AT393281B - Verfahren zur verbesserung der verarbeitbarkeit von cellulosespinnloesungen - Google Patents
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Description
AT 393 281B
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit von Cellulosespinnlösungen, sodaß der Cellulosegehalt und/oder der Fluß der Spinnlösung durch die Spinndüse erhöht werden kann.
Im Stand der Technik ist es bekannt, daß eine Cellulosespinnlösung eine hohe Strukturviskosität zeigt, daß aber die scheinbare Viskosität bei der in der Spinndüse herrschenden hohen Scherkraft auf einen Bruchteil des ursprünglichen Viskositätswertes vermindert wird, siehe beispielsweise Götze, Chemiefasern, S. 488. Wenn der Cellulosegehalt, beispielsweise in ein« Cellulosexanthat-Lösung, auf einen Wert von über 10 Gew.-% gesteigert wird, führt dies auch zu einer deutlichen Zunahme der scheinbaren Viskosität Ein solcher Viskositätsanstieg zieht zahlreiche Nachteile nach sich. Beispielsweise ist es in der Praxis unmöglich, eine Zellulosexanthatlösung mit einem Cellulosegehalt von über 10 Gew.-% zu verwenden, wenn Rayonfasem von unveränderter Fadenstärke hergestellt werden sollen.
In der US-PS 4 418 026 ist vorgeschlagen worden, zu Celluloseacetat als Lösungsmittel eine Polyethylen-glycol mit einem Molekulargewicht von 100.000 · 1.000.000 enthaltende Zusammensetzung zuzusetzen. Der Zweck dieses Zusatzes besteht darin, die verschiedenen Reinigungsstufen zu vermeiden, die üblicherweise nach Bildung des Acetats durch Acetylierung erforderlich sind, wenn gewöhnliche übliche Celluloseacetatlösungsmittel verwendet werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung hat sich nun gezeigt, daß bei einem konstanten Druckabfall über eine Spinndüse die Strömung der Cellulosespinnlösung durch diese Düse gesteigert werden kann, indem ein polymeres Ethylenoxidaddukt mit einem mittleren Molekulargewicht von 1,1 bis 4,5 Millionen, vorzugsweise 1,5 bis 4,2 Millionen zugesetzt wird. Das erfindungsgemäß zugesetzte Addukt weist somit im Durchschnitt etwa 25.000 bis etwa 100.000 vom Äthylenoxid abgeleitete Einheiten auf. Die Zusatzmenge kann innerhalb weiter Grenzen variieren, beträgt jedoch üblicherweise über 0,5, vorzugsweise über 0,7 kg/Tonne Cellulose. Aus wirtschaftlichen Gründen liegt die Zusatzmenge zweckmäßig unter 10 kg, vorzugsweise unter 5 kg je Tonne Cellulose. Als Alternative zur Steigerung der Fließgeschwindigkeit der Spinnlösung in der Düse kann auch der Cellulosegehalt in der Spinnlösung erhöht werden. Zufolge des gesteigerten Cellulosegehaltes kommt es auch zu einer Zunahme des Orientierungsgrades der Cellulose in der in der Spinndüse gebildeten Faser, wodurch Fasern mit größerer Festigkeit erhalten werden. Die Erfindung eignet sich ganz besonders für Cellulosexanthat, kann aber in gleicher Weise auch auf andere Cellulosespinnlösungen angewendet werden, wie Celluloseacetat, Cellulosecarbamat und in einem tertiären Aminoxid gelöste Cellulose.
Die Erfindung wird in den nachfolgenden Beispielen weit« «läutert
Beispiel 1
Polyethylenglycol mit den in der nachfolgenden Tabelle angegebenen mitd«en Molekulargewichten wurde zu einer Cellulosexanthatlösung in einer Menge von 1 kg je Tonne Cellulose zugesetzt. Die Cellulosexanthatlösung, die durch Zugabe von 35 % Schwefelkohlenstoff, berechnet auf das Gewicht der Cellulose, bereitet worden war, enthielt 10 % Cellulosexanthat, berechn« als reine Cellulose, und 5,7 % NaOH. Die Kugelfallviskosität der Lösung betrug 53 Sekunden. Nach einem Filtrieren zur Abtrennung unerwünschter Teilchen wurde die Lösung durch eine Spinndüse mit einem konstanten Druckabfall über die Düse von 3 bar Druck ausgepreßt. Es wurden die folgenden Ergebnisse erhalten.
Tabelle 1
Polyethylenglycol Molekulargewicht, Millionen
Prozentuelle Zunahme des Durchflusses, v«glichen mit der gleichen Cellulosexanthatlösung ohne Polyethylenglycol-Zusatz 7 15 25 2 0,8 2,0 3,5 4,8
Aus diesen Ergebnissen ist «sichtlich, daß der Durchfluß der Cellulosexanthatlösung deutlich zunahm, wenn Polyethylenglycol mit Molekulargewichten von 2,0 Millionen und 3,5 Millionen zugesetzt worden war.
Beispiel 2
Zu der gleichen Cellulosexanthatlösung wie in Beispiel 1 wurden v«schiedene Mengen an Polyethylenglycol mit einem Molekulargewicht von 3,5 Millionen zugesetzt. Nach dem Filtrieren wurde die Cellulosexanthatlösung durch eine Spinndüse bei einem konstanten Druckabfall von 2 bar Druck ausgepreßt. Es wurden -2-
Claims (4)
- AT 393 281B die folgenden Ergebnisse erhalten. Polyethylenglycolmenge je Tonne Cellulose, in kg Prozentuelle Zunahme des Durchflusses, verglichen mit der gleichen Cellulosexanthatlösung ohne Polyethylenglycol-Zusatz 4 16 21 0,5 1,0 2,0 Beispiel 3 Aus eine vorhydrolysierten Sulfatpulpe mit einem α-Cellulosegehalt von 93 % wurde Cellulosexanthat bereitet Die Sulfatpulpe wurde mit 18 % NaOH bei 20 °C mercerisiert Die Sulfalpulpe wurde mit 18 % NaOH bei 20 °C mercerisiert. Die Alkalicellulose wurde mit Schwefelkohlenstoff in einer Menge von 36 %, berechnet auf das Gewicht der Cellulose, xanthogeniert. Die gebildete Cellulosexanthatlösung enthielt 11 % Cellulosexanthat berechnet als Cellulose, und 6,4 Gew.-% NaOH. Ein Teil der Cellulosexanthatlösung wurde mit Polyethylenglycol mit einem Molekulargewicht von 3,5 Millionen in einer Menge von 1 kg je Tonne Cellulose versetzt Die Cellulosexanthatlösungen mit und ohne Zusatz wurden hierauf hinsichtlich Filtrierbarkeit, Kugelfallviskosität und Strömungsgeschwindigkeit durch eine Spinndüse bei einem konstanten Druckabfall von 3 bar Druck getestet Es wurden die folgenden Ergebnisse erhalten. mit Polyethylen ohne Polyethylen glycol-Zusatz glycol-Zusatz Filtrierbarkeit (k^) 171 171 Kugelfallviskosität s 37 36 prozentuelle Zunahme der Durchflußgeschwindigkeit verglichen mit Cellulosexanthatlösung ohne Zusatz 41 Aus diesen Ergebnissen ist ersichtlich, daß die durch eine Spinndüse strömende Menge an Cellulosexanthatlösung erheblich zunimmt, wenn Polyethylenglycol gemäß der Erfindung zugesetzt worden ist PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit von Cellulosespinnlösungen durch Zusatz eines Ethylenoxidaddukts, dadurch gekennzeichnet, daß das zugesetzte Ethylenoxidaddukt ein Molekulargewicht von 1,1 bis 4,5 Millionen aufweist
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ethylenoxidaddukt ein Molekulargewicht von 1,5 bis 4,2 Millionen aufweist
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spinnlösung eine Cellulosexanthatlösung ist
- 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ethylenoxidaddukt in einer Menge von 0,5 bis 10, vorzugsweise 0,7 bis 5 kg je Tonne Cellulose in der Spinnlösung zugesetzt wird. -3-
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