DE1494559A1

DE1494559A1 - Verfahren zur Herstellung von Faeden aus regenerierter Cellulose mit hoher Zaehfestigkeit

Info

Publication number: DE1494559A1
Application number: DE1964C0032513
Authority: DE
Inventors: Richardson William C; Ronald Roberts; Martin Robert T
Original assignee: Courtaulds North America Inc
Current assignee: Courtaulds North America Inc
Priority date: 1963-03-28
Filing date: 1964-03-26
Publication date: 1969-06-04
Also published as: ES298070A1; GB1074131A; AT259129B; NL6403353A; US3388117A; CH428084A; LU45764A1; BE645841A

Description

früher
600 Fifth Avenue, New York 20, New York, USA,

Verfahren zur Herstellung von Fäden aus regenerierter Cellulose mit hoher Zähfestigkeit«

In den letzten Jahren haben Fasern aus synthetischen Polymeren wie Nylon, Polyester, Fasern auf Acrylbasis und aus Polyolefinen die natürlichen Fasern wie Baumwolle und Wolle für viele Anwendungszwecke ersetzt. Regenerierte Cellulosefasern haben sich zwar als geeignet erwiesen für eine grosse Anzahl von Verwendungszwecken, doch war der Umfang, mit dem regenerierte Cellulosefasern angewendet worden sind, stark '. begrenzt durch ihre niedrige Zähfestigkeit (im Vergleich ;. etwa zu Nylon) und insbesondere durch ihre geringe Reiss-

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festigkeit in nassem Zustand.

Vor einiger Zeit erschienen euf dem Markt regenerierte CeI-lulosefasern, die manchmal als Fasern mit "hohem Nessmodul" •oder als "polynosische" (» teilweise vernetzte) Fasern bezeichnet werden und durch eine feine und stabile Mikrofibrillenstruktur, eine minimale Nassfestigkeit von 2,2 g/Den, und eine Nessdehnung von weniger als 3» 5 5*5 bei einer Span- ^; nung von 0,5 g/Den, charakterisiert sind. Die Herstellung

P solcher Fasern ist beispielsweise beschrieben in der USA-Patentschrift 2 732 279· Normalerweise besitzen die auf dem Markt angebotenen Fasern dieses Typs eine kondltionierte Zähfestigkeit um etwa 5 g/Den., doch ist in der USA-Patentschrift 2 937 070 eine Trocken-Zähfestigkeit von etwa 8 g/ Den. erwähnt. Bisher waren jedoch Fasern mit Trocken-Zähfestigkeitswerten bis zu 8 g/Den, im allgemeinen nicht verfügbar und auch in der eben erwähnten U^A-Patentschrift sind solche Fasern nicht näher beschrieben. Auf Jeden Fell sind

. solche Werte für die Zähfestigkeit nicht so hoch v/ie diejanigen, die bei Nylon stets zur Verfügung stehen, nämlich bis zu etwa 9 g/Den.

Es hat sich nun gezeigt, dass man einen neuen Typ von Rayonfäden mit konditionierter (65 # relative Feuchtigkeit bei 25⁰O) Zähfestigkeit von nicht weniger als 9,5 g/Den, und gelegentlich bis zu 11 g/Den, oder sogar noch höher herstellen kann. Die Nasszähfestigkeitswerte betragen wenig-

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stens dee O,75-fache der Trocken-Zähfestigkeit und oft das Ο,β bis 0,9-fache der Trocken-Zähfestigkeit. Solche Fäden sind weiter charakterisiert durch einen ausserordentlich hohen Orientierungsgrad. Dieser manifestiert sich durch das Doppelbrechungsverhältnis, das wenigstens 0,053 beträgt und normalerweise zwischen 0,055 und 0,057 liegt. (Gemessen nach dem Verfahren von A. N, J. Heyn in Fiber Microscopy, Interscience, N.Y., 1954·» Seite 335) Im Vergleich hierzu het übliches Textilrayon eine Doppelbrechung von etwa 0,022. Verschiedene polynosische Fasern oder Fasern mit hohem Rassmodul, die auf dem Markt gegenwärtig zur Verfügung stehen, haben entsprechende Werte von 0,035 bis 0,04-2. Der klassische Aufsatz von T. H, Hermann in "Riysics and Chemistry of Cellulose Fibers", Elsevier, Amsterdam, 194-9, Seite 237» gibt einen idealen maximalen Uert für die Doppelbrechung von 0,04-3 für eine konditionierte Viskoserayonfaser an.

Seit vielen Jahren wurde eine hohe Kristallinität, gemessen nach Röntgenstrahlenverfahren, als notwendige Begleiterscheinung von Fasern mit hoher Festiijkeit (Zähfestigkeit) angesehen. In jüngerer Zeit wurde jedoch klar, dass die Kristallinität eine relative Bezugsgrösse ist. Obwohl Reihenmessungen von dem gleichen Bearbeiter unter identischen Bedingungen an verschiedenen Fasern vorgenommen vorden sind, bei denen man Werte erhält, welche eine nur relativ gültige Skala von Kristellinitätswerten darstellen, so sind

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doch charakteristische absolute Werte nicht erhalten Auf jeden Fall sind bemerkenswerte Zugeigenschaften der erfindungsgemäss hergestellten Fasern eindeutig nicht begleitet von einem hohen Kristallinitätsgrad, denn, obwohl der Orientierungsgrad, wie oben angegeben ist, höher liegt als bei einer bekannten regenerierten Cellulosefaser, ist die Kristallinität der erfindungsgemäss hergestellten Fasern verhältnismässig niedrig. Er liegt bei etwa 45 % nach einem Maßstab, nach dem übliches Textilrayon einen Wert von 42 % ψ und Fortisan, eine durch Verseifung von Celluloseacetat erhältliche Faser, einen Wert von 51 % hat.

Aus dem sehr hohen Verhältnis von Nass-Zähfestigkeit zur Trockenfestigkeit geht hervor, dass die erfindungsgemäss hergestellten Fasern sehr unzugänglich (inaccessible) sind. Diese Schlussfolgerung wird durch verschiedene andere Messungen bestätigt. Beispielsweise deutet die DpO-Austauschtechnik von Smith, Kitchen and Hutton (Journal of Polymer Science, Teil C, Nr. 2, Seiten 499 bis 513» 1963) darauf hin, dass 65 # und im allgemeinen mehr als 69 % der Faser unzugänglich sind. Demgegenüber betragen die entsprechenden Werte etwa 42 % für handelsübliches Textilrsyon, 50 % für handelsübliche Fasern mit hohem Nassmodul, 57 # für Fortisen und 59 % für Baumwolle. Hohe Unzugänglichkeit wird auch angezeigt durch den Feuchtigkeitsgehalt der neuen Faser, die weniger als 10 # beträgt im Vergleich zu 13 bis 14 % für üblichen Reifenkord, 11 bis 13 # für Fasern mit hohem

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Nassmodul und 10,5 bis 11 # für Fortisan. üine weitere Eigenschaft der neuen Faser ist im Verhältnis zu dem Auftreten der Unzugänglichkeit ihr Verhalten gegenüber Ätznatronlösungen bis zur Mercerisierungskonzentration. Wenn man übliche Typen von regenerierten Cellulosefaser^ einschliesslich Reifenkord,' Fortisan und Fasern, die nach der USA-Patentschrift 2 957 070 hergestellt worden sind, mit verschieden konzentrierten wässrigen Ätznatronlösungen bei 25°0 einschliesslich der Mercerisierungskonzentration (z.B. 0 bis 20 % NeOH) imprägniert, dann bis zum Reissen streckt und das Arbeitsprodukt (Zähfestigkeit χ Dehnung) gegen die Ätznatronkonzentration aufträgt, so zeigen alle bekannten Fasern ein Minimum an Arbeitsprodukt, d.h., dass ein gewisser Wert für die Atznatronkonzentration vorhanden ist, en dem das Arbeitsprodukt ein Minimum erreicht. Dies ist nicht der Fall bei den erfindungsgemäss hergestellten Fasern, die keine nennenswerte Änderung des Nass-Arbeitsprodukts bei wechselndem Ätznatrongehalt bei 25 C zeigen.

Aus den obigen Angeben kann man sehen, dass erfindungsgemäss hergestellte Fssern charakterisiert sind durch eine ausserordentlich hohe Zähfestigkeit, einen hohen Orientierungsgrad, der durch ihre Doppelbrechung angezeigt wird und einen hohen Grad an Unzugänglichkeit. Die physikalische Struktur, bestimmt durch diese objektiv bestimmten Messwerte, muss natürlich nicht notwendigerweise mit üblichen Ausdrücken beschrieben werden. Es ist aber nicht beebsich-

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BAD ORIGINAL

tigt, eine besondere Strukturtheorie en die Erklärung der ausserordentlichen physikalischen Eigenschaften der erfindungsgemäss hergestellten neuen Fasern zu binden. Andererseits ist es manchmal für das Verständnis einer neuen Polymerstruktur ratsam, sie snhand bekannter Ausdrücke zu erläutern. Bei Beachtung der Grenzen solcher Modelle kann man die Cellulosemolekule als Ketten-Längsachsen auffassen, die verschiedene Oberflächeneigenschaften entlang ihres Umfange und entlang ihrer Länge besitzen« Diese I-Ioleküle oder mög-

k licherweise diejenigen Teile der Moleküle, die einen Teil eines Kristalls bilden, müssen nicht nur mit ihren Achsen ausgerichtet sein zu den Achsen der anderen Moleküle im Kristall, sondern dedes muss um seine eigene Achse in geeigneter Weise gedreht werden und sie müssen passende Abschnitte entlang ihrer Achse haben, die gepaart sind mit passenden Abschnitten benachbarter Moleküle. Andererseits ist es für eine stark orientierte Paser nur notwendig, dass die Achsen ihrer Moleküle streng parallel zu den Achsen der Paser verlaufen. Für eine unzugängliche Paser ist es not-

ψ wendig, das3 die nebeneinander liegenden Moleküle dicht nebeneinander gepackt sind.

Das auf diese Weise entstehende Bild der neuen Pasern ist eines, bei dem die Cellulosemolekule im wesentlichen ebenfalls parallel zu benachbarten Molekülen liegen, auch hinsichtlich ihrer Faserachsen ausgerichtet sind, aber nicht notwendigerweise mit ihrer Länge übereinstimmen. Zu diesem

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ORIGINAL INSPECTED

Bild gehört such, dass die Moleküle sehr dicht nebeneinander liegen. Dieses dichte Gefüge kann nicht nur von der niedrigen Zugänglichkeit der Fasern, sondern auch von dem Fehlen eines diffusen Hintergrunds bei Böntgenstrahlenphotogrephien abgeleitet werden. Auch die sehr hohen Moduli sowohl im nassen wie im trockenen Zustand zeigen die dichte Pakkung der Moleküle in der Achsrichtung der Faser an.

Die beigefügte Zeichnung ist ein graphischer Vergleich der Einwirkung von Ätznatron suf die Fesern gemäss der Erfindung im Vergleich zu bekannten Fasern.

Das Verfahren zur Herstellung von Fäden aus regenerierter Cellulose mit hoher Zähfestigkeit nach einem Viskoserayonverfahren ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass man Viskose mit einem Gammawert von mehr als 80, einer Viskosität von wenigstens 120 poise und einem NaOH/Celluloseverhältnis von wenigstens 1 in ein Fällbad, des sich bei einer Temperatur von höchstens 30°G befindet und etwa 5 bis 8 # H₂SO^, 0 bis etwa 12 # Na₂SO^ und etwa 0,3 bis 1,5 % Formaldehyd enthält, unter Bildung von Fäden auspresst, die dann, bevor ihr Gammawert auf unter 60 gefallen ist, bei einer Temperatur von wenigstens 80⁰C um mindestens 500 # gestreckt werden, währenddessen sie wenigstens zeitweise in Berührung mit Wasser stehen, worauf man die Regenerierung der Fäden zu Ende führt.

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Die bei dem vorliegenden Verfahren verwendete Cellulose kenn einen hohen Polynerisetionsgred (z.B. 800 bis 1500) besitzen, doch ist dies nicht ausschlaggebend; Fasern mit sehr guten Eigenschaften wurden mit üblichen Cellulosemassen erzielt, die einen niedrigen Polymerisationsgred besessen. Die Cellulose wird auf übliche Weise in Alkalicellulose überführt. Normalerweise werden pro 100 Teile Cellulose etwa 2000 bis etwa $000 Teile einer Ätznatronlösung mit einer Konzentration von 18 bis 21 % NaOH verwendet. Das Eintauchen erfolgt 20 bis 60 Hinuten bei etwa 16 bis 25⁰C. Das Press-Gewichts-

" verhältnis liegt gewöhnlich bei 2,2 bis 2,8. Vorzugsweise

wird zu dem Tauchbad ein Hilfsmittel gegeben, das unter alkalischen Bedingungen (pH*10) Chels Verbindungen mit mehrwertigen Kationen wie Calcium, Magnesium oder Eisen zu bilden vermag, die als Spurenverunreinigung in der Masse bzw. Flüssigkeit vorliegen. Solche Mittel sind bekennt und im Handel ohne weiteres verfügbar. Zu einer besonders brauchbaren Gruppe gehören die Alkali- und insbesondere die Natriumsalze von Aminocarbonsäuren wie Iminodiessigsäure (IDA), Nitrilotriessigsäure (NTA) und ÄthylendiamJbbetraessigsäure (iSDTA). Die Hilfsmittel werden normalerweise in einem Verhältnis von 0,02 bis 2 Gew.-Teile pro 100 Teile alpha-Cellulose verwendet. Wie men aus dem folgenden sieht, kann ein Teil hiervon zu der lösenden Lauge gegeben werden.

Die entstandene Alkalicellulose wird etws 0,5 bis 1,5 Stunden lang bei etwa 16 bis 24°C zerrissen und mit oder ohne

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CRiGSNAL INSPECTED

vorherige Alterung (z.B. ο bis 30 Stunden) einem Xenthogenierungegefäss zugeführt.

Die Xsnthogenierung wird vorzugsweise bei konstanter Temperatur oder so angenähert wie möglich bei konstanter Temperatur etwa im Bereich von 16 bis 32⁰O unter Bedingungen vorgenommen, bei denen ein lokales Überhitzen vermieden wird. Dies kenn durch gründliches Mischen der Alkalikrümel mit dem Schwefelkohlenstoff erreicht werden, doch kann ungenügendes Vermischen kompensiert werden durch Zugabe des Schwefelkohlenstoffs in zwei oder mehreren Anteilen und durch Abwarten einer genügenden Zeitspenne zwischen jeder Zugabe, damit die Mischung reagieren kann. Auf diese V/eise wird die Menge en freiem, flüssigen Schwefelkohlenstoff im Reaktionsgefäss an jedem Zeitpunkt begrenzt.

Wie oben erwähnt, liegt die Gammazahl der Viskose beim Krspinnen oberhalb 80, vorzugsweise oberhalb 100, z.B. bei 100 bis 113· Die Menge an zugegebenen CSp beträgt z.B. das 1,33 bis 1,05-fache der äquivalenten Menge.

Nach Beendigung der Xenthogenierung werden die Xanthatkrümel gelöst und die verbleibende Viskose wird vorzugsweise kühl gehalten, z.B. unterhalb 10⁰C, und zwar vom Zeitpunkt ihrer Herstellung bis zur Verspinnung. Dies kenn bewerkstelligt werden durch Zugebe des Xanthate zur verdünnten Ätznatronlöeung (1,5 bis 4 $ NaOH) bei -5 bis 5⁰C und

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' OHiGiNAL. INSPECTED

Aufrechterbaltung der Kühlung während des Mischverfahrens, sodass die Temperatur nicht oberhalb von etwa 1O°C ansteigt» Die lösende Flüssigkeit kenn ein Hilfsmittel der oben beschriebenen Art enthalten, wobei die gesamte Menge an kombinierten Substanzen, die sowohl in der Eintauchflüssigkeit eis such in der Lösungsflüssigkeit enthalten sind, im Bereich von 0,02 bis 2 Teilen pro 100 Teile alpha-Cellulose liegen. Zusätzlicher Schwefelkohlenstoff, z.B. 2 bis 10 # auf die Cellulose, können der Lösungsvorrichtung oder, falls gewünscht, anschliessend zugegeben werden.

Im allgemeinen sind die in der oben beschriebenen Weise hergestellten Viskosearten heller als wenn der Schwefelkohlenstoff in einer einzigen Charge zugegeben worden ist und wenn eine entsprechende Kühlung ni:.;ht vorgenommen wurde. Die Analyse der Viskose auf den Gesacischwefelgehalt und den in den Xanthatgruppen vorhandenen Schwefel zeigt, dass ein hoher Anteil als Xanthat snwesend ist.

Die Eigenschaften der Viskose werden durch Lagerung vor oder nach der Entlüftung solenge nicht verschlechtert, als die Gammazahl nicht unter 80 an dem Zeitpunkt abgefallen ist, an dem die Viskose ersponnen wird.

Wie oben erwähnt, muss die Viskose beim Verspinnen eine Gemmezahl von oberhalb 80 besitzen und vorzugsweise oberhalb 100. Normalerweise liegt die Gammazahl im Bereich von

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etwa 90 bis 105· Die Viskosität beim Verspinnen beträgt wenigstens 120 poise, vorzugsweise zwischen etwa 150 und etwa 600 poise. Die Viskose enthält vorzugsweise zwischen 3,5 und 6 % Cellulose bei einem NaOH/Celluloseverhältnis von wenigstens 1 und gewöhnlich zwischen etwa 1,1 und 1,6. Es hat sich gezeigt, deas Pasern mit Zähfestigkeiten von 10 g/Denier und höheren Werten besser hergestellt werden können, wenn die Viskosität der Viskose hoch ist und im Bereich von 150 bis 600 poise liegt.

Die Viskose wird mit einer Spinngeschwindigkeit von z.B. 25 bis 70 m/Min, in einem Ausfällbed mit verhältnismässig geringer Regeneretivkraft ersponnen, das zwischen etwa 3 und 8 Gew.-#, vorzugsweise etwa 4· bis 6 Gew.-# HpSO^ und bis etwa 12 Gew.-^, vorzugsweise nicht mehr als 5 Gew.-^, Na₂SO^ enthält. Es ist zu bemerken, dass stets etwas Na₂SO im Bad von der Neutralisierung der Viskose-Ätznatron enthalten ist.

Das Spinnbad enthält auch etwa 0,3 bis 1,5 Gew.-# Formaldehyd.

Wenn die Fäden im Spinnbed lang genug verblieben sind und eine genügende Festigkeit erreicht haben, werden sie um wenigstens 50G # und vorzugsweise um etwa 550 bis etwa 800 % gestreckt. Bei dieser Stufe muss die Gammazahl nicht

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weniger els 60 sein und soll vorzugsweise zwischen 65 und 90 liegen. Die Fäden können im Fällbad oder in der Luft gestreckt werden. Doch werden sie vorzugsweise in einem zweiten Bad aus heissem Vtesser (80 bis 100⁰O) gestreckt. Dieses Bad kenn bis zu etwa 4 # EUSO^ enthalten, ist aber vorzugsweise neutral und enthält weniger als 0,1 # HgSO^ (vergl. USA-Patentschrift 3 109 698).

Die Regenerierung wird normalerweise während des Streckens vorgenommen. Falls notwendig, können jedoch die Fäden mit einem abschliessenden Bad aus heissem Wesser oder heiseer verdünnter Säure in Berührung gebracht werden, um die Regenerierung zum Abschluss zu bringen.

Nach der Regenerierung können die Fäden der üblichen üntsulfurierung unterworfen werden,- der Reinigung, dem Waschen und den Trockenbehandlungen, Behandlungsschritte, die in der üblichen Weise durchgeführt werden. Sie können dann zu Stapelfasern geschnitten werden, und zwar unmittelbar nach der Regenerierung oder zu einem späteren Zeitpunkt, wenn man Stapelfasern herstellen will.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert ,

Beispiele 1 bis 8

Bei den Beispielen 1 bis 8 wurde die Alkalicellulose her-

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gestellt durch 30-minütiges Eintauchen eines Breis von Cellulose mit hohem Polymerisationsgrad in 20 #-ige NaOH bei 20⁰C. Die Tauchflüssigkeit enthielt 0,01 % des Hilfsmittels NA-4 (Äthylendiamintetraessigsäure). Das Press-Gewichtsverhältnis war 2,70 + 0,05* Die Alkalicellulose wurde eine Stunde lang bei 18⁰C in einem Bleschke-Pfleiderer-Gerät zerrissen und ohne Alterung sulfidiert. Die Xanthogenierung wurde in zwei Stufen oder in einer Stufe je nach den Angaben in der Tebelle I durchgeführt. Bei der zweistufigen Xanthogenierung wurde der Druck in der Sulfidierungstrommel gemessen. Sobald der Druckabfall anzeigte, dess ein grösserer Anteil von GS₂ umgesetzt worden war, wurde eine zweite Charge augegeben. Die Viskose wurde in 5»7 £-iger NeOH im Verleuf von zwei Stunden gelöst. 4· % CS₂ wurden zur Cellulose der Lösungsvorrichtung während der letzten halben Stunde zugegeben. Der Löser wurde bei 10⁰O oder einer geringeren Temperatur geheIten.

Die Viskose wurde bei 27 m/Min, durch eine 500 Löcher mit einem Durchmesser von 76»2 ju aufweisende Düse unter den in der Tabelle II angegebenen Bedingungen ersponnen, in einem zweiten Wasserbad bei 95⁰C gestreckt und regeneriert. Die Fasereigenschaften wurden gemessen und sind in der Tabelle III aufgeführt. Die Doppelbrechung betrug in allen Fällen mehr als 0,055·

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CD KJ CaJ

	1	Anzahl	Xantho	genierung	Tabelle I	15	# OS₂ auf Cellulose	Viskoseherstellung	Viskoee.	% NaOH	# ins gesamt S	% als .Xanth*
Beispiel	2	der Stufen	# OSp auf Cellulose	Temp 0		35			% Cell.	6,58
Nr.	3	2	23/23	27	. Zeit 8td.Min.	35	4	Temp ⁰O	5,17	6,37		2,11
4	2	27/2?	27		40	4	10	4,95	6,29		1,98
5	2	27/27	27		15	4	10	5,06	7,10	1,88	1,81
6	2	33/33	28	3	20	4	10	4,10	6,82	2,35	2,30
7	2	33/33	26	3	>	4	10	4,93	6,45		2,07
8	2	33/33	27	4	20	4	10	4,85	6,46		2,13
	1	54	27	3		4	10	5,06	6,47		2,0b
1	54	27	3	10	5,04
		3	10

Tabelle II

Spinnverfahren

CD O CO CO

Beispiel Nr	Viskosität (Poise)	Gaoma- zahl	Viskose Alterung (Std.)	Viskos« Temp. O₀	*	Spinnbad	0	0	EOEO	Temp. ⁰C	Streckung
1	356	100,2	4	10	3,44	0	1,81	22	690
2	348	107,8	4	10	5,20	11,0	1,00	22	615
3	49??	98,9	4	10	3,74	0 ■·■■	1,00	22	559
4	226	111,6	4	10	6,50	11,0	1,00	22	695
5	530	118,0	4	10	6,40	" 10,0	1,00	22	695 _w
6	265	107,9	4	10	3,96	0	1,00	22	885 ^
7	436	106,4	4	10	3,21	1,00	22	780
8	398	104,4	4	10	5,61	1,00	22	551

Tabelle III

Physikalische Eigenschaften

Bei- Denier Trocken- Trocken- Nass-Zähspiel Zähfestig- dehnung*) festig- ^Λ~^ ^νΛ keit

Nr.

Nass- NassdehmiTig dehnung Trockendehnung

Trο ckenmodul Na s smodul

zu Beginn zu Beginn

(g/d/100 % (g/d/100

Dehnung) _Λ Dehnung)

	1	1,01	10,40
	2	0,89	10,07
	3	0,95	10,84
909	4 5	1,11 1,03	10,04 10,25
823/09S	6 7 8	0,88 1,07 0,93	10,11 9,72 10,00
GO

7,2
7,0
7,8
7,7
7,9
7,5
7,4

7,5

8,30 8,76 8,67

8,71 9,01 8,86 8,50 8,04

χ) Die Trockenfestigkeit und Trockendehnung wurden gemessen bei 65 % relativer Feuchtigkeit. Die Werte sind Durchschnittswerte.

(χ)

8,4 8,0 8,1 7,5 0,86 / 28Ο-32θ(^χ) 70-100 8,6

8,5 8,6

7,6

(x) Fortissn hat bei den gleichen Versuchen einen Trockenmodul zu Beginn von 180 bis 220 g/Den./ 100 % Dehnung und einen Nassmodul zu Beginn von 40 bis 60 g/Den./100 % Dehnung.

CD

cn er, co

Beispiel 9

Dss Verfahren der Beispiele 1 bis 8 wurde angewendet für eine weitere Probe. In diesem besonderen Fall wurde eine zweistufige Xanthogenierung mit 35 # OS₂, bezogen auf Cellulose, verwendet, des bei jeder Stufe zugegeben wurde* Die Xanthogenierungstemperatur betrug 22⁰C und die Reaktionszeit 4 Stunden und IO Minuten. Ungefähr 4....Ji CS₂ wurden dem J,öser zugegeben, der bei 8⁰C gehalten wurde. Die Viskose enthielt 4,86 % Cellulose und 6,78 % Soda bzv/. Ätznatron. Sie wurde nach 4 Stunden bei einer Gamraazehl von 113»4, einer Temperatur von 7°C und einer Viskosität von 426 poise erspönnen. Das Spinnbad enthielt 4,55 # H₃SO₄, 1,47 # HCHO und etwa 1 % Na₂SO^. Seine Temperatur betrug 22°C. Die Fäden wurden in heissem V/asser um 841 % gestreckt, gewaschen und getrocknet· Sie hatten eine konditionierte Zähfestigkeit von 10,60 g/Den»

Proben dieser Faser wurden dann auf ihre Unzugänglichkeit nach dem D₂O Austauschverfahren von ! Es wurde ein Wert von 69 % erhelten.

nach dem D₂O Austauschverfahren von Smith et al. untersucht.

Beispiel 10

Eine weitere Probe wurde nsch dem Verfahren der Beispiele 1 bis 8 hergestellt. Die Viskose mit einem Gehalt von 4,48 $ Cellulose und 6,75 # NeOH wurden bei einer Gemmszahl von 99,5 und einer Viskosität von 388 poise in einem Bad erspon-

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nen, das 5»20 % H₂SO^, 0,77 # Formaldehyd und etwa 1

NSoSO₂, enthielt. Seine Temperatur war bei etwa 28°C. Die Fäden wurden in Wasser bei 95°0 um 578 % gestreckt, ge-' waschen und getrocknet. Sie hatten eine konditionierte Zähfestigkeit von 9»92 g/Den, und eine konditionierte Dehnung von 7»! #» eine Nasszähfestigkeit von 8,53 g/Den, und eine Nassdehnung von 8,5 ^. Ihre Doppelbrechung wurde mit 0,0576 gemessen.

Diese erfindungsgemäss hergestellten Fäden wurden dann mit Fortis8n~Fäden, die nach Beispiel 2 der UBA-Patentschrift 2 937 070 hergestellt worden sind und mit einer im Handel erhältlichen polynosischen (= teilv/ei -» vernetzten) Faser auf ihr Verhalten in Ätznatron vergl" chen. Man Hess hierzu Proben Jeder Faser in Atznatronlca.it jen verschiedener Konzentration bei Raumtemperatur stehen und zog sie in noch nassem Zustand in einer Instrontes1;maschine bis zum Zerreissen. Das Arbeitsprodukt (Zähfestigkeit χ Dehnung), wurde dann berechnet und gegen die Ätznatronkonzentration aufgetragen. Die Ergebnisse sind in der Zeichnung zusammengestellt. Wie man sieht, zeigen die Kurven für Fortisan, Oox (USA-Patentschrift 2 937 070) und der Faser mit hohem Nassmodul ein deutliches Minimum,während die Faser, die erfindungsgemäss hergestellt worden ist, eine Linie mit praktisch keiner Krümmung ergibt. Die Werte sind in der Tabelle IV zusammengestellt.

909823/0998 g-^äl, imspected

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	Gemäss Anmeldung	!Tabelle IV	USA-Patent schrift 2 957 070 Beisp. II COox)	Faser mit hohem Hassmodul (H.W.M.)
£ NaOH		Foptisan	54,8
	72,5		45,7	56,8
0	70,5	40,7	41,4	44,8
1,99	74,9	58,0	60,1	55,4
4,11	77,1	50,0	27,6	24,5
5,96	67,1	50,7	10,2	O
7,95	69,5	59,5	44,5	O
9,94	91,4	21,1	50,0	16,55
12,02	76,5	50,0	51,1	61,0
15,89	68,4	56,5	59,8	42,1
15,87	70,1	58,0		76,8
17,88	47,5

Patentansprüche

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Or-iiGiNAL INSPECTED

Claims

ίο H94559 Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Fäden aus regenerierter Cellulose mit hoher Zähfestigkeit nach einem Viskoserayonverfahren, dadurch gekennzeichnet, dass man Viskose mit einem Gammawert von mehr 8ls 80, einer Viskosität von wenigstens 120 poise und einem NaOH/Cellulosaverhältnis von wenigstens 1 in ein Fällbad, des sieb bei einer Temperatur von höchstens JO⁰O befindet und etv/a 3 bis 8 % H₂SO^, 0 bis etwa 12 % Na₂SO^ und etwo 0,.⁷> bis 1,5 # Fonnaldehyd enthält, unter Bildung von Fäden auspresst, die dann, bevor ihr Gammawert suf unter 60 gefallen ist, bei einer Temperatur von wenigstens 80⁰O um mindestens 500 $ gestreckt v/erden, währenddessen sie wenigstens zeitweise in Berührung mit V/asser stehen, worauf man die Regenerierung der Fäden zu Ende führt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass man eine Viskose vervendet, die durct eine mehrstufige Sulfidierung der Alkalicellulose mit CS₂ bei 18 bis 32°C erhalten worden ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Viskose verwendet, die, bezogen auf die Cellulose, 0,02 bis 2 # einer Hilfssubstanz

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enthält, die mit mehrwertigen Kationen in alkalischer Cheletverbindungen bilden kenn.

4·. Verfahren nach Alispruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass man die Hilfssubstanz teilweise der zur Bildung der Alkalicellulose erforderlichen AlkeIi lauge zugibt.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass man die Viskose vom Zeitpunkt ihrer Herstellung bis zum Erspinnen bei einer Temperatur unterhalb 10°C hält.

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