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Verfahren zur Herstellung von Kunstfasern nach dem Viscoseverfahren
Bei der Herstellung von Kunstseide nach dem. Viscoseverfahren wird eine stark alkalische,
dickflüssige Lösung von Cellulosexanthogenat oder deren.Umwandlungsprodulrten (Reifungsprozeß)
in Fadenform durch sog. Spinnbäder oder Fällhäder koaguliert. Es findet hierbei
eine Alkalientziehung und schließlich eine Rückbildung zu Cellulosehydrat statt.
Die Koagulation der Viscose und die Rückbildung zu Cellulosehydrat wurde bisher
durch verdünnte wäßrige Mineralsäuren oder wäßrige Lösungen organischer Säuren vermittelt,
die,. wie Milch- und Glykolsäure, in Gegenwart sehr erheblicher Mengen von Neutralsalz
zur Verwendung gelangen.
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Für den gleichen Verwendungszweck sind ferner auch Sulfosäuren alkylierter
#Zaphthaline bzw. des Tetrahydronaphtbalins sowie die durch Schwefelsäureeinwirkung
aus Mineralölen,- Teerölen -u. dgl. gewonnenen Sulfosäunen vorgeschlagen worden.
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Wie nun gefunden wurde, lassen sich bei der Herstellung von Kunstseide
aus Viscose die erwähnten Säuren mit besonderem Vorteil ganz oder teilweise ersetzen
durch Produkte, die man erhält, wenn man Schwefelsäure oder andere sulfurierende
Mittel. auf höher molekulare gesättigte oder ungesättigte aliphatische Alkohole
mit mindestens to Kohlenstoffatomen zur Einwirkung gelangen läßt. Diese wasserlöslichen
seifenartigen Produkte, welche z. B. durch Behandeln von Laurin-oder Cetylalkohol,
Octadecylalkohol, Arachinalalkohol usw. erhalten werden, zeichnen sich durch hohes
Netzvermögen aus, da sie die Oberflächenspannung in den Fällbädern außerordentlich
erniedrigen.
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Der Arbeitsgang kann in der Weise erfolgen, daß man die Spinndüsen
in ein schwach schwefelsaures Bad einmünden läßt und die Aufwickelspulen in Lösungen
der Sulfurierungsprodukte rotieren läßt, so daß unwesentlichen also zunächst nur
eine Koagulation der Viscose eintritt, vXährend die Rückbildung der Viscose zu Gellulosehydrat
erst im zweiten. Baal stattfindet. Ebenso kann als Fällbad Sulfosäurelösung und
als weiteres Bad Schwefelsäure mit oder ohne Zusatz von Sulfosäure benutzt werden,
oder die vorgeschlagenen Sulfurierungsprodukte können. auch der Viscose selbst zugesetzt
und diese dann in den bekannten Fällbädern versponnen werden.
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Die Vorteile der neuen Arbeitsweise bestehen, wie sich zeigte, in
dem großen. Durchdringungsvermögen der Sulfosäuren, so daß die .einzelnen. Arbeitsgänge
rascher ablaufen können, nmd ihrer leichten Auswaschbarkeit, wobei als wesentlich
ins Gewicht fällt, daß außerordentlich gleichmäßige Ware erhalten
wird,
da eine Veränderung der Cellulose unter Oxyeellulosebildung durch die Lösungen der
Säuren nicht zu beobachten ist. Diese Eigenschaften machen die Sulfösäuren wertvoll
sowohl bei der Herstellung besonders feinen Spinnmaterials, dem sie eine besondere
Weichheit und Griffigkeit verleihen, als auch besonders bei der Herstellung kompakter
Gebilde (Kunstroßhaar, Kunststroh) usw. Die Bäder sind zudem nach Absättigung der
freien Säure nicht wertlos, sondern können gegehenenfalls nach Neutralisation bei
der Weiterbehandlung des säurefrei gewaschenen Fasermaterials zur Seif ung, zum
Schönen usw. weiterbenutzt werden, so daB ihre Verwendung unter diesen Umständen
auch wirtschaftliche Vorteile bedingt.
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Soweit die beschriebenen Sulfurierungsprodukte befähigt sind, höhere
Alkohole, wie Cyclohexanole @u. dgl., oderandere Fettlösungsmittel in wäßrige Emulsion
oder Lösung zu überführen, ist die Möglichkeit einer Mitverwendung dieser Produkte
ebenfalls von Vorteil, da- diese Zusätze organische Verunreinigungen und freien
Schwefel zu lösen bzw. von der Faser abzulösen vermögen, wozu bisher' mitunter besondere
Bäder nötig waren. Beispiel i -Viscose mit einem Zellstoffgehalt von
7,5
bis 8 und 6,5 % Alkali wird während 8o Stunden bei i8° denn Reifungsprozeß
unterworfen und in einer Koagulationsflüssigkeit versponnen, die aus einer wäßrigen
Lösung von 9o Teilen Schwefelsäuremonohydrat und 3 5 Teilen bei 5 bis i o' sulfoniertem
Oleinalkohol auf iooo Teile Wasser besteht. Bei. Herstellung von sehr feinen Fäden
ist es vorteilhaft, Neutralsalze, wie Natriumsulfat, Ammoniunisulfat o. dgl., zuzusetzen
bzw. das Bad teilweise zu neutralisieren. Es lassen sich dann trotz' der niederen.
Säurekonzentration Fäden von unter 5 Deniererzielen. Die Br-uchbela.stungsfäbigkeit
der erhaltenen Fäden liegt zwischen zoo bis a50 g pro ioo Denier. Die erhaltene
Seide ist schon im rohen Zustande schmiegsam und weich.
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Beispiel a Das Koagulationsbad wird aus 8o Gewichtsteilen Schwefelsäure
und 85 Teilen eines Sulfonates bereitet, welches durch ' Sulfurierung von ioo Teilen.
eines Gemisches von Fettalkoholen, das bei derfmtalytischen Reduktion von Kokosölfettsäure
in Gegenwart von ;Metallkatalysatoren, wie z. B. Kupferchromat o, dgl., gewonnen
sein kann, mit 63 Teilen Chlorsulfonsäure hergestellt wird. Das Bad ist besonders
geeignet zur Herstellung stärkerer Ware, Kunststroh, Kunstroßhaar u. dgl., da die
Fallflüssigkeit infolge ihres besonders hohen Durchdringungsvermögens sogleich bis
in die tieferen Schichten koagulierend wirkt, während die üblichen nur Mineralsäuren
bzw. Mineralsalze enthaltenden Bäder nach Koagulation der oberen Schichten erst
allmählich in die Tiefe dringen.
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Beispiel 3 Zum Verspinnen einer urgereiften Viscoselösung, welche
etwa 6 bis 7 % Zellstoff enthält, wird ein wäßriges Bad verwendet, das pro Liter
izo g Ammoniumsulfat, 8o g Schwefelsäure sowie 30o g einer Paste @enthält, die auf
folgende Weise gewonnen ist.
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Zu 5o Gewichtsteilen Oleinalkohol (Jodzahl 9o), welche in der fünffachen
Menbe Tetrachlorkohlenstoff gelöst sind, werden zunächst unter starker Kühlung bei
- 50 langsam 3o Gewichtsteile.Oleum (zo%ig) zugefügt, worauf noch 8o Gewichtsbeile
01--uni (70%ig) zugegeben werden. Bei der 'Aufarbeitung des Reaktionsproduktes,
die in üblicher Weise erfolgt, erhält man eine hellgelbe Paste mit 3o % Fettgehalt.
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Beispiel ¢ Den in vorstehenden Beispielen beschriebenen Fallbädern
können noch ioobis izo Gewichtsteile Methylcyclohexanol zugefügt werden, was besonders
dann in Betracht kommt, wenn bei dem Koagulationsprozeß Störungen, wie Ausscheidungen
z. B. von Schwefel; oder Kristallbildungen auf der Faser auftreten oder zu befürchten
sind.