DE644925C

DE644925C - Verfahren zur Herstellung von Stickstoff und Schwefel enthaltenden Kunstfasern aus Cellulosexanthogenatloesungen

Info

Publication number: DE644925C
Application number: DEI52524D
Authority: DE
Original assignee: IG Farbenindustrie AG
Current assignee: IG Farbenindustrie AG
Priority date: 1935-06-08
Filing date: 1935-06-09
Publication date: 1937-05-18

Description

Verfahren zur Herstellung von Stickstoff und Schwefel enthaltenden Kunstfasern aus Cellulosexanthogenatlösungen Es sind eine Reihe verschiedener Verfahren zur Herstellung von stickstoff- und schwefelhaltigen Cellulosekunstfasern, welche die Eigenschaft besitzen, sich mit sauren Wollfarbstoffen anzufärben, bekanntgeworden. Es ist auch vorgeschlagen worden, Cellulosederivate durch Umsetzung von Cellulosexanthogenatlösungen mit Halogenalkylaminen herzustellen und diese Lösungen zu verspinnen. Schließlich ist es auch bekannt, Cellulos.exanthogenatderivate, welche durch Oxydation oder durch Verkettung von Cellulosexanthogenatmolekülen entstehen, mit aliphatischen Diaminen zu behandeln.
Alle diese Verfahren stoßen aber auf Schwierigkeiten, die eine großtechnische Durchführung bisher verhindert haben. Diese Schwierigkeiten bestehen einerseits darin, daß die Verfahren unter solchen Bedingungen zu arbeiten gezwungen sind, welche die empfindliche Spinnfaser schädigen, andererseits darin, daß die Lösungen der Umsetzungsprodukte der Gellulosexanthogenate infolge spinntechnisch ungünstiger Eigenschaften sich nicht zu brauchbaren Fasern verspinnen lassen.
Verfahren, bei denen die Beladung der Kunstfasern mit Stickstoff und Schwefel durch chemische Umsetzung während des Spinnprozesses geschehen kann, sind bisher nicht bekanntgeworden. Hierzu können die vorbekannten Umsetzungen auch nicht herangezogen werden, weil, abgesehen von ihrer Umständlichkeit, diese Umsetzungen trotz Anwendung hoher Temperaturen viel zu träge verlaufen, als daß sie in den innerhalb weniger Sekunden sich vollziehenden Spinnprozeß eingeschaltet werden können. Außerdem ist bei den vorbekannten Umsetzungen die Anwendung hoher Temperaturen und langer Reaktionszeiten, mitunter auch die durch die erforderliche Vorbehandlung vor der eigentlichen Aminierung von der Faser auszuhaltende Beanspruchung, nicht ohne Einfluß auf die Güteeigenschaften des behandelten Fasergutes geblieben.

Es wurde nun gefunden, daß Kunstfasern aus stickstoff- und schwefelhaltigen Cellulosederivaten dadurch erhalten werden können, daß man gewöhnliche Viscose zunächst auf cellulosexanthogenathaltige Fasern unter Anwendung der hierfür gebräuchlichen Spinnbäder verspinnt, dann die erhaltenen X.anthogenatfasern entweder direkt oder gegebenenfalls nach der Reinigung in einem zweiten Bade, das beispielsweise aus einer neutralen oder schwach sauren Salzlösung bestehen kann, mit Äthylenimin oder dessen Homologen oder analog reagierenden cyclischen Stickstoffbasen oder deren Salzen behandelt. Diese cyclischen Imine zeichnen sich dadurch aus, daß sie mit den Xanthogenatgruppen der Fasern eine außerordentlich rasch sich vollziehende Reaktion eingehen, wodurch die Einführung des Stickstoffs und Schwefels in die Fasern reaktionstechnisch so gelinde gestaltet wird, daß eine Schädigung der Fasern nicht eintreten kann. Bei dem Verfahren nach der Erfindung handelt es sich um eine Additions-

reaktion, welche, ohne Bildung von Abspal-

tungsprodukten, vorzugsweise zu der Bildung

von llercaptotliiazolidiiicellttlose:itltern und

Derivaten derselben führt.

Bei dem Verfahren kann jede gereifte od@x

urigereifte Viscose in den üblichen Einrichtun-'

gen zum Verspinnen gebracht werden; wesent=-

lich ist nur, daß die zur Behandlung kom-

mende Faser noch genügend freie Xantho-

genatgruppen enthält. Je mehr Xanthogenat-

gruppen eine solche Faser enthält, um so

höher kann der N- und S-Gehalt des End-

produktes getrieben werden. Bei Verwendung

von urgereifter Viscose des in der Kunst-

seidenindustrie üblichen Sulfidierungsgrades

lassen sich Fasern mit einem Gehalt von 3 0'o N

leicht erzielen. Bei höherer Sulfidierung

können entsprechend stickstoffreichere Pro-

dukte erhalten werden. Bei einer quantitativen

oder wenigstens angenähert quantitativen Um-

setzung aller in dem Faserbündel vorhan-

denen Xanthogenatgruppen kann ein nach-

folgendes Säurezersetzungsbad erspart bleiben.

Mitunter ist es jedoch vorteilhaft, nicht alle

in dem Xanthogenatfaserbündel enthaltenen

Xanthogenatgruppen nach dem Verfahren um-

zusetzen, was durch entsprechende Dosierung

der Iminsubstanzen leicht bewerkstelligt

werden kann. Die noch vorhandenen Xantho-

genatgruppen können nach erfolgter Reaktion

in einem Säurebad abgespalten werden.

Die cyclischen Stickstoffblasen können

dampfförmig, dampfflüssig oder in Wasser

oder anderen Lösungsmitteln gelöst zur Ein-

wirkung gebracht werden. Auch hat sich ge-

zeigt, daß sowohl die freien Basen als auch

deren Salze sich mit den Xanthogenatgruppen

umsetzen, so daß also beispielsweise basische,

neutrale oder saure Lösungen der Basen als

Reaktionsbäder angewandt werden können.

Die nach dem Verfahren hergestellten

Kunstfasern aus stickstoff- und schwefelhal-

tigen Cellulosederivaten zeigen wollähnliche

Eigenschaften. Insbesondere können sie im

Gemisch mit Wolle mit den üblichen Woll-

farbstoffen in gleicher Echtheit wie die Wolle

angefärbt werden. Die Festigkeits- und Deh-

nungswerte der neuen Kunstfasern stehen

denen der normalen Cellulosekunstfasern des

Handels nicht nach.

Beispiele

i. Normale, spinnreife Viscose mit etwa

2 5 Xanthogenatgruppen pro i oo Cellulose-

C6-Moleküle wird in einem Bad, das 32 %

Natriumsulfat und 4,2 0,'o Schwefelsäure ent-

hält, bei einer Temperatur von 35 % C zu

einem Xanthogenatfaserbündel koaguliert und

anschließend durch ein aus 3oprozentiger

Natriumsulfatlösung bestehendes Bad von

50 0 0 C geführt. Das Faserbündel wird ab-

gequetscht und in diesem Zustand durch einen

auf 6o° C erwärmten Raum, in welchem

Äthylenimindämpfe zirkulieren, geschickt, wo-

'15qi sich die Umsetzung der in dem koagulier-

, f@ü Faserbündel sich befindenden Xantho-

'ienatgruppen mit dem Äthylen imin in weni-

gen Sekunden vollzieht. Das Faserbündel

wird anschließend in einem Bade aus 5prozen-

tiger Schwefelsäure abgesäuert, gespült und

aviviert. Die getrocknete Faser enthält i bis

1,2 % N und färbt sich mit sauren Wollfarb-

stoffen.

2. Viscose mit etwa 50 Xanthogenatgruppen

pro i oo Cellulose-C6-Moleküle wird in einem

4oprozentigen Ammonsulfatbad von 20° C

nach gebräuchlichen Methoden auf Xantho-

genatfaser versponnen und das Faserbündel

durch eine mit Schwefelsäure schwach an-

gesäuerte i oprozentige Lösung von N-Methyl-

äthylenimin in Wasser geführt, welcher Lösung

außerdem anorganische Salze beigemischt

werden können. Die Abzugsgeschwindigkeit

des Fadens beträgt 50 m pro Minute. Wäh-

rend des allmählichen Vollwickelns der Spule

oder des Haspels, auf welchem das Faser-

bündel abgenommen wird, hat das N-Methyl-

äthylenimin Zeit, sich mit den Xanthogenat-

gruppen umzusetzen. Das erhaltene Faser-

material zeigt Affinität zu Wollfarbstoffen und

hat einen N-Gehalt von 2,8 %.

3. Viscose mit 45 Xanthogenatgruppen pro

i oo Cellulose-C6-Moleküle wird wie in Bei-

spiel e zu Xanthogenatfaser versponnen und

das Faserbündel durch eine Rinne geleitet,

in welche durch zwei Röhren einerseits wässe-

rige Essigsäurelösung, andererseits wässerige

Äthyleniminlösung in langsamem Fluse zu-

geleitet wird, und zwar so viel, daß auf ioog

passierender Cellulose 159 Äthylenimin - und

30 g Essigsäure kommen. Anschließend passiert

das Faserbündel einen auf y5° C geheizten

Raum, in welchem es i o Sekunden verbleibt.

Nach einem angeschlossenen Säurebad mit

3 N Schwefelsäure, in welchem eventuell ur-

umgesetzt gebliebene Xanthogenatgruppen ab-

gespalten werden, passiert das Faserbündel

ein Spül- bzw. Seifenbad und wird getrocknet.

Die Faser enthält 2,5 % Stickstoff und i o bis

i i % Schwefel; sie hat Substantivität zu Woll-

farbstoffen.

4. Viscose mit 2 5 Xanthogenatgruppen pro

i oo Cellulose-C6-Moleküle wird in einem Bad

mit 30 % Natriumsulfat und 2 % Schwefel-

säure und einer Temperatur von 6o % C bei,

einer Fällstrecke von 15 cm und einer. Abzugs,

geschwindigkeit von 40 m pro Minute zu einem

xanthogenatgruppenhaltigen Faden koaguliert,

anschließend durch ein Spülbad genommen,

das aus 2oprozentiger Natriumsulfatlösung be-

steht, und dann durch ein Bad aus 2oprozen,

tigern wässerigem Äthylenimin geführt. .An-

schließend passiert das Faserbündel einen auf 6o % C erwärmten Raum, in welchem es i 5 Sekunden verweilt. Die getrocknete Faser enthält 1,8 0,o N und 4,5 0'o S.

Claims

PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von Stickstoff und Schwefel enthaltenden Kunstfasern aus Cellulosexanthogenatlösungen, welche sich mit Wollfarbstoffen färben lassen, dadurch gekennzeichnet, daß die frisch gesponnene, noch Xanthogenatgruppen enthaltende Faser mit Äthy-lenimin oder dessen Homologen oder analog reagierenden cyclischen Stickstoffbasen in Form der freien Basen oder deren Salze dampfförmig in flüssigem oder gelöstem Zustande behandelt wird.