DD253261A1

DD253261A1 - Verfahren zur herstellung von celluloseregeneratfasern

Info

Publication number: DD253261A1
Application number: DD29509086A
Authority: DD
Inventors: Erich Meusel; Hans-Joachim Richter; Michael Meerbote; Heidemarie Mey; Reinhard Maron; Hartmut Franz; Rudi Schrot; Heinz Hampe
Original assignee: Schwarza Chemiefaser
Priority date: 1986-10-08
Filing date: 1986-10-08
Publication date: 1988-01-13

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Viskosefasern mit hohem Nassmodul und niedriger Dehnung. Die resultierenden Fasern mit baumwollaehnlichen Eigenschaften ermoeglichen die Verarbeitung zu Garnen, gegebenenfalls in Mischung mit Synthesefasern, nach modernen Spinnverfahren. Erfindungsgemaess wird der Viskose in Abhaengigkeit von ihrem Reifezustand und der Spinnbadzusammensetzung eine entsprechende Modifikatorkombination aus einem Amin der Formel I CnH2 n1-N (CH2CH2O)xH (CH2CH2O)yHI mit n4 bis 20 und xy6 bis 20 und einem Polyalkylenoxid der Formel II HO(CHRCH2O)nHII mit RH bzw. CH3 und n20 bis 60 sowie gegebenenfalls einem sekundaeren aliphatischen Amin zugegeben.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Viskosefasern mit niedriger Dehnung und hohem Naßmodul. Diese Fasern sind, als Endlosgarn gesponnen, zur Rein- und Mischverarbeitung, vorzugsweise mit Polyesterfasern, an Stelle von Baumwolle oder in Mischung zusammen mit Baumwolle unter Anwendung hocheffektiver Technologien in der Textilindustrie in einem weiten Spektrum von Einsatzgebieten von Untertrikotagen bis technischen Geweben verwendbar.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es ist bekannt, daß zur Herstellung von Fasern aus regenerierter Cellulose mit niedriger Dehnung, hohem Naßmodul und hoher Festigkeit Viskosen mit einem Gehalt von 5,5 bis 8Ma.-% Alpha-Cellulose, 5 bis 7 Ma.-% Natriumhydroxid und 31 bis 38 Ma.-%, bezogen auf Alpha-Cellulose, Schwefelkohlenstoff unter Zusatz von Modifikatoren in Spinnbäder versponnen werden, die eine Zusammensetzung von 45 bis 80g/l Schwefelsäure, 45 bis 65 g/l Zinksulfat und 90 bis 150 g/l Natriumsulfat besitzen. Der Temperaturbereich liegt vorzugsweise bei 30 bis 4O⁰C.

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, zu Stapeln geschnitten und die Stapelfasern in bekannter Weise nachbehandelt. (DD-PS 77040, AT-PS 287906, US-PS 3632718) Der Viskose wird ein Modifizierungsmittel zugesetzt, welches den Regenerierungsvorgang des Natriumcellulosexanthogenates verzögert und dadurch einen höheren Reckgrad ermöglicht, wodurch der resultierenden Faser die verbesserten mechanischen Eigenschaften verliehen werden.

In der Mehrzahl werden entsprechend ihrer unterschiedlichen modifizierenden Wirkung während des Regenerierungsprozesses des Viskosekabels Zweiergemische bestehend aus ethoxylierten Aminen und Polyethylenglykolen, ethoxylierten Fettsäuren oder Fettalkoholen und Polyethylenglykolen oder Polyaminen evtl. zusammen mit Aminen und Polyethylenglykolen eingesetzt (DE-OS 1 949325, AT-PS 201226, DE-OS 1494598, SE-PS 181152, DE-OS 2151345). Bei Verwendung von Dreiergemischen sind solche aus Dimethylamin oder Cyclohexylamin, Polyethylenglykol und Zinkverbindungen oder ethoxylierten Phenolen bekannt (AT-PS 318125, US-PS 3434913).

Obwohl es nach den genannten Verfahren gelungen ist, Fasern mit guten Festigkeitseigenschaften herzustellen, ist dies nur in engen technologischen Grenzen und einer darauf ausgerichteten Modifikatormischung möglich.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ohne großen technischen Aufwand bei veränderten Spinnbadzusammensetzungen Viskosefasern mit hoher Schlingenreißkraft, hohen Naßmodulwerten und niedriger Dehnung herzustellen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, Verfahren zu entwickeln, die es gestatten, auf wirtschaftliche und wirkungsvolle Weise solche Viskosefasern durch die Anwendung spezieller Modifikatormischungen in Abhängigkeit vom Reifezustand der Spinnviskose und dem angewandten Spinnbad zu erhalten.

Erfindungsgemäß wird das Verfahren durch Spinnen einer Viskose mit einem Gehalt von 5,5 bis 8 Ma.-% Alpha-Cellulose und 5 bis 7 Ma.-% Natriumhydroxid sowie, bezogen auf Alpha-Cellulose, 31 bis 38 Ma.-% Schwefelkohlenstoff und 2,5 bis 5,5 Ma.-% einer Modifikatormischung in ein Spinnbad mit 45 bis 80g/l Schwefelsäure, 45 bis 65g/l Zinksulfat und 90 bis 150g/l Natriumsulfat, Recken derkoagulierten Fäden um 107 bis 140% in einem schwefelsauren, bei einer Temperatur von 90 bis 96°C gehaltenen Reckbad und vorzugsweise spannungsloses Relaxieren in einem nachgeschalteten, schwach schwefelsauren Fixierbad bei 90 bis 96°C durchgeführt.

Der Viskose wird dabei als Modifikator eine Kombination von 0,5 bis 2,5 Ma.-%, bezogen auf Alpha-Cellulose, eines Amins der Formel I

G.

'(GH₂GH₂O)-H

mit η = 4 bis 20, vorzugsweise 16 bis 18 und χ + y = 6 bis 20, vorzugsweise 10 bis 16 und 0,5 bis 2,5 Ma.-%, bezogen auf Alpha-Cellulose eines Polyalkylenoxides der Formel Il

HO-(CHRCH₂O)_n-H mit R = H bzw. CH₃ und η = 20 bis 60 zugegeben.

Gegebenenfalls werden noch 0,5 bis 2 Ma.-%, bezogen auf Alpha-Cellulose, eines sekundären, aliphatischen Amins zugesetzt.

Jn einer besonderen Ausführungsform kann die mit Propylenoxid modifizierte Polyethylenoxidkomponente der allgemeinen Formel III

R₁-(OCH₂CH₂)_x-O-CHCH₂OCH₂CH-O-(CH₂CH₂O)_y-R2 III

CH3 CH₃

worin χ + y eine Zahl von 4 bis 18 und R₁ und R₂ blockcopolymere Reste der Formeln IVa und IVb

-(CH₂CHO)_m-(CH₂CH₂O)„-H IVa

CH₃

-(CH₂CHO)_k-(CH₂CH₂O)|-H IVb

CH₃

in denen m + keine Zahl von O bis 5 und η + I eine Zahl von 14 bis 35 bedeuten, verwendet werden. Dadurch werden wesentliche Probleme beim Ansetzen einer dosierfähigen, flüssigen Modifikatormischung gelöst. Bei einem Gammawert des zu erspinnenden Kabels von 20 bis 28 und einer EZ₃₀-Reifezahl der Viskose von 70 bis 85 sollte die Spinnbadzusammensetzung bei einer Temperatur von 30 bis 38⁰C 45 bis 65g/l Schwefelsäure, 45 bis 65 g/l Zinksulfat und 90 bis 150g/l Natriumsulfat sowie der Natriumtrithiocarbonatgehalt der Viskose 1,1 bis 1,7 Ma.-% betragen. Bei einem Gammawert des zu erspinnenden Kabels von 20 bis 28 und einer EZ₃₀-Reifezahl der Viskose von 95 bis 103 sollte die Spinnbadzusammensetzung bei einerTemperaturvon 30 bis 38⁰C 60 bis 80g/l Schwefelsäure, 50 bis 65g/l Zinksulfat und 90 bis 150 g/l Natriumsulfat betragen und der Natriumtrithiocarbonatgehalt in der Viskose bei 0,5 bis 0,9 Ma.-% liegen. Überraschenderweise wurde festgestellt, daß es in Abhängigkeit vom Reifezustand und dem Gehalt der Spinnviskose an Natriumtrithiocarbonat möglich ist, auch bei unterschiedlicher Spinnbadzusammensetzung in Abhängigkeit von der Modifikatorwahl Viskosefasern von niedriger Dehnung, hoher Festigkeit und hohem Naßmodul herzustellen, die sich in ihren Gebrauchswerteigenschaften nicht voneinander unterscheiden.

Ausführungsbeispiele

Das erfindungsgemäße Verfahren soll in den folgenden Beispielen näher erläutert werden. Dabei werden Celluloseregeneratfasern mit guten Kraft-Dehnungseigenschaften im nassen Zustand, gemessen als Naßmodul, geringer Sprödigkeit, gemessen als Schlingenreißkraft und Dehnung nach folgenden Spinnbedingungen hergestellt: Viskosen aus Blatt- oder Nadelholzzellstoffen mit einem Gehalt von 5,5 bis 8 Ma.-% Alpha-Cellulose, 5 bis 7 Ma.-% Natriumhydroxid, 31 bis 38 Ma.-%, bezogen auf Alpha-Cellulose, Schwefelkohlenstoff und einer Viskosität von 80 bis 110s Kugelfall senkrecht werden bei 30 bis 38⁰C in einem entsprechenden Fällbad mit den angegebenen Zusammensetzungen versponnen. Das Kabel wird anschließend in einem Zweitbad bei 96°C um mindestens 107% verstreckt, unter Relaxation in ein nachgeschaltetes Fixierbad bei 96°C geführt und in bekannter Weise nachbehandelt.

Beispiel: 1

Es wird eine Viskose aus einem Buchensulfitzellstoff in üblicherweise hergestellt, die 6Ma.-% Aipha-Cellulose und 6Ma.-% Natriumhydroxid enthält und eine Viskosität von 90s Kugelfall aufweist. In diese Viskose werden folgende Modifikatormengen, bezogen auf Alpha-Cellulose, eingerührt:

1,5Ma.-% eines Amins der Formel I mit η = 16 und χ + y = 13 und 2 Ma.-% eines Polyalkylenoxides der Formel Il mit R = H

Die Viskose wird soweit abgereift, daß sie beim Verspinnen eine Reifezahl EZ₃₀ von 100 und einen Natriumtrithiocarbonat-Gehalt von 0,64 besitzt. In diesem Zustand wird sie in ein Spinnbad der Zusammensetzung 78g/l Schwefelsäure, 120g/l Natriumsulfat, 65g/l Zinksulfat bei einerTemperaturvon 34 °C versponnen. Die maximale Verstreckbarkeit beträgt unter diesen Bedingungen bei einer Endabzugsgeschwindigkeit von 23m/min 125%.

Die resultierenden Fasern weisen folgende textilphysikalischen Kennwerte auf:

Feinheit: 0,15 tex

feinheitsbezogene Reißkraft, trocken: 365mN/tex

feinheitsbezogeneSchingenreißkraft: 72mN/tex

Naßmodul: 1068mN/tex

Dehnung, trocken: 16% '

Beispiel: 2

Es wird eine Viskose aus einem Fichtensulfitzellstoff mit einer Zusammensetzung von 7 Ma.-% Alpha-Cellulose und 5,3 Ma.-% Natriumhydroxid sowie einer Viskosität von 95s Kugelfall in üblicherweise hergestellt.

In die Viskose werden folgende Modifikatormengen, bezogen auf Alpha-Cellulose, eingerührt:

1,5 Ma.-% eines Amins der Formel I mit η = 17 undx + y = 13

1,5Ma.-% eines Polyalkylenoxides der Formel III mit χ + y = 9 und Resten der Formeln IVa und IVb mit m + k = 1 und η + 1 = 21 und

0,6Ma.-% Dimethylamin.

Die Viskose wird soweit abgereift, daß sie beim Verspinnen eine Reifezahl EZ₃₀ von 76 und einen Natriumtrithiocarbonat-Gehalt von 1,61 Ma.-% besitzt. In diesem Zustand wird sie in ein Spinnbad der Zusammensetzung 50g/l Schwefelsäure, 55 g/l Zinksulfat, 150g/l Natriumsulfat bei einer Temperatur von 32⁰C versponnen. Die maximale Verstreckbarkeit beträgt bei einer Endabzugsgeschwindigkeit von 23m/min 120%.

Die resultierenden Fasern weisen folgende textilphysikalischen Kennwerte auf:

Feinheit:	0,149 tex
feinheitsbezogene Reißkraft, trocken:	360 mN/tex
feinheitsbezogene Schlingenreißkraft:	78 mN/tex
Naßmodul:	1080 mN/tex
Dehnung, trocken:	17%

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Celluloseregeneratfasern mit niedriger Dehnung und hohem Naßmodul durch Spinnen einer Viskose mit einem Gehalt von 5,5 bis 8 Ma.-% Alpha-Cellulose und 5 bis 7 Ma.-% Natriumhydroxyd sowie, bezogen auf Alpha-Cellulose, 31 bis 38Ma.-% Schwefelkohlenstoff und 2,5 bis 5,5 Ma.-% einer Modifikatormischung in ein Spinnbad mit 45 bis 80g/l Schwefelsäure, 45 bis 65g/l Zinksulfat und 90 bis 150g/l Natriumsulfat, Recken der koagulierten Fäden um.107 bis 140% in einem schwefelsauren, bei einer Temperatur von 90 bis -96⁰C gehaltenen Reckbad und vorzugsweise spannungsloses Relaxieren in einem nachgeschalteten, schwach schwefelsauren Fixierbad bei 90 bis 96⁰C, gekennzeichnet dadurch, daß der Viskose als Modifikator eine Kombination von 0,5 bis 2,5Ma.-%, bezogen auf Alpha-Cellulose, eines Amins der Formel I

,(CH₂CH₂O)_x-H

mit η = 4 bis 20, vorzugsweise 16 bis 18 und
χ + y = 6 bis 20, vorzugsweise 10 bis 16,
0,5 bis 2,5 Ma.-%, bezogen auf Alpha-Cellulose,
eines Polyalkylenoxides der Formel Il

HOhCHR-CH₂-O)_nH Il

mit R = H bzw. CH₃ und η = 20 bis 60

sowie gegebenenfalls 0,5 bis 2 Ma.-%, bezogen auf Alpha-Cellulose, eines sekundären aliphatischen Amins zugegeben wird, wobei die zu verspinnende Viskose eine EZ₃₀-Reifezahl von 70 bis 103 und einen Natriumtrithiocarbonatgehalt von 0,5 bis 1,7 Ma.-% besitzt und das zu erspinnende Kabel einen Gammawert von 20-28 aufweist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die mit Propylenoxid modifizierte Polyethylenoxidkomponente der allgemeinen Formel III _#

R₁-(OCH₂CH₂)_x-O-CHCH₂OCH2CH-O-(CH₂CH₂O)_y-R₂ III

CH₃ CH₃

-(CH₂CHO)_nHCH₂CH₂O)_n-H IVa

. CH₃

-(CH₂CHO)HCH₂CH₂O)₁-H IVb

- OH₃ ·

sowie m + keine Zahl von 0 bis 5 und η + I eine Zahl von 14 bis 35 bedeuten, verwendet wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 2, gekennzeichnet dadurch, daß bei einem Gammawert des zu erspinnenden Kabels von 20 bis 28 und bei einer EZ₃₀-Reifezahl der Viskose von 70 bis 85 die Spinnbadzusammensetzung bei einer Temperatur von 30 bis 38°C 45 bis 65g/l Schwefelsäure, 45 bis 65g/l Zinksulfat und 90 bis 150g/l Natriumsulfat beträgt und der Natriumtrithiocarbonatgehalt der Viskose bei 1,1 bis 1,7Ma.-% liegt.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 2, gekennzeichnet dadurch, daß bei einem Gammawert des zu erspinnenden Kabels von 20 bis 28 und bei einer EZ₃₀-Reifezahl der Viskose von 95 bis 103 die Spinnbadzusammensetzung bei einer Temperatur von 30 bis 38⁰C 60 bis 80 g/l Schwefelsäure, 50 bis 65g/l Zinksulfat und 90 bis 150g/l Natriumsulfat und der Natrium-t-rithiocarbonatgehalt in der Viskose bei 0,5 bis 0,9 Ma.-% liegt.