Verfahren zur Herstellung von Viskosekunstfasern. In den Anfängen der Kunstseidenindu- strie hat man teehnisch mit Spinnbädern ge arbeitet, die neben freier Schwefelsäure noch Bisulfate im Bad enthalten (D. R,. P. Nr. 187947).
Später wurde gefunden, dass dis günstig- sten Spinnbedingungen solchen Bäderneigen sind, die so viel Salz enthalten, dass neben Bisulfat noch freies Sulfat vorhandene ist (D. R. P. Nr. 287955).
Alle Versuche, auch mit den Bädern der ersten Art, günstige Spinnbedingungen zu erhalten, sind fehlgeschlagen, bis gefunden wurde, @dass Bäder dieser Art ein störungs freies Spinnen dann erlauben, wenn man mit dem Säuregehalt über 45 hezw. 55 Gewichts prozent Schwefelsäure geht, und dass diese Arbeitsweise sogär noch einen erheblichen technischen Fortschritt mit sich bringt, der darin besteht, .dass .die Festigkeit der Kunst- faser ganz wesentlich erhöht wird,
so dass Festigkeiten von 2 bis 5 gr und noch mehr pro Denier erhalten werden. Es werden bei diesen Herstellungsver fahren fester Viskoseseidefäden einerseits Spinnbäder mit mehr als 55 Gewichtsprozent freier Schwefelsäure, anderseits Spinnbäder mit 45 bis 55 Gewichtsprozent Schwefelsäure verwendet;
die Arbeitsweise mit einem Schwefelsäurespinnbad mit. 45 bis 55 Cre- wiehtsprozent Schwefelsäure jedoch nur un- ter,der Bedingung, dass Viskose mit weniger als 5 % Alkali zur Anwendung kommt. Bei diesen Verfahren wird ausdrücklich nur die Säure in Anrechnung gebracht, die in Form von freier Säure im Spinnbad vorhanden ist.
Wenn neutrale Sulfate dem Spinnbad zu gesetzt werden, sollen jeweils diejenigen Mengen Säure, die zur Bildung des Bisul- fates verbraucht werden, durch: weiteren Säurezusatz ergänzt werden, so dass im Spinnbad in allen Fällen wieder mehr als 55 % freies Monohydrat vorhanden ist.
Es wurde nun gefunden, dass man Fäden von sehr gesteigerten Festigkeiten auch dann erhalten kann, wenn man Spinnbäder ver- wendet, die neben 30. bis 55 Gewichtsprozent freier Schwefelsäure mindestens 2,0% an Bisulfat, vorzugsweise Ammoniumbisulfat oder Natriumbisulfat, enthalten.
Solche stark salzhaltigen Bäder mit 30 bis 55 % Schwefel säure lassen wie Versuche ergaben, ein sehr gutes Spinnen von Viskose zu und gestatten, Festigkeiten zu erzielen" die, je nach der Streckung der Fäden und nach den Reife bedingungen der Viskose über 2 und 3 gr und noch höher pro Denier liegen. Ammonium sulfat oder Ammoniumbisulfat,
Natrium sulfat oder Natriumbisulfat können für sich oder in Mischung mit andern leicht löslichen Sulfaten oder Bisulfaten wie Zinksulfat, Aluminiumsulfat usw. zur Herstellung der bisulfatlialtigen Bäder verwendet werden., und zwar in Mengen, wie sie neben 30 bis 55 % freier Schwefelsäure bei der Spinntem peratur noch leicht in Lösung gehalten wer den können, in jedem Fall aber in ,solcher Menge, dass die fertigen Bäder mindestens <B>)0%</B> Bisulfat enthalten.
Bei Bädern mit der angegebenen Konzentration von nur 30 bis <B>55%</B> freier Schwefelsäure ist das Lösungs vermögen für alle Salze noch bedeutend grösser als bei konzentrierten Säuren, wo durch die gute Wirkung des Salzzusatzes bei geringeren Schwefelsäurekonzentrationen erst richtig ausgenützt werden: kann.
Es hat sich gezeigt, dass in dem Intervall von 30 bis 55 Schwefelsäure bei tieferen. Temperaturen höhere Konzentrationen an freier Säure gün stiger sind, während bei höheren Tempera turen infolge der mit der Temperatur an steigenden Fällwirkung des Bades und der Möglichkeit, grössere Salzmengen in Wir kung zu bringen: mit geringeren. Schwefel säurekonzentrationen gearbeitet werden kann.
Es empfiehlt sich, den Faden noch einer besonderen Streckung zu unterwerfen, die- im Fällbad selbst, zwischen Fällbad und Auf nahmeorgan oder auch an beiden Stellen er folgen kann.
Der im stark salzhaltigen Fällbad ge sponnene Faden ist, wie sich gezeigt hat, schon während der Spinnoperation unter den gleichen Bedingungen stärker koaguliert als der in hochprozentiger Schwefelsäure ohne oder mit nur geringem Salzzusatz .gesponnene Faden.
Das Verfahren kann auf gereifte oder ungereifte Viskose Anwendung finden. Mit Vorteil werden auch Viskosen aus ungereifter Alkalizellulose verwendet. Auch ist es nicht notwendig, weniger als 5 % Alkali in der Vikose zu haben, wie dies bei Verwendung von Spinnbädern -mit 45 bis 55 Gewichtspro zent freier Säure-ohne grössere Salzzusätze .der Fall ist.
In den Spinnbädern können selbstver ständlich die auch sonst üblichen Zusätze wie Glukose, Glycerin, Anilinsulfat usw. gelöst werden.
Beispiele: 1. Eine Viskose aus völlig ungereifter Alkalizellulose wird auf einen Alk aligehalt von 6,5 % NaOH und 6 % Zellstoff gestellt und bei 30 mit einer Kochsalzreife 6 ver sponnen. Das Spinnbad enthält 50 Gewichts prozent freie Schwefelsäure und ist mit Am- mo@niumbisulfat nahezu gesättigt, das heisst es enthält zirka 35 Gewichtsprozent Ammo- niumbisulfat. Die Fällbadstrecke beträgt 25 cm, die Luftstrecke 180 cm.
Die Abzugs- geaehrwindigkeit ist 30 m.
2. Eine aus A,lkalizellu'lose, die zwei Tage gereift hat, hergestellte Viskose wird mit 7,;5 % Zellstoff und 6,5 % Alkali bei einer Kochs@alzreife von 8,5 versponnen. Das Spinnbad enthält 40 Gewichtsprozent freie Schwefelsäure, 30 Gewichtsprozent Ammo- niumbisu'lfat und 1,4 Gewichtsprozent Mag- nesiumbisulfat. Spinntemperatur und<B>Ab-</B> zugsgeschwindigkeit sind die gleichen wie bei Beispiel 1. Die Fällstrecke 'beträgt wie der 25 cm, die Luftstrecke ist auf 75 cm verkürzt.
Der aus dem Fällbad aufsteigende Faden ist sehr plastisch und kann über Stäbe oder sonst auf geeignete Weise sehr gut versteckt werden.
3. Es wird eine Viskose wie in Beispiel 1 verwendet und ein Spinnbad, das neben 37 Gewichtsprozent freier Schwefelsäure 30 Gewichtsprozent Ammoniumbisulfat und 12 Gewichtsprozent Natriumbisulfat enthält. Die Spinntemperatur beträgt 40 . Die Bad-> strecke wird auf 8 cm und de Luftstrecke auf 45 cm gehalten. Der Faden wird durch einen kammartigen Fadenführer gestreckt. Die Abzugsgeschwindigkeit beträgt 55 m.
Alle Angaben über .die Säurekonzentra- tion bezeichnen Gewichtsprozent freier Schwefelsäure.
Wie aus. den vorstehenden Beispielen er sichtlich ist, gelangen in den Spinnbädern grössere Mengen Salz zur Anwendung. Es ist aber nicht nötig, dass- die Bäder mit Salz gesättigt sind; .für jeden Säuregehalt und jede Spinntemperatur ist jeweils der .gün stigste Salzgehalt durch einen Versuch leicht festzustellen. Die Spinntemperatur kann wenigstens bei den geringeren Säurekonzen trationen auf 50 , ja sogar auf 60 gesteigert werden.
Das Verfahren hat .gegenüber dem Be kannten, wie Versuche ergaben, verschiedene stark ins Gewicht fallende Vorzüge: So ist. im. Grossbetrieb das Säuresalzgemisch gemäss vorliegendem Verfahren weniger agressiv auf die Apparatur; auch für die Bedienung ist eine Säure mit geringerer Konzentration leichter zu handhaben. Die Spinnsicherheit ist in Bädern, die mindestens 20 % an Bisul- fat enthalten, wesentlich erhöht gegenüber von Bädern, die nur geringe Mengen Salz und viel Säure enthalten.
Es bedeutet auch einen wirtschaftlichen Vorteil, wenn es, nicht erf or- de'rlich ist, das Spinnbad unter Raumtem peratur abzukühlen. Eine Spinntemperatur unter Raumtemperatur soll aber vom Schutz nicht ausgeschlossen sein.
Bekanntlich wird Zellulose durch starke Schwefelsäure stark abgebaut. Dieser Abbau wird 'bei dem Verminderung der Säurekonzen- tration entsprechend herabgesetzt, was eine Verbesserung der Ausbeute bedeutet.
Die geringere Konzentration der Säure macht es nicht unbedingt erforderlich, Mass nahmen zu treffen, um die Spinnsäure sofort aus der frisch erzeugten Faser zu entfernen.