DD239227A1

DD239227A1 - Verfahren zur herstellung von fasern aus regenerierter cellulose

Info

Publication number: DD239227A1
Application number: DD27831285A
Authority: DD
Inventors: Erich Meusel; Rudi Schrot; Reinhard Maron; Hans Wildner; Hartmut Franz; Reiner Buettner; Klaus Berghof; Friedemann Schmutzler
Original assignee: Schwarza Chemiefaser
Priority date: 1985-07-05
Filing date: 1985-07-05
Publication date: 1986-09-17

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Fasern aus nach dem Viskoseverfahren regenerierter Cellulose mit hoher Festigkeit und hohem Nassmodul. Ziel und Aufgabe der Erfindung ist, bei Verwendung von Zellstoffen mit breiter Molmasseverteilung optimaler Fasereigenschaften ohne groesseren sicherheitstechnischen Aufwand zu erreichen. Erfindungsgemaess wird der Viskose eine Modifikatorkombination aus einem Polyalkylenoxid, einem Polyalkylenoxidaddukt und einem Dithiocarbaminat zugesetzt. Die resultierenden Fasern mit baumwollaehnlichen Eigenschaften ermoeglichen die Verarbeitung zu Garnen ggf. in Mischung mit Synthesefasern nach modernen Spinnverfahren.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Fasern aus nach dem Viskoseverfahren regenerierter Cellulose mit baumwollähnlichen Eigenschaften, die die Verarbeitung zu Garnen rein oder in Mischung mit Synthesefasern nach modernen Spinnverfahren gestatten.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, daß zur Herstellung von Fasern aus regenerierter Cellulose mit hoher Festigkeit, mittlerer Dehnung und hohem Naßmodul bei guter Schlingenreißkraft Viskosen mit einem Gehalt von 5 bis 7,5 Ma.-% Cellulose, 5 bis 7,5 Ma.-% Alkali und 33 bis 40 Ma.-% (bezogen auf Alpha-Cellulose) Schwefelkohlenstoff unter Zusatz von Modifikatoren in Spinnbäder versponnen werden, die neben Schwefelsäure und Natriumsulfat 40 bis 70g/l Zinksulfat enthalten. Die aus dem Spinnbad abgezogenen Spinnkabel werden in einem heißen, schwefelsauren Zweitbad einer Verstreckung unterzogen, dann vorzugsweise in einem schwach schwefelsauren, heißen dritten Bad spannungslos fixiert, in Stapel geschnitten und die Stapelfaser in bekannter Weise nachbehandelt. (DD-PS 77870)

Weiterhin ist bekannt, daß der Zusatz von Modifikatoren zur Viskose und/oder zum Spinnbad erfolgt. Die zur Herstellung von Viskosefasern mit hohem Naßmodul angewandten Modifikatortypen sind Dimethylamin mit Polyglykol, Methylcyclohexylamin mit Polyglykol, Fettaminoxethylat (R-N [(C₂H₄O)_x H]₂), Aminoxethylat (N [(C₂H₄O)_xH]₃), alkyliertes Aminoxethylat (N [(C₂H₄O)_xR]₃), Fettalkoholoxethylat (R-O-(C₂H₄O)_xH), Polyalkylenglykol (HO-(C_nH_2nO)_xH) und oxethyliertes Polypropylenoxid (HO (CH₃-CH-CH₂O)_x (C₂H₄OIy H) (vergleiche Lenzinger Berichte 53 [1982] S. 19-23). Mono- bzw. Polyamine und Aminderivate werden auf Grund des unterschiedlichen Wirkungsmechanismus im Gemisch mit Polyglykolen eingesetzt (US-PS 3277226, DE-OS1 949335, AT-PS 283577). Auch Carbaminate können verwendet werden (AT-PS 243427).

Es ist außerdem bekannt, sekundäre Monoamine allein oder in Mischung mit oxethylierten Verbindungen als Modifikatoren solcher Viskose zuzusetzen, bei deren Verspinnung in zinksalzhaltige Fällbäder die Verstreckbarkeit besonders verbessert wird und Fasern mit hoher Festigkeit erhalten werden (DE-AS 1135614, DE-AS 1296737). Eine festigkeitserhöhende Wirkung besitzt auch ein Zusatz von Formaldehyd zum Fällbad (GB-PS 926770, US-PS 2918348,3217068) oder zur Viskose (DE-AS 1220081), bzw. von Kondensationsprodukten des Formaldehyds mit sekundären Aminen, sogenannten Aminalen (DE-OS 2034015). Die bekannten Modifikatoren können eingesetzt werden, wenn hochveredelte Zellstoffe, insbesondere Nadelholzzellstoffe, verwendet bzw. besonders an den Naßmodul der Fasern geringere Ansprüche gestellt werden. Bei Verwendung von Zellstoffen mit breiter Molmasseverteilung, insbesondere Buchenzellstoffen, ist zur Erreichung hoher Faserfestigkeitswerte, vor allem des Naßmoduls, bisher als Modifikator eine Kombination eines sekundären Monoamins mit einem oxethylierten Amin oder Fettamin und einem Polyethylenglykol notwendige Voraussetzung für deren Erhalt bei ausreichender Schlingenreißkraft. Diese bekannte Verarbeitung wenig veredelter Zellstoffe hat vor allem den Nachteil, daß die Handhabung von sekundären Monoaminen besondere Brandschutz- und explosionsverhindernde, technische Maßnahmen erfordert.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung von Fasern aus regenerierter Cellulose nach dem Viskoseverfahren mit hoher Festigkeit und hohem Naßmodul sowie einer für die Weiterverarbeitung ausreichenden Schiingenfestigkeit unter Verwendung wenig veredelter Zellstoffe zu entwickeln, bei dem der zusätzliche apparative und technologische Aufwand für Sicherheitsmaßnahmen entfällt.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, die im Verfahren zur Herstellung von Fasern aus regenerierter Cellulose mit hohem Naßmodul und hoher Schlingenreißkraft durch Verspinnen von Viskose in ein natriumsulfat- und zinksulfathaltiges, schwefelsaures Spinnbad bei Verwendung eines wenig veredelten Zellstoffs erforderlichen sekundäre Monoamine durch einen gleich wirksamen, aber sicherheitstechnisch unproblematischen Modifikator zu ersetzen.

Erfindungsgemäß wird das Verfahren durch Verspinnen von Viskose aus wenig veredeltem Zelltstoff in ein natriumsulfat- und zinksulfathaltiges, schwefelsaures Spinnbad, Verstrecken des erhaltenen Spinnkabels in einem schwefelsauren Bad und Fixieren des Kabels in einem schwach schwefelsauren Bad, so durchgeführt, daß der Viskose eine Modifikatorkombination zugegeben wird, die aus Polyalkylenoxid, Polyalkylenoxidaddukt und Dithiocarbaminat besteht.

Als Polyalkylenoxid wird zweckmäßig Polyethylenglykol der Molmasse 1000-3000 und/oder oxethyliertes Polypropylenoxid in einer Menge von 0,5 bis 4 Ma.-%, bezogen auf Alpha-Cellulose, verwendet.

Das Polyalkylenoxidaddukt besteht zweckmäßig aus Fettaminoxethylat und/oder alkyliertem Aminoxethylat in einer Konzentration von 0,5 bis 4 Ma.-%, bezogen auf Alpha-Cellulose.

Als Dithiocarbaminat wird vorteilhaft Natrium-N,N-dimethyldithiocarbaminat oder Natriumcyclohexyldithiocarbaminat in einer Menge von 1,5 bis 12 Ma.-%, bezogen auf Alphacellulose, eingesetzt.

Die erfindungsgemäßen Modifikatorkombinationen werden der Viskose vorzugsweise nach Beendigung des Löseprozesses zugemischt. Damit entfallen die spezifischen sicherheitstechnischen, apparativen Aufwendungen. Eine zusätzliche Verbesserung besteht darin, daß die erforderliche Schwefelkohlenstoffmenge um den in den eingesetzten Carbaminaten enthaltenen Schwefelkohlenstoff reduziert werden kann.

Ausführungsbeispiel

Das erfindungsgemäße Verfahren wird in folgenden Beispielen näher erläutert:

Dabei werden Celluloseregeneratfasern mit guten Kraft-Dehnungseigenschaften im nassen Zustand, gemessen als Naßmodul, und geringer Sprödigkeit, gemessen als Schlingenreißkraft und Dehnung erfindungsgemäß nach folgenden bevorzugten Spinnbedingungen hergestellt:

Viskosen mit 5-8,5 Ma.-% Alpha-Cellulose, 5,3-7,5 Ma.-% NaOH, 32-38 Ma.-% (bezogen auf Alpha-Cellulose) Schwefelkohlenstoff und einer Viskosität von 50-110sec Kugelfall werden in einem Fällbad bei 30-45⁰C versponnen, das 45-85g/l H₂SO₄,45-65g/l ZnSO₄ und 90-150g/l Na₂SO₄ enthält. Das Kabel wird anschließend in einem Zweitbad bei96°Cum mindestens 120% verstreckt, unter Relaxation in einem nachgeschalteten Fixierbad bei 96°C geführt und in bekannter Weise nachbehandelt.

Beispiel 1

Es wird eine Viskose aus einem Buchensulfitzellstoff mit einem Alpha-Cellulosegehalt von 92 Ma.-% mit 35 Ma.-% (bezogen auf Alpha-Cellulose) Schwefelkohlenstoff in üblicher Weise hergestellt, die 6,2 Ma.-% Alpha-Cellulose und 6 Ma.-% NaOH enthält und eine Viskosität von 70sec Kugelfall aufweist.

In diese Viskose werden folgende Zusätze eingerührt:

Viskose A

3 Ma.-% Na-I^N-dimethyldithiocarbaminaf

1,5 Ma.-% Aminoxethylat

1,5 Ma.-% Polyethylenglykol der Molmasse 1700

Viskose B (Vergleich zum Stand der Technik)

1,5 Ma.-% Dimethylamin

1,5 Ma.-% Aminoxethylat

1,5 Ma.-% Polyethylenglykol (Molmasse 1 500)

Viskose C (Vergleich zum Stand der Technik)

1,5 Ma.-% Aminoxethylat

1,5 Ma.-% PolyethylenglykoljMolmasse 1 500)

Diese Viskosen werden bei einem Gamma-Wert von 52-56 durch Spinndüsen mit einer Lochzahl von 800 und einer Lochweite von 0,060 mm in einem Spinnbad folgender Zusammensetzung bei 38⁰C versponnen:

75g/l H₂SO₄

60 g/l ZnSO₄ 120g/l Na₂SO₄

Die erhaltenen Spinnkabel werden aus dem Spinnbad abgezogen und in einem Zweitbad verstreckt, das aus wässriger, verdünnter Schwefelsäure (20 g/l) mit einer Temperatur von 96°C besteht. Anschließend werden sie bei 2% Relaxation in einem Fixierbad aus wässriger, verdünnter Schwefelsäure (10g/l) mit einer Temperatur von 96°C geführt. Die maximale Verstreckbarkeit der Kabel beträgt bei einer Endabzugsgeschwindigkeit von 27,5 m/min

— bei der Viskose A 140%

— bei der Viskose B 140%

— bei der Viskose C 120%

Die Kabel werden auf Stapel geschnitten und in üblicher Weise nachbehandelt. Die resultierenden Fasern weisen folgende textilphysikalische Kennwerte auf:

Viskose	Titertex	femheitsbezogene	naß	feinheitsbezogene	Naßmodul	% Dehnung	naß
		Reißkraft		Schlingen	mN/tex	trocken
		trocken	307	reißkraft
		mN/tex	291	mN/tex			20
A	0,155	415	292	79,9	1119	14	18
B	0,156	395	79,0	1136	15	21
C	0,158	386	77,6	948	17

Das Beispiel zeigt, daß bei Verwendung einer Modifikatorkombination ohne Carbaminat bzw. Dimethylamin Verstreckbarkeit und entsprechende Faserwerte vergleichsweise schlechter liegen. Die Kombination mit Dimethylamin in der Viskose ergibt ähnliche pntsnrsrhpnHe Faeerwerto wie» Hie mit Matriiim-N N-HimethulHithinrarhaminat

Beispiel 2

Es werden Viskosen gemäß Beispiel 1 hergestellt, die an Stelle des dort benutzten Natrium-I^N-dimethyldithiocarbaminats die gleiche Menge Natriumcyclohexyldithiocarbaminat enthalten.

Folgende textile Faserkennwerte werden erhalten:

Titer: 0,156tex

feinheitsbezogene Reißkraft trocken: 401 mN/tex feinheitsbezogene Reißkraft naß: 298mN/tex feinheitsbezogene Schlingenreißkraft: 80mN/tex Naßmodul: 1149mN/tex

Dehnung trocken: 15%

Dehnung naß: 18%

Claims

Erfindungsanspruch:

1. Verfahren zur Herstellung von Fasern aus regenerierter Cellulose mit hohem Naßmodul und hoher Schlingenreißkraft durch Verspinnen von Viskose aus wenig veredeltem Zellstoff in ein natriumsulfat- und zinksulfathaltiges, schwefelsaures Spinnbad, Verstrecken des erhaltenen Spinnkabels in einem schwefelsauren Bad und Fixieren des Kabels in einem schwach schwefelsauren Bad, gekennzeichnet dadurch, daß der Viskose ein Modifikatorgemisch aus Polyalkylenoxid, Polyalkylenoxidaddukt und Dithiocarbaminat zugesetzt wird.

2. Verfahren nach Punkt '!,gekennzeichnet dadurch, daß als Polyalkylenoxid Polyethylenglykol der Molmasse 1 000-3000 und/oder oxethyliertes Polypropylenoxid in einer Menge von 0,5 bis 4 Ma.-%, bezogen auf Alpha-Cellulose, eingesetzt wird.

3. Verfahren nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß als Polyalkylenoxidaddukt Fettaminoxethylat und/oder alkyliertes Aminoxethylat in einer Konzentration von 0,5 bis 4 Ma.-%, bezogen auf Alpha-Cellulose, eingesetzt wird.

4. Verfahren nach Punkt 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß als Dithiocarbaminat Natrium-N,N-Dimethyldithiocarbaminat oder Natriumcyclohexyldithiocarbaminat in einer Konzentration von 1,5-12 Ma.-%, bezogen auf Alpha-Cellulose, eingesetzt wird.