DE1100871B - Verfahren zur Herstellung hochfester Faeden durch Verspinnen von Viskose - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

kl. 29 b 3/20

INTERNAT. KL. D 01 f

AUSLEGESCHRIFT 1100 871

V11130IVc/29b

ANMELDETAG: 29. A U G U S T 1956

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT:

2. MÄRZ 1961

Hochfeste Viskosekunstseide wird heute vielfach nach dem sogenannten Niedrigsäureverfahren gesponnen. Der Säuregehalt des Spinnbades ist in manchen Fällen so niedrig, daß er dem Alkaligehalt der Viskose in Prozenten ± 1,5% entspricht. Das Spinnbad enthält bei diesem Verfahren ferner wechselnde Mengen von Natriumsulfat und Zinksulfat. Bei solchen Niedrigsäureverfahren wird mit Spinnbadtemperaturen von über 50° C gearbeitet. In einem zweiten verdünnten Bad wird der Faden bei etwa 90° C hochverstreckt. Aus den nach diesem Verfahren gesponnenen Fäden wird vielfach Kord hergestellt zum Einsatz in Autoreifen, Förderbändern usw.

Neuerdings genügen die nach diesem Verfahren gesponnenen Produkte bezüglich der Reißfestigkeit den ständig steigenden Anforderungen nicht mehr. Man ist dazu übergegangen, der Viskose und teilweise auch dem Spinnbad Mittel zuzusetzen, die eine zersetzungshemmende Wirkung haben. Innerhalb der Gruppe solcher Substanzen werden diejenigen besonders bevorzugt, die neben einer Erniedrigung des Quellungs-Vermögens eine Verbesserung der statischen und dynamischen Festigkeitseigenschaften mit sich bringen. Die durch ein solches Arbeiten erreichte Steigerung der Festigkeit bringt auch eine Erhöhung der Dehnung mit sich. Viele der verwendeten Zusatzmittel führen sogar dazu, den Fäden eine besonders hohe Dehnung zu erteilen. Nun ist es aber aus verarbeitungs- und verwendungstechnischen Gründen erforderlich, daß bei weiterer Steigerung der Festigkeit die Dehnung der Kunstseide den bisherigen Rahmen nicht übersteigt. Für einige Verwendungszwecke werden sogar besonders niedrige Dehnungen bevorzugt und gefordert.

Gegenstand der Hauptpatentanmeldung V10959 IVc / 29 b ist es, die Verstreckbarkeit von nach dem Viskoseverfahren hergestellten Fäden zu erhöhen und bei Erreichen hoher Festigkeiten die Dehnungseigenschaften der Fäden in den geforderten Grenzen zu halten.

Entsprechend der Hauptpatentanmeldung wird so gearbeitet, daß man die Viskose bei 45 bis 20° C in Bäder verspinnt, welche 2 bis 7% Schwefelsäure, 5 bis 20% \° Natriumsulfat und 2 bis 15 % Zinksulfat enthalten, und daß die Verstreckung des entstandenen Fadens im Spinnbad selbst oder in einem nachgeschalteten zweiten Bad, welches verdünnt ist und die gleiche oder eine höhere Temperatur als das Spinnbad besitzt, durchgeführt wird.

Nach der vorliegenden Erfindung gelingt es, die Vorteile des beschriebenen Verfahrens dadurch noch zu erhöhen, daß man der Viskose und bzw. oder dem Spinnbad Polyalkoxyglykole und deren Abkömmlinge zusetzt, von denen sich die Umsetzungsprodukte von Polyalkoxyglykolen mit Fettaminen, Fettalkoholen, Fettsäuren, aromatischen Säuren, Alkoholen oder Aminen besonders gut eignen.

Verfahren zur Herstellung

hochfester Fäden durch Verspinnen

von Viskose

Zusatz zur Patentanmeldung V 10959 IVc/29 b
(Auslegeschrift 1 041 205)

Anmelder:

Vereinigte Glanzstoff-Fabriken A. G.,
Wuppertal-Erberfeld

Dr. Berthold Daimler, Heinsberg,

Dr. Hugo Elling,
Grebben (Kr. Geilenkirchen-Heinsberg),

Dr. Richard Elssner, Randerath,

und Dr. Kurt Heuer, Kassel-Bertenhausen,

sind als Erfinder genannt worden

Einfache Abkömmlinge sind beispielsweise darzustellen durch die Formel

RO-(CH₂CH₂O)^-R₁

wobei R einen Alkyl- oder Arylrest, R₁ Wasserstoff, einen Alkyl- oder Arylrest bedeutet und η = 1 bis 4 ist.

Diese Zusatzstoffe werden der Viskose in Mengen von 0,02 bis 0,6% zugesetzt. Als Zusatzstoffe zum Spinnbad wendet man sie in Mengen von 0,1 bis 5 g/kg Bad an.

Die Verstreckbarkeit des Fadens bei Verwendung von Viskosen, die die genannten Zusätze enthalten, nimmt um so mehr zu, je niedriger die Spinnbadtemperatur ist. Weiterhin nimmt, selbst bei gleicher Verstreckung, die Dehnung des Fadens ab, wenn man die Spinnbadtemperatur senkt. Parallel dazu findet man eine Erniedrigung der Streckspannung.

Die Dehnungserniedrigung durch Temperaturerniedrigung des Spinnbades bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist nicht auf eine bestimmte Viskose-Spinnbad-Zusammensetzung beschränkt. Je nach der verwendeten Viskose-Spinnbad-Kombination, aber auch in Abhängigkeit von dem eingesetzten Zusatzmittel sind das Ausmaß der Erhöhung der Verstreckbarkeit bzw. der Dehnungserniedrigung in dem optimalen Temperaturbereich nicht genau die gleichen. In den meisten Fällen jedoch hat sich der Temperaturbereich zwischen 45 und 35° C als besonders günstig erwiesen für die Veränderung des Verhältnisses von Bruchlast und Bruchdehnung.

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Die höhere Verstreckbarkeit, die der Faden bei den . Temperaturen unter 45° C aufweist, kann auch noch ,in anderer Hinsicht mit Vorteil ausgenutzt werden. So. ergibt sich z. B. die Möglichkeit, bei unveränderter Verstreckung mit niedriger Streckspannung zu arbeiten, wodurch bekanntlich die Faserigkeit der Ware herabgesetzt wird. Man kann andererseits, wenn man die Verstreckung in einem zweiten Bad vornimmt, die Temperatur dieses Bades .niedriger als bisher üblich halten, und unter Umständen mit seiner Temperatur sogar bis auf den Wert des Erstbades herabgehen. Auf diese Weise ergibt sich neben den anderen bereits erwähnten Vorteilen eine Einsparung an Wärmeenergie für das Aufheizen des Streckbades, wozu noch die Einsparung gerechnet werden muß, die aus der Verwendung des weniger hochtemperierten Spinnbades resultiert.

Beispiel 1

Unter gleichen Spinnbedingungen wurden eine Viskose ohne Zusatzstoffe und im Vergleich dazu eine Anzahl Viskosen mit je 1,7 g/kg von verschiedenartigen Zusätzen versponnen. Die Viskosen hatten die Zusammensetzung 7,3% Cellulose, 5,5% Alkali und wurden bei einer Viskosität von 65 Kugelfallsekunden und einer Gammazahl von 46 versponnen. Die Tauchstrecke im ersten Bad betrug 70 cm. Die Fäden wurden in einem heißen verdünnten Zweitbad um 100 % verstreckt. Die Zahlen in der untenstehenden Tabelle geben die Spannung an, die der Faden nach Verlassen des Streckbades aufgewiesen hat; außerdem sind Kordfestigkeiten und -dehnungen angegeben, die sich auf die gleiche Kordkonstruktion beziehen. Das Spinnbad enthielt 120 g/kg Na₂SO₄ und 60 g/kg ZnSO₄. Die Säurekonzentration lag.Äwischen 42 H/und 52 g/kg und wurde für die verschiedenen Zusatzstoffe optimal eingestellt.: Folgende Viskosezüsatzmittel können einzeln zur Verwendung kommen:

■ 1. ein äthoxyliertes Kokosamin,

2. ein äthoxylierter Ammoniak, dessen drei Polyglykolketten zusammen zwanzig Äthylenoxydgruppen enthalten, ;

3. eine Verbindung wie unter 2 genannt, wobei eine der Polyglykolketten eine ätherartige Verbindung mit

einem Alkyl aufweist, welches 10 C-Atome besitzt,

4. ein Reaktionsprodukt von Rizinusöl und Polyglykol oder

5. ein reines Polyäthylenglykol mit einem mittleren

Molekulargewicht von 4000. ~

Das äthoxylierte Kokosamin (Nr. 1) hatte folgende Formel: .

(CH₂-CH₂-O^H

^X (CH₂. CH₂ In dieser Formel ist χ + y = 20.

Der äthoxylierte Ammoniak (Nr. 2) hatte folgende Zusammensetzung: .

,H(CH₂-CH₂-O)₃-N:

,(CH₂-CH₂-O)^H

'(CH₂-CH₂-OVH

Die unter Nr. 3 angewendete Verbindung war wie folgt zusammengesetzt:

.(CH₂-CH₂.-O)^H

CH₃(CH₂)₉ —Q-(CH₂ - CH₂ · O)₈-

χ + y + ζ = 20.

Das unter Nr. 4 genannte Reaktionsprodukt von Rizinusöl und Polyglykol war durch folgende Formel gekennzeichnet: CH₃ · (CH₂)₅ —CHOH-CH₂-CH = CH · (CH₂)₇ —CO · 0(CH₂ · CH₂O)₁₅H

Aus der rechten Hälfte der nachstehenden Tabelle ist zu ersehen, daß bei einer Spinnbadtemperatur von 38⁰C durch die Zusätze 1 bis 5 höhere Festigkeiten erhalten wurden als ohne Viskosezusatz. Diese Zusätze bewirken ferner .eine Änderung des Querschnittsbildes der Einzelfäden und beeinflussen auch andere Fadeneigenschaften günstig. . .

	Spinnbadteniperatur	55° C	18,1	Spimlbadtemperatur	380C	-D°/o
Zusatz		Fest.	■15,8		Fest.
stoff	Streck-		18,7	Streck		10,0
	spannung		17,3	spannung	10,2	15,2
ohne		14,3	1-7,0	1100	14,3	11,3
1	920	12,4-	600	11,6	14,6
2	1060	14,0	930'	13,7	13,7
3	1150	13,9	1050	13,7	13,4
4	1020	13,6	680	13,0
5	1000		700

In der Tabelle, in welcher' »Fest.« die. Festigkeit in Kilogramm und »D« Dehnung bedeutet, sind auch die Ergebnisse mit aufgenommen, die bei eine.r Spinnbadtemperatur von 55⁰C mit'den verschiedenen Viskosezusätzen erhalten wurden. Wie man sieht, ist die in der Hauptpatentanmeldung geltend gemachte Erniedrigung der Streckspannung einerseits und die Herabsetzung der Dehnung andererseits auch bei Verwendung von zusatzhaltigen Viskosen deutlich ausgeprägt.

Beispiel 2

In diesem Ausführungsbeispiel soll noch einmal gezeigt werden, wie die Verwendung eines Viskosezusatzes unter den in der Hauptpatentanmeldung genannten Spinnbedingungen zu einer Verbesserung der Fadeneigenschaften führt. Nachstehende Spinnbedingungen stimmen weitgehend mit den in dem ersten Beispiel der Hauptpatentanmeldung genannten Spinnbedingungen überein. Die Viskose hatte die Zusammensetzung 6,5 % Cellulose, 5,7 % Alkali und war in der üblichen Weise hergestellt. Das'Spinnbad enthielt 49 g/kg H₂SQ₄, 100 g/kg Na₂SO₄ und 70 g/kg ZnSO₄. Die Tauchstrecke im ersten Bad war 60 cm lang. Die Verstreckung fand in einem heißen Zweitbad statt. Der gewaschene Faden wurde um 6% nachverstreckt und dann getrocknet. Unter diesen Bedingungen wurde eine zusatzfreie Viskose mit einer Viskose verglichen, die, den Zusatz von äthoxyliertem Kokosamin aufwies wie im ersten-Beispiel unter 1..Mt beiden Viskosen wurde bei einer Temperatur .des Spinnbades von 38° C gemäß der Erfindung versponnen.

In beiden Fällen konnte die Verstreckung auf 118%

gesetzt werden. - - '

Es werden folgende Textilwerte (F — Festigkeit und D = Dehnung) erhalten.

ohne Zusatz
mit Zusatz

Die Festigkeiten im lufttrockenen und nassen Zustand sind durch den gemachten Viskosezusatz erheblich verbessert worden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Weitere Ausbildung des Verfahrens nach Patentanmeldung V 10959 IVc/29b, dadurch gekenn zeichnet, daß man der Viskose und/oder dem Spinnbad Polyalkoxyglykole oder deren Abkömmlinge zusetzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Umsetzungsprodukte der Polyalkoxyglykole mit Fettaminen, Fettalkoholen, Fettsäuren, aromatischen Säuren, Alkoholen oder Aminen verwendet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzstoffe der Viskose in Mengen von 0,02 bis 0,6 °/₀ zugesetzt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusätze zum Spinnbad zwischen 0,1 und 5 g/kg Spinnbad betragen.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 907 051,860 389,744 891, 671511, 929 064;

österreichische Patentschrift Nr. 185 928;

USA.-Patentschriften Nr. 2 397 338, 2 362 217,
ao 2 069 805, 2 696 806, 2 593 466, 2 696 423;

belgische Patentschrift Nr. 516 207.

© 109 528/676 2.61