Verfahren zur Herstellung künstlicher Gebilde. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von künstlichen Gebilden wie Fasern, Fäden, Bändchen und Filmen, aus kolloidalen Lösungen fester organischer Stoffe, wie Zellulosederivaten Eiweisskörpern (Fibroin) usw.
Es ist bereits bekannt, feinst verteilte amorphe Stoffe, wie Pigmente, in Lösungen der obengenannten Rohmaterialien zu ver teilen, bevor man sie durch Düsen oder Spal ten auspresst, um den Glanz der Gebilde zii vermindern. Auf diese Weise lässt sich bei spielsweise eine Kunstseide erhalten, welche in bezug auf matten Glanz der N aturseitle nahe kommt.
Es ist weiter auch schon bekannt gewor den, Kiznstseidefäden, welche nach dem Trockenspinnverfahren gewonnen werden, in klebrigem Zustand mit fein verteilten amorphen Stoffen in Bex-ührung zu bringen, welche an den Oberflächen der Fäden haften bleiben. Durch Anwendung von Metallpul- vern oder Luminiszenzstoffen oder fein ver teilten Faserstoffen lassen sich hierbei be sondere, das Aussehen beeinflussende Effekte erzielen.
Wie ebenfalls bekannt ist, werden beim Nassspinnverfahren unter Verwendung besonderer mechanischer Hilfsmittel die fein verteilten .Stoffe an den Gebilden befestigt, zum Beispiel durch Walzen, nachdem die Fäden .das Spinnbad verlassen haben und noch klebrig sind oder nachdem die fertigen Fäden nachträglich durch Erweichungsmittel wieder klebrig gemacht worden sind.
Diese Verfahren sind nicht immer mit Vorteil anwendbar.
Es wurde nun gefunden, dass man auf anderem Wege ein Eindringen von fein ver teilten Materialien in die Gebilde erzielen kann.
Das Verfahren gemäss .der Erfindung zur Herstellung künstlicher Gebilde aus einer kolloidalen Lösung organischer Stoffe, bei welchem die Gebilde durch Einwirkung eines flüssigen Fällungsmittels auf die kolloidale Lösung des festen organischen Stoffes ge bildet werden, ist dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige Fällungsmittel unlösliche Stoffe in feiner Verteilung enthält.
Überraschenderweise hat sich gezeigt.. dass der Spinnvorgang bezw. die Koagulation und Fällung durch die Zumischung unlös- licherStoffe in feiner Verteilung zur Fäll flüssigkeit in keiner Weise gestört wird.
Da zum Beispiel die Einzelfädchen im Fällbade ohne besondere Hilfsmittel zunächst jedes für sich insoliert schwimmen, solange sie in ein und derselben Richtung frei durch die Fällflüssigkeit gezogen werden, ist es ge mäss dem Verfahren der Erfindung möglich, die fein verteilten Stoffe auf die gesamte Oberfläche der Einzelfädchen aufzubringen. Es gelingt .deshalb, grosse Mengen von fein verteilten Stoffen auf oder in die Fädchen zu bringen und darin festzuhalten. Von be sonderer Wichtigkeit ist dies für die Her stellung von Stapelfaser, die bekanntlich durch Zerschneiden und Zerteilen von Faser bündeln o-ewonnen wird.
Als fein verteilte unlösliche Stoffe -des Fällungsmitte'ls kann man zum Beispiel Kie- selgur (Infusorienerde), feinstes Glaspulver, Karborundumpulver, gefällte Kieselsäure und Stoffe mit grosser Oberflächenentwick- lung, (wie Bleicherden), .durch Ansätzen von metallischem Aluminium gewonnene Ton erde, Asbest, feinverteilte Metalle, unlösliche Oxyde und Salze usw. verwenden.
Auch or ganische Stoffe, wie Paraffin, 01e, Uisper- gierte Harze und Kunstharze usw. sind ver wendbar. Besonders vorteilhaft ist die Ver wendung von scharfkantigen Stoffen, wie Infusorienerde, sowie solcher, die adsorbie- rend wirken oder durch die Gebilde adsor- bierbar .sind.
Soweit die Partikel der oben genannten Stoffe nicht an den Gebilden dauernd oder vorübergehend haften bleiben oder in sie ein dringen, beeinflussen sie dennoch deren Oberfläche und Gefüge, indem sie zum Bei spiel .eine schabende und rauhende Wirkung ausüben. Welche von den im vorigen Absatz ge nannten Wirkungen hauptsächlich eintritt, hängt unter anderem ab von .der Art, Grösse und Form der Partikel,
von der Art des zu verformenden festen organischen Ausgangs stoffes und dem Charakter seiner Lösung (zum Beispiel bei Viskose unter anderem von der Konzentration der Zellulose und des Alkalis und dem Grad der Reife) und schliesslich von der Art, Zusammensetzung und Temperatur des Fällungsmittels. In manchen Fällen ist es vorteilhaft, solche Be dingungen zu wählen, bei denen die Gebilde, zum Beispiel die Fasern, in schleimiger oder teigiger Form ausgefällt werden,
zum Bei spiel durch Verwendung von ungereifter Vis kose mit geringem Zellstoff und verhält nismässig hohem NTatrongehalt. Durch Varia tion der Zusammensetzung der Spinnlösung oder des Fällbades und der Fällbedingungen lassen sich erhebliche Veränderungen der Beschaffenheit der Endprodukte, zum Bei spiel eine hochprozentige Aufnahme von Rauhstoff durch die Faser und (oder) erheb liche Veränderungen .der Oberfläche (insbe sondere Rauhung) erzielen.
Man kann die Wirkung der fein verteilten Stoffe im Fällungsmittel verstärken, wenn man in dem Fällmittel ,Stoffe löst, die be wirken, dass die im Fällmittel verteilten Stoffe besser in Suspension gehalten werden (zum Beispiel durch Zumischung sulfonierter Öle). In der Spinnlösung kann man schon vor dem ,Spinnen Stoffe auflösen, die das An haften der dispergzerten Stoffe fördern (wie zum Beispiel 3=Oxytrimethylen-1,2-sulfid). Auch andere Kleb- oder Bindemittel sind ver wendbar.
Erfindungsgemäss hergestellte künstliche Gebilde weisen in vielen Fällen ein Aussehen bezw. einen Griff auf, der sie und die daraus hergestellten Produkte, wie Gewebe oder Wirkwaren besonders gefällig macht. Ferner zeichnen sich zum Beispiel erfindungsgemäss hergestellte Kunstfäden und daraus herge stellte Stapelfaser durch eine leichte Ver- arbeitbarkeit aus, zum Beispiel durch eine hohe Spinnfähigkeit oder .durch ein sehr gün- i t <B>1</B> ges Verh,
alten in Web. bezw. Strickwaren.
<B>Ob</B> der erst- oder der zweitgenannte Effekt oder i,eide zugleich zutage treten, oder noch andere zu diesen hinzukommen, hängt, wie oben rwähnt. zum Teil von der Natur und Zusam mensetzung .der als Ausgangsprodukt ver- wendeten kolloidalen Lösung eines organi- .,cheii Stoffe, sowie von Natur und Zusam- mensetzun- des Fällbades,
zum Teil von der tVahl des Spinnverfahrens (stagnierendes oder strömendes Fällbad) und nicht zum ge ringsten Teil von der Menge und der Natur der verwendeten, fein verteilten Substa,n- ,en ab.
Die unlöslichen, fein verteilten Stoffe werden zweckmässig nicht nur in dem Fäll bad, sondern auch in der kolloidalen Lösung dcss organischen Stoffes suspendiert.
Die Erfindung sei anhand der folgenden .@usführungsbeispiele erläutert: Beispiel <I>I:</I> 5 bis 20 % (bezogen auf das Fällbad) fein verteilter Infusorienerde oder eines andern scharfkantigen Stoffes oder einer Mischung von Stoffen werden mit einem Fällbad für Viskose gemischt. Die Viskose, welche auf verschiedene Arten bereitet sein kann, wird in das die Suspension enthaltende Fällbad in Form eines Fadenbündels eingesponnen. Die gefällten Fäden können in üblicher Weise fertiggestellt werden.
In ähnlicher Weise lassen sieh auch Bändchen, oder flache (lebilde, wie Filme er zengen. <I>Beispiel 11:</I> Das Verfahren wird analog wie Beispiel I -eführt mit dem Unterschied, dass an <B>,</B> ausen Stelle von Viskose eine Kupferogydammo- niakzelluloselösung angewendet wird, und die Fällflüssigkeit entweder aus Wasser oder aus Ä.tza.lkalilauge und darin fein verteilter Infusorienerde oder einer andern scharfkan tigen, feinverteilten Substanz besteht.
Beispiel III: Es wird in analoger Weise wie beim Bei spiel<B>1</B> verfahren, aber mit dem Unterschied, dass an Stelle von Viskose eine Löstuig von Nitrozellulose oder Acetylzellulose in einem flüchtigen Lösungsmittel angewendet wird. Als Fällbad wird eine Dispersion von Infu- soi@ienerde oder einem andern scharfkantigen feinverteilten Stoff in W@@cer oder einer wässerigen Salzlösung verwendet.
<I>Beispiel</I> IV: In eine Viskoselösung oder in eine Lösung von -Zellulose in Kupferogydammoniak oder in eine Lösung von Nitrozellulose oder Ace- tylzellulose in einem flüchtigen Lösungs mittel werden 0,5 bis 10 % einer fein ver teilten Infusorienerde eingerührt oder einge knetet. Die auf diese Weise erhaltene homo gene Suspension wird in ein Fällbad einge sponnen, welches fein verteilte Substanzen der beschriebenen Art in Dispersion enthält.
Die Fällbäder nach Beispiel I bis IV kön nen auch Stoffe (zum Beispiel sulfonierte Fette oder Fettsäuren) enthalten, welche die Suspension beständiger machen; ferner kann man solche Stoffe, welche die Klebrigkeit der Gebilde erhöhen, zum Beispiel Glyzerin sulfide, wie ä-Ogytrimethylen-1.2-sulfid, der Spinnlösung zumischen.
Zwecks Erzielung von Hohlräumen in den Endprodukten des Erfindungsgemässen Verfahrens kann zum Beispiel Luft oder ein anderes Gas oder eine gasbildende Substanz zum Beispiel Soda. einverleibt werden. Ferner können der Viskose auch mattierende Sub stanzen, zum Beispiel Paraffinöle, zugesetzt werden.
Bei -den Arbeitsweisen nach den Beispie len I bis IV können gefärbte oder farbige fein verteilte Substanzen, zum Beispiel Zellu lose, zerkleinerte Seide, Kunstseide usw., zum Beispiel in Mengen bis zu 5 % in feingemah lenem Zustand in das Fällbad eingetragen werden.
Process for the production of artificial structures. The invention relates to a process for the production of artificial structures such as fibers, threads, ribbons and films, from colloidal solutions of solid organic substances such as cellulose derivatives, protein bodies (fibroin), etc.
It is already known to share finely divided amorphous substances, such as pigments, in solutions of the above raw materials before they are pressed out through nozzles or columns to reduce the gloss of the structures. In this way, an artificial silk can be obtained, for example, which comes close to the natural side in terms of matt gloss.
It is also already known to bring synthetic silk threads, which are obtained by the dry spinning process, in a sticky state into contact with finely divided amorphous substances, which stick to the surfaces of the threads. By using metal powder or luminescent substances or finely divided fibers, special effects that influence the appearance can be achieved.
As is also known, in the wet spinning process, the finely distributed .Stoffees are attached to the structures using special mechanical aids, for example by rolling, after the threads have left the spinning bath and are still sticky or after the finished threads are subsequently sticky again through softening agents have been made.
These methods are not always applicable to advantage.
It has now been found that you can achieve a penetration of finely distributed materials in the structures in another way.
The method according to .der invention for the production of artificial structures from a colloidal solution of organic substances, in which the structures are formed by the action of a liquid precipitant on the colloidal solution of the solid organic substance, is characterized in that the liquid precipitant finely insoluble substances Includes distribution.
Surprisingly, it has been shown .. that the spinning process BEZW. the coagulation and precipitation is in no way disturbed by the addition of insoluble substances in fine distribution to the precipitating liquid.
Since, for example, the individual threads in the felling bath initially swim in isolation without any special aids, as long as they are freely pulled through the felling liquid in one and the same direction, it is possible according to the method of the invention to apply the finely divided substances to the entire surface of the Apply single thread. It is therefore possible to bring large quantities of finely divided substances onto or into the threads and hold them in them. This is of particular importance for the manufacture of staple fiber, which is known to be bundled by cutting and dividing fiber.
Finely distributed insoluble substances in the precipitating agent include, for example, kieselguhr (infusoric earth), the finest glass powder, carborundum powder, precipitated silica and substances with a large surface area (such as bleaching earth), clay obtained from the addition of metallic aluminum , Asbestos, finely divided metals, insoluble oxides and salts, etc.
Or ganic substances such as paraffin, oil, uispersed resins and synthetic resins etc. can also be used. It is particularly advantageous to use sharp-edged substances such as infusoric soil, as well as those which have an adsorbing effect or which can be adsorbed by the structures.
Insofar as the particles of the above-mentioned substances do not adhere permanently or temporarily to the structures or penetrate them, they nevertheless influence their surface and structure by exerting a scraping and roughing effect, for example. Which of the effects mentioned in the previous paragraph mainly occurs depends, among other things, on the type, size and shape of the particles,
on the type of solid organic starting material to be shaped and the character of its solution (for example in the case of viscose, among other things, on the concentration of cellulose and alkali and the degree of ripeness) and finally on the type, composition and temperature of the precipitant. In some cases it is advantageous to choose conditions in which the structures, for example the fibers, are precipitated in slimy or doughy form,
For example, through the use of unripened viscose with little pulp and a relatively high Natron content. By varying the composition of the spinning solution or the precipitation bath and the precipitation conditions, considerable changes in the nature of the end products can be achieved, for example a high percentage of raw material being absorbed by the fibers and (or) considerable changes in the surface (especially roughening).
The effect of the finely divided substances in the precipitant can be increased by dissolving substances in the precipitant which have the effect that the substances distributed in the precipitant are better kept in suspension (for example by adding sulfonated oils). In the spinning solution, even before the spinning, substances can be dissolved that promote the adherence of the dispersed substances (such as 3 = oxytrimethylene-1,2-sulfide). Other adhesives or binders can also be used.
Artificial structures produced according to the invention have in many cases an appearance respectively. a handle that makes them and the products made from them, such as fabrics or knitted goods, particularly pleasing. Furthermore, for example, synthetic threads produced according to the invention and staple fibers produced therefrom are characterized by easy processability, for example by high spinnability or by a very favorable ratio.
old in web. respectively Knitwear.
<B> Whether </B> the first or the second-mentioned effect or i, both appear at the same time, or whether others are added to them, depends, as mentioned above. partly on the nature and composition of the colloidal solution of an organic, special substance used as the starting product, as well as the nature and composition of the precipitation bath,
partly on the number of spinning processes (stagnant or flowing precipitation bath) and not to the slightest extent on the amount and nature of the finely divided substances used.
The insoluble, finely divided substances are expediently suspended not only in the precipitation bath but also in the colloidal solution of the organic substance.
The invention will be explained using the following examples: Example <I> I: </I> 5 to 20% (based on the precipitation bath) of finely divided infusion soil or another sharp-edged substance or a mixture of substances are mixed with a precipitation bath for viscose mixed. The viscose, which can be prepared in various ways, is spun into the precipitation bath containing the suspension in the form of a thread bundle. The precipitated threads can be finished in the usual way.
In a similar way, you can also use ribbons or flat tapes, like films. <I> Example 11: </I> The procedure is analogous to Example I with the difference that <B>, </ B > From the place of viscose a copper ydammonia cellulose solution is used, and the precipitating liquid consists either of water or of caustic potash lye and finely divided infusoric earth or another sharp-edged, finely divided substance.
Example III: The procedure is analogous to Example <B> 1 </B>, but with the difference that a solution of nitrocellulose or acetyl cellulose in a volatile solvent is used instead of viscose. A dispersion of infusion earth or another sharp-edged, finely divided substance in water or an aqueous salt solution is used as the precipitation bath.
<I> Example </I> IV: 0.5 to 10% of a finely divided infusion soil is stirred into a viscose solution or a solution of cellulose in copper hydride ammonia or a solution of nitrocellulose or acetyl cellulose in a volatile solvent or kneaded. The homogeneous suspension obtained in this way is spun into a precipitation bath which contains finely divided substances of the type described in dispersion.
The precipitation baths according to Examples I to IV can also contain substances (for example sulfonated fats or fatty acids) which make the suspension more stable; Furthermore, substances which increase the stickiness of the structure, for example glycerol sulfide such as α-ogytrimethylene-1,2-sulfide, can be mixed into the spinning solution.
To achieve cavities in the end products of the process according to the invention, for example air or another gas or a gas-forming substance, for example soda. be incorporated. Furthermore, matting substances, for example paraffin oils, can also be added to the viscose.
In the working methods according to Examples I to IV, dyed or colored finely divided substances, for example cellulose, shredded silk, rayon, etc., for example in quantities of up to 5% in finely ground condition, can be added to the precipitation bath.