DE1220081B - Faeden oder Stapelfasern aus regenerierter Zellulose - Google Patents
Faeden oder Stapelfasern aus regenerierter ZelluloseInfo
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
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Int. Cl.:
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Auslegetag:
DOIf
Deutsche Kl.: 29 b-3/20
1220 081
A42O64IVc/29b
11. Januar 1963
30. Juni 1966
A42O64IVc/29b
11. Januar 1963
30. Juni 1966
Fäden aus regenerierter Zellulose, die zur Verstärkung von Gummiprodukten, z. B. Treibriemen,
verwendet werden, müssen eine hohe Festigkeit und eine verhältnismäßig geringe Dehnung aufweisen.
Fäden mit hoher Festigkeit und verhältnismäßig niederen Dehnungsmerkmalen werden gewöhnlich
als Fäden mit hohem Modul bezeichnet.
Der Modul eines Fadens wird auf Grund folgender Formel
jw 100S
M — —-—
bestimmt, in der M den Modul, S die Bruchfestigkeit
in Gramm pro Denier und E die prozentuale Bruchdehnung bedeutet.
Erfindungsgegenstand ist ein Verfahren zum Herstellen von Fäden oder Stapelfasern aus regenerierter
Zellulose durch Verspinnen einer Viskose, die 0,05 bis 0,1 Gewichtsprozent Formaldehyd, bezogen auf die
Zellulose in der Viskose, und zumindest eine die Bildung von Fäden mit Hautstruktur bewirkende
Verbindung enthält, in ein Spinnbad aus verdünnter Schwefelsäure, Natriumsulfat und 1 bis 9 Gewichtsprozent
Zinksulfat unter Verstrecken der frisch gebildeten Fäden. Das erfindungsgemäße Verfahren
ist dadurch gekennzeichnet, daß man eine Viskose verspinnt, die durch Auflösen von Zellulosexanthogenat
in einer Formaldehyd enthaltenden wäßrigen Alkalihydroxydlösung hergestellt worden ist.
Aus der USA.-Patentschrift 3 018 158 ist ein Verfahren
zum Verspinnen von Viskose bekannt, die Formaldehyd und eine die Bildung von Fäden mit
Hautstruktur bewirkende Verbindung enthält. Nach dieser Patentschrift wird zunächst die Viskose hergestellt,
und erst der fertigen Viskose wird Formaldehyd zugegeben.
Der Erfinder hat festgestellt, daß Fäden mit wesentlich besseren Eigenschaften erhalten werden,
wenn nicht erst die fertige Viskose mit Formaldehyd behandelt, sondern der Formaldehyd bereits der
Alkalihydroxydlösung zugesetzt wird, in der das Zellulosexanthogen gelöst wird.
Es ist bemerkenswert, daß bisher kein Verfahren bekanntgeworden ist, bei dem Formaldehyd der
Löselauge zugesetzt wird, obwohl dadurch ein überraschender Effekt erzielt wird. Offenbar bestand ein
Vorurteil gegen eine solche Arbeitsweise; sonst wäre die erfindungsgemäße Arbeitsweise zweifellos
auch in der USA.-Pate^tschrift 3 018 158 vorgesehen worden.
Gemäß der Erfindung enthält die Viskose, zusätzlich Fäden oder Stapelfasern aus regenerierter
Zellulose
Zellulose
Anmelder:
Algemene Kunstzijde Unie N. V.,
Arnheim (Niederlande)
Vertreter:
Dipl.-Chem. Dr. phil. E. Jung, Patentanwalt,
München 23, Siegesstr. 26
Als Erfinder benannt:
Brewster B. Eskridge, Candler, N. C. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 17. Januar 1962 (166 908)
zu dem Formaldehyd, eine oder mehrere Verbindungen, mittels welcher Fäden mit Hautstruktur erhalten
werden. Solche Verbindungen werden als Modifiziermittel bezeichnet.
Bekannte Modifiziermittel sind Amine, quaternäre Ammoniumverbindungen, Carbaminate, Äther der
Formel
RO(CH2 · CH2O)nR',
in der R eine Alkyl- oder Arylgruppe und R' Wasserstoff, eine Alkyl- oder Arylgruppe bedeutet, sowie
Polyäthylenglykole.
Vorzugsweise wird bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens als Modifiziermittel ein
Polyäthylenglykol mit einem Molekulargewicht von 200 bis 4500 verwendet.
Empfehlenswert ist es, zur Gewährleistung eines glatten Verfahrensablaufes die Viskose in Gegenwart
einer Verbindung zu verspinnen, die dem Auftreten von Spinnfehlern entgegenwirkt.
Der Zellulosegehalt der Viskose kann zwischen 5 und 8,5 Gewichtsprozent schwanken. Die Menge an
Schwefelkohlenstoff, die zur Xanthogenierung der Alkalizeüulose verwendet wird,· beträgt 25 bis 60 Gewichtsprozent,
vorzugsweise 38 bis 40 Gewichtsprozent, bezogen auf die Zellulose in der Alkalizellulose.
Die Reife der Viskose während des Spinnens
609 587/420
liegt zwischen 8 und 20 (Hottenroth-Index), die
bevorzugte Reife zwischen 13-und 14,5.- ...
Es wurde festgestellt, daß die Gegenwart von Formaldehyd in der Viskose das Reifen der Viskose
beschleunigt (s. Tabelle I).
0,5 Gewichts | Viskose ohne Formaldehyd |
|
prozent | ||
Fprnialdehyd | ||
■ in der Viskose (bezogen auf die-Zellulose |
||
in der Viskose) | 16,50C | |
der Lauge | ||
zugesetzt | 43 Stunden | |
Auflösungstemperatur | 16,5° C | 15 bis 17 |
Reifungszeit (zweites | ||
Altern) | 23 Stunden | |
Hottenroth-Reifeindex | 11 bis 13 | |
Herstellung der Viskose, auf die hier kein Schutz beantragt wird
wurde in einer wäßrigen LöSUflg von NatriumhydrQxyd
aufgelöst, die 0,05 Ggwiehtsprozent Formaldehyd,
1,5 Gewichtsprozent P©ly6tHylenglykol mit einem
Molekulargewicht von ungefähr 2000 und 1,5-Gewichtsprozent
einer Verbindung der Formel
20
Die frisch gesponnenen Fäden werden in einem heißen zweiten Bad, das verdünnte Säure, z. B. eine
verdünnte Schwefelsäure von 80 bis 100QC enthält,
um einen hohen Prozentsatz verstreckt. Das zweite Bad kann auch geringe Mengen Natriumsulfat und
Zinksulfat enthalten.
Die Spannung im Faden während des Verstreckens ist vorzugsweise 1 g pro Denier.
Bemerkt sei, daß bei Ausführung des Spinn- und Streckverfahrens gemäß vorliegender Erfindung unliebsame,
durch Formaldehyddämpfe bewirkte Gerüche nicht festgestellt werden.
35
Aus Fichtenholzzellstoff hergestellte Alkalizellulose wurde altern gelassen und sodann mit Schwefelkohlenstoff
xanthogeniert. Das ZeEulpsexanthogenat CH
■ν:
,(CH2CH2O)^H
x (CH2CH2O)^H
enthielt, in der η = 12 bis 14 ist und die Summe χ + y ungefähr 15 beträgt (wobei die angegebenen
Prozentsätze sich auf die Zellulose in der Viskose beziehen). Die Viskose hatte eine Viskosität von
ungefähr 60 Sekunden (Kugelfallmethode) und enthielt 7,3 Gewichtsprozent Zellulose, 5,5 Gewichtsprozent
Gesamtalkali und 2,25 Gewichtsprozent Gesamtschwefel, Die erhaltene Viskose wurde entlüftet,
filtriert und bis zu einer Hottenroth-Reife von ungefähr 13,5 reifen gelassen,
Die Viskose wurde in ein 42° C aufweisendes Spinnbad gepreßt, das 5 Gewichtsprozent Schwefelsäure,
8,5 Gewichtsprozent Natriumsulfat, 5 Gewichtsprozent Zinksulfat und ungefähr 1000 Teile pro
Million der obenerwähnten Stickstoffverbindung enthielt.
Nach einem Arbeitsweg durch das Spinnbad von ungefähr 60 cm wurde der Faden abgezogen und durch
ein zweites, eine Temperatur von 92° C aufweisendes Bad, das 3 Gewichtsprozent Schwefelsäure, 1,4 Gewichtsprozent
Natriumsulfat und 0,5 Gewichtsprozent Zinksulfat enthielt, über einen Tauchabstand von ungefähr
100 cm geführt. Der so hergestellte Faden wurde in einem rotierenden Spinntopf gesammelt.
In dem zweiten Bad wurde eine Spannung von 1600 g eingehalten, um eine Verstreckung von 140 °/o
zu bewirken. Der gesammelte Faden wurde in der herkömmlichen Weise nachbehandelt. Die Eigen*·
schäften des Fadens sind in der Tabelle II zusammengefaßt.
Trocken= festigkeit
g/den
Trockendehnbarkeit Naß-,
festigkeit
festigkeit
g/den
Naßdehnbarkeit
Modul im
trockenen
Zustand
Zustand
nassen Zustand
1698 Denier/1644 Einzelfäden.
5,51 15,6
3,69
18,1
35,3
24,0
Beispiel Das erfindungsgemäße Verfahren
und Vergleichsversuch
Fünf Viskosen mit 7,3 Gewichtsprozent Zellulose,,
5,5 Gewichtsprozent Gesamtalkali und 2,3 Gewichtsprozent Gesamtschwefel wurden in gleicher Weise,
wie vorstehend beschrieben, hergestellt. Eine Viskose, die kein Formaldehyd enthielt, wurde als Kontrolle
verwendet. Die anderen vier Viskosen enthielten verschiedene Mengen Formaldehyd, verschiedene
Mengen Polyäthylenglykol (Molekulargewicht ungefähr 2000) und verschiedene Mengen der erwähnten
Stickstoffverbindung.
Die Viskosen wurden bei 42° C in Spinnbädern gepreßt, die 8,5 Gewichtsprozent Natriumsulfat und
5.0 Gewichtsprozent Zinksulfat enthielten. Die Spinnbäder
enthielten verschiedene Mengen Schwefelsäure. Die Eintauchstrecke der Fäden in dem Spinnbad
betrug ungefähr 70 cm, Die zweiten Bäder enthielten bei 92 0C alle 2,4 Gewichtsprozent Schwefelsäure,
1.1 Gewichtsprozent Natriumsulfat und 0,5 Gewichtsprozent Zinksulfat. Die gesponnenen und verstreckten
Fäden wiesen einen Titer von 1100 auf und waren aus 1100 Fäden zusammeng'esetzt. Die Resultate
sind aus Tabelle IH ersichtlich.
Tabelle ΠΙ
CH2O
Polyäthylenglykol
Stickstoffverbindung
Gewichtsprozent H2SO4
im Spinnbad
im Spinnbad
1,5 Gewichtsprozent* 1,5 Gewichtsprozent*
Trockenfestigkeit
g/den
g/den
Trockendehnbarkeit Modul
0,5 Gewichtsprozent*
1,5 Gewichtsprozent*
1,5 Gewichtsprozent*
1,5 Gewichtsprozent*
1,5 Gewichtsprozent*
Trockenfestigkeit
g/den
g/den
Trockendehnbarkeit
Modul
4,5
4,75
5,0
5,25
5,5
4,94
5,08
4,92
4,79
4,12
5,08
4,92
4,79
4,12
16,6 16,5 15,8 15,3 13,4 29,8
30,8
31,2
31,3
30,8
30,8
31,2
31,3
30,8
4,82
5,49
5,57
5,50
5,48
5,49
5,57
5,50
5,48
15,4
16,6
15,4
15,4
14,9
16,6
15,4
15,4
14,9
31,3 33,1 36,2 35,7 36,8
Tabelle III (Fortsetzung)
CH2O
Polyäthylenglykol...
Stickstoffverbindung
Stickstoffverbindung
Gewichtsprozent H2SO4
im Spinnbad
im Spinnbad
0,5 Gewichtsprozent*
3,0 Gewichtsprozent*
0,5 Gewichtsprozent*
3,0 Gewichtsprozent*
0,5 Gewichtsprozent*
Trockenfestigkeit
g/den
Trockendehnbar
keit
keit
Modul 0,5 Gewichtsprozent*
3,0 Gewichtsprozent*
3,0 Gewichtsprozent*
Trockenfestigkeit
g/den Trockendehnbar
keit
keit
Modul
1,0 Gewichtsprozent*
1,5 Gewichtsprozent*
1,5 Gewichtsprozent*
1,5 Gewichtsprozent*
1,5 Gewichtsprozent*
Trockenfestigkeit
g/den
Trockendehnbar
keit
keit
Modul
4,5
4,75
5,0
5,25
5,5
5,02
5,47
5,35
5,32
4,23
5,47
5,35
5,32
4,23
15,4
15,6
15,2
14,5
11,0
15,6
15,2
14,5
11,0
32,6 35,1 35,2 36,7 38,5
5,33 5,28 5,10 4,66 17,0
16,2
14,9
12,7
16,2
14,9
12,7
31,3
32,6
34,2
36,7
32,6
34,2
36,7
5,47
5,48
5,44
5,26
5,29
5,48
5,44
5,26
5,29
16,2
16,2
16,1
15,1
15,5
16,2
16,1
15,1
15,5
33,7 33,8 33,8 34,8 34,1
Die Prozentangaben beziehen sich auf die Zellulose in der Viskose.
Claims (1)
- Patentanspruch:35Verfahren zum Herstellen von Fäden oder
Stapelfasern aus regenerierter Zellulose durch
Verspinnen einer Viskose, die 0,05 bis 0,1 Gewichtsprozent Formaldehyd, bezogen auf die Zellulose
in der Viskose, und zumindest eine die Bildung 40 von Fäden mit Hautstruktur bewirkende Verbindung enthält, in ein Spinnbad aus verdünnter Schwefelsäure, Natriumsulfat und 1 bis 9 Gewichtsprozent Zinksulfat unter Verstrecken der frisch gebildeten Fäden, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Viskose verspinnt, die durch Auflösen von Zellulosexanthogenat in einer Formaldehyd enthaltenden wäßrigen Alkalihydroxydlösung hergestellt worden ist.587/420 6.66 © Bundesdruckerei Berlin
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