CH200072A

CH200072A - Verfahren zur Herstellung von geformten Gebilden aus chloroformlöslicher Acetylzellulose.

Info

Publication number: CH200072A
Authority: CH
Inventors: Aktiengesellsc Farbenindustrie
Original assignee: Ig Farbenindustrie Ag
Priority date: 1937-01-19
Filing date: 1937-12-08
Publication date: 1938-09-30

Description

Verfahren zur Herstellung von geformten Gebilden aus chloroformlöslicher Acetylzellulose. Das Patent betrifft ein Verfahren zur Herstellung geformter Gebilde wie Fä den, Fasern, Bändern, Filmen und dergl. aus chloroformlöslicher Acetylzellulose.

Zur Herstellung künstlicher Gebilde aus Aoetylzellulose, z. B. von Fasern. oder Fäden., geht man .gewöhnlich von acetonlösliohem Zelluloseacetat aus, das nach dem Aoetylie- rungsprozess ausgefällt und dann in einem geeigneten Lösungsmittel ;gelöst wurde. Es sind zwar auch Versuche bekannt geworden.

.das zunächst entstehende ehloroformlösliche Zelluloseaoetat zum Beispiel auf Kunstseide- fäden zu verarbeiten.

Hierbei hat man unter anderem auch vorgeschlagen, die bei der Acetylierung entstehenden Rohlösungen der Acetylzellulose unmittelbar auf trockenem oder nassem Weg zu verspinnen. Die bis herigen Vorschläge dieser Art haben jedoch nicht zu praktischen Erfolgen geführt. Denn es treten beim Verspinnen,

der Lösungen im- mer wieder Verstopfungen, der Filterkerzen und Düsen, sowie häufige Fadenbrüche auf, so dass ein fortlaufendes .Spinnen nicht mög lich ist. Ausserdem hatten die so erzeugten Fäden oder Fasern zu schlechte mechanische Eigenschaften, z.

B. keine genügende Festig keit und Dehnung. Auch die sonstige Be- schaffenheit der Fäden, wie Glanz und Weichheit war unbefriedigend. Auf diese Verhältnisse und die hier herrschenden Schwierigkeiten, ist in, der Literatur mehr fach hingewiesen;

vergleiche zum Beispiel "Die Kunstseide" 1929, @S. 4'34 und "Mell. Text. Ber." 19,31, B. 2100.

Es wurde nun gefunden, dass sich ge- formte Gebilde aus chloroformlöslichem Zellulo#seacetat von sehr guten mechanischen Eigenschaften in einwandfreier Weise her- stellen lassen, wenn man die im nachfolgen den angegebenen Bedingungen einhält.

Das erfindungsgemässe Verfahren wird dabei an- hand der Herstellung von Kunstfäden bezw. -fasern beschrieben. Es versteht sich, daB es unter sinngemässer Abänderung auch für die Herstellung künstlicher Bänder,

Filme und dergl. angewandt werden kann. Das Verfah- ren besteht kurz zusammengefasst darin, dass man eine bei der Acetylierung anfallende Rohlösung von chloroformlöslichem Zellulose- aoetat in @Eisesgig, die vom Katalysator be freit und auf einen Prozentgehalt von 12 his 16% Zellulosaoetat eingestellt ist,

auf höhere Temperaturen vorheizt und sie dann in eine wäBrige Lösung eines anorganischen Salzes von Temperaturen unter etwa30' C verspinnt,

wobei das Fällbad zweckmässig im Gegenstrom zu den ausgefällten Fä d.#n geführt wird und sich bis auf maximal 20 bis 30% an Essigsäure anreichert.

Um möglichst hochbeständige Faden oder Fasern zu erhalten, geht man dabei zweck mässig von solchen Aoetylzelluloserohlösun- gen aus, die unter Verwendung geringer Mengen von Katalysatorsäure hergestellt sind und daher leicht in eine stabile Form gebracht werden können;

solche Lösungen werden unter anderem erhalten, wenn man bei der Acetylierung reaktionsregelnde Löse mittel verwendet, wie dies zum Beispiel in den Verfahren der DRP Nr.

526479 und 528821 geschieht. Dabei ,kann der Essig- säuregehalt der Aoetylzelluloee, die noch chloroformlöslich sein, aber keine wesent, liehen aoetonlöslichen Anteile enthalten soll,

zwischen etwa 5 % und dem theoretischen Wert für 7ellulooetria,oetat liegen;

als beson- ders brauchbar Ausgangsmaterial haben sich die sehr homogenen, schwach hydroly- sierten Zelluloseaoetatrohlösungen mit einem Essigsäuregehalt von 60 bis 61,

5% erwiesen. In den Zelluloceaaetatrohlösungen wird der Katalysator in geeigneter Weise abge- stumpft, beispielsweise durch Zusatz einer basisch wirkenden Substanz, welche mit der Katalysatonsäure eine Verbindung bildet,

welche in den Lösungen leicht löslich ist, bezw. in kolloidaler Form ausfällt, so dass die Lösungen Filter, Spinndüsen und dergl. störungsfrei passieren. Dann wenden die Lö- sungen durch Abdestillieren etwa.

vorhande ner anderer Lösungsmittel, Zugabe von Eis- essig usw. auf einen Gehalt an chlorofoarm- löslichem 7elluloseaeetat von 1? bis 16 eingestellt. @Es hat sieh nämlich gezeigt,

dass in diesem Konzentrationsbereich das Spinn verfahren besonders sicher und wirtschaft lich ist und die erhaltenen Gebilde die besten mechanischen Eigenschaften aufwei sen.

Eine überrssschende günstige Wirkung auf den Spinnprozess und die Eigenschaften der Fäden übt hierbei ein geringer Gehalt der Spinnlösung an Methylenchlorid und Wasser aus (etwa 2 bis 6 % ).

Zur Erzielung besonderer Effekte können der Lösung auch noch Weichmachungsmittel, Mattierungsmittel, Farbstoffe usw. zuge geben werden.

Die so hergestellte Lösung wird nun vor dem Verspinnen erwärmt, so dass sie beim Eintreten in das Fällbad eine höhere Tempe- ratur als jenes besitzt. Die Höhe der Vor heizung hängt

loben in gewissem Masse von der Konzentration bezw. der Viskosität der Spinnlösung ab. Bei höherer Konzentration oder höherer Viskosität wind auch die Vor heizung zweckmässig höher gewählt, z. B.

erwärmt man auf 70 bis 80' C oder sogar 90' C, während im andern Fall ein Erwär men auf 50 bis60' C s & on genügen kann.

Die derart vorgeheitte Spinnlösung lässt man nun zum Beisp1al durch eine der üb lichen Spinndüsen in eine wä.ssrige anorga- nische Salzlösung austreten, die im Ver gleich zur Spinnlösung eine niedrige Tempe- ratur,

zweckmässig eine solche unter 30' C besitzt. Es können hierbei verschiedene teils schon früher vorgeschlagene anorganische Salzbäder verwendet werden, z. B.

Lösungen von Natriumaoetat, Chlorcalcium undRTI ID="0002.0250" WI="11"HE="4" LX="1813" LY="1905"> dergl.; als besonders zweckmässig hat es sich jedoch erwiesen,

ammaniumsalzhaltige Fällbäder zu verwenden. Die Konzentration .der Fällbäder kann innerhalb weiter Grenzen schwan ken und beispielsweise zwischen 10 bis30% liegen.

Das Fällbad wird auf die ausgefällten Fäden zweckmässig im Gegenstrom zur Ein- Wirkung ,gebracht, wobei Menge und Strö mungsgeschwindigkeit so ,gewählt werden, %a1 es sich im Laufe der Fällung bis auf etwa 20 bis3,0% an Essigsäure anreichert.

Die hierbei herrschenden Fällbedingungen haben sich als besonders günstig erwiesen und führen zu Fäden von sehr guten mecha.- nisehen und textilen Eigenschaften, z. B. Festigkeit, Dehnung, Glanz und Weichheit.

Ausserdem ist die Rückgewinnung der Essig säure aus den Fällbädern, in denen sie be reits stark angereichert ist, auf verhältnis mässig einfache und wirtschaftliche Weise möglich..

Durch das günstige Zusammenwirken der im vorstehenden .geschilderten, Einzelmass- nahmen ist es nunmehr möglich geworden, künstliche Gebilde, z. B.

Kunstseide oder Kunstfasern, von den heute geforderten Eigenschaften aus den Rohlösungen chloro.- formlöslicher Acetylzellulose sicher, stö rungsfrei und wirtschaftlich herzustellen und damit ein ,schon lange offenes Problem der Technik zu lösen.

Beispiel 1: 100 Teile .gebleichte, vorbehandelte Zellu lose werden mit einem Gemisch aus 275 Tei len Essigsäureanhydrid, 400 Teilen Methy- lenchlarid und1,3 Teilen .Schwefelsäure (spez. Gewicht 1;84) acetyliert. Nach Be endigung der Reaktion wird der l;Tberschuss des A,nhydridsi mit 50 Teilen 50%iger Essig säure zerstört.

Die Lösung wird dann durch Erhitzen auf 50 bis 60' C in zwei bis sechs Stunden auf einen Essigsäuregehalt von 60 bis 6;1,% herab hydrolysiert. Dann wird die Katalysatorsäure abgestumpft, das über- schüssige Methylenchlorid abdestilliert, die Losung auf eine Zusammensetzung von 14 A cetylzellulose, 27o Methylenchlorid,

3 Wasser und 8,17o Eisessig eingestellt, fil- triert und entlüftet. Danach wird die Lö sung auf dem Wege zur Spinndüse in einem ,doppelwandigen Spinnrohr mit heissem Was ser auf 70 bis801 C angewärmt und im Gegenstrom in ein wässriges Fällbad von 25 C, das 20% Amm.onchlorid enthält, ver- sponnen. Der Du rchflussi des Bades wird so eingestellt,

dassi sieh die Essigsäure in idem- selben in,der Nähe der Düse auf 17 bis 20 anreichert.

Beispiel 2: Eine nach Beispiel 1 hergestellte Lösung wird auf eine Zusammensetzung von 15 Acetylzellulose, 3,% Methylenchlorid,

4 Wasser und78% Eisessig eingestellt. Nach der Filtration und Entlüftung wird die Lö sung mittels eines beheizten Spinnrohres auf 80 bis 90' C erwärmt un:d durch eine Spinn- .dü@e in ein;

Spinnbad gepresst, das 30 % Am monsulfat enthält und auf eine Temperatur ,von 20' C eingestellt ist. Das Fällbad wird dabei dem Faden -derart entgegengeführt, ,dass sich die Essigsäure in der Nähe -der Spinndüsen auf 2i0,bis %% anreichert.

Beispiel 3: Eine nach Beispiel 1- hergestellte Lösung wird auf eine Zusammensetzung von 1,3, Acetylzellulose, 21% Methylenchlorid,

31% Wasser und82% Eisessig .eingestellt. Nach deir Filtration und Entlüftung wird die Lö sung auf dem Weg zur Spinndüse auf 55 bis 65 C angewärmt und .im Gegenstrom in ein Spinnbad aus 1,5 % iger Ammonehlorid- lösung mit einer Temperatur von 15 C aus gesponnen.

Beispiel Eine nach Beispiel 1 hergestellte Lösung wird wie in Beispiel 3 eingestellt. Nach der Filtration und Entlüftung wird die Lösung vor der Düse auf 70 bis 80 C angewärmt und im .Gegenstrom in eine 20 % ixe Natrium- chlorid-1ösung von 3;0' C versponnen.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung geformter Ge bilde aus chl.oroformlös@lich:em Zelluloseacetat durch Ausfällen desi Zelluloseacetats mittels wässriger Fällbäder,dadurch gekennzeichnet., ,dass man eine vom Katalysator befreite 1.2 bis 1i6,

% ixe Rohlösung des Zelluloseaoetats in Eisessig auf höhere Temperatur erwärmt und in eine wässrige Lösung eines anorga- nischen Salzes von Temperaturen unter etwa 30 C verspinnt.

UNTERANSPRÜCHE: 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass .das wässrige Fällbad auf die ausgefällten Gebilde im Gegen- strom zur Einwirkung kommt, wobei sich die Essigsäure im Fällbad bis auf maxi mal 20-bis 30 ,wo anreichert. 2.

Verfahren nach Patentanspruch und Un teranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zelluloseamtatlösung geringe Mengen Methylenchlorid und Wasser ent- hält. 3.

Verfahren nach Patentanspruch und Un teransprüchen 1 und 2, dadurch gekenn- zeichnet, dass als F'ällbad eine wäss-rige Ammonsalzlösung verwendet wird.