CH204499A - Process for the production of products from regenerated cellulose according to the viscose process, with a smooth surface, especially staple fibers with round fibrils. - Google Patents

Process for the production of products from regenerated cellulose according to the viscose process, with a smooth surface, especially staple fibers with round fibrils.

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CH204499A
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viscose
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De La Viscose Suisse S Societe
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Soc D La Viscose Suisse S A
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F2/00Monocomponent artificial filaments or the like of cellulose or cellulose derivatives; Manufacture thereof
    • D01F2/06Monocomponent artificial filaments or the like of cellulose or cellulose derivatives; Manufacture thereof from viscose

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Description

  

  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.



  Process for the production of products from regenerated cellulose according to the viscose process, with a smooth surface, especially staple fibers with round fibrils. Among the artificial silk on the market, only the fibrils produced by the copper oxide ammonia process have a round cross-section; on the other hand, it was not possible until then to produce viscose rayon of this type by a practically usable method.



  As is well known, viscose rayon with a round fibril cross-section can be obtained by bathing viscose in ammonium sulfate or spinning in the usual spinning baths with a low sulfuric acid content. This can also be achieved by spinning smelly, ripened viscose in common baths. It is known to those skilled in the art, however, that these possibilities cannot practically be carried out, on the one hand because the spinning process is very poor due to frequent fibril breaks, but then the threads obtained in this way have completely inadequate strength properties. The present invention relates to a process for the production of products from regenerated cellulose with a smooth upper surface, in particular rayon with all around fibril cross section, and designed to overcome the above-mentioned difficulties.

   The process consists in decomposing a viscose, which contains an alkali salt of an acid which is stable in a sulfuric acid medium and which is coagulated by saline solutions of 1% minimum and 5% maximum, in sulfuric acid-sodium sulfate baths. As salts in this sense are primarily alkali sulfates, especially sodium sulfate. It has shown. that you can also use alkali salts of organic acids, for example sodium acetate.



  It is already known to spin viscose containing sodium sulfate, but the older process only specifies dilute sulfuric acid as the spinning bath and, the description says nothing about the shape of the fibril cross-link. His own tests have shown that: after this method, fibrils with a polygonal cross section are obtained.

   They also have the disadvantage that they are very swollen, lose their lives very easily when drying and therefore lead to unusable webs. In contrast, the new method gives completely useful results.



  It should be emphasized here that the expression round fibril cross-section is not to be interpreted strictly geometrically. It can happen that slight deformations occur when the swollen fibrils are pressed while drying, however. the lobed and serrated cross-sections of the commercial viscose silk are not preserved according to the new process.



  The alkali salt, especially sodium sulfate. can be added to the viscose at any stage of manufacture. However, it has proven to be useful to add the same in the form of a concentrated solution when dissolving the cellular xantliogenate.



  The amount of sodium sulphate that has to be added to the viscose depends on the composition of the spinning bath and the degree of ripeness at which the viscose is to be spun. The following should serve to explain this relationship: When the Viseose enters the spinning bath, two processes take place at the same time: 1. Coagulation of the cellulose xanthogenate by the salts of the spinning bath, 2. Decomposition of the cellulose xanthogenate by the acids in the spinning bath. If the coagulation now proceeds faster than the decomposition, the fibril cross-section retains the shape of the nozzle opening. If, however, the decomposition proceeds at the same rate or faster than the coagulation, lobed or serrated cross-sections are obtained.



  In the following, the “salt point” determined by the sodium chloride method is used to characterize the degree of maturity of a viscose and we refer to the definition of this term given in patent no. Coagulation can be accelerated: a) By increasing the salinity of the viseose.



  b) By lowering the salt point, that is to say reducing the number of xanthogenate groups in the molecule.



  c) By increasing the sodium sulfate content in the spinning bath, whereby the dissociation of the acid is suppressed.



  d) By reducing the sulfuric acid content in the spinning bath.



  This means that viscose with a low salt point has to add little salt and that with a high salt point has to add more salt. If spinning is to be carried out in baths with a low acid content, the viscose must contain larger amounts of alkali salt and an increase in the acid concentration in the spinning bath requires a lower salt content of the viscose, so that the described effect is achieved.



  The method according to the present invention can not only be applied to the actual rayon. but also on monofilament structures, such as artificial horse hair and ribbons: continue to apply to films, capsules and similar products. They too have a smooth surface and are transparent. In the manufacture of artificial horsehair and foils, there is another advantage that, instead of the ammonium sulfate baths, the sulfuric acid-sodium sulfate baths that are customary for the manufacture of artificial silk can be used, which means not only a simplification, but also a substantial reduction in price.



  In order to better characterize the interrelationships, the following spinning experiments should be cited: Spinning experiment <I> a: </I> A viseose containing 8 o cellulose and 6.5 o sodium hydrotide and matured to salt point 1 is placed in a spinning bath ,

   which contains 20 g sulfuric acid and 25.0 g sodium sulphate per liter at 45-48 C. In the case of threads with individual fibrils below a titer of 6 denier, the spinning operation is very poor, practically almost impossible to carry. The thread of low strength contains fibrils with a round cross-section. The same viscose in a spinning bath containing 120 g of sulfuric acid and 240 g of sodium sulfate per liter, spun at the same temperature, also gives round fibrils, but they have very fine teeth.

    Spinning test b: A viscose containing 8.5% cellulose and 7% sodium hydroxide, as well as 4% anhydrous sodium sulfate, is spun at 45-46 C in a bath containing 20% sulfuric acid, i.e. 238 g per liter. At salt point 6, fibrils with a polygonal cross-section are obtained, but which shows numerous cavities. The web is of low strength and the fibrils show what is known as the Müller effect under the microscope when viewed lengthwise, i.e. a pattern similar to snakeskin. If the same viscose is spun with a salt point of 2.5, the same result is achieved, only the errors are weakened.

   At an even lower salt point, the cross-sections show polygons with rounded corners, and with very strong ripening, almost round cross-sections are obtained. When drying, however, the fibrils stick together, the thread becomes hard and has very poor strength properties. Another experiment, which was carried out with a sodium sulfate content of 8.1%, showed the same result.



  The following examples are intended to characterize the invention: Example 1: A viscose. which contains 8.5% cellulose, 7% sodium hydroxide and 4% anhydrous sodium sulfate, is spon at salt point 4 in a bath containing 100 g of sulfuric acid and 200 g of sodium sulfate at 4.5-46 ° C. The thread of 100 denier with 60 fibroids shows exclusively round fibril cross-sections. After the usual aftertreatment, it has the following serimetric values: dry strength 2.1 g / denier, wet strength 0.9 g / denier, dry extensibility 10%, wet extensibility 10%.

   Artificial copper silk, although made in a completely different process, has very similar values, namely high strength with moderate elasticity. Example 2: A viscose containing 8.4% cellulose, 7.8% sodium hydroxide and 4% sodium acetate is spun at 4546 C at a salt point of 3% in a bath containing 100 g of sulfuric acid and 200 g of sodium sulfate per liter. The result is a viscose silk with an approximately round fibril cross-section.



  In the examples, NaOH is understood as the total alkalinity of the viscose titrated with phenolphthalein, calculated as NaOH.



  It goes without saying that the explanation of our process given in Examples 1 and 2 in no way means a restriction of the invention, but that all variants carried out in the same way fall under the scope of the process.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von Produkten aus regenerierter Zellulose mit glatter Ober- fläche,dadurch gekennzeichnet, dass man eine Viscose, die ein Alkalisalz einer in schwefel saurem Medium. beständigen Säure enthält und die durch Kochsalzlösungen von 1 im Minimum und 5 W% im Maximum koagu liert wird, in Schwefelsäure-Natriumsulfat bädern zersetzt. UNTERANSPRüCHE: 1. PATENT CLAIM: Process for the production of products from regenerated cellulose with a smooth surface, characterized in that one uses a viscose, which is an alkali salt, in a sulfuric acid medium. contains stable acid and which is koagu lated by saline solutions of 1 in the minimum and 5 W% in the maximum, decomposed in sulfuric acid-sodium sulfate baths. SUBCLAIMS: 1. Verfahren gemäss Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Viscose Natrium- sulfat enthält. 2. Verfahren gemäss Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Viscose ein Al kalisalz einer organischen Säure enthält. 3. Process according to claim, characterized in that the viscose contains sodium sulphate. 2. The method according to claim, characterized in that the viscose contains an Al potassium salt of an organic acid. 3. Verfahren gemäss Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet dass die Viscose Natriuma- aMat enthält. 4. Verfahren gemäss Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man das Alkalisalz der Viscose beifügt. 5. Verfahren gemäss Patentanspruch, zur Herstellung von Gespinsten. mit rundem Fibrillenquerschnitt. 6. Verfahren gemäss Patentanspruch, zur Herstellung von monofilen Gebilden mnit rundem Querschnitt. i. Verfahren gemäss Patentanspruch, zur Herstellung von Bändchen. B. Verfahren gemäss Patentanspruch, zur Herstellung von Folien. Process according to patent claim, characterized in that the viscose contains sodium aMat. 4. The method according to claim, characterized in that the alkali salt is added to the viscose. 5. The method according to claim for the production of webs. with a round fibril cross-section. 6. The method according to claim for the production of monofilament structures with a round cross-section. i. Method according to claim for the production of ribbons. B. A method according to claim for the production of films. ss. Verfahren gemäss Patentanspruch, zur Herstellung von Kapseln. ss. Process according to claim for the production of capsules.
CH204499D 1937-07-20 1937-07-20 Process for the production of products from regenerated cellulose according to the viscose process, with a smooth surface, especially staple fibers with round fibrils. CH204499A (en)

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