Verfahren zur Herstellung von Produltten aus regenerlerter Zellulose nach dem Viscoseverfahren, mit glatter Oberfläche, besonders Spinnfasern mit runden Fibrillen. Unter den Kunstseiden des Handels besitzt einzig die nach dem Kupferoxyd ammoniakverfahren hergestellte Fibrillen mit rundem Querschnitt; dagegen war es bis dahin nicht möglich, Viscosekunstseide dieser Art nach einem praktisch brauchbaren Ver fahren herzustellen.
Bekanntlich kann man Viscosekunstseide nit rundem Fibrillenquerschnitterhalten, in dem man entweder Viscose in Ammonsulfat bäder oder in den üblichen Spinnbädern mit geringem Schwefelsäuregehalt verspinnt. Weiter lässt sich dies auch erreichen, indem man stank gereifte Viscose in den gebräuch lichen Bädern verspinnt. Es ist dem Fach mann aber bekannt, dass sieh diese Möglich keiten praktisch nicht durchführen lassen, einmal weil der Spinnlauf durch häufige Fibrillenbrüche sehr schlecht ist, dann aber besitzen die so erhaltenen Fäden völlig un genügende Festigkeitseigenschaften. Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Produkten aus regenerierter Zellulose mit glatter Ober fläche, insbesonders Kunstseide mit rundum Fibrillenquersehnitt, und gestaltet die Über windung der oben erwähnten Schwierig keiten.
Das Verfahren besteht darin, dass man eine Viscose, die ein Alkalisalz einer in sehwefelsaurem Medium beständigen Säure enthält und die durch Kochsalzlösungen von 1. % im Minimum und 5 % im Maximum koaguliert wird, in Schwefelsäure-Natrium sulfatbädern zersetzt. Als Salze in diesem Sinne kommen in erster Linie Alkalisulf ate, besonders Natriumsulfat in Betracht. Es hat sich gezeigt. dass man auch Alkalisalze or ganischer Säuren, beispielsweise Natrium- aoetat verwenden kann.
Es ist bereits bekannt, natriumsulfat- haltige Viscose zu verspinnen, aber das ältere Verfahren gibt nur verdünnte Schwefel säure als Spinnbad an und ,die Beschreibung sagt.nichts aus über die Form des Fibrillen- quersohnittes. Eigene Versuche haben er geben, :dass nach ,diesem- Verfahren Fibrillen mit polygonalem Querschnitt erhalten wer den.
Sie besitzen zudem noch den Nachteil, dass sie sehr stark gequollen sind, beim Trocknen sehr leicht verlleben und daher zu unbrauchbaren Gespinsten führen. Im Ge gensatz dazu gibt das neue Verfahren völlig brauchbare Resultate.
Es sei hier betont, dass der Ausdruck runder Fibrillenquerschnitt nicht streng geo- metriseh aufzufassen ist. Es kann vorkom men, dass durch Pressung der gequollenen Fibrillen beim Trocknen leichte Deforma tionen eintreten, hingegen. werden nach dem neuen Verfahren die gelappten und gezähnel- ten Querschnitte der Viscosckunstseide des Handels nicht erhalten.
Das Alkalisalz, besonders Natriumsulfat. kann in jedem Stadium der Herstellung der Viscose beigefügt werden. Es hat sich aber als zweckmässig erwiesen, dasselbe in Form einer concentrierten Lösung bei der Auf lösung des Zelulosexantliogenates zuzu setzen.
Die Menge des Natriumsulfates, die der Viscose zugesetzt werden muss, hängt von der Zusammensetzung des Spinnbades, sowie vom Reifegrad, bei dem die Viscose versponnen werden soll, ab. Zur Erläuterung dieser Ver hältnisse soll das Folgende dienen: Beim Eintritt der Viseose in das Spinn bad spielen sich gleichzeitig zwei Prozesse ab: 1. Koagulation des Zellulosexanthogenates durch die Salze des Spinnbades, 2. Zersetzung des Zellulosexantlhogenatess durch die Säuren des Spinnbades. Verläuft nun die Koagulation rascher als die Zer setzung, so behält der Fibrillenquerschnitt die Form der Düsenöffnung. Wenn aber die Zersetzung gleich schnell oder schneller als die Koagulation verläuft, so werden ge lappte oder gezähnelte Querschnitte erhalten.
Im nachfolgenden wird zur Charalkterisie- rung des Reifegrades einer Viscose der nach der Natriumchloridmethode bestimmte "Salz punkt" herangezogen und wir verweisen auf die im Patent Nr. 108045 gegebene Defini tion dieses Begriffes. Die Koagulation kann beschleunigt wer den: a) Durch Erhöhung des Salzgehaltes der Viseose.
b) Durch Herabsetzung des Salzpunktes, das heisst Verkleinerung der Zahl der Xantho- genatgruppen im Molekül.
c) Durch Erhöhung des Natriumsulfat gehaltes im Spinnbad, wodurch die Dissocia- tion der Säure zurückgedrängt wird.
d) Durch Reduktion des Schwefelsäure gehaltes im Spinnbad.
Hieraus ergibt sich, dass Viscosen mit niedrigem Salzpunkt wenig, solchen mit hohem Salzpunkt mehr Salz zuzusetzen ist. Soll in Bädern mit geringem Säuregehalt gesponnen werden, so mnuss die Viseose grössere Mengen Alkalisalz enthalten und eine Er- lhöhung der Säiureconcentration im Spinnbad bedingt einen geringeren Salzgehalt der Vis- cose, damit der besehriebene Effekt erzielt wird.
Das Verfahren nach der vorliegenden Er findung lässt sich aber nicht nur auf die eigentlichen Kunstseiden. sondern auch auf monofile Gebilde, wie Kunstrosshaar und Bändchen anwenden: weiterhin auf Folien, Kapseln und ähnliche Produkte. Auch sie besitzen eine glatte Oberfläche und sind transparent. Bei der Fabrikation des Kunst rosshaares und der Folien ergibt sieb noch als weiterer Vorteil, dass man an Stelle der Ammonsulfatbäder die für die Kunst seidenherstellung gebräuchlichen Schwefel säure-Natriumsulfatbäder verwenden kann, was nicht nur eine Vereinfachung, sondern auch .eine wesentliche Verbilligung bedeutet.
Zur besseren Charakterisierung der Zu sammenhänge sollen folgende Spinnversuche angeführt werden: Spinnversuch <I>a:</I> Eine Viseose, die 8 o Zellulose und 6,5 ö Natriumhydrotyd enthält und bis zum Salz punkt 1 gereift wurde, wird in einem Spinn bad,
das im Liter 20 g Schwefelsäure und 25.0g Natriumsulfat enthält bei 45-48 C veisponnen. Bei Fäden mit Einzelfibrillen unter einem Titer von 6 Denier ist der Spinn lauf sehr schlecht, praktisch fast undureh- führbar. Der Faden von geringer Festigkeit enthält Fibrillen mit rundem Querschnitt. Die gleiche Viscose in ein Spinnbad das 120 g Schwefelsäure und 240 g Natriumsulfat im Liter enthält, bei der gleichen Temperatur versponnen, gibt ebenfalls runde Fibrillen, die aber eine sehr feine Zähnelung aufweisen.
Spinnversuch b: Eine Viscose, die 8,5 % Zellulose und 7 Natriumhydroxyd, sowie 4% wasserfreies Natriumsulfat enthält, wird bei 45-46 C in ein Bad, das 20 % Schwefelsäure, das heisst 238 g im Liter enthält, versponnen. Beim Salzpunkt 6 werden Fibrillen mit polygona lem Querschnitt erhalten, der aber zahlreiche Hohlräume zeigt. Das Gespinst ist von ge ringer Festigkeit und die Fibrillen zeigen unter dem Mikroskop bei der Längsaufsicht den unter dem Namen Müllereffekt bekann ten Fehler, das heisst eine schlangenhaut ähnliche Zeichnung. Wird die gleiche Viscose bei einem Salzpunkt von 2,5 versponnen, so wird das gleiche Resultat erzielt, nur sind die Fehler abgeschwächt.
Bei noch tieferem Salzpunkt zeigen die Querschnitte Polygone mit abgerundeten Ecken und bei sehr starker Reifung werden fast runde Querschnitte er halten. Beim Trocknen verkleben aber die Fibrillen, der Faden wird hart und besitzt sehr schlechte Festigkeitseigenschaften. Ein anderer Versuch, der mit einem Natrium sulfatgehalt von 8,1% durchgeführt wurde, zeigte das gleiche Resultat.
Für Charakterisierung der Erfindung sollen die folgenden Beispiele gegeben wer den: Beispiel 1: Eine Viskose. die 8,5 % Zellulose, 7 % Na triumhydroxyd, sowie 4 % wasserfreies Na triumsulfat enthält, wird beim Salzpunkt 4 in ein Bad, das 100 g Schwefelsäure und 200 g Natriumsulfat bei 4,5-46' C verspon nen. Der Faden von 100 Denier mit 60 Fib- rillen zeigt ausschliesslich runde Fibrillen- querschnitte. Nach der üblichen Nachbehand- lung besitzt er folgende serimetrische Werte: Trockenfestigkeit 2,1 g/Denier, Nassfestigkeit 0,9 g/Denier, Trockendehnbarkeit 10%, Nass dehnbarkeit 10%.
Kupf erkunstseide, obgleich naoh einem völlig verschiedenen Verfahren hergestellt, besitzt ganz ähnliche Werte, näm lich hohe Festigkeit bei mässiger Dehnbarkeit. Beispiel 2: Eine Viscose die 8,4% Zellulose, 7,8 Natriumhydroxyd und 4 % Natriumacetat enthält, wird bei einem Salzpunkt von 3% in einem Bad, das im Liter 100 g Schwefel säure und 200 g Natriumsulfat enthält bei 4546 C versponnen. Es resultiert eine Viscosekunätseide mit annähernd rundem Fibrillenquerschnitt.
In .den Beispielen wird als NaOH die mit Phenolphtalein titrierte Gesamtalkalinität der Viscose, berechnet als NaOH verstanden.
Es ist selbstverständlich, dass die in den Beispielen 1 und 2 gegebene Erläuterung unseres Verfahrens in keiner Weise eine Ein schränkung der Erfindung bedeutet, sondern dass alle Varianten, die im Sinne derselben durchgeführt werden, unter den Bereich des Verfahrens fallen.