist im wesentlichen im Journal of Polymer Scfence XLI [1959], S. 219-239. beschrieben.
Von den vorgenannten Thioäthern werden jene bevorzugt, in denen n den Wert 2 hat.
Der Wert von y ist davon abhängig, ob R ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe ist.
Im vorstehenden Fall wird eine Verbindung bevorzugt, in der y einen Wert zwischen 5 und 14 hat. In dem letzteren Fall wird für y ein etwas höherer Wert, beispielsweise etwa 10 - 20 gewählt.
Der Wert von y ist auch von dem Verhältnis der Anzahl der Ätherschwefelatome zu der Anzahl der Äthersauerstoffatome abhängig.
Die Anzahl der in dem Molekül enthaltenen Schwefelatome kann innerhalb von weiten Grenzen variiert werden.
Bevorzugt wird ein Thiodiglykolpolymer verwendet, in dem Äthersauerstoff- und -schwefelatome in gleicher Anzahl enthalten sind.
Ein Polymer mit einem mittleren Molekulargewicht von 700 bis 1250 wird bevorzugt.
Man kann diese Thioäther jedoch auch in Kombination mit Polyglykolen verwenden, um in dem Gemisch der Thioäther und Äther den Sauerstoff- und Schwefelgehalt in einer Weise zu variieren, die mit der durch Copolymerisation von Thioglykol und Glykolen in dem Molekül erzielbaren Variation vergleichbar ist.
Die Polyglykole können Homopolymere, Copolymere oder Blockpolymere sein.
Ein Beispiel eines Blockpolymers ist
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Durch die Verbindung dieser Thioäther mit Polyglykolen kann man künstliche Produkte erhalten, deren Kennwerte wie der Quellwert, die Festigkeit und die Hitzefestigkeit sich von den aus den einzelnen Stoffen erhaltenen unterscheiden.
Als ein Beispiel eines bevorzugt verwendeten Polyglykols kann Polyepoxyäthan verwendet werden, das ein mittleres Molekulargewicht von etwa 3000 hat.
Als ein Beispiel einer Viskose, der ein Gemisch aus einem Thioäther und einem Äther zugesetzt wurde, sei eine Viskose erwähnt, die (bezogen auf die Viskose) 0, 1 Gew. -0/0 Polyäthylenoxyd mit dem mittleren Molekulargewicht 3000 und 0, 1 Grew.-% Polythiodiglykol mit dem mittleren Molekulargewicht 1200 enthält.
Die Thioäther können ausser mit Polyglykolen auch mit einer oder mehreren Verbindungen der Formel
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verbunden werden, in der R eine aliphatische Kette mit mindestens 8 Kohlenstoffatomen ist, n den Wert 2, 3 oder 4 hat, w undv unabhängig voneinander eine ganze Zahl im Werte von mindestens 1 bedeutet, oder mit deren quaternären Ammoniumverbindungen.
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In dieser Kombination werden die substituierten Amine vorzugsweise in einer Menge von 25 bis
60 Gew.-% der kombinierten Menge des oder der Äther und der Amine verwendet.
Beispiele dieser Amine sind die Produkte, die im Handel unter den Namen Ethomeen C/15, Ethomeen C/20, Ethomeen C/25, Ethomeen C/60, Ethomeen S/15, Ethomeen S/20, Ethomeen S/25, Ethomeen S/60,
Ethomeen T/15, Ethomeen T/20, Ethomeen T/25, Ethomeen T/60 und Hüls V 1011 T erhältlich sind.
Beispiele der quaternären Ammoniumverbindungen sind die unter dem Handelsnamen Ethoquads er- hältlichen Verbindungen.
Die genannten Amine oder ihre quaternären Ammoniumverbindungen bewirken eine Herabsetzung der
Cordverluste. Das ist anscheinend darauf zurückzuführen, dass die Amine den Fäden eine glattere Ober- fläche verleihen. Wenn nur die Thioäther oder ein Gemisch von Thioäthern und Polyglykolen verwendet werden, erhält man eine weniger glatte Oberfläche. Eine glatte Oberfläche hat den Vorteil, dass sie weniger Schmutz annimmt, so dass die Fäden, nachdem sie zu Stapelfasern zerschnitten wurden, sehr gut als Teppichfasern verwendet werden können.
Die Thioäther und gegebenenfalls auch die Polyglykole und/oder die Amine können der Cellulose oder in einem beliebigen Stadium der Herstellung der Viskose zugesetzt werden. Vorzugsweise geschieht dies nach der Auflösung des Cellulosexanthogenats.
Die genannten Substanzen können als solche oder nach Auflösung in Alkalihydroxyd oder Verdünnung mit Wasser zugesetzt werden.
Die Zusammensetzung der Viskose kann hinsichtlich des Cellulose- und des Alkaligehaltes in weiten Grenzen variiert werden. Vorzugsweise wird ein Cellulosegehalt von 4 bis 8 Grew.-% gewählt. Der Alkaligehalt kann auch zwischen diesen Grenzen liegen. Vorzugsweise werden die genannten Werte so gewählt, dass der Säuregehalt des Spinnbades niedriger ist als 5, 5 Gew.-%. Es hat sich als gut möglich erwiesen, die erfindungsgemäss modifizierte Viskose bei einer richtig gewählten Zusammensetzung derselben in einem Spinnbad zu verspinnen, dessen Säuregehalt unter dem genannten Wert liegt.
Der Schwefelkohlenstoffgehalt der Viskose beträgt vorzugsweise zwischen 36 und 42 Grew.-%, bezogen auf die Cellulose.
Es können zwar auch Spinnbäder mit einem höheren Schwefelsäuregehalt von 10 Grew.-% oder mehr verwendet werden, doch hat es sich hinsichtlich der Eigenschaften der Fäden, beispielsweise der Festigkeit und des Quellens in Wasser als zweckmässig erwiesen, Spinnbäder zu verwenden, deren Schwefelsäuregehalt geringer ist als 7 Gew.-% und vorzugsweise weniger als 5, 5 Gew.-% beträgt.
Oberhalb desMindestwertes von 2 Gew.-% kann der Zinkgehalt der Spinnbäder beträchtlich variieren und beispielsweise bis zu 10 Gew.-% oder mehr betragen. Aus Wirtschaftlichkeitsgründen werden die niedrigeren Prozentsätze bevorzugt.
Das zum Erzielen von Fäden mit den gewünschten Eigenschaften erforderliche Strecken kann in einem Einbadverfahren oder in einem zweiten Bade, d. h. in einer oder mehreren Stufen, erfolgen.
Die Länge der Streckzone in einem zweiten Bade wird gewöhnlich so gewählt, dass am Ende des Streckvorganges das Cellulosexanthogenat in hohem Masse zersetzt ist, vorzugsweise auf ein Cellulosexanthogenatverhältnis von nicht mehr als 0, 02.
Das Xanthogenatverhältnis, das nach dem auch zur Bestimmung der Gammazahl verwendeten Verfahren ermittelt wird, ist das Verhältnis der noch vorhandenenXanthogenatgruppen zu der Gesamtzahl der Glukosegruppen (CH 0).
Zur Erläuterung des erfindungsgemässen Verfahrens sind nachstehend eine Anzahl von Ausführungsbeispielen angeführt, auf welche die Erfindung jedoch in keiner Weise eingeschränkt ist. In diesen Beispielen ist die Zusammensetzung der Viskose, des Spinnbades usw. in Gew.-% angegeben.
Beispiel 1 : Eine Viskose mit einem Gehalt von 7, 50/0 Cellulose, 5, 80/0 Alkali und 0, 1% Polythlo- diglykol (bezogen auf das Gewicht der Viskose) mit einem mittleren Molekulargewicht von etwa 1000, einem Xanthogenatverhältnis von 0, 43 und einer Kugelfallviskosität von 80 sec wurde in einem wässerigen Spinnbad von 550C gesponnen, in dem 5,'10 Schwefelsäure, 11, 0% Natriumsulfat und 5, Wo Zinksulfat anwesend waren.
Nachdem der frisch gesponnene Faden das Spinnbad verlassen hatte, in dem er eine Entfernung von 100 cm zurückgelegt hatte und dabei durch ein Rohr gegangen war, das aus einem 60 cm langen Abschnitt
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Die in diesem Bade zurückgelegte Strecke betrug 120 cm.
Anschliessend wurde der Faden mit einer Geschwindigkeit von 40 m/min auf eine Spule aufgewickelt.
Der erhaltene Faden wurde dann in der üblichen Weise säurefrei gewaschen, mit einer Appretur versehen und unter Zug getrocknet. Dann wurden die Eigenschaften bestimmt. Das Garn, das einen Gesamttex von 200 hatte und aus 1000 Fäden bestand, besass einen Quellwert von 67%.
Beispiel 2 : Eine Viskose mit einem Gehalt von 5,55 Cellulose, 5,5% Natriumhydroxyd, 0,1% Polyäthylenoxyd mit dem mittleren Molekulargewicht 1500 und 0,1%Polythiodiglykol mit dem mittleren Molekulargewicht 800 wurde bei einem Xanthogenatverhältnis von 0, 46 und einer Kugelfallviskosität von 120 sec durch eine Spinndüse mit 1200 Löchern von 60 Mikron in ein Spinnbad von 500C gespritzt, in dem
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in Beispiel 1 beschriebenen Art gegangen waren und eine Strecke von 100 cm zurückgelegt hatten, wurden sie in einem 195 cm langen Bade von 95 C, das 3, 0% Schwefelsäure enthielt, um 95% gestreckt.
Die gestreckten Fäden wurden in bekannter Weise mit einer Geschwindigkeit von 40 m/min in einem Spinntopf aufgewickelt und dann gewaschen, nachbehandelt und getrocknet. Die auf diese Weise erhaltenen Fäden hatten einen Quellwert von 63go.
Nach 16stündigem Erhitzen auf 1650C war die Festigkeit auf etwa 80% des ursprünglichen Wertes gesunken. Wenn jedoch die Viskose nur mit 0, 2f1/0 Polyäthylenoxyd gemischt wurde, zeigte es sich nach dem Erhitzen, dass ihre Festigkeit auf etwa 70% gesunken war.
Beispiel 3 : Eine Viskose mit einem Gehalt von 7,5% Cellulose, 5,8% Natriumhydroxyd, 0,1% Polythiodiglykol mit dem mittleren Molekulargewicht 1200 und 0, 1% des im Handel erhältlichen Ethomeen C/25, wurde mit einem Xanthogenatverhältnis von 0, 44 und einer Kugelfallviskosität von 90 sec durch eine Spinndüse mit 1650 Löchern von 50 Mikron in ein Spinnbad von 500C gespritzt, in dem 5,'2fl/o Schwefelsäure, 14, 0% Natriumsulfat, 6, 0% Zinksulfat und 0, 0050/0 Laurylpyridiniumsulfat anwesend waren.
Nachdem die frisch gesponnenen Fäden das Spinnbad verlassen hatten, in dem sie durch ein Rohr der in Beispiel 1 beschriebenen Art gegangen waren und eine Strecke von 100 cm zurückgelegt hatten, wurden sie in einem 120 cm langen zweiten Bad von 950C mit einem Gehalt von 3, 0% Schwefelsäure um 95% gestreckt.
Die gestreckten Fäden wurden in bekannter Weise mit einer Geschwindigkeit von 30 m/min in einem Spinntopf aufgewickelt und dann gewaschen, nachbehandelt und getrocknet. Die auf diese Weise erhaltenen Fäden hatten einenQuellwert von 65%. Bei der Verarbeitung der Fäden zu Cord betrug der Cordverlust 18% gegenüber 25% bei Verwendung der Viskose ohne Ethomeen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von künstlichen Fäden, Fasern u. dgl. Produkten mit einer Hüllstruktur
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Viskose, in dem eine Viskose, der- schwefel erhalten, in Anteilen von 0, 03 bis 1 Gew.-% zugesetzt worden sind, in einem schwefelsäurehaltigen Spinnbad gesponnen wird, das wenigstens 2 Grew.-% Zinksulfat enthält und gegebenenfalls die Fäden in einem warmen, sauer reagierenden, zweiten Bade gestreckt werden, dessen Länge so gewählt wird, dass dieses Bad eine Herabsetzung des Xanthogenatverhältnisses mindestens auf 0, 02 bewirkt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Viskose verwendet wird, die eine oder mehrere Verbindungen der allgemeinen Formel
EMI4.3
in Lösung enthält, wobei R Wasserstoff oder ein aliphatisches Radikal mit 12 - 18 Kohlenstoffatomen bedeutet,
ein Teil der mit X bezeichneten Atome aus Sauerstoff und der Rest aus Schwefel besteht, n den Wert 2, 3. oder 4 hat und y eine ganze Zahl ist, die mindestens den Wert 3 hat, und dass diese Viskose in einem Bad gesponnen wird, dessen Schwefelsäuregehalt nicht mehr als das 1, 2fache des Alkaligehaltes der Viskose beträgt.
Claims (1)
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Modifikator ein Thiodiglykolpoly- mer mit einem mittleren Molekulargewicht zwischen 700 und 1250 verwendet wird.3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Viskose gesponnen wird, in der als Modifikator ein Gemisch von Polythiodiglykol und Polyepoxyäthan anwesend ist. <Desc/Clms Page number 5>4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Viskose verwendet wird, die 0, 1 Gew.-% Polyäthylenoxyd mit einem mittleren Molekulargewicht 1500 und 0, 1 Gew.-" Polythiodiglykol mit dem mittleren Molekulargewicht 800 enthält.5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Viskosität gesponnen wird, die ferner eine oder mehrere Verbindungen der allgemeinen Formel EMI5.1 enthält, in der R eine aliphatische Kette mit mindestens 8 Kohlenstoffatomen ist, n den Wert 2,3 oder 4 hat und v und w unabhängig voneinander eine ganze Zahl im Werte von mindestens 1 bedeutet, oder deren quaternäre Ammoniumverbindungen, vorzugsweise in einem Anteil von 25 bis 60 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmenge des oder der Äther und der Amine.6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Viskose mit einem Cellulosegehalt von 4 bis 8 Gew.-%, vorzugsweise in einem Spinnbad gesponnen wird, das nicht mehr als 7, 0 Gew.-% Schwefelsäure enthält.
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