DE1009761B

DE1009761B - Process for the production of threads from regenerated cellulose with high tear, bending and abrasion resistance

Info

Publication number: DE1009761B
Application number: DEV9443A
Authority: DE
Inventors: Dr Hugo Elling; Dr Richard Elssner; Dr Kurt Heuer
Original assignee: Glanzstoff AG
Current assignee: Glanzstoff AG
Priority date: 1955-09-03
Filing date: 1955-09-03
Publication date: 1957-06-06
Also published as: GB795503A; BE549945A; NL90492C; FR1156253A; CH346967A; US2893821A; NL210229A

Description

DEUTSCHESGERMAN

Fäden aus regenerierter Cellulose, die zu besonders widerstandsfähigen Geweben oder Gewirken verarbeitet oder für technische Zwecke, insbesondere als Reifenkord, eingesetzt werden, müssen sich neben sehr guten Reißfestigkeits- und Elastizitätswerten auch durch erhöhte Biege- und Scheuerfestigkeiten auszeichnen, damit sie den hohen Beanspruchungen gewachsen sind. Außerdem sind auch die Erniedrigung des Quellgrades sowie eine Erhöhung des Ermüdungswiderstandes von großer Wichtigkeit.Threads made from regenerated cellulose, which are processed into particularly resistant woven or knitted fabrics or for technical purposes, especially as a tire cord, must be used alongside very good tensile strength and elasticity values also due to increased flexural strength and abrasion resistance so that they can cope with the high demands. Besides, there are also the humiliations the degree of swelling and an increase in the fatigue resistance are of great importance.

Man hat auf verschiedene Weise versucht, den von der Technik gestellten Forderungen nachzukommen und verschiedene Verfahren entwickelt, durch die es gelingt, Fäden mit einer starken Mantelzone zu erzeugen, die sich bekanntlich durch gute Elastizitätseigenschaften, geringe Quellgrade und hohe Festigkeitswerte auszeichnen. Die Scheuer- und Biegefestigkeit wird durch das Verspinnen von Viskosen mit hohen Gamma-Zahlen sowie hohem Schwefelkohlenstoffeinsatz günstig beeinflußt, doch ist insbesondere ao die letztere Maßnahme so unwirtschaftlich, daß eine solche Arbeitsweise für eine großtechnische Fabrikation nicht ernstlich in Erwägung gezogen werden kann. Gute Ergebnisse hat man weiterhin durch den Zusatz von Monoaminen mit wenigstens 4 C-Atomen zur Viskose und Verspinnen in Fällbädern mit hohem Zinksulfatgehalt erreicht. Die Zugaben dieser Stoffe sollen nicht mehr als 4 Millimol pro 100 g Viskose betragen. Diese Monoamine wurden gleichfalls und etwa in der gleichen Größenordnung den Spinnbädern zugesetzt. Die bei diesen Arbeitsweisen verwendeten Spinnbäder enthalten Zinksulfat, und zwar in Mengen von 3 bis 25%. Auch diesen Verfahren haften jedoch erhebliche Mängel an, da die Spinnbedingungen in sehr engem Rahmen eingehalten werden müssen und darüber hinaus für die Abzugsgeschwindigkeit nur ein geringer Spielraum gegeben ist. So kann man, wenn der technische Erfolg gewährleistet sein soll, nicht mit größeren Geschwindigkeiten als 20 bis 25 m/min Abzug arbeiten.Attempts have been made in various ways to meet the demands made by technology and developed various processes by means of which it is possible to produce threads with a strong sheath zone, which is known to have good elasticity properties, low degrees of swelling and high strength values distinguish. The abrasion and flexural strength is achieved by spinning viscose with high gamma numbers and high use of carbon disulfide favorably influenced, but especially ao the latter measure is so uneconomical that a such a mode of operation cannot be seriously considered for large-scale production can. Good results are also obtained by adding monoamines with at least 4 carbon atoms for viscose and spinning in felling baths with a high zinc sulfate content. The additions of these substances should not be more than 4 millimoles per 100 g of viscose. These monoamines were also and about the same order of magnitude added to the spinning baths. The ones used in these ways of working Spinning baths contain zinc sulphate in amounts of 3 to 25%. However, these methods are also liable significant shortcomings, since the spinning conditions must be adhered to within a very narrow framework and in addition, there is only a small margin for the withdrawal speed. So you can if technical success is to be guaranteed, not at speeds greater than 20 bis 25 m / min take-off work.

Es wurde nun gefunden, daß man hochwertige Fäden mit sehr starker Mantelzone und weiter verbesserten Festigkeits- und Elastizitätseigenschaften erzielt, die einen niedrigen Quellgrad und einen hohen Ermüdungswiderstand zeigen, wenn man zu einer nicht zu reifen Viskose geringe Mengen Isopropanolamin zusetzt und die Viskose dann in Bädern verspinnt, die einen Zinksulfatgehalt von wenigstens 3,2% aufweisen und deren Schwefelsäurekonzentration gleich oder geringer als die Alkalikonzentration der versponnenen Viskose ist. Es hat sich ergeben, daß bei der Verwendung dieser Verbindung die beim Spinnen von Viskose mit Zusätzen von Monoaminen mit wenigstens 4 C-Atomen auftretenden Verfahren zur Herstellung von Fäden
aus regenerierter Cellulose mit hohen
Reiß-, Biege- und ScheuerfestigkeitenIt has now been found that high-quality threads with a very strong sheath zone and further improved strength and elasticity properties, which show a low degree of swelling and high fatigue resistance, are obtained if small amounts of isopropanolamine are added to a viscose that is not too ripe and the viscose then in baths spun which have a zinc sulfate content of at least 3.2% and whose sulfuric acid concentration is equal to or less than the alkali concentration of the spun viscose. It has been found that when this compound is used, the processes for the production of threads which occur when spinning viscose with the addition of monoamines with at least 4 carbon atoms
made of regenerated cellulose with high
Tear, bending and abrasion resistance

Anmelder:Applicant:

Vereinigte Glanzstoff-Fabriken A. G.,
Wuppertal-Elberfeld, Am LaurentiusplatzUnited Glanzstoff-Fabriken AG,
Wuppertal-Elberfeld, Am Laurentiusplatz

Dr. Hugo Ellung, Oberbruch bei Grebben,Dr. Hugo Ellung, Oberbruch near Grebben,

Dr. Richard Elssner, Randerath (Bez. Aachen),Dr. Richard Elssner, Randerath (District Aachen),

und Dr. Kurt Heuer, Obernburg/M._r and Dr. Kurt Heuer, Obernburg / M. _r

sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors

Schwierigkeiten ausbleiben und mit Abzugsgeschwindigkeiten von 40 bis 50 m/min und mehr gearbeitet werden kann, ohne daß der technische Erfolg ausbleibt. Difficulties are absent and work is carried out with take-off speeds of 40 to 50 m / min and more without the technical success failing.

Das Isopropanolamin wird in Mengen von 0,06 bis 0,4 Gewichtsprozent, vorzugsweise 0,10 bis 0,15 Gewichtsprozent, der Viskose zugesetzt, und zwar kann das bereits beim Lösen des Xanthogenate geschehen. Die Zusätze können allen betriebsüblich zusammengesetzten Viskosen zugegeben werden, als welche zu nennen sind solche mit 7 bis 8% Cellulose und 5 bis 7% NaOH. Die Spinnreife der Viskose soll nicht unter einer Gamma-Zahl von 42 liegen. Die zu verwendenden Spinnbäder müssen Zink enthalten, und zwar in Mengen von wenigstens 3,2 %. Der Natriumsulfatgehalt kann in den üblichen Grenzen zwischen 14 und 20'% liegen, während der Schwefelsäuregehalt dem NaOH-Gehalt entsprechend oder etwas niedriger gewählt werden soll. Spinnbad-Temperatur zwischen 45 und 70°. Mit Abzugsgeschwindigkeit von 40 bis 50 m/min erhält man sehr gute Ergebnisse. Der Abzug kann jedoch weiter erhöht werden, wenn man unter Zuhilfenahme bekannter Mittel dafür sorgt, daß dem Spinnbad wenigstens auf der ersten Wegstrecke hinter der Düse eine Geschwindigkeit erteilt wird, die der Fadengeschwindigkeit etwa gleich ist, so daß die Reibung zwischen Faden und Spinnbad weitgehend herabgesetzt wird. Die Badstrecke soll mindestens 30 cm betragen. Der Faden wird sodann in einem zweiten, heißen, schwach, sauren Bad einer Verstrekkung von 80 bis 120%, vorzugsweise 50 bis 100%, unterworfen und kann danach auf eine Spule oder inThe isopropanolamine is added to the viscose in amounts of 0.06 to 0.4 percent by weight, preferably 0.10 to 0.15 percent by weight, specifically can this already happened when the xanthate was dissolved. The additions can be all customarily combined Viscose are added, as which are to be mentioned those with 7 to 8% cellulose and 5 to 7% NaOH. The spinning maturity of the viscose should not be below a gamma number of 42. The too The spinning baths used must contain zinc in amounts of at least 3.2%. The sodium sulfate content can be within the usual limits between 14 and 20%, while the sulfuric acid content should be chosen according to the NaOH content or slightly lower. Spinning bath temperature between 45 and 70 °. Very good results are obtained at a take-off speed of 40 to 50 m / min. The deduction can, however, be increased further if, with the aid of known means, it is ensured that the spinning bath is given a speed at least on the first distance behind the nozzle, which the thread speed is about the same, so that the friction between the thread and the spinning bath is largely is reduced. The length of the bath should be at least 30 cm. The thread is then in one second, hot, weakly acidic bath with an extension of 80 to 120%, preferably 50 to 100%, subjected and can afterwards on a reel or in

.. ν 709 547/406.. ν 709 547/406

einer Zentrifuge gesammelt oder auf ein Siebband gelegt werden. ._....,...·...collected in a centrifuge or placed on a sieve belt. ._...., ... · ...

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ersponnenen Fäden weisen Festigkeiten von 400 bis 42Q g/100 den auf. Sie können durch Nachstrecken auf 430 bis 460 g/100 den erhöht werden. Für die Verwendung als Reifenkord sind die Fäden besonders durch die hohen Schrumpf- und Scheuerwertie sowie durch einen außerordentlich geringen Quellgrad geeignet. An Hand des nachfolgenden Beispiels wird das Verfahren näher erläutert:The spun by the process of the invention Threads have strengths of 400 to 42Q g / 100 den. You can by stretching on 430 to 460 g / 100 den are increased. The threads are special for use as a tire cord suitable due to the high shrinkage and abrasion value as well as an extremely low degree of swelling. The procedure is explained in more detail using the following example:

Be i s ρ i e 1 1Be i s ρ i e 1 1

Alkalicellulose aus Linters oder Holzzellstoff mit hohem Alpha-Cellulosegehalt wird mit 38°/» Schwefelkohlenstoff 5 Stunden sulfidiert und das erhaltene Xanthat zu einer Viskose mit 7,4% Cellulose und 5⁰Af-NaOH gelöst. Während des Lösens werden der Viskose 0,1 % Isopropanolamin zugesetzt. Dann wird auf die übliche Weise nitriert, entlüftet und nachgereift und mit einer Viskosität von 60 see Kugelfall bei einer Gamma-Zahl von 44 versponnen. Das Spinnbad hat eine Zusammensetzung von 4,8 % H₂ S O₁, 4°/o ZnSO₄ und 17% Na₂SO₄ bei einer Temperatur von 60°. Der Faden besitzt 1000 Einzelfäden mit einem Einzeltiter von 1,65 den und wird auf einer Strecke von 65 cm im Spinnbad geführt und von einer Galette mit einer Geschwindigkeit von 21 m/min abgezogen. Sodann durchläuft der Faden ein zweites, schwach saures Bad, das eine Temperatur von etwa 90° besitzt, und wird an seinem Ende von einer mit einer Geschwindigkeit von 42 m/min umlaufenden Galette abgezogen, so daß der Faden eine Verstrekkung von 100 % erfährt. Von der zweiten Galette läuft der Faden in eine mit 4600 n/m umlaufende Zentrifuge und erhält dort einen Zwirn von etwa 120 n/m. Nach dem Waschen und Avivieren wird um 8 % nachverstreckt und getrocknet. Der fertige Faden hat Reißfestigkeiten von 4,4 g/den (trocken) und 3 g/den j(naß) und Dehnungswerte von 14% (trocken) und 27% (naß).Alkali cellulose from cotton linters or wood pulp with a high alpha-cellulose content is sulfided with 38 ° / "carbon disulphide 5 hours and dissolved the resulting xanthate viscose to a 7.4% cellulose and 5 ⁰ Af-NaOH. During the dissolution, 0.1% isopropanolamine is added to the viscose. Then it is nitrated, vented and post-matured in the usual way and spun with a viscosity of 60 see spherical drop with a gamma number of 44. The spinning bath has a composition of 4.8% H ₂ SO ₁ , 4 _{% ZnSO 4} and 17% Na ₂ SO ₄ at a temperature of 60 °. The thread has 1000 single threads with a single titer of 1.65 denier and is guided over a distance of 65 cm in the spinning bath and drawn off from a godet at a speed of 21 m / min. The thread then passes through a second, slightly acidic bath, which has a temperature of about 90 °, and is drawn off at its end by a godet rotating at a speed of 42 m / min, so that the thread is stretched by 100%. From the second godet the thread runs into a centrifuge rotating at 4600 n / m, where it receives a thread of around 120 n / m. After washing and finishing, it is stretched by 8% and dried. The finished thread has tensile strengths of 4.4 g / den (dry) and 3 g / den j (wet) and elongation values of 14% (dry) and 27% (wet).

Example 2

- Eine Viskose entsprechend Beispiel 1 wird in ein Bad der Zusammensetzung 5% H₂SO₄, 4% ZnSO₄ und 16% Na₂SO₄ bei einer Temperatur von 60° versponnen. Es wird eine 120-Loch-Düse verwendet; die Fäden haben einen Einzeltiter von 6 den. Nach Verstrecken in einem zweiten heißen Bad um 100% wird der Faden in einer Zentrifuge gesammelt. Er hat eine Reißfestigkeit von 4,2 g/den bei einer Dehnung von 15%.A viscose according to Example 1 is spun into a bath with the composition 5% H ₂ SO ₄ , 4% ZnSO ₄ and 16% Na ₂ SO ₄ at a temperature of 60 °. A 120-hole nozzle is used; the threads have a single denier of 6 denier. After 100% drawing in a second hot bath, the thread is collected in a centrifuge. It has a tear strength of 4.2 g / den at an elongation of 15%.

Die Prüfung der Scheuerfestigkeit der erfindungsgemäß hergestellten im Vergleich mit anderen Fäden zeigen deutlich die wesentliche Verbesserung, die durch das Verfahren erzielt wird. Die Messung wird durchgeführt, indem man einen mit 30 g (bei einem Gesamttiter von 1650 den) belasteten Faden über eine mit einer Geschwindigkeit von 100 n/m rotierenden Walze legt. Während ein normaler Zellwollfaden nach 600 Touren, ein Baumwollfaden nach 7000 Touren und ein für Reifenkord eingesetzter Faden bester Qualität nach 80 000 Touren durchgescheuert ist, hält ein erfindungsgemäß erzeugter Faden 250 000 TourenTesting the abrasion resistance of the threads produced according to the invention in comparison with other threads clearly show the substantial improvement achieved by the process. The measurement will carried out by placing a thread loaded with 30 g (with a total titer of 1650 denier) over a lays rotating roller at a speed of 100 n / m. While a normal rayon thread after 600 tours, a cotton thread after 7000 tours and a thread used for tire cord is best Quality is worn through after 80,000 tours, a thread produced according to the invention lasts 250,000 tours

Claims

PATENT CLAIM:

Process for the production of threads from regenerated cellulose with high tear, bending and Abrasion resistance values as well as good elasticity properties and fatigue properties, the are particularly suitable for the production of cord yarn by spinning viscose into salty, acidic baths, characterized in that 0.06 to 0.4 percent by weight of a viscose that is not too ripe Isopropanolamine is added and this viscose is then spun in baths, at least that Contain 3.2% zinc sulphate and its sulfuric acid content is equal to or less than the alkali content which is spun viscose.

Documents considered: German Patent No. 860 389.