DE1052054B

DE1052054B - Verfahren zur Herstellung von Faeden oder Fasern mit niedriger Dehnung und hoher Festigkeit durch Verspinnen einer Viskose

Info

Publication number: DE1052054B
Application number: DEV13660A
Authority: DE
Inventors: Dr Richard Elssner; Dr Hugo Elling
Original assignee: Glanzstoff AG
Current assignee: Glanzstoff AG
Priority date: 1958-01-04
Filing date: 1958-01-04
Publication date: 1959-03-05
Also published as: GB864821A; CH411220A; FR1211235A; BE574151A; NL107735C; NL234167A; US3007766A

Description

Fäden mit niedriger Dehnung und hoher Festigkeit werden für bestimmte Einsatzgebiete, insbesondere für Garne, als Einlage in Gummierzeugnissen verlangt.

Zur Charakterisierung der Beziehung zwischen Festigkeit und Dehnung benutzt man den Modul M = IOOmal Bruchfestigkeit (g/den): Dehnung °/o. Wenn also bei hoher Bruchfestigkeit eine niedrige Dehnung angestrebt werden soll, muß das Garn einen hohen Modul haben.

In der folgenden Tabelle 1 werden eine normale Viskosezellwolle (Nr. 5) und eine Kupferkunstseide (Nr. 6) mit Baumwolle (Nr. 1) und einigen besonderen Kunstseiden (Nr. 2, 3 und 4) verglichen.

Es ist ersichtlich, daß die Moduln von Nr. 2, Fortisan, einer durch Verseifung von Acetatcellulose hergestellten Kunstseide, und von Nr. 3, Lilienfeldseide, höher als derjenigen von Baumwolle liegen. Beide Fasern sind aber verhältnismäßig schwer herzustellen. Normale Kunstseiden zeigen niedrige Werte und nur der Modul der unter Nr. 4 aufgeführten Spezialkunstseide, die dadurch hergestellt wird, daß

Verfahren zur Herstellung von Fäden

oder Fasern mit niedriger Dehnung und hoher Festigkeit durch Verspinnen einer Viskose

Anmelder: Vereinigte Glanzstoff-Fabriken A. G._r Wuppertal-Elberfeld, Glanzstoff-Haus

Dr. Richard Elssner, Randerath (Bez. Aachen), und Dr. Hugo Elling, Oberbruch-Grebben, sind als Erfinder genannt worden.

Viskose mit Zusatz von 1,5 g/kg eines äthoxylierten ao Kokosamins (MG etwa 1100) in ein Spinnbad mit Zinksulfat- und Formaldehydgehalt gesponnen wurde, ist größer.

Tabelle 1

	Festigkeit	Dehnung
Nr.	g/den	*o/o*
trocken	naß	trocken	naß
3,6	4,0	9	10
5.9	4,3	6	6
5,8	4,3	8	10
4,7	3,5	16	21
5 Flox	2,6	1,5	17	24
1,7	0,9	17	24

Moäul

trocken

naß

40

98 72 29 15 10

40 72 43 17 6 4

Es wurde nun gefunden, daß Kunstseiden mit überraschend hohen Moduln erreicht werden können, wenn man der Viskose außer dem erwähnten äthoxylierten Amin oder ähnlichen die Entquellung des Fadens im A-Bad unterstützenden Mitteln (z. B. Polyäthylenglykole, äthoxylierte Fettsäuren oder Alkohole, Amine, Polyamine, quaternäre Ammoniumbasen oder deren äthoxylierte Derivate) in Mengen von 0,3 bis 3,0 g/kg Viskose auch noch 3 bis 50 g/kg eines löslichen Alkalimetallsalzes einer starken Säure zusetzt.

Tabelle 2 zeigt den Einfluß steigender Mengen an Natriumsulfat, die einer Viskose mit 1,5 g/kg eines äthoxylierten Kokosamins (MG etwa 1100) zugesetzt wurden.

Tabelle 2

	Menge Na2 S O₄	Festigkeit	Dehnung
Nr.	zur Viskose	g/den	*o/o*		Modul
trocken	naß	trocken		naß	trocken	naß
1	0,0	5,1	4,1	14		28	36	15
2	1,7	4,7	3,8	11		25	42	15
3	3,4	5,0	3,9	11		24	45	16
4	5,0	5,2	4,1	10		21	52	20
5	12,0	5,2	3,6	8		18	65	20
6	30,0	5,0	3,7	7		13	72	28

809 768/510

Daraus hergestellte Cords der Konstruktion 1650 den 1 · 2 Z • S 12 · 12 ergaben folgende Zahlen:

Tabelle 3

Nr.	Festigkeit g/den	Cord kond. Dehnung, °/o	Modul	g/den	Cord ofentr. Dehnung, %	Modul
1	3,5	22	16	4,1	15	27
2	3,4	19	18	4,1	14	29
3	3,4	17	20	4,2	14	30
4	3,6	17	21	4,1	12	34
5	"3,2	13	25	3,8	11	35
6	2,9	12	24	3,6	10	36

Wie Tabelle 4 ersichtlich macht, wirkt NaCl ähnlich wie Natriumsulfat.

Tabelle 4

Menge Na Cl zur Viskose		Festigkeit g/den		Dehnung Vo		Modul
*Crflr er* - . σ^/Λ·ο	_trocken		naß	trocken		naß	trocken	naß
0 3 6 9	5,1 5,0 5.2 5.4	4,1 3,8 4,0 4,0	14 11 9 8	28 23 21 20	36 46 57 67	15 17 19 20

Den gleichen Einfluß haben die Kaliumsalze der gleichen Säuren, wie auch Kalium- und Natriumnitrat. Die Alkalisalze der Phosphorsäure haben eine schwächere Wirkung, und die Salze schwacher Säuren sind wirkungsloser im Sinne der Erfindung.

Es können Cellulosen beliebiger Herkunft gebraucht werden, wie z. B. Linters, Edelzellstoffe oder Standard-Reyonzellstoffe, wobei zu bemerken ist, daß der Einsatz hemihaltiger Zellstoffe sehr oft Kunstseiden mit einem höheren Modul ergibt als der von Linters.

Der Cellulosegehalt wie auch das Cellulose-Alkali-Verhältnis in der Viskose kann beliebig sein.

Die Viskoselösungen gemäß der Erfindung werden mit einer Gammazahl zwischen 56 und 35 in A-Bädern vom Charakter des Müllerbades, vorzugsweise mit Zinksulfatzusätzen über 20g/kg Bad, versponnen.

Diese Spinnbäder können die gleichen organischen Zusätze enthalten wie die Viskose und/oder Spinnhilfsmittel, wie Laurylpyridiniumchlorid oder andere oberflächenaktive Mittel.

Man kann, wie bekannt, die Festigkeiten und somit den Modul durch Streckung des koagulierten Fadens im ersten Bad, in Luft, in einem Zwischenbad und/ oder in einem erwärmten B-Bad noch erhöhen.

Es wurde ferner festgestellt, daß die Ergebnisse weiter verbessert werden können, wenn das Zwischenbad, vorzugsweise bei Raumtemperatur, 0,5 bis 5,0 % Formaldehyd enthält.

Auch eine Trocknung des entsäuerten und avivierten Fadens unter einer Spannung von etwa 1000 g ist vorteilhaft.

Tabelle 5 zeigt in kurzer Übersicht die Wirkung, welche die verschiedenen Zusätze oder Arbeitsweisen haben. Bei allen Versuchen wurde eine Viskose mit dem organischen Zusatz nach unten folgendem Beispiel angewendet. Unter HCOH ist angegeben, ob dem Zwischenbad Formaldehyd zugegeben wurde (+) oder nicht (—). Die Zeichen + oder — in der Spalte Trocknung bedeuten, ob unter Spannung getrocknet wurde oder nicht.

Tabelle 5

HCOH

Trocknung Festigkeit g/den trocken naß

Dehnung Vo

trocken naß

Modul trocken naß

Ohne Na₂SO₄
Mit Na₂SO₄ .
Mit Na₂SO₄ .
Mit Na₂SO₄ .

3,8
3,4
3,8
4,6

3,1
2,4
2,7
3,3

29
14

32
19
8
10

13
24
48
51

Arbeitsbeispiel
Aus Linters mit einem Polymerisationsgrad von etwa 650 wird in bekannter Weise Alkalicellulose hergestellt. Ohne weitere Vorreife wird diese Alkalicellulose mit 40 % Schwefelkohlenstoff 5 Stunden bei 26° C sulfidiert. Das erhaltene Xanthat wird zu einer Viskose mit 5,5% Cellulose und 4,8% NaOH gelöst. Die Löselauge enthält pro kg fertige Viskose 1,5 g pn} kg Viskose äthoxyliertes Kokosamin der allgemeinen Formel

C„H

'2K + 1

-n;

(ch₂-ch₂o)_xh

(ch₂ · ch₂0)„h

zugesetzt, in der η zwischen 8 und 14 liegt, x+y=2Q

30 g Na₂SO₄. Während des Lösens wird der Viskose 7° ist und das Molekulargewicht 1100 beträgt.

Claims

Die in bekannter Weise filtrierte, entlüftete und nachgereifte Viskose wird bei einer Gammazahl von etwa 48 versponnen. Die Viskosität beträgt 93 Sekunden Kugelfall. Es wird für einen Titer von 1650 den eine Spinndüse von IOOOLoch verwendet. Der Lochdurchmesser ist 60 My. Das A-Spinnbad hat eine Zusammensetzung von 4,3% H2SO4, 13,0% Na2SO4, 6 °/o Zn S O4, Temperatur 48° C. Der spinnende Faden läuft von der Spinndüse durch ein horizontalliegendes, vom A-Bad durchströmtes, 50 cm langes Rohr mit einem Innendurchmesser von 20 mm über ein Umlenkröllchen zu einer mit 19 m/min umlaufenden Galette. Der Faden umschlingt diese Galette mittels eines unter dieser Galette angebrachten gerillten Röllchens viermal. Dieses gerillte Röllchen läuft in einem sogenannten Zwischenbad. Dieses Zwischenbad hat die Zusammensetzung 22 g/kg H2 S O4, 90 g/kg Na2 S O4, 38g/kg ZnSO4 und 18 g/kg Formaldehyd, Temperatur 30° C. Von einer zweiten Galette, die mit einer Geschwindigkeit von 40 m/min läuft, wird der Faden durch ein 95° C heißes B-Bad gezogen. Dieses B-Bad enthält 15 g/kg Schwefelsäure und geringe Mengen von Natriumsulfat, Zinksulfat und Formaldehyd, die durch den spinnenden Faden eingeschleppt werden. Die Durchlauflänge des Fadens in diesem B-Bad beträgt 140 cm. Über eine dritte Galette, die eine Umfangsgeschwindigkeit von 35,8 m/min besitzt, läuft der Faden in einen langsam rotierenden Korb. In diesem Korb wird die Fadenmasse entsäuert, entschwefelt und aviviert. Hernach wird der noch nasse Faden in einem Nachstreckaggregat 11 % nachverstreckt unter gleichzeitiger Trocknung. Der getrocknete Faden wird gezwirnt. In bekannter Weise werden die jeweils gewünschten Garne, Zwirne bzw. Corde hergestellt. Die textlien Daten des auf diese Weise hergestellten Fadens sind in Tabelle 2 unter Nr. 6 angegeben. Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Fäden oder Fasern mit niedrigen Dehnungen bei hohen Festigkeiten durch Verspinnen einer Viskose mit Zusätzen von organischen, modifizierenden Verbindungen, wie Polyäthylenglykolen, äthoxylierten Aminen, äthoxylierten Fettsäuren, äthoxylierten Fettalkoholen, Aminen, Polyaminen, quaternären Ammoniumbasen oder deren äthoxylierten Derivaten in ein Spinnbadsystem, bestehend aus einem A-Bad mit einem Zinksulfatgehalt, einem Zwischenbad und einem erwärmten sauren B-Bad, dadurch gekennzeichnet, daß die Viskose außer den genannten organischen, modifizierenden Verbindungen ein lösliches Alkalimetallsalz einer starken Säure in Mengen von über 3 bis 50 g Salz/kg Viskose enthält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenbad 0,5 bis 5,0 % Formaldehyd enthält.

3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Viskoselösung 3,5 bis 50 g/kg Natriumsulfat enthält.

4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzmengen der in Anspruch 1 genannten organischen, modifizierenden Verbindungen 0,3 bis 3,0 g/kg Viskose betragen.