DE1794251C3 - Process for the production of threads and fibers matted with titanium dioxide from copper oxide ammonia cellulose solutions - Google Patents
Process for the production of threads and fibers matted with titanium dioxide from copper oxide ammonia cellulose solutionsInfo
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Description
Es ist bekannt, daß das für Mattierungszwecke von Spinnlösungen gebrauchte TiO.yPigment eine Korngröße von etwa 0,5 μ haben soll; man verwendet also eine möglichst feine Körnung. Korngrößenschwankungen von 0,1 bis 1 u werden noch zugelassen. Die Gründe für diese Anforderungen liegen einerseits in der Erzielung einer einwandfreien Spinnlösungsfiltration und andererseits in der Aufgabe, Kapillarfadenbrüche und die dadurch bedingten Mängel wie verschlechterte Laufweise, Reißfestigkeitsminderungen und eine verstärkte Abnutzung von Fadenführern, Abzugswalzen und Umlenkrollen usw. zu vermeiden. Für diese Zwecke muß sich das TiCX-Pigment in der Spinnlösung gut dispergieren lassen; dabei sind Flockulationen, die aus welchen Gründen auch immer zur Entstehung der höchst unerwünschten TiO2-Kenglomerate führen, möglichst ganz zu vermeiden. Für Viskose-Spinnlösungen sind die verschiedensten Verfahren zur Erreichunng dieser Ziele vorgeschlagen worden, so kann z. B. die Pigmentzugabe während der Zerfaserung erfolgen, oder es kann zunächst eine TiO2-Suspension in Wasser hergestellt werden, die dann vor dem Spinnprozeß der Spinnlösung zudosiert wird, udcr man kann das Pigment zunächst in Voskose dispergieren und diese Suspension als sogenannten »Stammansatz-s.- verwenden, oder man kann auch den Dispersionsgrad des Pigments durch Verwendung von Äthylenoxidaddukten als Dispergiermittel verbessern.It is known that the TiO.yPigment used for matting purposes of spinning solutions should have a grain size of about 0.5 μ; so one uses the finest possible grain. Grain size fluctuations from 0.1 to 1 u are still permitted. The reasons for these requirements lie on the one hand in achieving perfect spinning solution filtration and on the other hand in the task of avoiding capillary thread breaks and the resulting defects such as poor running, reduced tear strength and increased wear of thread guides, take-off rollers and deflection rollers, etc. For these purposes the TiCX pigment must be able to be dispersed well in the spinning solution; flocculations, which for whatever reasons lead to the formation of the highly undesirable TiO 2 conglomerates, are to be avoided as completely as possible. For viscose spinning solutions, a wide variety of methods have been proposed to achieve these goals. B. the pigment can be added during the defibration, or a TiO 2 suspension can be prepared in water, which is then added to the spinning solution before the spinning process, and the pigment can first be dispersed in voscosis and this suspension can be used as a so-called s.- use, or the degree of dispersion of the pigment can also be improved by using ethylene oxide adducts as dispersants.
Wenn man die bekannten Methoden auf die Mattierung von Kupferoxidammoniakcellulose-Lösungen in entsprechender Weise anwendet, so wird man in den meisten Fällen feststellen müssen, daß ein mehr oder weniger großer Anteil des TiO2-Pigments trotz aller möglichen Kautelen doch wieder in Form der unerwünschten TiO2-Konglomerate vorliegt. Dies gilt insbesondere auch für die Arbeitsweise mit einer wäßrigen TiOySuspension, die in einer bestimmten Phase der Cuoxamlösungsherstellung, z. B. vor der Zugabe der Aktivierlauge, dem Lösungsansatz zugesetzt wird.If you apply the known methods to the matting of copper oxide ammonia cellulose solutions in a corresponding manner, you will in most cases have to find that a more or less large proportion of the TiO 2 pigment, despite all possible caution, is again in the form of the undesired TiO 2 conglomerates are present. This also applies in particular to the method of working with an aqueous TiOy suspension which, in a certain phase of the preparation of the Cuoxam solution, e.g. B. is added to the solution before the addition of the activating liquor.
So wurden in einer nach herkömmlicher Arbeitsweise hergestellten unfiltrierten Spinnlösung sowie in der Regeneratfaser noch folgende Lasten an groben Titanteilchen je g Cellulose ausgezählt:So were in an unfiltered spinning solution prepared according to a conventional procedure as well In the regenerated fiber, the following loads of coarse titanium particles per g of cellulose are counted:
Durch die Filtration der Spinnlösung vor ihrer Verspinnung werden nur die gröbsten Teilchen entfernt, während die Hauptmenge der mittleren Teilchengrößen in der Kunstseide erhalten bleibt.By filtering the spinning solution before it is spun, only the coarsest particles are removed, while most of the mean particle sizes are retained in the rayon.
Es wurde nun gefunden, daß die im vorstehenden beschriebenen Mängel sich in überraschender Weise vollständig vermeiden lassen, wenn man die Pigmentierung mit TiOo bei der Herstellung der Kupfer-It has now been found that the deficiencies described above can be found in a surprising manner can be completely avoided if the pigmentation with TiOo in the production of the copper
oxidammoniakceilulose-Spinnlösungen in folgender Weise vornimmt:carries out oxidammoniacceilulose spinning solutions in the following way:
Das TiO2-Pigmentpulver wird in schwach ammoniakalischem Medium bei pH lü,4 bis 11,4 geknetet, die erhaltene TiCX-Paste unter Zuführung von elektrolytfreiem Wasser zur »TiCX-Sahne« bei pH 9,9 bis 10,6 aufgeschlagen, die man nach einer bestimmten Sedimentationszeit unmittelbar vor der Weiterverwendung dekantiert, dann sofort mit Weichwasser (etwa 300 mg/1 NaHCO^) auf das 5- bis 25fache seines Volumens gleichmäßig verdünnt und die so erhaltene sehr verdünnte »TiO2-Milch« mit pH 9,2 bis 9,9 dem vorbereiteten Lösungsansatz im Stadium »vor der Aktivierlauge-Zugabe« beimischt, diesen Lösungsansatz dann bei pH-Werten über 13 weiterrührt, die erforderliche Aktivierlauge zusetzt und den Lösungsansatz in an sich bekannter Weise weiterbehandelt. Die in der beschriebenen Weise mattierten Spinn-Lösungen unterscheiden sich nun in vorteilhafter Weise von den nach bekannten Verfahren mattierten Spinn-Lösungen in unfiltriertem und filtriertem Zustand durch die Abwesenheit der störenden Ti02-Konglomerate.The TiO 2 pigment powder is kneaded in a weakly ammoniacal medium at pH lü.4 to 11.4, the resulting TiCX paste is whipped while adding electrolyte-free water to the "TiCX cream" at pH 9.9 to 10.6, which is then whipped decanted after a certain sedimentation time immediately before further use, then immediately diluted with soft water (about 300 mg / 1 NaHCO ^) to 5 to 25 times its volume and the very dilute "TiO 2 milk" obtained with pH 9.2 up to 9.9 is added to the prepared solution in the stage »before the activation of the activating liquor«, this solution is then stirred at pH values above 13, the required activating liquor is added and the solution is further treated in a manner known per se. The spinning solutions matted in the manner described now differ in an advantageous manner from the spinning solutions matted by known processes in the unfiltered and filtered state due to the absence of the troublesome Ti0 2 conglomerates.
Die Verteilung des Titanpigmentes ist so fein, daß mit der mattierten Lösung fast die Fadenbruchzahlen
von nicht pigmentierter Glanzlösung erreicht werden. Ferner werden die Laufzeiten der mit feinen
Siebgeweben bezogenen Filterpressen durch das Fehlen der groben Agglomerate um den Faktor 2 bis 3
verlängert. Damit entfällt häufig der diskontinuierliehe und arbeitsintensive Vorgang des Öffnens, Reinigens
und Neubeziehens der Filterpressen. Außerdem ist jeder Wechsel der Filterpressen mit einer
Verschlechterung des Spinnzustandes verbunden.
Das folgende Verfahrensbeispiel soll die Methode noch genauer kennzeichnen.The distribution of the titanium pigment is so fine that the matted solution almost achieves the number of thread breakages of non-pigmented glossy solution. Furthermore, the running times of the filter presses covered with fine screen meshes are extended by a factor of 2 to 3 due to the lack of coarse agglomerates. This often eliminates the discontinuous and labor-intensive process of opening, cleaning and reloading the filter presses. In addition, every change of the filter press is associated with a deterioration in the spinning condition.
The following process example is intended to characterize the method more precisely.
8,3 kg Titandioxid-Pulver (feinstkörnige Anatas-Modifikation) werden mit 2,701 elektrolytfreiem Wasser (Kondensat) und 0,351 Ammoniakwasser (225 g/l NH3) in einem Werner-Pfleiderer-Kneter wenigstens 8 Stunder, lang bei pH 11,4 geknetet, wo-8.3 kg of titanium dioxide powder (finely grained anatase modification) are kneaded with 2.701 electrolyte-free water (condensate) and 0.351 ammonia water (225 g / l NH 3 ) in a Werner Pfleiderer kneader for at least 8 hours at pH 11.4 , where-
bei die Temperatur in dem geschlossenen Kneter bis 60° C steigen kann. Die Gesamtmenge der erhaltenen Paste (11,2 kg) wird dann mit 401 elektrolytfreiem Wasser mit Hilfe eines mahlend wirkenden Intensivrührers 45 Minuten lang bei pH 10,6 zu einer homogenen »TiCX-Sahne« aufgeschlagen, die man im V2A-Sedimentiergefäß (lichte Weite 400 mm, lichte Höhe 600 mm) während 480 Minuten ruhig stehen läßt. Nach dieser Zeit hat sich am Gefäßboden eine Menge von 0,1 kg grober TiO2 Konglomerate abgeschieden, von denen die konglomeratfreie TiGySahne durch Dekantieren vorsichtig getrennt und unmittelbar vor der weiteren Verwendung mit Weichwasser (etwa 300 mg/1 NaHCO3) auf 250 1 aufgefüllt und gründlich vermischt wird. Die so erhaltene stark verdünnte »ΤΐΟ.,-Milch« mit pH 9,9 wird nunmehr einem vorbereiteten CuoxamcelluIose-Lösungsansatz, der 820 kg Cellulose enthält, vor der Zugabe der sogenannten Aktivierlauge (8O°/'oige Natronlauge) unter fortlaufendem Rühren des Lösungsansatzes mit Hilfe eines langen Trichterrohres so zugegeben, daß die verdünnte TiO.,-Mikh unmittelbar in den Cuoxamansatz hineingelangt. Nach einer Gesamtrührdauer von 6,5 Stunden bei pH 13,4 wird dann in an sich bekannter Weise der Lösungsprozeß der Cellulose durch Zufügen der Aktivierlauge zum Ansatz unter Weiterrühren vervollständigt; die nachfolgenden Arbeitsprozesse der Lösungsherstellung sind ebenfalls bekannt.at the temperature in the closed kneader can rise to 60 ° C. The total amount of the paste obtained (11.2 kg) is then whipped with 40 liters of electrolyte-free water using a grinding intensive stirrer for 45 minutes at pH 10.6 to form a homogeneous "TiCX cream", which is placed in the V2A sedimentation vessel (clear width 400 mm, clear height 600 mm) for 480 minutes. After this time, an amount of 0.1 kg of coarse TiO 2 conglomerates has deposited on the bottom of the vessel, from which the conglomerate-free TiGy cream is carefully separated by decanting and made up to 250 liters with soft water (approx. 300 mg / 1 NaHCO 3) immediately before further use and mixed thoroughly. The highly diluted "., - milk" with pH 9.9 obtained in this way is then added to a prepared CuoxamcelluIose solution containing 820 kg of cellulose before the addition of the so-called activating liquor (80% sodium hydroxide solution) while the solution is continuously stirred with the help of a long funnel tube added so that the diluted TiO., - Mikh gets directly into the Cuoxamansatz. After a total stirring time of 6.5 hours at pH 13.4, the dissolution process of the cellulose is then completed in a manner known per se by adding the activating liquor to the batch with continued stirring; the subsequent working processes for the preparation of the solution are also known.
Das folgende statistische Beobachtungsmaterial zeigt vergleichsweise die nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren erzielten qualitativen Verbesserungen auf.The following statistical observation material comparatively shows the qualitative improvements achieved according to the method described above on.
Gegenüber den weher oben mitgeteilten Werten wurde mit der im Beispiel geschilderten Arbeitsweise also ein sehr beträchtlicher Rückgang an Grobteilchen erzielt. Die verbliebenen Grobteilchen können durch einfache Filiration der stark verdünnten ΤίΟ.,-Milch, z. B. durch Anwendung eines V1AS-Geweb^.s Nr. 350, weiterhin vermindert werden. Durch weitere Verdünnung der TiO2-Milch auf z. B. 1000 statt der im obigen Beispiel angegebenen 2501 ließ sich noch eine größere Verbesserung erreichen.Compared to the values reported above, a very considerable reduction in coarse particles was achieved with the method of operation described in the example. The remaining coarse particles can be removed by simple filtration of the highly diluted ΤίΟ., - milk, e.g. B. by using a V 1 AS fabric ^ .s No. 350, can be further reduced. By further diluting the TiO 2 milk to z. B. 1000 instead of the 2501 given in the example above, an even greater improvement could be achieved.
So wurden bei einem entsprechenden Versuch nur noch 14 TiO.,-Tcilchen im Bereich von 16 bis 32 μ ausgezählt. Öifenbar zeigt eine stärker verdünnte ΤίΟ.,-Milch beim Zusammentreffen mit dem starken Elektrolytgehalt der alkalischen Spinnlösung kaumIn a corresponding experiment, only 14 TiO., - Tcilchen in the range from 16 to 32 μ were obtained counted. Öifenbar shows a more thinned ΤίΟ., - milk when it meets the strong one Electrolyte content of the alkaline spinning solution hardly
noch Neigung zu Ausflockung und Konglomeratbilijuimen. still tendency to flocculation and conglomerate bilijuimen.
Claims (1)
τ/-_*~u.~.— -..- Ua^cfaiii^nf» ιτλγι TiO -mattier- Claim
τ / -_ * ~ u. ~ .— -..- Ua ^ cfaiii ^ nf »ιτλγι TiO -mattier-
je g Cellulose bzw. je 10 mg TiOs
a) in unfiltrierter b) in Kupfer- >ÄParticle size Number of coarse titanium particles
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