DE3125269C2

DE3125269C2 -

Info

Publication number: DE3125269C2
Application number: DE3125269A
Authority: DE
Inventors: Gianfranco Buscate Mailand/Milano It Angelini; Novello Limbiate Mailand/Milano It Leoncini; Bice Mailand/Milano It Pallesi; Ugo Monza Mailand/Milano It Paoletti
Original assignee: SNIA VISCOSA NAZIONALE INDUSTRIA APPLICAZIONI VISCOSA SpA MAILAND/MILANO IT Soc
Current assignee: SNIA VISCOSA NAZIONALE INDUSTRIA APPLICAZIONI VISCOSA SpA MAILAND/MILANO IT Soc
Priority date: 1981-06-17
Filing date: 1981-06-24
Publication date: 1989-08-10
Also published as: PT73212B; PT73212A; DE3125269A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Viskose-Reyon-Garnen. Im spezielleren betrifft die Erfindung ein vereinfachtes Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Viskose-Reyon-Garnen mit hohem Weißegrad.

Wie bekannt ist, geschieht das Spinnen von Viskose-Reyon durch eine ziemlich komplizierte Reihe von Behandlungen, die vorteilhafterweise stattfinden, während das Garn sich in einer im wesentlichen spiralförmigen Bahn bewegt, nämlich weitergeführt wird, während es auf Rollen gewickelt wird, die in bezug aufeinander seitwärts angeordnet sind. Eine Vielzahl von Garnen kann gleichzeitig auf einer einzigen Spinnmaschine bei dieser Verfahrensart behandelt werden, wie es z. B. in dem italienischen Patent Nr. 11 59 915 der gleichen Anmelderin gelehrt wird.

Wenn das erhaltene Viskose-Reyon-Garn für Textilzwecke verwendet werden soll, muß es einen bestimmten Weißegrad haben, der mit Standardtests gemessen werden kann, welche weiter unten erläutert werden. Zu diesem Zweck wird das Garn, nachdem es in einem Koagulationsbad der Koagulation unterworfen worden ist, typischerweise einem Härten, Entschwefeln, Bleichen, Appretieren und verschiedenen Waschvorgängen und außerdem einem abschließenden Trocknen unterworfen. Zur Erzielung eines geeigneten Weißegrades sind das Entschwefeln und Bleichen unerläßlich.

Die Technik hat seit einiger Zeit versucht, diese herkömmliche Behandlung zu verbessern, und zwar einerseits durch Beschleunigung derselben oder andererseits durch Verringerung des von den Spinnmaschinen eingenommenen Raumes oder durch beide Wege. Es ist früher schon vorgeschlagen worden, unter Tolerierung eines geringeren Weißegrades die Anzahl der Behandlungen zu verringern, doch ist das erhaltene Garn nur für einige Anwendungsgebiete geeignet. Die Erfindung löst das Problem der Vereinfachung des kontinuierlichen Viskose-Reyon-Spinnverfahrens, wobei eine Beschleunigung desselben ermöglicht und/oder der von den Spinnmaschinen eingenommene Raum verringert wird, und zwar ohne Verzicht auf einen ausgezeichneten Weißegrad, sondern im Gegenteil unter Erzielung eines Weißegrades, der höher als der im allgemeinen akzeptierte ist, und durch äußerst einfache und wirtschaftliche Mittel.

Das Verfahren der Erfindung enthält, in Verbindung miteinander, die folgenden entscheidenden Arbeitsvorgänge, die mit einem Garn durchgeführt werden, das schon teilweise koaguliert und vollständig verstreckt worden ist (im allgemeinen bis zu einem Verhältnis von 1 zu 1,57), wobei dieses Garn vorzugsweise das Koagulationsbad schon verlassen und seine im wesentlichen spiralförmige Bahn oder eine andere Bahn begonnen hat, während es den Endbehandlungen unterworfen wird:

1. Vervollständigung der Koagulation, welche an dem Austritt aus dem Koagulationsbad einem Koagultionsindex oder "gamma-Index" (wie er nachfolgend definiert wird) zwischen 15 und 25 entspricht, bis ein Endkoagulationsindex nicht höher als 1 erreicht ist.
2. Eine Behandlung mit Wasser mit einem nicht-alkalischen pH-Wert - die Behandlung kann als "Waschen" bezeichnet werden -, bis die Anteile an den folgenden, auf dem Garn zurückgehaltenen Elementen bzw. Bestandteilen auf die nachfolgend angegebenen Werte verringert worden sind: Gesamtschwefel nicht mehr als 0,2%, als Sulfid gebundener Schwefel nicht mehr als 0,02%, elementarer Schwefel nicht mehr als 0,06%, Eisen nicht mehr als 40 ppm und vorzugsweise 20 ppm, Zink nicht mehr als 700 ppm und vorzugsweise 500 ppm, Blei nicht mehr als 30 ppm und vorzugsweise 10 ppm.

Die Vervollständigung der Koagulation kann auf verschiedenen Wegen durchgeführt werden:

a) Durch bloßes Verstreichenlassen der Zeit, ohne Anwendung anderer Reagenzien oder Laugenflüssigkeiten mit Ausnahme der von dem Garn mitgerissenen;
b) durch eine Säurebehandlung, wie z. B. in einem Schwefelsäurebad, das Zink- und/oder Natriumsulfate enthalten kann, z. B. bei Temperturen zwischen 50° und 100°C;
c) durch eine Folge der vorgenannten Behandlungen a) und b) in zwei aufeinanderfolgenden Verfahrensstufen.

Andere Ersatz- oder Zusatzbehandlungen können durchgeführt werden, wie z. B. Behandlungen mit Hilfe von Bädern mit unterschiedlichen Aziditäten, wobei die einzige wesentliche Bedingung ist, daß der oben angegebene Koagulationsindex erreicht wird.

Nach der Behandlung mit Wasser mit einem nicht-alkalischen pH-Wert ist das Garn derart, daß es, sobald es dem Trocknen und gegebenenfalls Appretieren unterworfen worden ist, einen Weißegrad nicht unter 45% hat.

Der Weißegrad (W) wird nach der Hunter-Methode mit der Hunterlab- Vorrichtung gemessen.

Der Koagulationsindex "γ wird als die Anzahl der CS₂-Mole je 100 anhydroglucosidische Gruppen der Cellulose definiert und berechnet. Ein Garn, dessen Index γ zwischen 0 und 1 liegt, wird als vollständig koaguliert angesehen.

Das Verfahren der Erfindung ergibt dementsprechend ein fertiges Garn mit einem hohen Weißegrad durch die folgenden Verfahrensstufen: Teilweises Koagulieren und Verstrecken, Vervollständigung der Koagulation, Waschen unter den oben angegebenen Bedingungen, Trocknen und gegebenenfalls Appretieren.

Andere Behandlungen zur Verbesserung des Weißegrades sind daher nicht erforderlich, und praktisch kann der besagte Weißegrad nicht in signifikanter Weise verbessert werden. Der Erfindungsbereich wird jedoch nicht überschritten, wenn den vorgenannten Behandlungen Hilfsbehandlungen hinzugefügt werden.

Das Verfahren wird vorzugsweise mit Spinngeschwindigkeiten, nämlich Garnaufwickelgeschwindigkeiten, nicht unter 90 m/min (im Original: 90 mt/min) durchgeführt.

Das oben beschriebene Verfahren wird vorzugsweise bei Temperaturen zwischen 20° und 30°C und für eine Dauer zwischen 25 und 40 Sekunden durchgeführt. Die Vervollständigung der Koagulation wird vorzugsweise innerhalb einer Zeitspanne zwischen 15 und 30 Sekunden bewirkt.

Ein anderer Aspekt der Erfindung besteht in der Definition der chemischen Zusammensetzung des Waschwassers, wodurch ermöglicht wird, das Waschen unter den angegebenen Bedingungen und mit den angegebenen Ergebnissen durchzuführen, sowie in der Art und Weise, in der die besagte chemische Zusammensetzung erzielt wird.

Das verwendete Wasser sollte einen pH-Wert zwischen 4,0 und 5,5 haben.

Außerdem sollte es frei von Kationen in Anteilen höher als die folgenden Anteile sein: Ca²⁺ 1,5 mg/l und Mg²⁺ 1,0 mg/l.

Es ist festgestellt worden, daß Wasser mit diesen Eigenschaften, falls es nicht bereits zur Verfügung steht, was allerdings nur selten vorkommt, durch Behandlung von Wasser aus dem allgemeinen Verteilungssystem mit schwach sauren Ionenaustauschharzen erhalten werden kann. Die Behandlung mit Harzen wird so lange fortgesetzt, bis der pH-Wert des Wassers Werte erreicht, die zwischen 4 und 5,5, vorzugsweise zwischen 4 und 4,7 liegen.

Nachfolgend wird ein Beispiel der Erfindung zum Zwecke der Erläuterung beschrieben.

Beispiel

Eine zum Lösen vorgesehene Cellulosepaste mit einem α-Cellulosegehalt von 92% wird in NaOH (bei 18%) merzerisiert und zu einem Preßverhältnis von 1 : 2,8 gepreßt, um Alkalicellulose mit der folgenden Zusammensetzung zu erhalten: Cellulose: 32%, Gesamtalkalinität, ausgedrückt als NaOH: 15,7%. Die so erhaltene Alkalicellulose wird zerkleinert und reifengelassen, bis die darin enthaltene Cellulose einen Polymerisationsgrad von 350 hat. Wenn das Reifen beendet ist, wird die Alkalicellulose mit 30% CS₂, bezogen auf die darin enthaltene Cellulose, sulfuriert. Das so hergestellte Xanthogenat wird in einer verdünnten NaOH-Lösung unter Bildung von Cellulose mit der folgenden Zusammensetzung gelöst: Cellulose: 8%, Gesamtalkalinität, ausgedrückt als NaOH: 6,0%, Gesamtschwefel: 2%.

Die erhaltene Viskose wird zu einem Garn mit einer Feinheitsnummer von 133 dtex in einem Spinnbad bei 45°C versponnen, welches die folgende Zusammensetzung hat: Schwefelsäure: 140 g/l, Zinksulfat: 10 g/l, Natriumsulfat: 250 g/l.

Der Spinnprozeß wird in der Praxis mittels eines Glasrohres durchgeführt, in dem sich das koagulierte Garn in derselben Richtung wie das Koagulationsbad bewegt. Das Garn wird aus dem Bad entfernt und hat in diesem Zustand einen γ-Index von 18, und es wird in diesem herausgenommenen Zustand durch Reibung gegen Garnführungskörper bis zu einem Verhältnis von 1 zu 1,5 gezogen. An diesem Punkt beginnt das Garn, sich in einer im wesentlichen schraubenförmigen Bahn auf einer Vorrichtung zu bewegen, wie sie in der schwebenden italienischen Patentanmeldung Nr. 22 076 A/78 vom 07. 04. 1978 beschrieben ist und welche im wesentlichen aus einem tragenden Teil und einem Förderteil besteht, wobei das Garn auf dieser Vorrichtung einer Reihe von chemischen und physikalischen Behandlungen unterworfen wird.

In dem beschriebenen Beispiel unterliegt das Garn in der ersten Stufe einer spontanen Synäresis und wird dann mit einem aus 15 g/l H₂SO₄-Lösung bestehenden härtenden Bad bei 90°C behandelt, wonach das Garn mit Wasser mit einem pH-Wert von 4,5 und einem Gehalt an Ca- und Mg-Ionen von 1,0 bzw. 0,5 mg/l gewaschen und dann mit einer Mineralölemulsion behandelt und schließlich getrocknet und auf einem Ringgarnzwirner aufgewickelt wird.

Das erhaltene Garn hat die folgenden mechanischen Eigenschaften:

Reißfestigkeit in dem konditionierten Zustand
18 cN/tex
Dehnung in dem konditionierten Zustand	18%
Reißfestigkeit in dem nassen Zustand	8,3 cN/tex
Dehnung in dem nassen Zustand	31%

Die Merkmale und Vorteile der Erfindung werden besser durch die Tabelle 1 gezeigt bzw. nachgewiesen, in der analytische Werte von Garnen tabellenförmig angegeben werden. Um die entscheidende Bedeutung der Kombination von Operationen gemäß der Erfindung zu zeigen, sind Vergleichswerte erarbeitet worden, und zwar nicht mit Garnen, die nach den herkömmlichen Prozessen behandelt worden sind - welche eine größere Anzahl von Operationen und viel längere Zeitspannen und daher niedrigere Spinngeschwindigkeiten erfordern -, sondern mit Garnen, die alle eine Teilkoagulation in dem Bad und eine Vervollständigung der Koagulation erfahren haben, aber nicht einem Waschen unter den bevorzugten Bedingungen gemäß der Erfindung unterworfen worden sind. In der ersten Spalte der Tabelle sind die Elemente oder Bestandteile und die ermittelten Anteile angegeben. Die Spalte 2 zeigt die analytischen Werte des Garns nach Vervollständigung der Koagulation. Es ist zu ersehen, daß der Weißegrad 30 ist, während bei bloßer Anwendung der normalen Wasch- und Oberflächenbehandlungen dieses der Weißegrad ist, der bei dem fertigen Garn erzielt wird, wobei dann zur Erhöhung des letzteren ein gesonderter Bleichvorgang erforderlich ist.

Die Spalte 3 erläutert die Eigenschaften des Garns, das nach Vervollständigung der Koagulation mit destilliertem Wasser mit einem pH-Wert von 7,0 gewaschen worden ist. Es ist zu ersehen, daß der Weißegrad etwas verbessert worden ist, aber noch bis zu einem ungenügenden Grad, und zwar trotz der Verwendung von destilliertem Wasser, was wirtschaftlich an sich untragbar ist.

Die Spalte 4 erläutert die Eigenschaften des Garns, das nach Vervollständigung der Koagulation mit enthärtetem Wasser mit einem pH-Wert von 8,2 behandelt worden ist, und zeigt die entscheidende Bedeutung der gemäß der Erfindung vorgesehenen pH-Werte.

Schließlich zeigen die Spalten 5 und 6 die Werte von zwei Garnen, die nach dem Verfahren der Erfindung mit Wasser behandelt worden sind, welches mit schwach saurem Ionenaustauschharz mit einem pH-Wet von 4,6 behandelt worden ist. Es ist zu ersehen, daß der Weißegrad in beiden Fällen sehr hoch ist, d. h. 49 und 52. Der Vergleich der analytischen Werte gibt Anlaß anzunehmen, daß der bestimmende Faktor die Reduktion des Schwefels von Schwefelsulfiden ist. Tatsächlich wird eine solche Reduktion von einer Verbesserung des Weißegrades begleitet, während die anderen analytischen Werte nicht in einer Beziehung zum Weißegrad zu stehen scheinen. Die Anmeldering will sich jedoch nicht an irgendeine Interpretation des Phänomens binden, auf der die Erfindung basiert, und nicht über die experimentelle Feststellung hinausgehen, daß ein hoher Weißegrad gleichbleibend mit einem vereinfachten, schnelleren und wirtschaftlicheren Verfahren erhalten wird, sofern die Bedingungen der Erfindung eingehalten werden.

Tabelle 1

Zur Erläuterung der Vorteile der Erfindung wird nachfolgend ein Schema angegeben, in dem das Verfahren der Erfindung und das herkömmliche Verfahren verglichen werden, wobei die Ausgangsviskose die gleiche ist und der Endweißegrad ebenfalls der gleiche ist. Es ist zu ersehen, daß das herkömmliche Verfahren erforderlich macht, eine große Anzahl von Behandlungsflüssigkeiten zu gebrauchen, abzutrennen und wiederzugewinnen, was im Vergleich mit dem Verfahren der Erfindung eine wirtschaftliche Belastung mit sich bringt.

In dem folgenden Schema werden Behandlungen und Eigenschaften des Garns gemäß dem herkömmlichen Verfahren (Spalte A) und dem Verfahren der Erfindung (Spalte B) angegeben.

A
B
Nachkoagulation
Nachkoagulation
Erstes Erhärten in einem Bad bei 76°C, das aus H₂O und H₂SO₄ besteht, bei einer Konzentration von 50 g/l @	Zweites Erhärten und Entschwefeln in einem Bad bei 62°C, das aus H₂O und H₂SO₄ besteht, bei einer Konzentration von 25 g/l	Waschen mit Säure in einem Bad bei 38°C, das aus H₂O und H₂SO₄ besteht, bei einer Konzentration von 3,5/4,0 g/l
Waschen in enthärtetem H₂O @	Bleichen in einem Bad, das aus H₂O und NaOCl besteht, bei einer Konzentration von 1,2 g/l	Waschen in mit schwach saurem Ionenaustauschharz mit einem pH-Wert von 4,0/4,5 gereinigtem H₂O
Waschen in enthärtetem H₂O @	Appretieren - Trocknen - Aufwickeln	Appretieren - Trocknen - Aufwickeln

Claims

1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Viskose- Reyon-Garnen mit hohem Weißegrad unter Extrudieren einer Viskoselösung in ein Koagulationsbad, teilweisem Koagulieren der extrudierten Fäden in dem besagten Bad, vollständigem Verstrecken des Garns und Bewegen der Fäden in einer im wesentlichen spiralförmigen Bahn, während sie den Behandlungen unterworfen werden, die zur Bildung eines fertigen bzw. appretierten Garns erforderlich sind, wobei man nach dem Austritt der Fäden aus dem Koagulationsbad und dem Verstrecken die Koagulation bis zu einem Koagulationsindex nicht höher als 1 vervollständigt und die Fäden mit Wasser mit einem nicht-alkalischen pH-Wert wäscht, bis der Gehalt an den folgenden Elementen bzw. Bestandteilen in dem Garn auf Werte gesenkt worden ist, die nicht höher als die folgenden sind: Gesamtschwefel 0,2%, als Sulfide gebundener Schwefel 0,02%, elementarer Schwefel 0,06%, Eisen 40 ppm, Zink 700 ppm, Pb 30 ppm, trocknet und gegebenenfalls appretiert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden beim Austritt aus dem Koagulationsbad einen Koagulationsindex zwischen 15 und 25 haben.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Vervollständigung der Koagulation entweder

a) durch bloßes Verstreichenlassen der Zeit ohne Anwendung anderer Behandlungsflüssigkeiten mit Ausnahme der von dem Garn mitgerissenen durchführt oder die Vervollständigung
b) durch Behandlung mit Säurebädern vornimmt oder
c) beide Verfahrensstufen a) und b) aufeinanderfolgen läßt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die sauren Bäder b) Schwefelsäurelösungen sind und man die Behandlung bei Temperaturen von 50°-100°C vornimmt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Behandlung mit Wasser fortsetzt, bis ein Garn erhalten wird, das nach dem Trocknen und Appretieren einen Weißegrad nicht unter 45% hat.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Behandlung mit Wasser bei Temperaturen zwischen 20° und 30°C für eine Dauer zwischen 25 und 40 Sekunden vornimmt.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Behandlung mit Wasser unter Verwendung von Wasser mit einem pH-Wert zwischen 4,0 und 5,5 und das frei von Anteilen folgender Kationen ist, die höher sind als die folgenden Werte Ca²⁺ 1,5 mg/l und Mg²⁺ 1,0 mg/l vornimmt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man Wasser verwendet, das mit schwach sauren Ionenaustauschharzen gereinigt worden ist.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Spinnen mit einer Garnaufwickelgeschwindigkeit nicht unter 90 m/min vornimmt.