DE1794163A1

DE1794163A1 - Verfahren zur Herstellung von Reyonfaeden mit Selbstbindungsvermoegen,die fuer die Herstellung von Reyonpapier oder Reyonfaserfliessstoffen geeignet sind

Info

Publication number: DE1794163A1
Application number: DE19631794163
Authority: DE
Inventors: Yoshikazu Aoki; Akira Hayami; Teruji Kamei
Original assignee: Tachikawa Research Institute
Current assignee: Tachikawa Research Institute
Priority date: 1962-05-31
Filing date: 1963-05-27
Publication date: 1971-01-28
Also published as: US3320117A; NL293506A; GB1042005A; NL131600C; CH413581A; BE633044A; AT273657B; DE1300824B

Description

DR. ING. ERNSTMAIER

PATENTANWALT

MüNCHEN-22
WIDENMAYERSTR.

WA/t*j *7· Stpt*»fe*r 1968

A 31568

TACHIKAY/A EESEAEOH
Kyoto, Japan

Verfahren zur Herstellung von Reyonfäden mit Selbstbindungsvermögen, die für die Herstellung von Reyonpapier oder Reyonfaserfließstoffen geeignet sind

Sie Erfindung betrifft die Herstellung von unvollständig regtnerierten fäden» deren primärer Quellwert hoch genug ist» daß sie eine große Bindungekraft zwischen den benachbarten Täden in gequollenem Zustand sseigen. Erfindungsgemäß wird •ine Yiskoee in ein saures Spinnbad eztrudiert und unYoll·» itandig regenerierte ?äden mit einem primären Queilwert von

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250 "bis 2400 fo und einem restlichen jp-Wert von 2 bis 20 werden in stabilem Zustand hergestellt« Unter Verwendung solcher laden können mittels einer herkömmlichen Eapierherstellungsmaechine leicht Reyonpapier oder ReyonfaserflieSstoffe hergestellt

STeuerdings wird Reyonpapier mittels einer üblichen Papierherstellungsmaschine aus Viskose-lasern mit kurzer Schnitt« länge hergestelltο Da die regenerierten fäden von sich, aus keine Bindungskraft haben, kann mit solchen laden allein keine PapLerbildtrag erzielt werden. Auch bei Anwendung eines Mahlvorganges für die lasern ist die Yibrillierung von der . von natürlichen Zellulosefasern verschieden und die sich, aus der Hydratisierung der Zellulose ergebende Bindungskraft kann nicht erwartet werden.

Demgemäß werden bei der Herstellung von gewöhnlichem Reyonpapier Bindemittel als verbindende Mittel zusammen mit 10 bis 30 i> fasern in der Dispersion verwendet» Der Zusatz von Bindemittel;, wie beispielsweise synthetischen Hochpolymeren, ist sowohl bezüglich der Kosten der Herstellung als auch der Verarbeitung ungünstig» Ein Verfahren aur Herstellung von Reyonpapier ohne Bindemittel ist deshalb aus industrieller Sicht in hohem Maß erwünscht.

Die erfitidungsgemäß hergestellten imvollständig regeneriar-

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BAD ORIGINAL

ten Fäden haben ein großes SelbstbindungsvermSgeno Wenn sol che fäden unmittelbar nach dem Spinnen geschnitten* in Wasser dispergiert und einer Papierherstellungsmaschine züge«-* führt werden, so bilden sie aufgrund ihres Selbstbindungsvermögens auch ohne irgendwelche Bindemittel auf einem Drahtnets eine feste naße Bahn. Uaeh dem Waschen und Trocknen einer derartigen naßen Bahn kann Reyonpapier oder Reyon faserflisßstoff mit guten physikalischen Eigenschaften erhalten warden. Die vorliegende Erfindung ermöglicht somit die Herstellung von Materialfäden mit Selbstblndungsvermögen, die für die Herstellung derartiger Papiere oder Faser·=· fließstoffe geeignet sind.

Es wurde festgestellt, daß die unvollständig regenerierten Fäden mit einem primären Quellwert von 250 bis 1900 # und einem restlichen' ^-Wert unmittelbar nach dem Spinnen von 2 bis 20 durch geeignete Wahl in Hinblick auf den Polymerisationsgrad der Viskose, den #*-Wert der zu verspinnenden Viskose und die Zusammensetzung des Spinnbades, insbesondere des Gehaltes an Schwefelsäure und Zinksulfat, erhalten werden können.

Bei der Sachführung der vorliegenden Erfindung kanu herkömmliche Viskose verwendet werden, die unter Verwendung eines Bades mit hohem SaIs- und niedrigem Säuregehalt versponnen werden kann.

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So wird in einem -typischen Pall eine Viskose mit einem Polymerisationsgrad von 450 bis 900 und einem jp-Wert von 60 bis 100 in ein Spinnbad extruöiert, das weniger als 25 g/l Schwefelsäure, weniger als 2,0 g/l Zinksulfat und weniger als 250 g/l natriumsulfat enthalte Die aus dem Spinnbad austretenden Fäden werden dann verstreckt„ Auf diese Weise kann d^r größte !Dell der Spinnflüssigkeit schnell von den Fäden abgetrennt werden und die Zersetzung der unvollständig regenerierten Fäden wird beendet» Diese Fäden können deshalb noch einen hohen jf-Wert behalten und befinden sich noch in alkalischem Zustande Sie befinden sich demzufolge noch in einem ziemlich stabilen Zustand.

Zwischen dem Polymerisationsgrad der Fäden und ihrem primären Quellitfert wurde folgende Beziehung festgestellt: Um Fäden jriit höherem primären Quellwert in stabilem Zustand zu erhalten, muß der Polymerisationsgrad genügend hoch sein» Beispielsweise werden Fäden mit dem Polymerisationsgrad 300 und dem primären Quellwert 1500 #, wenn sie in Wasser dispergiert werden, nahezu aufgelöst und lassen sich wtsgen ihrer schlechten Entwässerbarkeit kaum in Papier überführen, während andererseits Fäden mit dem Polymerisationsgr.'ad 700 und dem primären Quellwert 2200 $ leicnt für die Papierhereteilung verwendet werden und es kann daraus festes Reyonpapier erhalten werden.

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Der primäre Quellwert der unvollständig regenerierten fäden steht in einem proportionalen Verhältnis zu ihrem jp-Wert» wenn die 3?äden aus der gleichen Viskose hergestellt und unmittelbar nach dem Spinnen dispergiert werden*

Je niedriger der Schwefelsäuregehalt und je höher der Zinksulfatgehalt in diesem PaIl in dem Spinnbad ist, umso höher ist der primäre Quellwert der frisch regenerierten fäden.

Wenn beispielsweise Viskose mit dem Polymerisationsgrad 760 in Spinnbääer mit den nachfolgend angegebenen verschiedenen £usammensetzungen versponnen wird» so zeigt sich folgender Zusammenhangs

Schwefelsäure- Zinksulfat- primärer restlicher g/l gehalt, g/l Quellwert, f* χ

7,5	0,8	1700	18
1O₃O	0,8	1200	12
15,0-.	0,8	620	6
13,0	0,5	1400	15
13,0	0,3	1100	10
*■130**	0,2	800	7

Der primäre Quellwert der !Päden nimmt während des Absitzens in Wasser zu, erreicht nach einigen Stunden Absitzen den

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Höchstwert (manchmal bis zu 2400 #) und nimmt dann langsam ab. Der |f-Wert nimrnt im Verlauf der Zeit stets ab.

Die Änderung des primären Qusllwertes im Verlauf der hängt speziell vom Zinksulfatgehalt in dem Spinnbad ab, d.h. von der Menge und Beschaffenheit des auf der Oberfläche der laden gebildeten Zinkxanthogenats.»

Die Änderungen des primären Quellwertes und des ^»Wertes während des Aufenthalts der laden in Luft oder Wasser hängen eng mit der ^temperatur der Luft oder des Wassers susammen<, Wenn die temperatur niedrig ist, treten die Änderungen sehr langsam ein.

Erfindungsgemäß kann man demzufolge in selektiver Weise unvollständig regenerierte endlose fäden mit einem primären Quellwert innerhalb des Bereiches von 250 bis 2400 %> erhalten, wenn die gesponnenen fäden auf die gewünschte Länge von 2 bis 20 mm geschnitten und dem herkömmlichen Papierherstellungsverfahren unterworfen werden, wobei man eine der folgenden Bedingungen anwendet:

1) Die fäden werden unmittelbar nach dem Spinnen in Wasser dispergiert*

2) Die fäden werden unmittelbar nach dem Spinnen in Wasser dispergiert und für eine bestimmte Anzahl Stunden ab- *

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ORIGINAL

sitzen gelassen.

3) Mach einem Aufenthalt in Luft für eine bestimmte Anzahl StuMen nach dem Spinnen werden die Päden in Wasser dis-? pergierto

4) Hach einem Aufenthalt in Luft für eine bestimmte Anzahl Stunden nach dem Spinnen werden die laden in Wasser dispergiert und einige Stunden absitzen gelassen.

Diese !fäden mit einem primären Quellwert von 250 bis 2400 $> W lassen sich in Wasser sehr gut dispergieren, wobei sie eine lange Zsit beständige Suspension und die erwünschte Entwässerung durch das feine Drahtnetz der Papierherstellungs~ maschißs ergeben. Wenn der primäre Quellwert unter 250 $> liegt, ist die Zähigkeit des erzeugten Papiere sehr niedrig, wenn die Bahnbildung überhaupt möglich ist. Im lalle eines primären Quellwertes über 2400 fo neigen die dispergiertec Mden dazu, in Wasser unbegrenzt zu quellen, und es ist unmöglich, die naße Bahn glatt herzustellen, wobei ä*

gleichzeitig langsame Entwässerung durch das Drahtnetz vorliegt.

Die unter "Verwendung der erfindungsgemäß hergestellten Materialfaden erzeugten Produkte haben die folgenden vorteilhaften Eigenschaften:

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1) Es wird ein Reyonpapier oder Reyonfaserfließstoff billig hergestellt *

2) Die Produkte haben überlegene physilcalische Eigenschaften » insbesondere Reißlänge und Reißfestigkeit in feuchten Zustand.

3) Es werden Produkte mit verschiedenen Eigenschaften durch Regulierung des primären Quellwertes, des Polymerisationsgrades der Zellulose und des Preßverhältnisses usw. erhalten.

4) Die erforderlichen Anlagen werden vereinfacht» da ein Holländer unnötig ist und das nasse Papierherstellungssystem angewendet wird.

Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung weiter veranschaulichen.

B e i s ρ ie 1 1

8 i» Zellulose und 5 ?* Alkali enthaltende Viskose wird mittels eines üblichen Verfahrens zur Herstellung von bekanntem Viskosereyon aus Reyonzellstoff hergestellt. Die Viskose mit dem Polymerisationsgrad 300, die eine Kugelfallviskosität von 35 Sekunden und einen y-Wert von 45 aufweist, wird, nach 24-stUndigem Reifen bei 15⁰O, gesponnen. Das Spinnbad, das 25 g/l Schwefelsäure, 10 g/l Zinksulfat und

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310 g/l Natriumsulfat enthält, wird bei 45⁰C verwendet. Die durch die Spinndüse mit 3000 Iiöohern extrudierten Fäden werden nach dem Verlassen des Spinnbades um 50 $> verstreekt, während die Geschwindigkeit 50 m/Min* beträgt» In diesem Pail werden Fäden mit einem primären Quellwert von 280 $> erhaltene'

B e i ε ρ i e 1 2 Φ

Viskose mit einem hohen Polymerisationsgrad und einem hohen jf-Wert wird hergestellt und 8 Stunden nach dem Auflösen gesponnen „· Sie Viskose mit dem Polymerisationsgrad 540» die 5 i* Zellulose und 2,8 $ Alkali enthält, eine Viskosität von 340 Sekunden und einen ^-Wert von 68 aufweist, wird bei 15⁰O in ein Spinnbad versponnen, das 17 g/l Schwefelsäure, 0,5 g/l Zinksulfat und 40 g/l Batriunisulfat enthält« Die mit einer Spinndüse mit 10 000 löchern gesponnenen Fäden werden bei einer Spinngeschwindigkeit von 15 m/Min, um Mk 150 # ^erstreckt* Bs werden Fäden mit einem primären Quellwert von 520 i> erhalten«

Beispiel 3

Es wird Viskose mit einem hohen Polymerisationsgrad, einer hohen Viskosität und einem hohen y-Wert hergestellt und versponnen. Sie Viskose mit einem Polymerisationsgrad 650,

■■:.-■ - 9 -

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die 4,9 5* Zellulose und 3,0 # Alkali enthält und eine Viskosität von 520 Sekunden sowie einen y<-Wert von 75 aufweist, wird bei 37⁰O in ein Spinnbad versponnen, das 22 g/l Schwefelsäure, 2 g/l Zinksulfat und 200 g/l Natriumsulfat enthält· Die mit Hilfe einer Spinndüse mit 10 000 Löchern gesponnenen Fäden werden um 180 # verstreckt, wobei sich ein primärer Quellwert von 350 $> ergibt·

Beispiel 4

Viskose mit einem Polymerisationsgrad 760, die 4,0 f» Zellulose und 3>0 f» Alkali enthält, eine Viskosität von 700 Sekunden und einen y-Wert von 95 aufweist, wird bei 32⁰C in ein Spinnbad versponnen, das 7,0 g/l Schwefelsäure, 0,8 g/l Zinksulfat und 60 g/l Natriumsulfat enthält, dann v/erden die fäden aus dem Spinnbad herausgeführt und um 220 $ verstreckt ο Biese unvollständig regenerierten fäden haben einen primären Quellwert von 1700 f» und einen ^-Wert von 18.

Diese fäden werden nach dem Schneiden in Wasser dispergiert und 4 Stunden absitzen gelassen· Der primäre Quellwert der fasern, die einer Papierherstellungsmaschine zugeführt werden sollen, erreicht 2100 & während ihr #-Wert auf 12 abnimmt«

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Das aus diesen Pasern hergestellte Produkt hat die Eigenschaften eines Pergamentpapiers.

Beispiel 5

Viskose Mt dem Polymerisationsgrad 600» die 5*0 i» Zellulose und 4,0 $ Alkali enthält, eine Viskosität von 600 Sekunden und einen jf-Wert von 90 aufweist, wird bei 26⁰C in ein Spinnbad versponnen, das 10 g/l Schwefelsäure, 0,5 g/l Zinksulfat und 50 g/l Natriumsulfat enthält, und die Fäder; werden aus dem Spinnbad herausgeführt und um 210 # verstreckt· Diese unvollständig regenerierten Fäden haben einen primären Quellwert von HOO i> und einen jf-¥ert von 15»

Diese Fäden werden nach dem Schneiden in Wasser dispergiert und 4- Stunden absitzen gelassen» Der primäre Quellwert sinkt auf 950 $₉ der y-Wert vermindert sich auf 8.

Das aus diesen Fasern hergestellte Produkt hat die guten Eigenschaften einer hohen Naßzähigkeit und Durchlässigkeit und ist als Einwickelpapier für die Behandlung von Reyonspinnkuchert geeignet·

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Beispiel 6

Viskose mit dem Polymerisationsgrad 800, die 4,5 # Zellulose und 3,5 ¹P Alkali enthält, eine Viskosität von 750 Sekunden und einen f-Wert von 75 aufweist, wird bei 37⁰C in ein Spinnbad versponnen, das 15 g/l Schwefelsäure, 0,2 g/l Zinksulfat und 45 g/l Natriumsulfat enthält. Dann werden die Fäden aus dem Bad herausgeführt und um 200 fo verstreokt.

Die so erhaltenen unvollständig regenerierten Fäden mit einem primären Quellwert von 670 # und einem j"-Wert von werden 3 Stunden bei einer Temperatur von 20⁰C an der Luft ruhen gelassen. Dann werden die Fäden nach dem Schneiden 1 Stunde lang bei einer Temperatur von 15⁰C in Wasser diaper gier to Der primäre Quellwert der Fasern unmittelbar vor der Papierherstellung beträgt 460 $S, ihr g^Wert vermindert sich auf 3ο

Das aus diesen Fasern hergestellte Produkt ist sehr weich und von hoher Zähigkeit.

Die erfindungsgemäß hergestellten Fäden werden leicht in nasse Bahnen überführt, wobei sie mit irgendwelchen anderen Fäden bzw, Fasern gemischt werden können. Für die Mischung stehen beispielsweise Baumwolle, gekräuselt·' Stapelfasern, Polypropylenfasern, Bylonfasern und dergleichen zur Verfügung.

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Der vorstehend erwähnte primäre Quellwert wird nach der fol genden Gleichung berechnet!

worin ¥ das Gewicht einer Probe 1st» die nach 5-minütigem Eintauchen in destilliertes Wasser mit 20⁰O 3 Minuten lang mit einer Kraft von 1000 g zentrifugiert worden ist» während ¥jj das Gewicht der im Ofen getrockneten Probe ist.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Materialfäden mit Selbstbindungsvermögen, die für die Herstellung von Papier oder Fließstoffen nach dem Naßvorfahren geeignet sind, dadurch gekennzeichnet) daß man Viskose in ein Bad mit niedriger Säurekonzentration verspinnt, wodurch unvollständig regenerierte Fäden mit einem primären Quellwert von 250 bis 1900 i* und einem ^-Wert von 2 bis 20 gebildet werden»

2β Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man herkömmliche Viskose in ein Spinnbad verspinnt, das mindestens 250 g/l Natriumsulfat und weniger als 30 g/l Schwefelsäure enthält, wodurch unvollständig regenerierte Fäden mit einem primären Quellwert von 250 bis 800 fi hergestellt werden.

3· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Viskose mit einem hohen Polyaerisationsgrad von 450 bis 900 und einem hohen y-Wert von 60 bis 90 bei einer !Temperatur von 10 bis 45⁰O in ein Spinnbad verspinnt, das 5 g/l bis 25 g/l Schwefelsäure, 0,1 g/l bis 2,0 g/l Zinksulfat und 30 g/l bis 300 g/l natriumsulfat enthält» wobei unvollständig regeneriert· luden alt ein·« primären

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Quellwert von 250 "bis 1900 i* erhalten werden·

4· Weiterbildung des Verfahrene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, SaQ man Viskose in ein Bad mit niedriger Säurekonzentration verspinnt, die eich ergebenden Fäden in Wasser diapergiert und fUr eine bestimmte Anzahl Stunden absitzen läßt, wodurch unvollständig regenerierte Päden mit einem primären Quellwert von 250 bis 2400 # hergestellt werden*

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