DE1203419B

DE1203419B - Process for the production of matted fibers or threads from hydrate cellulose

Info

Publication number: DE1203419B
Application number: DEV12398A
Authority: DE
Inventors: Dr Kurt Heide
Original assignee: SCHWARZA CHEMIEFASER
Current assignee: SCHWARZA CHEMIEFASER
Priority date: 1957-05-09
Filing date: 1957-05-09
Publication date: 1965-10-21

Description

Verfahren zum Herstellen von mattierten Fasern oder Fäden aus Hydratcellulose Es ist bekannt, daß man zur Herstellung von mattaussehenden Fäden aus Regeneratcellulose, nach dem Viskoseverfahren gesponnen, lichtbrechende Pigmente in die Viskose vor dem Verspinnen zu Fäden einlagert. Als Pigmente dieser Art dienen z. B. Titandioxyd, Zinkoxyd, Antimonoxyde u. dgl., die in feiner Verteilung innerhalb der fertigen Faser das einfallende Licht diffus reflektieren und dadurch dem Auge gegenüber die Faser matt erscheinen lassen.Process for the production of matted fibers or threads from hydrate cellulose It is known that for the production of matt-looking threads from regenerated cellulose, spun according to the viscose process, refractive pigments in the viscose before stored into threads after being spun. Pigments of this type are used, for. B. titanium dioxide, Zinc oxide, antimony oxides and the like, which are finely distributed within the finished The fibers reflect the incident light diffusely and thereby face the eye Make the fiber appear matt.

Auch duktile Körper, wie Fette, z. B. Lezithin, können als Mattierungsmittel verwendet werden, desgleichen flüssige Stoffe, wie in Viskose feinverteilte Öle, z. B. Mineralöle, organische Lösungsmittel sowie schließlich Gase, wie Luft oder Kohlensäure, wobei sehr häufig nach Fertigstellung der Fasern die lichtbrechende Wirkung fast nur auf das Vorhandensein zurückgebliebener feinster Hohlräume innerhalb der Fasern zurückzuführen ist.Ductile bodies, such as fats, e.g. B. Lecithin, can be used as a matting agent are used, as well as liquid substances such as oils finely divided in viscose, z. B. mineral oils, organic solvents and finally gases such as air or Carbonic acid, very often the refractive one after completion of the fibers Effect almost only on the presence of the finest cavities remaining within the fibers.

Bekannt ist weiterhin, daß zur Erzielung von besonders guten Matteffekten in erster Linie solche Substanzen dienen, die an sich ein hohes Lichtbrechungsvermögen besitzen, wie beispielsweise Titandioxyd, weshalb die Herstellung von Mattfasern nach dem Viskoseverfahren in erster Linie unter Mitverwendung von Titandioxyd durchgefühlt wird.It is also known that to achieve particularly good matt effects Primarily those substances are used which in themselves have a high refractive power own, such as titanium dioxide, which is why the production of matt fibers after the viscose process, primarily with the use of titanium dioxide will.

Celluloseregeneratfasern, die mit Titandioxyd oder anderen festen Pigmenten mattiert sind, zeigen jedoch einige störende Eigenschaften. Hierher gehört in erster Linie das Korrodieren von Fadenführern und sonstigen Fadenleitelementen bei der Verarbeitung solcher Fasern zu Textilien. Die Fäden schneiden sägeartig auch die härtesten Fadenführer ein, zerstören binnen kurzem die Fadenleitelemente, wie Platinen in der Strumpfwirkerei u. dgl.Reclaimed cellulose fibers that are solid with titanium dioxide or other Pigments are matted, but show some disruptive properties. Belongs here primarily the corroding of thread guides and other thread guide elements when processing such fibers into textiles. The threads cut like a saw even the toughest thread guides destroy the thread guide elements within a short time, like sinkers in hosiery and the like.

Die zweite ebenso unangenehme Folge besteht darin, daß die pigmentierten Fasern bei natürlicher Belichtung, insbesondere in feuchtem Zustand, bei Einwirkung von direktem Sonnenlicht binnen kurzer Zeit morsch werden und an Gebrauchswert verlieren. Es ist daher bisher beispielsweise nicht möglich gewesen, mit Titandioxyd mattierte Regeneratfasern für stark belichtete Artikel, wie Gardinen, Stores, Sonnenschirme, einzusetzen.The second equally unpleasant consequence is that the pigmented Fibers when exposed to natural light, especially when moist, when exposed from direct sunlight become rotten within a short time and lose their practical value. It has therefore not previously been possible, for example, to matt finish with titanium dioxide Regenerated fibers for heavily exposed articles such as curtains, blinds, parasols, to use.

Dazu kommt ferner, daß der Mattierungsgrad solcher Fasern in erster Linie von der Menge des eingelagerten Pigments abhängt. Der Höhe der eingelagerten Pigmentmengen sind jedoch praktisch Grenzen gesetzt, da bei steigender Menge der Querschnitt der eigentlichen, die Festigkeit der Faser bedingenden Fasersubstanz immer kleiner wird, so daß z. B., um eine Celluloseregeneratfaser vom Mattaussehen der Baumwolle (Glanzzahl l bis 2) zu erhalten, eine starke Abnahme der Reißfestigkeit und Dehnung der Faser in Kauf genommen werden muß.In addition, the degree of matting of such fibers is primarily Line depends on the amount of embedded pigment. The amount of stored However, there are practical limits to the amount of pigment, since the increasing amount of the Cross-section of the actual fiber substance that determines the strength of the fiber is getting smaller, so that z. B. to form a regenerated cellulose fiber with a matte appearance of cotton (gloss number 1 to 2), a sharp decrease in tear resistance and stretching of the fiber must be accepted.

Bei der Herstellung von stark mattierten Fasern unter Mitverwendung von Titandioxyd zeigt sich ferner in der Fabrikation solcher Fasern der Nachteil, daß die Filtration der stark pigmentierten Viskose erschwert ist, daß ein großer Teil des in der Viskose vorhandenen Pigments beim Filtrationsvorgang wieder abgeschieden wird, so daß bei der Herstellung vollmattierter Fasern mit erheblichem Mehrverbrauch an Pigment zu rechnen ist, als für die tatsächliche Einlagerung zur Erzeugung bestimmter Mattierungsgrade notwendig ist.In the production of strongly matted fibers with use Titanium dioxide also shows the disadvantage in the manufacture of such fibers, that the filtration of the heavily pigmented viscose is difficult, that a big one Part of the pigment present in the viscose is deposited again during the filtration process is, so that in the production of fully matt fibers with considerable additional consumption of pigment is to be expected as certain for the actual storage for the production Degree of matting is necessary.

Es ist daher auch vielfach versucht worden, diese störenden Folgen des Mattierens mit festen Pigmenten dadurch zu verringern, daß man beispielsweise den Pigmenten bestimmte Antikatalyte beigab, um die faserzerstörende Eigenschaft des Pigments gegenüber direkter Belichtung durch Sonnenlicht auszuschalten. Ebenso ist versucht worden, an Stelle der festen Pigmente flüssige Stoffe in die Faser einzulagern oder solche Verfahren zur Herstellung von Mattfasern durchzuführen, nach welchen die fertigen Fasern von Hohlräumen durchsetzt sind. Derartige Maßnahmen führen jedoch meist zu keinen vollen Matteffekten, sondern ergeben schwachmattierte Fasern, da diesen eingelagerten Stoffen das entsprechendeLichtbrechungsvermögen fehlt. Auch ist man vereinzelt dazu übergegangen, unter Verzicht auf Pigmenteinlagerungen die Oberfläche der Fasern durch irgendwelche mechanische oder chemische Verfahren uneben zu machen, zu überziehen oder schuppenartig zu gestalten mit dem Ziele, das zurückgestrahlte Licht weitgehend zu zerstreuen. Derartige Spezialverfahren sind jedoch sehr kostspielig, erfordern das Arbeiten nach besonderen Spinnverfahren oder besonderen Spinnbadbedingungen, ohne daß die auf diese Weise hergestellten Fasern einen besonderen Muteffekt besitzen.Attempts have therefore also been made many times to avoid these disruptive consequences to reduce matting with solid pigments by, for example the pigments added certain anti-catalysis to their fiber-destroying property of the pigment compared to direct exposure to sunlight. as well Attempts have been made to insert liquid substances into the fiber instead of solid pigments to store or to carry out such processes for the production of matt fibers, according to which the finished fibers are penetrated by cavities. Such measures however, usually do not lead to full matt effects, but rather result in slightly matted ones Fibers, because these embedded substances have the appropriate refractive power is missing. Occasionally one has also gone over to this, dispensing with pigment deposits the surface of the fibers by any mechanical or chemical process to make uneven, to cover or to make scale-like with the goal of the largely diffuse reflected light. Such special procedures are however, very costly, requiring special spinning processes or operations special spinning bath conditions without affecting the fibers produced in this way have a special mute effect.

Erfindungsgegenstand ist ein Verfahren zum Herstellen von mattierten Fasern oder Fäden aus Hydratcellulose durch übliches Verspinnen von Viskose. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man Viskoselösungen verspinnt, die gelöstes oder in Wasser emulgiertes, gegebenenfalls weichmacherhaltiges, Polyvinylchlorid oder Polyvinylacetat oder Mischpolymerisate einer der beiden Komponenten mit Polyvinylalkohol und gegebenenfalls anorganische, weiße oder farbige Pigmente enthalten.The subject of the invention is a method for producing matted Fibers or threads made from hydrate cellulose by conventional spinning of viscose. That Process according to the invention is characterized in that viscose solutions are spun, the dissolved or emulsified in water, optionally containing plasticizer, polyvinyl chloride or polyvinyl acetate or copolymers of one of the two components with polyvinyl alcohol and optionally contain inorganic, white or colored pigments.

Man erhält erfindungsgemäß Fasern oder Fäden, deren Oberfläche mehr oder weniger stark gewellt ist und ein rindenmäßiges Aussehen aufweist, ohne daß irgendwelche anorganische Fremdkörper in ihnen enthalten sind. Vergleicht man das Aussehen einer mit Titandioxyd mattierten Faser, mit einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mattierten Faser, so erkennt man deutlich den Unterschied der erzielten Wirkung. Während im letzteren Falle die Faser vollkommen homogen ist, keinerlei Hohlräume aufweist und durch die gerillte Oberfläche ein sehr starkes Lichtbrechungsvermögen besitzt, ist die erstere Faser unregelmäßig von Titandioxydpigmentteilchen durchsetzt, die zum Teil an der Oberfläche sitzen bzw. daraus herausragen und damit in sägezahnartiger Form die Korrosionen auf die Fadenleitelemente bei der Verarbeitung solcher Fasern hervorrufen. Es ist möglich, nach dem Verfahren gemäß der Erfindung tiefmatte Fasern mit einer Glanzzahl von 1 bis 2 zu erhalten, ohne daß eine Überladung der Fasersubstanz mit Fremdkörpern notwendig wird, wodurch die physikalischen und textilen Eigenschaften der Faser keine nennenswerten Veränderungen erfahren.According to the invention, fibers or threads are obtained with a larger surface area or is less wavy and has a bark-like appearance without any inorganic foreign matter is contained in them. If you compare that Appearance of a fiber matted with titanium dioxide, with one according to the invention Process matted fiber, so you can clearly see the difference between the obtained Effect. While in the latter case the fiber is completely homogeneous, none at all Has cavities and a very strong refractive power due to the grooved surface possesses, the first fiber is irregularly interspersed with titanium dioxide pigment particles, some of which sit on the surface or protrude from it and are thus sawtooth-like Form the corrosion on the thread guide elements when processing such fibers cause. It is possible, according to the method according to the invention, to produce deep matt fibers with a gloss number of 1 to 2 without overloading the fiber substance with foreign bodies becomes necessary, reducing the physical and textile properties the fiber does not experience any significant changes.

Man kann das Verfahren auch mit der Anwendung anorganischer weißer oder farbiger Pigmente kombinieren, wobei sowohl gegenüber der reinen Thermoplast-Kunstharz-Mattierung als auch gegenüber der reinen Mattierung oder Färbung mit organischen Pigmenten wesentliche Vorteile erzielt werden.One can do the process also with the application of inorganic whiteners or combine colored pigments, both as opposed to pure thermoplastic synthetic resin matting as well as compared to pure matting or coloring with organic pigments significant advantages can be achieved.

Die Neigung der anorganischen Pigmente zum Agglomerisieren und Absitzen wird verhindert. Den Pigmentteilchen wird ihre scharfkantige Beschaffenheit genommen, so daß die aus der erfindungsgemäß behandelten Spinnlösung gesponnene Faser strapazierfähiger wird und in der Verarbeitung die Maschinenleitelemente weniger angreift. Gegenüber der rein mit Kunstharz mattierten Faser besteht der Vorteil einer geringeren Neigung zur statischen Aufladung der Faser.The tendency of the inorganic pigments to agglomerate and settle out will be prevented. The sharp-edged nature of the pigment particles is taken away, so that the fiber spun from the spinning solution treated according to the invention is more durable and the machine guiding elements are less affected during processing. Opposite to the fiber matted with synthetic resin has the advantage of less inclination for static charging of the fiber.

Soweit es sich um eine Kombination mit Weißpigmenten, beispielsweise Titandioxyd handelt, wird bei dem erhöhten Weißgehalt in der Faser ein besonders tiefer Matteffekt erzielt, außerdem genügen verhältnismäßig geringe Mengen an Pigment, so daß sich die Spinnlösung sehr gut filtrieren läßt. Für die Kombination der Thermoplast-Kunstharz-Mattierung mit einer Pigmentierung der Spinnlösung sind verschiedene Ausführurtgsformen möglich. Beispielsweise wird der Thermoplast-Kunstharz-Lösung bzw. -Emulsion ein anorganisches Pigment zugesetzt und diese Masse der Spinnlösung in irgendeinem Verarbeitungsstadium, sei es im Sulfidierprozeß bei der Erzeugung der Viskose, durch nachträgliche Zugabe zu den Lösern, Homogenisierapparaten u. dgl., sei es unmittelbar vor der Spinnmaschine durch Einspritzen in die Spinnlösung, einverleibt wird.As far as it is a combination with white pigments, for example Titanium dioxide becomes a special one with the increased whiteness in the fiber deep matt effect achieved, in addition, relatively small amounts of pigment are sufficient, so that the spinning solution can be filtered very easily. For the combination of thermoplastic synthetic resin matting With a pigmentation of the spinning solution, various designs are possible. For example, the thermoplastic synthetic resin solution or emulsion is an inorganic one Pigment added and this mass of the spinning solution in any processing stage, be it in the sulphidation process during the production of the viscose, by subsequent addition to the looseners, homogenizers, etc., be it directly in front of the spinning machine by injection into the spinning solution.

Eine andere Ausführungsform besteht darin, daß die Spinnlösung in üblicher Weise mit Pigment versetzt und der pigmentierten Spinnlösung unmittelbar vor der Spinnmaschine eine Thermoplast-Kunstharz-Lösung bzw. -Emulsion einverleibt wird.Another embodiment is that the spinning solution in Usually mixed with pigment and the pigmented spinning solution immediately a thermoplastic synthetic resin solution or emulsion incorporated in front of the spinning machine will.

Eine sehr günstige Arbeitsweise zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß eine mit Thermoplast-Kunstharz-Lösung bzw. -Emulsion versetzte Pigmentpaste hergestellt und diese der Spinnlösung unmittelbar vor dem Verspinnen zugesetzt wird. In diesem Falle wird die Kunstharzlösung bzw. -emulsion als Stellmittel benutzt und damit eine Pigmentpaste erhalten, die wesentlich beständiger ist und deren Pigmentteilchen leichter in Suspension bleiben, als wenn die Paste ohne Zusatz von Kunstharz hergestellt wird. Beispiel 1 Eine Viskose von der Zusammensetzung: 7,5 °/o Cellulose, 4,5 % Alkali, 0,5010 Phenoläthylenoxydkondensat, auf Cellu- losegewicht berechnet, mit einer Reife von NZ 5 = 53 (die Reifezahl von NZ 5 = 53 entspricht einer Chlorammonreife nach Hottenroth von 11,5) und einer Kugelfallviskosität von 31 Sekunden wird unmittelbar vor der Spinnmaschine mittels einer Dosiervorrichtung mit einer Kunstharzlösung nachstehender Zusammensetzung versetzt: 1,22 Gewichtsteile Polyvinylchloridabfälle, gelöst in 8,18 Gewichtsteile Toluol und 5,40 Gewichtsteile Benzol unter Mitverwendung von 0,20 Gewichtsteile Phenoläthylenoxydkondensat 15,00 Gewichtsteile Die Dosierung ist so geregelt, daß auf 100 Gewichtsteile Viskose 1,22 Gewichtsteile Kunstharz trocken entfallen.A very favorable procedure for carrying out the process according to the invention consists in producing a pigment paste mixed with a thermoplastic synthetic resin solution or emulsion and adding this to the spinning solution immediately before spinning. In this case, the synthetic resin solution or emulsion is used as an adjusting agent and thus a pigment paste is obtained which is much more stable and whose pigment particles remain in suspension more easily than if the paste is produced without the addition of synthetic resin. example 1 A viscose of the composition: 7.5% cellulose, 4.5% alkali, 0.5010 phenolethylene oxide condensate, on cellular loose weight calculated, with a maturity of NZ 5 = 53 (the maturity number of NZ 5 = 53 corresponds to a chlorammone maturity according to Hottenroth of 11.5) and a falling ball viscosity of 31 seconds, a synthetic resin solution of the following composition is added directly in front of the spinning machine by means of a metering device: 1.22 parts by weight of waste polyvinyl chloride, dissolved in 8.18 parts by weight of toluene and 5.40 parts by weight of benzene with use from 0.20 parts by weight of phenolethylene oxide condensate 15.00 parts by weight The dosage is regulated so that there are 1.22 parts by weight of dry synthetic resin for 100 parts by weight of viscose.

Bei einer Fördermenge an Viskose von 1500 ccm/ Min. = 123 g Cellulose/Min. werden somit an Kunstharzlösung 22,5 ccm/Min. = 1,85 g Polyvinylchlorid/ Min. eingespritzt. Dies ergibt auf 100 Gewichtsteile Cellulose 1,5 Gewichtsteile Polyvinylchlorid. Gesponnen wird durch eine Spinndüse mit 12 000 Loch je 80 #L Durchmesser in ein Spinnbad, das aus 85,0 g/1 Schwefelsäure, 345,0 g/1 Natriumsulfat, 8,8 g/1 Zinksulfat, besteht und eine Temperatur von 50°C aufweist. Die Abzugsgeschwindigkeit beträgt 40 m/Min.With a flow rate of viscose of 1500 ccm / min. = 123 g cellulose / min. are thus 22.5 ccm / min of synthetic resin solution. = 1.85 g polyvinyl chloride / min. This gives 1.5 parts by weight of polyvinyl chloride per 100 parts by weight of cellulose. It is spun through a spinneret with 12,000 holes each 80 #L in diameter Spinning bath consisting of 85.0 g / 1 sulfuric acid, 345.0 g / 1 sodium sulfate, 8.8 g / 1 zinc sulfate, and has a temperature of 50 ° C. The withdrawal speed is 40 m / min.

Die Glanzzahl (es wird das Pulfrich-Photometer für Glanzmessung des VEB Carl Zeiss, Jena, benutzt; die Methode ist in der Gebrauchsanweisung C 232-G 537-1 beschrieben) der Fäden liegt bei 1,4; der Weißgehalt beträgt 510/0. Der Faden weist folgende textiltechnische Daten auf Fadenfeinheit, Durchmesser Nm ..... 2890 Titer, den ......................... 3,11 Bruchlast trocken, g . . . . . . . . . . . . . . . . 5,19 Bruchlast naß, g ................... 2,78 Bruchdehnung trocken, °/o . . . . . . . . . . 23 Bruchdehnung naß, °/o . . . . . . . . . . . . . 26 Reißlänge trocken, km . . . . . . . . . . . . . 15,1 Reißlänge naß, km . . . . . . . . . . . . . . . . . 8,1 Relative Naßfeuchtigkeit, °/o . . . . . . . . 54 Schlingenreißlänge trocken, km ...... 6,2 Relative Schlingenfestigkeit, °/o ...... 41 Beispiel 2 Eine Viskose der im Beispiel l angegebenen Zusammensetzung mit einer Reife von NZ 5 = 53 und einer Kugelfallviskosität von 31 Sekunden unmittelbar vor der Spinnmaschine mittels einer Dosiervorrichtung mit einer Kunstharzlösung nachstehender Zusammensetzung versetzt 1,22 Gewichtsteile Polyvinylchloridabfälle, gelöst in 8,18 Gewichtsteile Toluol und 5,40 Gewichtsteile Benzol unter Mitverwendung von 0,20 Gewichtsteile Phenoläthylenoxydkondensat 15,00 Gewichtsteile Zu dieser Kunstharzlösung wird eine wäßrige Suspension von handelsüblichem Blau- oder Rotpigment, berechnet auf den Cellulosegehalt der Fäden, unter Rühren zugegeben. Die weitere Verarbeitung erfolgt gemäß Beispiel 1. Es werden farbige, matte Fäden erhalten.The gloss number (the Pulfrich photometer for gloss measurement from VEB Carl Zeiss, Jena, is used; the method is described in the instructions for use C 232-G 537-1) of the threads is 1.4; the whiteness is 51 0/0. The thread has the following technical textile data Thread count, diameter Nm ..... 2890 Titer the ......................... 3.11 Breaking load dry, g. . . . . . . . . . . . . . . . 5.19 Breaking load wet, g ................... 2.78 Elongation at break dry, ° / o. . . . . . . . . . 23 Elongation at break, wet, ° / o. . . . . . . . . . . . . 26th Dry tearing length, km. . . . . . . . . . . . . 15.1 Wet tearing length, km. . . . . . . . . . . . . . . . . 8.1 Relative wet humidity, ° / o. . . . . . . . 54 Loop breaking length dry, km ...... 6.2 Relative loop strength, ° / o ...... 41 Example 2 A viscose of the composition given in Example 1 with a ripeness of NZ 5 = 53 and a falling ball viscosity of 31 seconds is mixed with a synthetic resin solution of the following composition by means of a metering device immediately before the spinning machine 1.22 parts by weight of waste polyvinyl chloride, dissolved in 8.18 parts by weight of toluene and 5.40 parts by weight of benzene with use from 0.20 parts by weight of phenolethylene oxide condensate 15.00 parts by weight An aqueous suspension of commercially available blue or red pigment, calculated on the cellulose content of the threads, is added to this synthetic resin solution with stirring. The further processing takes place according to Example 1. Colored, matt threads are obtained.

Beispiel 3 Eine Viskose mit einem Gehalt von 7,5 °/o Cellulose und 4,5°/o NaOH wird in üblicher Weise hergestellt und mit einer Kunstharzlösung versetzt, die, auf das Cellulosegewicht der Viskose berechnet, aus 0,30/, Iso-Octylphenol-Polyäthylenoxyd, 0,20/0 Polyvinylacetat und 40/, Toluol besteht und in die 0,501, Ti02 eingeführt wurde. Man erhält unter leichter Homogenisierung nach dem Verspinnen eine matte Viskosefaser der Glanzzahl 2,4 mit äußerst feiner Verteilung des Ti0z-Pigments.EXAMPLE 3 A viscose with a content of 7.5% cellulose and 4.5% NaOH is produced in the usual way and mixed with a synthetic resin solution which, based on the cellulose weight of the viscose, is 0.30 /, Iso -Octylphenol-Polyäthylenoxid, 0.20 / 0 polyvinyl acetate and 40 /, toluene and was introduced into the 0.501, Ti02. With slight homogenization after spinning, a matt viscose fiber with a gloss number of 2.4 with an extremely fine distribution of the TiOz pigment is obtained.

Claims

Claim: Process for producing matted fibers or threads from hydrate cellulose by conventional spinning of viscose, characterized in that viscose solutions are spun, the dissolved or emulsified in water, optionally plasticized polyvinyl chloride or polyvinyl acetate or copolymers of one of the two components with polyvinyl alcohol and optionally contain inorganic, white or colored pigments. Documents considered: German Patent No. 924 481; German Auslegeschrift C 6800 IVc / 29b (published on March 29, 1956); French Patent No. 873 775; USA. Patent Nos. 2,081,849, 2,356 079. In the publication of the application, a production report, five patterns and a method have been designed to measure the gloss value.