DE1212243B

DE1212243B - Herstellen von Stapelfasern aus regenerierter Cellulose

Info

Publication number: DE1212243B
Application number: DEN21379A
Authority: DE
Inventors: Dr Pieter Coenraad; Dr Jacob Van Der Woude; Dr Pieter Paulusma
Original assignee: Onderzoekings Instituut Research
Current assignee: Onderzoekings Instituut Research
Priority date: 1961-03-30
Filing date: 1962-03-27
Publication date: 1966-03-10
Also published as: BE614962A; ES275941A1; NL263121A; NL274809A; NL128476C; GB965948A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AÜSLEGESCHillFT

lot. α.:

DOIf

Deutsche KiL: 29 b-3/20

Nummer: 1212 243

AMenzefchen: N 21-379IV c/29 b'

Änmeidetag: 27. März 1962

Auslegetag: 10. März 1966

Es ist bereits ein Verfahren¹ bekannt, bei dem eine Viskose mit hoher Viskosität und mit einer hohen y-Zahl in ein" Spinnbad gesponnen wurde, dessen Temperatur nicht höher als 3O⁰C liegt und das verdünnte Schwefelsäure und Natriumsulfat enthält, wobei die frisch gesponnenen Fäden oder Fadenbündel gestreckt und anschließend in Stapelfasern geschnitten werdenöapanischePatentschrift 1-72"865). ·■ -;: -: Dieses Verfahren'zeigt die nachfolgenden/ zusätzlichen Merkmale: - :;: ν - .::.;;. "-.:.'> ■a) Die Alkalicellulose wird nicht vorgereift; ■"· '■'

b) in der Viskose muß das- Verhältnis des.. Alkaligehaltes zum .Cellulosegehalt kleiner, als .0,6. sein;

c) das Spinnbad enthält pro Liter weniger als 50 g _χ. Schwefelsäure und weniger als 5Ö g Natriumsulfat.

Die so hergestellten Stapelfasern zeigen einen niederen Quellwertin Wässer,'-besitzen-jedoch den Nachteil, daß sie brüchig sind, so däß beim Verarbeiten auf . der. Kardiermaschine eine große Menge an Abfällen anfällt. " ^: . .

Ferner ist aus der deutschen Patentschrift 858 396 ein Verfahren zur Herstellung von Viskose bekannt, bei dem eine Sulfidierung der Alkalicellulose in zwei Stufen durchgeführt "wird. Die Vorsulfidierung erfolgt mit einem Drittel bis einem Sechstel der Schwefelkahlenstoffmenge (36 %) in feindispergierter Form, die Fertigsulfidierung mit der restlichen CS₂-Menge in flüssiger Form.

Erfindungsgegenstand ist ein Verfahren zum Herstellen von Stapelfasern aus regenerierter Cellulose, wobei Alkalicellulose in Viskose mit einer hohen Viskosität verwandelt wird und Viskose mit einem hohen y-Wert in ein Spinnbad mit einer Temperatur nicht über 3O⁰C, das verdünnte Schwefelsäure und Natriumsulfat enthält, versponnen wird, der frisch gesponnene Faden oder die Fadenbündel verstreckt, die verstreckten Fäden oder Fadenbündel zu Stapelfasern geschnitten werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man erstens eine Viskose, .

a) die hergestellt worden ist aus xanthogenierter Alkalicellulose, mit nicht mehr als 40 Gewichtsprozent Schwefelkohlenstoff, bezogen auf den Cellulosegehalt der Alkalicellulose, und in der

b) das Gewichtsverhältnis des Gesamtalkäligehaltes (ausgedrückt als;. Natriumhydroxyd), zu dem Cellulosegehalt der Viskose größer als 0,65 ist

■ : und zu der ; ; ; -.-■ .- ■:,".-·.■-I ; '.■

■ c) spätestens 1 Stunde vor' "Beginn des- Spinnver- ·.:.- fahrens eine .solche Menge- an Schwefelkohlenstoff

Herstellen von' Stapelfäsern aus regenerierter
Cellulose ■ .

Anmelder: - .

N. V. Onderzoekingsinstituut Research,
Arnheirn (Niederlande)..

Vertreter:.."

DipL-Chem. Dr. phil. E. Jung, Patentanwalt,

München 23, Siegesstr. 26

Als Erfinder benannt:

Dr. PieterCoenraad, Limburg; - ^L

Dr. Jacob van der Wöude,

Dr. Pieter Paulusma, Arnhehn (Niederlande)

Beanspruchte Priorität: . .

Niederlande vom 30. März 1961 (263 121),
: . vom 14. Februar 1962 (274 809)

zugesetzt worden ist, daß die Viskose beim Verspinnen einen y-Wert von 60 bis 82 hat, durch eine · Spinndüse in

d) ein Spinnbad von 15 bis 30⁰C verspinnt, das 5,3 bis 7,5 Gewichtsprozent Schwefelsäure, 12,0 bis 16,0 Gewichtsprozent Natriumsulfat und 2 bis 5 Gewichtsprozent Zinksulfat enthält, wobei im Bad

e) die Schwefelsäurekonzentration um 0,5 bis 1,0 Gewichtsprozent höher liegt als der Gesamtalkali-• gehalt der Viskose in Gewichtsprozent — berechnet als Natriumhydroxyd —, ·
und daß man zweitens

f) die frisch gesponnenen Fäden oder Fadenbündel derart verstreckt, daß die prozentuale" Verstreckung der Beziehung:2a — 5b — c ψ 100 ± 3 entspricht, wobei α der .γ-Wert der Viskose während des Spinnyerfahrens ist, b die Summe

■'-■" der Natriumsulfat- und Zinksulfatkonzentration im Spinnbad in Gewichtsprozent bedeutet und c

^: die Temperatur des" Spinnbades in ° C ist, wobei der Wert für die prozentuale Verstreckung auf jeden Fall zwischen 110 und 162% liegen muß,

und daß man drittens schließlich die Fäden der

Fadenbündel zu Stapelfasern schneidet.

609 537/371

3 4

Eine besondere Ausgestaltung des erfindungs- Eine empfehlenswerte Variante des erfindungs"

gemäßen Verfahrens ist dadurch ausgezeichnet, daß gemäßen Verfahrens besteht darin, daß die zusätzliche die frisch gesponnenen und verstreckten Fäden oder Menge an Schwefelkohlenstoff der Viskose injiziert Fadenbündel, vor oder nach dem Schneiden und vor . wird. Dies kann so ausgeführt werden, daß spätestens dem Trocknen in entspanntem Zustand zuerst mit 5 1 Stunde bevor das Spinnverfahren begonnen wird, einer Lösung von 1 bis 4 Gewichtsprozent Natrium- der Schwefelkohlenstoff in die möglichst sorgfältig hydroxyd in Wasser bei einer Temperatur von 60 bis entlüftete Viskose injiziert und damit gemischt wird. 100° C, dann mit Wasser, schließlich mit einer wäßrigen Auf diese Weise reicht eine relativ geringe Menge Lösung einer Säure und mit Wasser nachbehandelt Schwefelkohlenstoff aus, um eine Viskose mit einer werden. io hohen y-Zahl zu erhalten.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Stapelfasern sind dagegen überhaupt nicht Beispiel 1
brüchig, und sie zeigen überdies eine hohe Knotenfestigkeit. Außerdem quellen sie nur sehr wenig in Alkalicellulose, hergestellt aus Fichtenholzcellulose, Wasser und zeigen eine niedere Dehnung sowohl im 15 mit einem durchschnittlichen Polymerisationsgrad von trockenen wie im nassen Zustand. Ihre Eigenschaften 840 und 0,3 Gewichtsprozent eines äthoxylierten ähneln denjenigen der Baumwolle. Kokosamins der Formel:

Gewebte und gestrickte Erzeugnisse aus diesen ._„ __{w n}. „

künstlichen Stapelfasern zeigen nach wiederholten χ (.CH₂CH₂U^H

Waschbehandlungen kein größeres Schrumpfausmaß ao R — N>

als die gleichen gewobenen und gestrickten Baumwoll- \ (CH CH O) H

erzeugnisse. . 222/

Beim Kardieren dieser Stapelfasern hängt der Flor enthaltend, in welcher x + y = 15 ist, 'ließ man besser zusammen. Gewebte und gestrickte Erzeugnisse, 36 Stunden bei 22° C reifen. Anschließend wurde die die aus diesen Stapelfasern hergestellt wurden, zeigten 25 Alkalicellulose während 2 Stunden bei 30° C unter einen erhöhten Abnutzungswiderstand und nach Verwendung von 36 Gewichtsprozent Schwefelkohlenwiederholtem Waschen nur einen sehr geringen stoff, bezogen auf den Cellulosegehalt, xanthogeniert. Schrumpfgrad. Außerdem besitzen die gewebten Das Cellulosexanthogenat wurde in 2 Stunden bei Artikel einen besseren Griff. · 10°C mit einer wäßrigen Natriumhydroxydlösung

Die erfindungsgemäße Behandlung mit der Natrium- 30 gelöst, so daß eine Viskose mit einem Cellulosegehalt hydroxydlösung kann unmittelbar nach dem Strecken von 7,3 Gewichtsprozent und einem Gesamtalkalider Fäden oder Fadenbündel und nach, dem Entfernen gehalt (ausgedrückt als NaOH) von 6,0 Gewichtsproder sauren Bestandteile in und auf den Fasern bzw. zent erhalten wurde.

Fadenbündeln z. B. mit Wasser erfolgen. Gleichwohl Diese Viskose mit einer Viskosität von 84 Sekunden

kann die Laugebehandlung auch zwischen die ver- 35 (Kugel-Fall-Methode) wurde filtriert und kontinuierschiedenen Nachbehandlungen, wie das Entschwefeln Hch entlüftet, wobei sie nach dem Entlüften eine y-Zahl und Bleichen, eingeschaltet werden. Schließlich kann von 45 hatte. Danach wurden 15 Gewichtsprozent 'das Natriumhydroxyd auch einem Entschwefelungsbad, Schwefelkohlenstoff (bezogen auf den Cellulosegehalt das Natriumsulnd enthält, zugegeben werden. Das der Viskose) in die Viskose injiziert und nachfolgend Säurebad nach der Laugebehandlung dient zum 40 gut damit gemischt.
Neutralisieren der Lauge. l^x/_a Stunden nach dem Injizieren des Schwefel-

Bei dem bekannten Verfahren wird die Alkali- kohlenstoffes wurde die Viskose mit einer y-Zahl von cellulose mit mehr als 40 Gewichtsprozent Schwefel- 72 durch eine Spinndüse versponnen, welche mit kohlenstoff, bezogen auf den Cellulosegehalt, xantho- 3600 Spinnöffnungen mit einem Durchmesser von geniert. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird 45 0,06 mm ausgestattet war. Das Spinnbad von 21° C jedoch die Alkalicellulose mit den üblichen Mengen enthielt 6,5 Gewichtsprozent Schwefelsäure, 13,0 GeSchwefelkohlenstoff (weniger als 40 Gewichtsprozent, wichtsprozent Natriumsulfat, 3,0 Gewichtsprozent bezogen auf den Cellulosegehalt) xanthogeniert. Eine Zinksulfat und 0,005 Gewichtsprozent Laurylpyridini-Viskose mit einer hohen y-Zahl wird durch Zugabe umchlorid. Der Faden wurde von der Spinndüse einer zusätzlichen Menge von Schwefelkohlenstoff 50 mit einer Geschwindigkeit von 27 m/Min, abgezogen, erhalten, wobei die xanthogenierte Cellulose aufgelöst und der Weg des frisch gesponnenen Fadens durch wird. Die zusätzliche Menge an Schwefelkohlenstoff das Spinnbad betrug 27 cm. Nach dem Verlassen des kann der Viskose auch zugesetzt werden, nachdem Spinnbades wurde der Faden zunächst in der Luft um sie hergestellt wurde. Soweit es die Eigenschaften der 50% ^UQd danach in einem Bad von 95 ⁰C, enthaltend Stapelfasern betrifft, kann es auch vorteilhaft sein, 55 1,5 Gewichtsprozent Schwefelsäure und 4,7 Gewenn die Zugabe der zusätzlichen Menge an Schwefel- wichtsprozent Na₂SO₄, um 90 % (bezogen auf die kohlenstoff knapp vor dem Verspinnen der Viskose Abzugsgeschwindigkeit an der Spinndüse) verstreckt, erfolgt. In diesem Fall braucht die Viskose nicht bei Der frisch gesponnene und verstreckte Faden wurde

relativ niederen Temperaturen gelagert zu werden, um zu Stapelfasern geschnitten, die mit Wasser gespült eine Verringerung der y-Zahl unter 60 zu vermeiden. 60 wurden. Die Stapelfasern wurden in drei Partien A, B

Die Lagerung der Viskose bei relativ hohen Tempe- und C aufgeteilt. Partie A wurde nacheinander in raturen bietet jedoch den Vorteil, daß die Filtration einem wäßrigen Bad von 75 °/₀, enthaltend 0,3 Gewichtsund die Entlüftung leicht vor siph geht. prozent Na₂S, entschwefelt, mit Wasser gespült, in

Es hat sich aber gezeigt, daß bei der Zugabe des einem wäßrigen Bad von 35° C, enthaltend 0,4 GeSchwefelkohlenstoffes zu kurz vor dem Spinnverfahren, 65 wichtsprozent NaClO (berechnet als Chlor) und insbesondere innerhalb einer Stunde vor dem Spinnen, 0,01 Gewichtsprozent NaOH, gebleicht, mit Wasser Stapelfasern mit weniger befriedigender Qualität gespült und in einem wäßrigen Bad von 40° C, enterhalten werden. haltend 0,4 Gewichtsprozent Na₂SO₃, behandelt und

mit Wasser gespült. Zuletzt wurde die Stapelfaser getrocknet.

Partie B wurde in derselben Art nachbehandelt. Nur wurde sie vor der Behandlung mit der Na₂S-Lösung nacheinander mit einer lgewichtsprozentigen NaOH-Lösung in Wasser bei 6O⁰C (während IV₂ Minuten), mit Wasser, mit einer l,Ogewichtsprozentigen Essigsäurelösung in Wasser bei 30° C und mit Wasser behandelt.

Partie C wurde in derselben Art nachbehandelt. Nur wurde sie vor der Behandlung mit der Na₂S-Lösung nacheinander mit einer 4gewichtsprozentigen NaOH-Lösung in Wasser bei 100⁰C (während V2 Minute), mit Wasser, mit einer 0,5gewichtsprozentigen Schwefelsäurelösung in Wasser bei 25° C und mit Wasser behandelt.

Sowohl die Stapelfasern der Partie A als auch die der Partien B und C hatten im trockenen und nassen Zustand eine Festigkeit von 4,0 bzw. 2,7 g/den und eine Dehnung von 7,0 bzw. 8,1%· Ferner wiesen die Stapelfasern eine Knotenfestigkeit von 1,7 g/den auf. Die Partien A, B und C wurden getrennt in Ne - 30 - Fäden versponnen. Diese Fäden wurden getrennt zu Hemdenstoffen verwoben, welche gemeinsam mit Baumwollerzeugnissen derselben Art wiederholt gewaschen wurden.

Die Schrumpfung der Erzeugnisse war:

Baumwollerzeugnisse

Stapelfasererzeugnisse der Partie^
Stapelfasererzeugnisse der Partie B
Stapelfasererzeugnisse derPartieC

Nach
1 Wäsche

10,0%

10,7%
10,6%
10,0%

Nach
50 Wäschen

15,1%
H4%
11,4%

10,0%

R—n:

3600 Spinnöffnungen mit einem Durchmesser von 0,06 mm ausgestattet war. Das Spinnbad von 21° C enthielt 6,5 Gewichtsprozent Schwefelsäure, 13,0 Gewichtsprozent Natriumsulfat, 3,0 Gewichtsprozent Zinksulfat und 0,005 Gewichtsprozent Laurylpyridiniumchlorid. Der Faden wurde von der Spinndüse mit einer Geschwindigkeit von 27 m/Min, abgezogen, und der Weg des frisch gesponnenen Fadens durch das Spinnbad betrug 27 cm. Nach dem Verlassen des Spinnbades wurde der Faden zunächst in der Luft um 50% und danach in einem Bad von 95⁰C, enthaltend 1,5 Gewichtsprozent Schwefelsäure und 4,7 Gewichtsprozent Na₂SO₄, um 90% (bezogen auf die Abzugsgeschwindigkeit an der Spinndüse) verstreckt.

Der frisch gesponnene und verstreckte Faden wurde nacheinander durch ein Wasserbad, ein Bad von 90° C, enthaltend 2,5 Gewichtsprozent NaOH und 0,3 Gewichtsprozent Na₂S in Wasser, wobei der Faden entspannt ist, ein Wasserbad, ein Bad von 25° C, enthaltend 0,3 Gewichtsprozent Schwefelsäure in Wasser, ein Wasserbad, ein Bad von 35° C, enthaltend 0,4 Gewichtsprozent NaClO (berechnet als Chlor) und 0,01 Gewichtsprozent NaOH in Wasser, ein Wasserbad und ein Bad von 4O⁰C, enthaltend 0,4 Gewichtsprozent Na₂SO₃, sowie ein Wasserbad geführt. Zuletzt wurde der Faden zu Stapelfasern geschnitten, und die Stapelfasern wurden getrocknet.

Die Stapelfasern wurden in einen Ne-30-Faden

versponnen. Der Faden wurde zu einem Hemdenstoff verwoben, welcher gemeinsam mit Baumwollerzeugnissen derselben Art wiederholt gewaschen wurde.
Die Schrumpfung der Erzeugnisse war:

Beispiel 2

Alkalicellulose, hergestellt aus Kiefernholzcellulose, mit einem durchschnittlichen Polymerisationsgrad von 840 und 0,3 Gewichtsprozent eines äthoxylierten Kokosamins der Formel:

35

Baumwollerzeugnisse 10,1 %

Stapelfasererzeugnisse aus regenerierter Cellulose 10,1 %

Claims

Patentansprüche: Nach 1 Wäsche Nach 50 Wäschen 14,9% 10,3% 45 enthaltend, in welcher χ + y = 15 ist, ließ man 36 Stunden bei 22° C reifen. Anschließend wurde die Alkalicellulose während 2 Stunden bei 30° C unter Verwendung von 36 Gewichtsprozent Schwefelkohlenstoff, bezogen auf den Cellulosegehalt, xanthogeniert. Das Cellulosexanthogenat wurde in 2 Stunden bei 10°C mit einer wäßrigen Natriumhydroxydlösung gelöst, so daß eine Viskose mit einem Cellulosegehalt von 7,3 Gewichtsprozent und einem Gesamtalkaligehalt (ausgedrückt als NaOH) von 6,0 Gewichtsprozent erhalten wurde. Diese Viskose mit einer Viskosität von 84 Sekunden (Kugel-Fall-Methode) wurde filtriert und kontinuierlich entlüftet, wobei sie nach dem Entlüften eine y-Zahl von 45 hatte. Danach wurden 15 Gewichtsprozent Schwefelkohlenstoff (bezogen auf denCellulosegehalt der Viskose) in die Viskose injiziert und nachfolgend gut mit ihr gemischt. IV2 Stunden nach dem Injizieren des Schwefelkohlenstoffes wurde die Viskose mit einer y-Zahl von 72 mittels einer Spinndüse versponnen, welche mit

1. Verfahren zum Herstellen von Stapelfasern aus regenerierter Cellulose, wobei Alkalicellulose in Viskose mit einer hohen Viskosität verwandelt wird und Viskose mit einem hohen y-Wert in ein Spinnbad mit einer Temperatur nicht über 30° C, das verdünnte Schwefelsäure und Natriumsulfat enthält, versponnen wird, der frisch gesponnene Faden oder die Fadenbündel verstreckt, die verstreckten Fäden oder Fadenbündel zu Stapelfasern^ geschnitten werden, dadurch gekennzeichnet, daß man erstens eine Viskose,

b) das Gewichtsverhältnis des Gesamtalkaligehaltes (ausgedrückt als Natriumhydroxyd) zu dem Cellulosegehalt der Viskose größer als 0,65 ist und zu der

c) spätestens 1 Stunde vor Beginn des Spitmverfahrens eine solche Menge an Schwefelkohlenstoff zugesetzt worden ist, daß die Viskose beim Verspinnen einen y-Wert von 60 bis 82 hat, durch eine Spinndüse in

d) .ein Spinnbad, ,von 15 bis 30° G, verspinnt; das

■;. _ 5,3 bis, 7_;5 Gewichtsprozent, Schwefelsäure,

-_ :_t ^r .12,0 bis:l6,0-Gewichtsprozent "Natriumsulfat

'. ,und 2~;bis 5 Gewichtsprozent Zinksulfat ent-

■ ■ hält: wobei im Bad -··■ -. · :' ,.-.:-

'■- "e)";die SchwefeisaureTconzentratibn"im. 0,5 bis

,"*·■;. 1,0 Gewichtsprozent hoher „liegt "'als. der -Ge}·

;·' ■"-; samtalkaKgehattrder³ Viskose in. Gewichts-.prözent-^—'berechnetäls :Natnumhydrpxyd 4-

.,; f)".die frisch^ gesponnenen fäden oder \Fadon- - ,, bündel deraTt^erstreckt; ;daß^Tdie prozentuale

. .- .Verstrecimng; der Beziehung^. 2iz,,—.56_g-^-,c ·.. 7 ."h;iPQ± 3 entspricht,..wobei α 'der,:y-Wert as ,. ; ,der Viskose während ,des §pinnveriahjpens ist^ .. ;'- δ die Summß.jder Natriumsulfat-^v.iand Zink-• sulfatkonzentration im Spinnbad in, Gewichts-

IO -. _ prozeht bedeutet'und Cdie- Temperatur 'des

Spinnbades in ^CC ist, wobei der Wert-für die

·.' prozentuale *Vef Streckung-'auf· jeden 'Fall

zwischen 110 und 162 % liegen muß; ^:

■- jund;:daß man: drittens- schließlich die -Fäden Oder ''Fadelibündel-zu StapeHasern schneidet. - ■·'

, ·*--_:2_ν -Verfahren. nach:Anspruch 1, dadurch gekenn- :-.-.zeichnet, daß üari die frisch^:gesponnenen und verstreckten Fäden oder Fadenbündel, 'Vor o^rder

' nach dßna Schneiden iind vor. dem'-Trockneri-in ent-''_;,spanjdltem Zustand; zuerst, mit-einer Lösung von _'l ;bisv4'G.ewi9htsprc>zent Natriumnydro^yd -^: in Wasser bei" einer Temperatur vbn;60 bis 100°C, -dann^rmit Wasser, schließlich mit einer wäßrigen " 'JCästing einer Säure "und mit.Wasser. nachbehandelt.

• "In Betracht, gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 858 396. ' ^:

-j. ν* V .J.