DE597875C - Verfahren zur Herstellung von Viscose-Kunstfasern - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Viscose-Kunstfasern Es sind bereits Verfahren bekannt, bei denen hochfeste Seiden, d. h. Seiden mit über 25o g Festigkeit pro ioo Deniers, erzeugt werden durch Verspinnen von Viscose in Bädern mit mehr als 55 % Schwefelsäure (britische Patentschrift 27q.521); auch mit Bädern von 3o bis 55 % freier Schwefelsäure (schweizerische Patentschrift 151925) ist schon gearbeitet worden.
• Die hohen Säurekonzentrationen in den Spinnbädern der genannten Verfahren bringen erhebliche Schwierigkeiten und Unkosten mit sich.
• Bei Weiterverfolgung der Versuche, mit möglichst niedriger Säurekonzentration Fäden von stark erhöhter Festigkeit zu erhalten, wurde gefunden, daß auch beim Spinnen von Viscose in Bädern, die nur io bis 3o o;o Schwefelsäure, aber daneben mindestens 3o Gewichtsprozent Bisulfat enthalten, Fäden mit weit über Zoo g pro ioo Deniers Festigkeit erhalten werden können. Es hat sich gezeigt, daß diese sauren Bäder, die sich von den bisher bekannten dadurch unterscheiden, daß sie neben den genannten Säuremengen nicht Sulfate, sondern Bisalfate in Mengen von nicht weniger als 3o Gewichtsprozent enthalten, ganz besonders geeignet sind, da sie ein sehr weitgehendes Strecken der Fäden zulassen. Vorteilhaft werden die Bäder nahezu mit Bisulfat gesättigt.
• Am besten wirkt Ammoniumbisulfat, weil dieses Salz besonders guteLöslichkeit in sauren Bädern; aufweist. Aber auch Magnesiumbisulfat, Natriumbisulfat und andere Bisulfate oder Mischungen verschiedener Bisulfate können Verwendung finden. Die Eisulfate selbst können aus neutralem Sulfat und Schwefelsäure gebildet werden.
• Man war bisher der Auffassung, daß Bäder mit Bisulfaten neben freier Schwefelsäure keine guten Spinnresultate liefern. Beispielsweise ist diese Ansicht in der deutschen Patentschrift 287 955 (Seite i, Zeile 33 bis 37) zum Ausdruck gebracht.
• Es war demnach überraschend, daß diese stark sauren Bäder, welche einen großen Teil ihrer Säure in halb gebundener Form enthalten, nicht nur ein störungsfreies Spinnen, sondern auch einen Faden mit hoher Festigkeit zu liefern vermögen. Wichtig ist dabei, daß der Faden im Spinnprozeß gestreikt wird. Die Streckung kann entweder durch feststehende Stäbe, Ösen oder Rollen oder durch angetriebene Walzen oder auch durch sehr stark erhöhten Abzug des Fadens im Verhältnis zur Stoffzufuhr erfolgen.
• Wenn auch Viscosen aus mehrere Tage gereifter Alkalicellulose, besonders wenn sie höheren Gehalt an Zellstoff besitzen, noch Festigkeiten über 2 g pro Denier ergeben, so werden doch Viscosen aus ganz ungereifter Alkalicellulose stets die höheren Festigkeitswerte liefern. Die Streckmöglichkeiten des Fadens werden verbessert, wenn man besonders hoch sulfidierte Xanthogenate anwendet. Vorteilhaft vermeidet man jeden Abbau der Cellulose während der verschiedenen Stadien der Herstellung, was z. B. durch Arbeiten unter Ausschluß von Sauerstoff oder durch ähnliche Maßnahmen geschehen kann. Fäden aus möglichst wenig abgebauter Cellulose haben in der Regel höhere Festigkeit und bei gleicher Festigkeit höhere Dehnung. Den Bädern können die gebräuchlichen Zusätze, wie z. B. Glycose, Zinksulfat, Glycerin usw., gemacht werden.
• Um die hier verwendeten Bisulfatkonzentrationen mit anderen Bädern, deren Zusammensetzung durch Angabe des Sulfat- und Schwefelsäuregehaltes festgelegt ist, vergleichen zu können, werden Tabellen beigegeben, welche den Gehalt von Bisulfat an neutralem Sulfat und an gebundener Säure ohne Berechnung ablesen lassen. Für jede Bisulfatkonzentration wird in Kurvenblatt 1 die entsprechende Menge an gebundener Schwefelsäure auf der Ordinate abgelesen, wobei die Linie A-B für Natriumbisulfat und die Linie C-1? für Ammoniumbisulfat gilt. Wird die auf der Ordinate abgelesene Menge an gebundener Säure von der zugehörigen Menge an Bisulfat abgezogen, so ergibt die Differenz die Menge des neutralen Sulfates. Soll, vom Sulfat ausgehend, die dem Sulfat entsprechende Menge Bisulfat ermittelt werden, so kann dies mit Hilfe des Kurvenblattes II geschehen, in welchem auf der Ordinate das neutrale Sulfat und auf der Abszisse die entsprechende Menge an Bisulfat für jeden Punkt der Linie A-B, vom Natriumsulfat ausgehend, und der Linie C-D, vom Ammoniumsulfat ausgehend, eingetragen ist. Die Differenz zwischen dem Bisulfat und dem neutralen Sulfat ist die gebundene Schwefelsäure.
• Es ist klar, daß beim Streben nach festen Viscoseseiden den Bädern der Vorzug gebührt, die gute Resultate mit möglichst niedrigen Säurekonzentrationen erzielen lassen. Bei Verwendung der hier vorgeschlagenen Bäder fallen alle die Nachteile fort, die den Fällbädern aus starker Schwefelsäure anhaften. Beispiele z. a) Eine ungereifte Alkalicellulose, die mit 32 Gewichtsprozent Schwefelkohlenstoff (auf Zellstoff berechnet) sulfidiert wurde, wird zur Viscose mit 6 % Zellstoff und 6,5 Alkali gelöst.
• b) Viscose, wie unter a hergestellt, bei welcher jedoch die Alkalicellulose mit 6o Gewichtsprozent Schwefelkohlenstoff sulfidiert wurde.
• Die unter a oder b hergestellte Viscose wird in einem Spinnbad, das 28 % freie Schwefelsäure enthält und mit Ammonium-und Natriumbisulfat nahezu gesättigt ist, versponnen. Der Faden wird nach dem Verlassen des Fällbades -über drei gegeneinander versetzte Osen verstreckt. Die Spinntemperatur des Bades beträgt 4o°.
• Die Festigkeit der erzielten Fäden überschreitet 350g pro ioo Deniers bei einer Dehnung von 6 bis 7 ojo.
• 2. In einer #Zanthatmaschine wird Zellstoff in i 9 %ige Natronlauge eingetragen. Nach dem Quellen des Zellstoffes wird die Masse, bei io° durchgeknetet, bis sie homogen geworden ist. Nach dem Abbinden der Lauge wird mit 5o % Schwefelkohlenstoff 3 bis 4 Stunden bei 26° sulfidiert und bei 15° mit i %iger Natronlauge zu einer Viscose von 5 % Zellstoff und 4 % Alkali gelöst.
• Die Viscose wird unter starker Verstrekking versponnen in einem Bad aus 28 %iger freier Schwefelsäure, 32 o/o Ammoniumbisulfat, 8 % Natriumbisulfat und 32 % Wasser. Badtemp eratur : 37°.
• Festigkeit der Fäden: über 30o bei einer Dehnung von 7 bis 8 %.
• .3. Versponnen wird eine Viscose aus kurz (z. B. 12 Stunden) gereifter Alkalicellulose, die 9 0/0 Zellstoff und 8 % Alkali enthält und eine Kugelfallviscosität von etwa i 5o" aufweist (eine Viscosität, bei welcher die Fallzeit einer Kugel von o, i g in. einem 18 mm weiten Rohr bei 25° C und einer Fallstrecke von 20 cm i 5o" beträgt). Das Spinnbad setzt sich zusammen aus 24 % Schwefelsäure, 3 5 % Ammoniumbisulfat, 12 % Natriumbisulfat und 29 % Wasser. Die Spinntemperatur beträgt 4o°. Die Fäden werden nach dem Austreten aus dem Bad verstreckt.
• Festigkeit: 33o bei einer Dehnung von 6 bis 7 0/0.
• 4. Als Spinnbad dient eine Lösung von 39 % Ammoniumbisulfat, i i % Natriumbisulfat; 18 % Schwefelsäuremonohydrat und 32 % Wasser. Es wird eine Viscose wie unter i a bei 40° unter Streckung versponnen.
• Festigkeit: über 25o bei einer -Dehnung von 6 bis 8 %.
• 5. Eine Viscose wie unter i a wird bei 45° i. einem Fällbad aus 12 % Schwefelsäuremonohydrat, q:8 % Ammoniumbisulfat und 26 % Wasser unter starker Streckung versponnen> Festigkeit: 23o bei einer Dehnung von 8,3 %.
• Als Spinndüsen können z. B. bei den vorerwähnten Versuchen verwendet werden: Düsen mit 12o Loch von je o,05 mm Durchmesser (=12%,05) oder Düsen 12%,09, 700/0,1o, 1000/0,10.
• Die Badstr ecken betragen i o bis 2 5 cm, die Luftstrecken 5o cm bis 2 m.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Viscose-Kunstfasern, deren Bruchbelastung 2 g pro Denier überschreitet, aus Viscose in einem schwefelsauren, salzhaltigen Bade, dadurch gekennzeichnet, daß das Bad neben io bis 30 % freier Schwefelsäure nicht weniger als 3o o/o Ammoniumbisulfat enthält, wobei der Faden in geeigneter Weise verstreckt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch ,gekennzeichnet, daß dasAmmoniumbisulfgt ganz oder teilweise - durch äquivalente Mengen anderer Bisulfate ersetzt wird.