CH223754A - Verfahren zur Herstellung von Fäden, Filmen usw. aus regenerierter Zellulose. - Google Patents

Description

      Verfahren    zur Herstellung von Fäden,     Firnen    usw. aus regenerierter Zellulose.    Die Erfindung bezieht sieh auf ein Ver  fahren zur Herstellung von Fäden, Filmen  usw. durch Fällen von     Viskoselösungen,    die  besonders vorteilhafte Eigenschaften haben,  z. B. auf die Herstellung von Fäden, die  einen wollähnlichen Griff und gegebenen  falls ausserdem noch andere günstige Eigen  schaften, wie z. B. ein besonders vorteilhaf  tes Aussehen,     d.    h. keinen hervorstechenden  Glanz, -sowie einen erhöhten Gebrauchswert  besitzen.

   Bei der Herstellung von Fäden aus       regenerierter    Zellulose hat man einen beson  deren unerwünschten Glanz als Übelstand  ebenso empfunden wie eine     Glattheit    der er  zeugten Faser, und man hat versucht, eine  Kräuselung der glatten gesponnenen Fäden  z. B. durch mechanische Bearbeitung und ge  gebenenfalls     nachherige    Fixierung herbeizu  führen.  



  Bei einem solchen Vorgehen wurde jedoch  der     Gebrauchswert    der behandelten Ware  nicht nur nicht erhöht, sondern unter Um  ständen stark beeinträchtigt. Auch Vor-         schläge,    die     Fixierung    der mechanisch her  vorgerufenen     Kräusielungseffekte    zu bewir  ken durch Einverleibung von Kunstharzen  oder     gunstharzbildungskomponenten    und der  Kräuselung folgende     Wärmebehandlung    zur  Bildung     bezw.    Härtung der Kunstharze  konnten eine völlige Lösung des Problems  nicht bringen, da bei einem solchen Verfah  ren notwendigerweise der Zellulose Stoffe  einverleibt werden,

   die sich in ihren     Elasti-          zitätseigenschaften    von der     Zellulose=    . völlig  unterscheiden. Auch ist .die Gefahr vorhan  den, dass das Spinnen .durch Zugabe solcher  Stoffe zumindest erschwert wird.  



  Nach der Erfindung wird     vorgeschlagen,     die Herstellung von Fäden, Folien usw. aus  regenerierter Zellulose vorzunehmen unter  Mitbenutzung von in Alkali löslichen,     unsül-          fürierten        Ligninabkömmlingen.        Als        Lignin-          abkömmlinge    kommen vor     al:em        Lignin-          umwandlungsprodukte    in Betracht, wie sie ge  wonnen werden aus wenig oder gar nicht ab  gebautem     Lignin,    z. B. dem     Lignin,    wie es           bei    der Holzhydrolyse, z.

   B. der Holzver  zuckerung, anfällt durch Behandeln mit       Lösungsmitteln,        insbesondere    Alkali, und  Abtrennen vom Ungelösten, wobei die ent  stehenden Lösungen als solche oder aus  ihnen isolierte Stoffe verwendet werden kön  nen.     A19        Lösungsmittel    können auch verwen  det werden Phenol,     Dioxan,    Alkohol usw.  



       Insbesondere    eignen sich     "Alkalilignin",     wie sie durch schonende Behandlung von       Holzhydrolyselignin    mit. Alkali in     Lösung     erhalten werden können und die vom Unge  lösten abzutrennen sind. Man kann     diese     alkalische Lösung als solche anwenden in       konzentrierter    Form oder auch die darin ent  haltenen Stoffe, wobei jedoch darauf zu  achten ist,     dass    eine vollkommene Lösung bei  dem Verfahren der Herstellung von Fäden  usw. eintritt.

      Die Zufügung solcher     Ligninabkömm-          linge    kann erfolgen vor oder während der  Herstellung von     Alkalizellulose    aus Zellstoff  und     bezw.    oder vor oder während der Um  wandlung dieser     Alkalizellulose    in     Zellulflse-          xanthogenat    und     bezw.    oder vor oder wäh  rend der Lösung des     Zellulosexanthogenats     in Natronlauge und     bezw.    oder vor oder wäh  rend der Nachreifung.  



  Die     Zellulose,    der Ausgangsstoff für die       Herstellung    von Fäden, Filmen usw., aus       Zellulosehydrat,    wird     bestimmten    Prozessen       unterworfen,    um sie für das Verspinnen usw.  geeignet zu machen. Zellstoff wird in Alkali  zellulose übergeführt durch eine Behandlung  mit Natronlauge     bestimmter    Konzentration,  z. B. im sogenannten     "Tauchprozess",    bei dem  zweckmässig mit     Ätznatronlauge    von 17 bis  <B>28%</B>     rltznatrongehalt    gearbeitet wird.

   Hier  durch soll ein teilweiser Abbau der langen       Zellulosekettenmoleküle    bewirkt und die für  das     spätere        Inläsungbringen    durch eine  gleichmässig verlaufende     Xanthogenierung     für erforderlich erachtete Aufteilung der  Strukturelemente herbeigeführt werden. Ein  allzu starker Abbau und eine damit Hand  in Hand gehende     beträchtliche    Verringerung  des     Polymerisationsgrades    der Kettenmole-         küle,    die die Qualität der Fäden vermindern  würde, ist dabei zu vermeiden.  



  Die     Verminderung    der     Tauchlaugenkon-          zentration,    der Zusatz bestimmter reduzie  rend oder oxydierend wirkender Chemikalien  oder die Abkürzung .des Reifeprozesses füh  ren keine     befriedigenden    Wirkungen herbei.  Das gleiche gilt für     a    solche Verfahren, bei  denen unter Ausschluss von     Luftsauerstoff     gearbeitet wird, da auch bei     Luftausschluss          bezw.    im Vakuum ein beträchtlicher Abbau  eintritt.  



  Nach den Arbeiten von     Sakurada    und       Okamura    ist     Alkalizellulose    eine Molekül  verbindung, die bestimmten     stöchiometri-          schen        Ges@etzmässigkeiten    unterworfen ist, so  dass danach gewisse     Molverhältnisse    Alkali:  Zellulose eingehalten werden müssen, um zu  einer für die     Sulfidierung    brauchbaren     'Ta-          tronzellulosemodifikation    zu gelangen.

   Eine  Beeinflussung oder gar eine willkürliche  Steuerung     des        teilweisen    Abbaues des Zell  stoffes erschien danach im     wesentlichen    nicht  möglich.  



  Ein übermässiger, die Qualität ungünstig       beeinflussender    Abbau kann weitestgehend       bezw.    ganz vermieden werden und ein End  produkt. mit gesteigertem     Gebrauchswert    er  halten werden, wenn die Bildung der Alkali  zellulose in     Gegenwart    von in der Lauge       löslichen.,        unsulfonierten        Ligninumwand-          lungsprodukten    - insbesondere den durch  schonende Behandlung von nicht oder nur in  geringem Masse aufgespaltenen     Ligninstof-          fen,    wie z.

   B. bei der Holzhydrolyse (Holz  verzuckerung) anfallenden     Lignin,    mit,       Lösungsmitteln,        vorzugsweise        Alkalilaugen,     nach Abtrennen des Ungelösten gewonne  nen Lösungen oder daraus     gewonnenen    Stof  fen -     durchgeführt    wird.  



  Der Zellstoff kann entweder in Platten  form oder in     bereits        zerfasertem    Zustand in  der üblichen Weise dem     "Tauchprozess"     zwecks Bildung der     Alkalizellulose    unter Be  nutzung einer     Atznatronlauge    üblicher Kon  zentration unterworfen werden, die das     Um-          wand#lungsprodukt    eines hochmolekularen       Lignins,    z. B.     Ho:zhydrolyselignin,    mit      Alkalien gelöst enthält. Der Anteil der  löslichen     Ligninumwandlungsprodukte    soll  zweckmässig 20%     -des    eingebrachten Zell  stoffgewichtes nicht übersteigen.

   Die so     her-          gestellae        Alkalizellulose    wird schwerer ab  gebaut, und ihr     Polymerisationsgrad    bleibt  höher.  



  Nach einer Ausführungsform wird die  Temperatur der Tauchlauge erhöht und die       Vorreife    verkürzt oder weggelassen. Selbst  ohne     Vorreife    wird eine Viskose mit guten  spinnbaren     Anfangsviskositäten    erhalten.  



  Die Gegenwart der     Ligninkörper    stört die  nachfolgende     Sulfidierung    nicht. Sie wirkt  bei dem Verspinnen keineswegs :schädlich.  sondern übt im     Gegenteil        einen:    qualitätsver  bessernden     Einfluss    aus. Das Verfahren nach  der Erfindung kann z.

   B.     auch    so ausgeführt  werden, dass nach dem Behandeln mit Lauge  in Gegenwart der     Ligninabkömmlinge,        ins-          b,2sondere        Alkalilignin,    in der üblichen  Weise     abgepresst    und entweder eine     Vorreife     vorgenommen oder, sofern bei höheren Tauch  laugentemperaturen als üblich gearbeitet  wurde, ohne oder nach einer     verkürzten    Vor  reife, in der üblichen Weise sofort     sulfidiert,     d. h. durch Behandeln mit Schwefelkohlen  stoff das     Xanthogena.t    gebildet wird.  



  Die günstige Wirkung dieser     Ligninkör-          per    ist unter anderem wohl darauf zurückzu  führen, dass diese Stoffe ein verhältnismässig       grosses        Sauerstoffbindungsvermögen    besitzen  und die     Alkalizellulosestabilisieren        bezw.     den     Bildungsprozess    der     Alkalim_lulose     dämpfen.

   Das Verfahren kann auch durchge  führt werden durch Zusatz der     Ligninab-          kömmlinge    während oder nach der Bildung  der     Alkalizellulose.    Es können auch zu  sätzlich die     Ligninabkömmlinge    während       undloder    nach der     Alkalizellulosebildung    zu  gefügt werden.  



  Die     Mitverwendung    von Oxydationsmit  teln als Reaktionsbeschleuniger ist bei dem  Verfahrender Erfindung nicht zweckmässig,  da diese in erster Linie für den Abbau ver  antwortlich sind und da sie den     Ligninkör-          per,    ähnlich wie das von Dörr bei Hemizellu-    losen gefunden wurde, in erster Linie angrei  fen.  



  Man schreibt dem     Natriumzellulosexan-          thogenat    folgende     Formel.    zu:  
EMI0003.0045     
    d. h. der     Xanthogenatrest    lagert sich an eine       Hydrogylgruppe    der Zellulose an. Es     isst    zu  vermuten, dass dies in gleicher Weise bei den       Hydroxylgruppen    des     Lignins    der Fall ist  und     also,    ein     Zellulos        e-Lignin-Xanthogenat     entsteht.  



  Das     Xanthogenat    wird in der üblichen  Weise in Natronlauge von z. B. 4     %        Atz-          natrongehalt    gelöst. Es ist zweckmässig, vor,  während oder nach diesem     Lösen    die     Lignin-          stoffe    z. B. in einer Menge von 1 % zuzu  setzen. Eine Hydrolyse und Qualitätsver  schlechterung wird dadurch vermieden.  



  Hat die     Xantliogenatlösung    den richtigen  Zustand erreicht, was durch Messung der  Viskosität     mittels        eines        Kugelfallviskosi-          meters    bestimmt wird, so kommt diese  Lösung zur Nachreife, bei der eine Abspal  tung der über das     Zelluloseligninmolekül     verteilten     Sudfothiokarbonatre.ste    vor sich  geht. Nach Beendigung der durch die übli  chen Methoden geprüften Reife wird gefil  tert und     entlüftet    und anschliessend wie  üblich versponnen.  



  Durch die     Fällflüssigkeiten    wird ein Gel  aus der     Xanthogenatlösung    ausgefällt und zu       Hydratzellulose    zersetzt. Hierbei wird das       Lignin    gleichzeitig mit ausgefällt. Es, ist in  einer unlöslichen     Modifikation    entsprechend  seinem Verteilungszustand gleichmässig, ge  wissermassen skelettartig, in dem     Fällpro-          dukt    enthalten und führt zur Ausbildung  von stabilisierenden Querelementen. Jeden  falls besitzen erfindungsgemäss gewonnene  Fasern, Filme oder Folien bessere Gebrauchs  eigenschaften.  



  Auch wenn man die     Ligninabkömmlinge,     z. B.     Alkalilignin,    der     Viskoselösung    vor,  während oder nach dem Reifen zusetzt, so       erden erhebliche Vorteile erreicht, da aus       so:chen    Lösungen versponnene Fäden     oder     Fasern beständige     Kräuselungs-    und     Mattie-          rungseffekte    aufweisen, die Fäden ähneln  der Wolle und besitzen auch einen     wollähn-          lichen,    warmen Griff unter Verminderung  des Glanzes der     Zellwollefaser    auf das Mass  einer guten Merinowolle.  



  Die Menge des Zusatzes von     Alkalilignin     kann variiert werden, die im gewünschten  Falle     optimale    Menge kann durch einfache       Vorversuche    ermittelt werden. Von Vorteil  ist, wenn einerseits von vornherein     Lignin-          umwandlungsprodukte    dem     Zellstoff    vor  oder während der     Alkalizellulosebildung    zu  gegeben werden und     anderseits,    ausserdem  noch ein Zusatz der     Ligninabkömmlinge    vor  oder nach dem Reifen der     Viskoselösung    an  gewendet wird.

   Die     Gesamtmenge    der     Li-          gninabkömmlinge    soll dabei nicht übermässig  hoch gewählt werden, da sonst Schädigungen  auftreten können.  



       Beispiel:     100 Teile     eines    wasserfreien, bei der  Hydrolyse von Holz     mittels    Schwefelsäure  erhaltenen     Lignins    werden mit 800 Teilen  einer 20%igen Lösung von     Natriumhydrat     kurze     Zeit    kalt vorgequollen, anschliessend  während 2 Stunden zum Kochen gebracht.  Der dunkelbraun gefärbte alkalische Auszug  wird vom Bodensatz     ahfiltriert    und das er  haltene Filtrat in einer Konzentration von       10%,    berechnet auf den     Zellulosegehalt,    der       Viskose    zugesetzt.

   Die     Verspinnung    erfolgt  in der üblichen     ZV    eise. Man erhält ein Faser  produkt von mattem Aussehen, starker,     woll-          ähnlicher    Kräuselung und warmem, wolli  gem Griff.

Claims (1)

1. PATENTANSPRüCHE I. Verfahren zur Herstellung von Fäden, Folien usw. durch Fällen von Viskoselösun- gen. dadurch gekennzeichnet, dass mindestens vor dem Fällen der Viskoselösung in Alkali lösliche unsulfurierte Ligninabkömmlinge zu gefügt werden.

   II. Geformtes Gebilde aus Zellulose-' hydrat, hergestellt gemäss Verfahren nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch einen Gehalt von löslichen, unsulfurierten Ligninabkömmlingen. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, daB Ligninabkömm- linge verwendet werden., wie sie ans höch stens wenig abgebautem Lignin erhalten erden. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB als Ligninabkömmlinge Abfallignin ver wendet wird, wie es bei dem Aufschliessen von Holz mittels Säure erhalten wird. 3. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, dass das verwendete Abfallignin durch Behandeln mit Alkalilauge und Ab trennen vom Ungelösten erhalten wird. 4.

   Verfahren nach Patentanspruch I, .da durch gekennzeichnet, dass die Ligninab- kömmlinge dem Zellstoff spätestens während der Bildung der Alkalizellulose zugegeben werden. 5. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die Ligninab- kömmlinge spätestens während der Bildung der Xanthogenatlösung zugegeben werden.

   6. Verfahren, nach Patentanspruch I, da-, durch gekennzeichnet, dass die Ligninab- kömmlinge spätestens während dem Lösen des Xantliogenats in Alkalilauge zugegeben werden. 7. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass spätestens nach dem Reifen der Viskoselösung Ligninab- kömmlinge zugegeben, werden.