DE1163489B - Verfahren zur Herstellung von Faeden, Fasern oder Folien aus regenerierter Cellulosedurch Verspinnen von Viskose - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: DOIf

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

Deutsche Kl.: 29 b -3/20

G 29042IV c/29 b 17. Februar 1960 20. Februar 1964

Zur Verbesserung der technischen Verarbeitbarkeit der Viskose sowie zur Erzielung besonderer Eigenschaften der daraus hergestellten Gebilde hat man bereits die Verwendung von Zusatzmitteln, die der Viskose oder dem Fällbad einverleibt werden, vorgeschlagen. Unter diesen Modifizierungsmitteln nehmen mehr oder weniger basisch reagierende Aminderivate eine bevorzugte Stellung ein. So hat man der Viskose kurzkettige, alkalilösliche primäre Amine zugesetzt, um das Zuwachsen der Spinndüsen beim Verspinnen in zinksalzhaltige Fällbäder zu verhindern und um unter anderem die Trockensowie die Naßreißfestigkeit der daraus hergestellten Fäden zu erhöhen. Ferner hat man die Verwendung höhermolekularer, durch Oxalkylierung alkalilöslich gemachter Amine vorgeschlagen. Diese oxalkylierten Amine üben eine starke Klärwirkung auf die Viskose aus, verhindern ebenfalls das Zuwachsen der Spinndüsenlöcher und unterdrücken das Auftreten milchiger Fäden. Allerdings ist durch die Oxalkylierung der basische Charakter dieser höhermolekularen Amine weitgehend verlorengegangen, so daß sie im sauren Fällbad nicht immer in ausreichendem Maße zur Salzbildung fähig und somit praktisch unlöslich sind, so daß es zu störenden Abscheidungen kommt.

Es wurde nun gefunden, daß man unter Vermeidung der genannten Nachteile die gleichen vorteilhaften Wirkungen erzielen kann, wenn man der Viskose und/oder dem Fällbad 0,01 bis 0,5% andersartiger Verbindungen zusetzt, nämlich solcher Äthylenoxydanlagerungsprodukte höhermolekularer Verbindungen, die pro Molekül fünf bis vierzig Äthylenoxydreste und über Stickstoff gebundene, austauschfähige Wasserstoffatome enthalten und die wenigstens eine über einen 2 oder 3 Kohlenstoffatome enthaltenden Alkylenrest an das Ende einer Polyäthylenoxydkette gebundene Aminogruppe besitzen. Derartige Verbindungen entsprechen z. B. den folgenden allgemeinen Formeln:

(C₂H₄O)₃; — R' — NH₂

R-N

Verfahren zur Herstellung von Fäden, Fasern oder Folien aus regenerierter Cellulose durch Verspinnen von Viskose

Anmelder:

Glanzstoff-Courtaulds G. m. b. H., Köln-Weidenpesch, Neußer Landstr. 2

Als Erfinder benannt:
Dr. Werner Koblitz, Köln-Nippes, Dr. Wolfgang Benzel, Haan (RhId.), Dr. Alfred Kirstahler, Düsseldorf

(C₂H₄O)₃;- R' — NH₂

R-CON

R —CON

(C₂H₄O)₂,- R' — NH₂ (C₂H₄O)₃;- R' — NH₂

(C₂H₄O)*-R'— NH₂

R-SO₂-N

(C₂H₄O)₂,-R' —NH₂ (C₂H₄O)₃;.- R'- NH₂

R-SO₂-N

(C₂H₄O)₁,- R' — NH₂
(C₂H₄O)₃;- R' — NH₂

R —N

II

(C₂H₄O)^H

worin R einen aliphatischen, aliphatisch-cycloaliphatischen oder aliphatisch-aromatischen Kohlenwasserstoffrest mit 8 bis 20 Kohlenstoffatomen und R' einen 2 oder 3 Kohlenstoffatome enthaltenden Alkylenrest darstellt.

Die erfindungsgemäß verwendeten Verbindungen lassen sich z. B. durch Umsetzen der Äthylenoxydanlagerungsprodukte mit Acrylnitril und an-

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schließende Hydrierung, oder auch durch Umsetzen partikelchen aus und verhindern so das Absetzen der Äthylenoxydanlagerungsprodukte mit Äthylen- dieser Verunreinigungen auf den Fäden, imin erhalten. Verbindungen dieser Art sind z. B. . . das hydrierte Umsetzungsprodukt von Acrylnitril Beispiel 1 mit dem Anlagerungsprodukt von 9 Mol Äthylen- 5 Alkalicellulose wird mit etwa 40% Schwefeloxyd an 1 Mol Dodecylamin, das hydrierte Um- kohlenstoff 2 Stunden bei 31⁰C sulfidiert und das Setzungsprodukt von 1 oder 2 MoI Acrylnitril mit erhaltene Xanthat während 5 Stunden zu einer einem auf Basis von Kokosfett hergestellten und Viskose mit 6,6% Cellulose, 5,87% NaOH und mit 8 Mol Äthylenoxyd umgesetzten Alkylamin- 37,9% CS2 gelöst. Etwa 1 Stunde vor Beendigung gemisch mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen oder das 10 des Lösevorganges werden der Viskose 0,2% (be-Umsetzungsprodukt von Äthylenimin mit dem An- rechnet auf Viskose) einer Verbindung hinzugefügt, lagerungsprodukt von 12 Mol Äthylenoxyd an 1 Mol die einen Mono-y-aminopropyläther des Anlage-Ölsäure-N-methylamid. rungsproduktes von 12 Mol Athylenoxyd an 1 Mol

Der besondere Vorteil der genannten Verbindungen Fettsäuremonoäthanolamid (Fettsäurerest C12 bis

besteht darin, daß sie eine stark basisch reagierende 15 Cie) darstellt. In üblicher Weise wird die Viskose

primäre Aminogruppe besitzen. Verbindungen dieser entlüftet, filtriert und einer etwa 42stündigen Nach-

Art sind sowohl in der Viskose als auch im Fällbad reife bei 14⁰C unterworfen.

ausreichend löslich. Die genannten Verbindungen Die. Viskosität beträgt 77 Sekunden (Kugelfallwerden der Viskose oder dem Fällbad in einer Menge methode). Die nach der Salzpunktmethode festvon 0,01 bis 0,5%, vorzugsweise 0,1 bis 0,2%, 20 gestellte Reife ergibt einen Wert von 8,8. Die spinnbezogen auf Viskose oder Fällbad, zugefügt. Um zu fertige Viskose wird durch eine 1100-Loch-Düse in den gewünschten Fadeneigenschaften, wie beispiels- ein Spinnbad folgender Zusammensetzung verweise erhöhte Reißfestigkeit sowie geringere Quell- spönnen: 72 g/l H2SO4, 135 g/l Na2SÜ4, 105 g/I neigung, zu kommen, ist es andererseits zweck- ZnSO-i. Die Temperatur beträgt 50⁰C. mäßig, bestimmte andere Spinnbedingungen ein- 25 Die von der Spinndüse kommenden Fäden werden zuhalten. Das Spinnbad soll wenigstens 35 g/l, durch ein leicht nach oben geneigtes, vollständig vorzugsweise etwa 95 bis 105 g/l ZnSC>4 enthalten. im Spinnbad eingetauchtes Röhrchen geleitet, so

Es konnte festgestellt werden, daß die Herstellung daß auf Grund einer Niveaudifferenz zwischen Ein-

von Fäden, deren Querschnitte einen dicken Mantel lauf und Auslauf des Spinnbades die Fäden von

bzw. eine Vollmantelstruktur mit glatten Umriß- 30 dem hindurchströmenden Spinnbad mitgeführt wer-

formen aufweisen, dann besonders begünstigt wird, den. Unter geringer Spannung werden die Fäden mit

wenn neben der genannten ZnSO4-Konzentration einer Geschwindigkeit von 25 m/Min, aus dem Spinn-

auch eine bestimmte H2SO4-Konzentration des bad abgezogen und sofort in ein zweites Bad geleitet,

Fällbades eingehalten wird. Die H2SO4-Konzen- welches 2% H2SO4 enthält und eine Temperatur

tration soll möglichst 60 bis 100 g/l, vorzugsweise 35 von 90⁰C aufweist. Aus diesem Bad werden die

75 g/l, betragen. Besonders gute Ergebnisse erhält Fäden mit einer Geschwindigkeit von 50 m/Min,

man beispielsweise, wenn die ZnSCVKonzentration abgezogen, so daß sie im zweiten Bad um insgesamt

etwa 95 g/l und die H2SO4-Konzentration etwa 100% verstreckt werden. Der gewaschene, ent-

75 g/l beträgt. säuerte und avivierte Faden wird um 10% nach-

Weiterhin ist es von Vorteil, die unmittelbar 40 verstreckt.

aus der Düse heraustretenden Fäden in an sich Die textlien Daten der Fäden sind folgende:

bekannter Weise durch ein schräg leicht nach oben _n „ «m 0/

gestelltes Röhrchen zu leiten. Der Abzug des Fadens ^ueiiweri ob ,wo

von der Spinndüse soll im ersten Bad unter möglichst „' 5 ,"" -V ',' '_c' V '' 1i " \ cc ia

geringer Spannung ohne Verstreckung durchgäihrt ₄₅ g££j ££ ^g⁴*

werden, während im zweiten Bad mögliebst über Dehnung (otentrocken) 8,U /0

100% stark verstreckt wird. Das zweite Bad enthält Der Querschnitt der Fäden zeigt eine rundliche

zweckmäßig etwa 2% H2SO4 und ist auf 90⁰C, Vollmantelfaser mit glatten Umrißformen,

vorzugsweise 95° C, aufgeheizt. Der aus dem zweiten . .

Bad entsteigende Faden soll möglichst vollständig 50 B e 1 s ρ 1 e 1 2

zersetzt sein, d. h., die y-Zahl soll kleiner als 0,1 Die Herstellung der Viskose wird im wesentlichen

sein. Durch diese Arbeitsweise wird die Quellung nach den Angaben des Beispiels 1 durchgeführt,

der Faser herabgesetzt und ihre Naßfestigkeit erhöht. Als Modifizierungsmittel wird im vorliegenden

Auch die Trockenfestigkeit wird in erheblichem Fall eine Verbindung der nachfolgenden Zusammen-

Maße verbessert, was besonders für die Herstellung 55 Setzung der Viskose in einer Menge von 0,2%,

von Reifencordseide von Bedeutung ist. Bei der bezogen auf Viskose, etwa 1 Stunde vor Beendigung

mikroskopischen Betrachtung eines in geeigneter des Lösevorganges zugefügt. Die zuzufügende Ver-

Weise angefärbten Faserquerschnittes erkennt man bindung stellt den Mono-y-aminopropyläther des

einen sehr dicken Mantel bzw. nur noch eine Voll- Anlagerungsproduktes von 12 Mol Athylenoxyd

mantelstruktur mit glatten Umrißformen, während· 60 an 1 Mol eines Alkylamingemisches (Ce bis Cie) dar.

die ohne erfindungsgemäßen Zusatz gesponnenen Die Zusammensetzung der Viskose ist folgende:

Fäden normalerweise einen überwiegenden gel- 6,63% Cellulose, 5,92% NaOH, 38,2% CS2/CeIlu-

artigen Kern mit stark zerklüfteten Umrißformen lose der Alkalicellulose, 0,2% Modifizierungsmittel,

aufweisen. Viskosität 76 Sekunden. Reife 8,6.

Im sauren Fällbad besitzen die erfindungsgemäßen 65 Das Verspinnen der Viskose wird nach den

Verbindungen kationaktiven Charakter. Sie üben Angaben des Beispiels 1 durchgeführt. Das Spinn-

deshalb eine starke Dispergierwirkung auf die sich bad weist eine Temperatur von 6O⁰C auf. Die

im Fällbad ansammelnden Schmutz- und Schwefel- übrigen Spinnbedingungen sind die gleichen wie

im Beispiel 1. Die textlien Daten der fertigbehandelten Fäden sind folgende:

Quellwert 72,5%

Titer 1107 den

Festigkeit (ofentrocken) 5,6 g/den

Dehnung (ofentrocken) 8,4%

Die Querschnittsform der Fäden zeigt einen starken Mantel neben einem kleinen Kern. Die Umrißformen sind glatt.

Beispiel 3

Die Herstellung der Viskose sowie die Weiterverarbeitung zu Fäden wird im wesentlichen nach den Angaben von Beispiel 1 durchgeführt. Als Modifizierungsmittel wird der Viskose der Bisy-aminopropyläther des Anlagerungsproduktes von 12 Mol Äthylenoxyd an 1 Mol eines Alkylamingemisches (Q bis Cis) in einer Menge von 0,2% zugefügt.

Die Viskosezusammensetzung ist folgende: 6,57% Cellulose, 5,9% NaOH, 39,5% CS₂/Cellulose der Alkalicellulose, 0,2% Modifizierungsmittel. Viskosität 80 Sekunden. Reife 8,7.

Die fertigen Fäden besitzen folgende textile Daten:

Quellwert 70,3%

Titer 1132 den

Festigkeit (ofentrocken) 5,2 g/den

Dehnung (ofentrocken) 8,0%

Der Querschnitt der Fäden ist bohnenförmig und zeigt neben einem Kern einen starken Mantel.

Gegenbeispiel

Um eine Vergleichsmöglichkeit der Wirkungsweise der in den drei vorstehenden Beispielen verwendeten Zusatzstoffe zu haben, wird die praktisch gleiche Viskose nochmals versponnen, jedoch kein Modifizierungsmittel der Viskose zugefügt. Die Herstellung der Viskose wird nach den Angaben des Beispiels 1 vorgenommen. Die Zusammensetzung dieser Viskose ist folgende: 6,34% Cellulose, 5,94% NaOH, 39,4% CS₂/Cellulose der Alkalicellulose.

Die Viskosität beträgt 63 Sekunden, die Reife der Viskose hat einen Salzpunkt von 9,4.

Das Verspinnen der Viskose und die Spinnbadzusammensetzung erfolgen nach den Angaben des Beispiels 1.

Die textlien Daten der erhaltenen Fäden sind folgende:

Quellwert 87,4%

Titer 1078 den

Festigkeit (ofentrocken) 3,9 g/den

Dehnung (ofentrocken) 6,9%

Der Querschnitt der Fäden zeigt stark zerklüftete Umrißformen mit einem sehr dünnen Mantel. Neben der ungünstigen Querschnittsform sind auch der Quellwert und die Festigkeit der Fäden im Verhältnis zu den Ergebnissen der erfindungsgemäß durchgeführten Verfahrensweise sehr ungünstig.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Fäden, Fasern oder Folien aus regenerierter Cellulose durch Verspinnen von Viskose, dadurch gekennzeichnet, daß man der Viskose und/oder dem Spinnbad 0,01 bis 0,5% solcher Äthylenoxydanlagerungsprodukte höhermolekularer Verbindungen zusetzt, die pro Molekül fünf bis vierzig Äthylenoxydreste und über Stickstoff gebundene austauschfähige Wasserstoffatome enthalten und die wenigstens eine über einen 2 oder 3 Kohlenstoffatome enthaltenden Alkylenrest an das Ende einer Polyäthylenoxydkette gebundene Aminogruppe besitzen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen aliphatische, aliphatisch-cycloaliphatische oder aliphatisch-aromatische Kohlenwasserstoffreste mit 8 bis 20 Kohlenstoffatomen besitzen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 651 797, 912 388.

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