DE306107C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

— JVi 306107 — KLASSE 29 h. GRUPPE

GLANZFÄDEN-AKTIENGESELLSCHAFT in PETERSDORF i. Riesengeb.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 13. Oktober 1917 ab.

Die Herstellung von Zellstofflösungen nach dem' Kupferoxydammoniakverfahren gelang anfänglich nur dann, wenn hierbei durchweg Temperatu-ren von'.+ 4° C eingehalten wurden, auch war es erforderlich, die fertige Lösung bis zu ihrer \^rerspinnung bei dieser Temperatur aufzubewahren (Patentschrift 98642).

Später wurde darin die Verwendung von Zucker für die Herstellung haltbarer: ZeIlsfoff lösungen bei normaler Temperatur vorgeschlagen. Die Patentschrift 228872 beschreibt z, B. die Einverleibung von Kohlehydraten in Kupferoxydammoniakzelluloselösungen, die Patentschrift 237716 das. Versetzen solcher Lösungen mit vier- und höherwertigen Alkoholen wie Dulzit oder Mannit und die Patentschrift 241921 bringt eine besondere Aus"führungsform, darin bestehend, daß die organischen Stoffe der Zellulose ocfer der Kupferoxydammoniakmischung vor deren Verarbeitung miteinander einverleibt werden. Aus diesen Patentschriften geht eine gewisse Unsicherheit hinsichtlich der Wahl der organischen Zusatzstoffe und ihrer sachgemäßen Verwendung bei der Herstellung der Zellstofflösungen hervor und tatsächlich hat auch eine solche bis vor kurzem beständen. Erst auf Grund der im Großbetrieb gesammelten langjährigen Erfahrungen konnte für die bei der Lösung des Zellstoffes in Kupferoxydammoniak auftretenden verwickelten Reaktionen eine restlose Erklärung gefunden werden.

Es hat sich zunächst gezeigt, daß sich für ,die praktische Anwendung des Verfahrens im Großbetrieb am besten Zuckerarten eignen, da diese in der erforderlichen Reinheit beschafft werden können/ um ihre möglichst schnelle restlose Verbrennung innerhalb der Spinnmasse zu gewährleisten und eine Verfärbung des Zellstoffes zu verhindern, beides Punkte, von denen die Spinnsicherheit und das Aussehen des fertigen Gespinstes abhängen.

Die Patentschrift 228872 macht geltend, daß die mit Zucker versetzten Spinnmassen haltbarer sind und die daraus gesponnenen Kunstfäden,höhere Festigkeit und Elastizität neben einem sehr starken Seidenglanz besitzen. Diese Behauptungen treffen aber nur dann zu, wenn bei der Herstellung der Lösung die Zuckerarten je nach ihrer charakteristischen Wirkung richtig gewählt worden sind und in bestimmten genau erwogenen Mengen zur Anwendung kommen.

Die Patentschrift 228872 nennt in-dem angeführten Beispiel Kartoffelsirup und bestimmt dessen Menge auf 35 Prozent des Zellulosegewichts. Eine derartig zubereitete Lösung würde keine Verbesserung gegenüber den ohne Zucker hergestellten Spinnmassen ergeben; allenfalls' ließe sich noch eine größere Haltbarkeit nachweisen, der aber schwerwiegende Nachteile gegenüber stehen. Die Menge von 35 Prozent ist bei weitem zu hoch und hinterläßt derartige Mengen schlei-

(2. Auflage, ausgegeben am zp. November igiS.J

miger Stoffe in der Lösung, daß die Filterstoffe, welche die Spinnmassen durchlaufen müssen, sich in kürzester Zeit zusetzen; ebenso treten an den sehr feinen Düsenlöchern sofort Verstopfungen aus dem gleichen Grunde auf. Ein Verspinnen solcher Massen hat sich daher im Großbetriebe als ganz unmöglich erwiesen. · Außerdem nimmt das Gespinst infolge der im Kartoffelsirup noch enthaltenen Verunreinigungen eine kräftige gelbe Färbung an, die nicht mehr zu entfernen ist, und der erstrebte Hochglanz der Kunstfäden wird durch die auf ihrer Oberfläche eintrocknenden Schleimmassen erheblich beeinträchtigt. Die Festigkeit der Fäden leidet ebenfalls empfindlich, indem sich die Moleküle des Kartoffelsirups, dessen Menge 35 Prozent betragen soll, bei der Fällung zwischen den Molekülen des Zellstoffes einkapseln. Der Zucker soll überhaupt nicht einen physikalischen Teil des fertigen Fadens ausmachen, sondern dieser soll aus reinem Zellulosehydrat bestehen. Es ist daher ganz verkehrt, Zucker in größeren Mengen zu verwenden, da er dann nur als schädlicher Ballast in den Spinnlösungen wirkt.

Es ist erst jetzt klar zutage getreten, daß der Zucker ausschließlich chemische Wirkungen auszuüben hat, und zwar in zwei grundverschiedenen Richtungen, die das Wesen der vorliegenden Erfindung ausmachen. Die erste Wirkung besteht in der Reduktion des Kupfersalzes und des Zellstoffes, die beide während der Herstellung der Spinnlösungen eine starke Neigung zur Oxydation zeigen. Wird die letztere unterbunden, so ist die Löslichkeit des Kupferoxyds in Ammoniak erheblich höher, die Auflösung der Zellulose entsprechend schneller und restloser und die entstandene Spinnlösung ist haltbar.

Es eignen sich für diese erstrebte Wirkung diejenigen Zuckerarten, welche schon in ganz geringen Mengen bei normaler Temperatur scharf reduzierend wirken.

Die hierfür geeigneten Arten gehören der Gruppe der Traubenzucker an, den Hexosen, Glukosen oder Monosacchariden, die alle der Formel C₀H₁₂O₆ entsprechen. Unter ihnen eignet sich wieder am besten der Stärkezucker und-der Invertzucker.

Von letzteren Zuckerarten genügt bereits ¹I₄ Prozent auf das Zellulosegewicht berechnet, um eine kräftige und genügende Gegenwirkung gfegen die Oxydationsneigung des Kupfersalzes und des Zellstoffes während der Zubereitung der Spinnlösungen zu erzielen. Derartig zubereitete Spinnlösungen können verhältnismäßig hohe Temperaturen vertragen und sind dauernd haltbar, wenn sie in verschlossenen Gefäßen aufbewahrt werden.

Dagegen haben sich beim Verspinnen solcher Lösungen und in der Beschaffenheit des aus ihnen, gefertigten Gespinstes Schwierigkeiten ergeben. Mit der Reduktion des Kupfersalzes und des Zellstoffes mittels Stärkezucker geht eine wasserabspaltende Wirkung zusammen (Dehydratisierung), die die Gleichmäßigkeit der Spinnmasse und ihrer Spinnfähigkeit, die gerade eine vollendete Gleichmäßigkeit verlangt, beeinträchtigt. Die feinen Fädchen besitzen bei ihrem Austritt an den Düsenlöchern nicht die erforderliche Ausziehbarkeit und reißen daher im Fällbade leicht ab; auch ist der fertige Faden hart und wenig elastisch.

Diese Erscheinung erklärt sich damit, daß der ursprüngliche Zellstoff infolge der wässerabspaltenden Wirkung des Stärkezuckers nicht genügend chemisch gebundenes Wasser in seinem gelösten Zustande aufnehmen kann, um beim Verspinnen der Lösung im Spinnbad als vollwertiges Zellulosehydrat gefällt zu werden, in welcher Form erst das Gespinst seine günstigsten Eigenschaften hinsichtlich Festigkeit, Elastizität und Glanz erhält.

Für die Beseitigung dieses Übelstandes dienen nun andere Zuckerarten, welche im Gegensatz zu Stärke- und Invertzucker eine ausgesprochen wasseranlagernde, hydratisierende Eigenschaft auf Zellstoff und Kupfersalze ausüben, während sie gleichzeitig deren Oxydation verhindern. "Diese Zuckerarten werden von der Rohrzuckergruppe, den Dissacchariden umfaßt und unter ihnen erweist sich raffinierter Rübenzucker als die vorteilhafteste Art. Die Dissacchariden leisten also eine ganz besondere Arbeit in dem Aufbau der Zellstofflösungen, die der Wirkung der Traubenzucker diametral, gegenübersteht. Eine mit ganz geringen Mengen von Stärkezucker versetzte haltbare Zellstofflösung wird erst dann spinnfähig, wenn durch einen Zusatz von Rohrzucker die Hydratisierung des Zellstoffes bewirkt worden ist. Diese Wirkung scheint auf katalytischem Wege einzutreten, da schon eine Menge von etwa 2 Prozent auf das Gewicht des Zellstoffes berechnet im Mittel genügt, um diesen in die erstrebte Hydratform zu überführen. Maßgebend für die Bestimmung der Rohrzuckermenge ist auch der Zustand des Zellstoffs. Wenig oder gar nicht abgebaute Zellulose verlangt eine geringe Erhöhung des Zusatzes.

Da die Formel für Rohrzucker und Zellulosehydrat die gleiche ist, nämlich C₁₂H₂₂O₁], so erscheint diese gegenseitige Beeinflussung der verwandten Körper auch theoretisch erklärlich.

Bei dem vorliegenden \^Aerfahren sind die

angewandten Zuckermengen (zusammen ungefähr 2¹I₄ Prozent) so gering, daß eine Verunreinigung der Spinnlösung durch sie nicht stattfinden kann. Sie verbrennen zu Kohlensäure und Wasser, nachdem sie ihre Wirkung erfüllt haben.

Ein Ersatz des Rohrzuckers durch Traubenzucker ist nach den gemachten Feststellungen ganz ausgeschlossen; ein Ersatz des

ίο Traubenzuckers durch Rohrzucker ist theoretisch denkbar, aber praktisch nicht durchführbar, da die reduzierende Wirkung des Rohrzuckers erst bei höheren Temperaturen einsetzt und auch dann nur etwa ¹Z₃₀ der Reduktionskraft des Traubenzuckers beträgt. Wollte man die für die Haltbarkeit der Spinnmassen erforderliche Reduktion des Kupfersalzes und des Zellstoffes durch Rohrzucker bewirken, so wären solch große Mengen zu verwenden, daß die Spinnfähigkeit solcher Massen infolge der aus dem Zucker entstehenden beträchtlichen Mengen unverbrannter Schleimstoffe gänzlich in Frage gestellt wird. Auf Grund der bisherigen A^erörrentlichungen war es noch nicht möglich, eine zugleich haltbare und spinnbare ■ Zellstofflösung mittels Zucker herzustellen.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Verfahren zur Herstellung haltbarer, spinnbarer Kupferoxydammoniakzelluloselösungen unter Mitverwendung von Zuckerarten, dadurch gekennzeichnet, daß Zuckerarten der Traubenzuckergruppe, außerdem Zuckerarten der Rohrzuckergruppe in solchen Mengen verwendet werden, daß die Spinnbarkeit der Lösungen nicht beeinträchtigt wird.