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Verfahren zur Herstellung von Kunstseide,'- Fasern und Fäden aus Viscose
Es ist bekannt, Kunstfäden aus Viskose im Zustand hoher Quellung und hoher Plastifizierung
zu Strecken und dadurch Fasern mit guten physikalischen Konstanten, insbesanidere
mit hoher FeAtigkeit, zu schaffen. Zur Plastifizierung der Fäden sind bei den bekannten
Verfahren Säuren hofier Konzentration oder Chlorzinklösungen oder Calciumthiocyanat
verwendet worden. Auch Cellulosexanthogenatfäden wurden schon in Lösungen von Alkalien
gequollten und die gequollenen Fäden So stark wie möglich gestreckt.
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Es wurde nun gefunden, daß eine sehr gute plastifizierende Wirkung
auf Cellulosexanthogenatfäden mit Hilfe von quaternären Salzen mit mindestens einem
aliphatischen Rest mit mehr als 4 Kohlenstoffatomen oder mit mindestens einem aliphatisclien
Rest, der aromatisch substituiert ist, hervorgerufen werden kann.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung isst ein Verfahren zur Herstellung
von Kunstseide, Fasern und Fäden aus Viskose, bei dem die Fäden zunächst in einem
Salzbad, dem gegebenenfalls kleine Mengen an Säure zugesetzt sein können, zu Cellulosex#thogenat
koaguliert werden. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß das Koagulationsbad
oder ein nach dem Koagulationsbad eingeschaltetes Streckbad ein quaternäres Salz
reit mindestens einem aliphatischen Rest mit mehr als ¢ Kohlenstoffatomen oder mit
mindestens einem aliphatischen Rest, deraromatisch substituiert ist, enthält. Als
quaternäres Salz dieser Art kommen in Betracht
Salze von organischen
stickstoffhaltigen Basen, z. B. von substituierten Ammoniumhydroxyden oder von lieterocyclischen
Basen. Als gut brauchbar haben sich erwiesen: Triäthyloctylammonittmsulfat, Dodecylpyridiniumchlorid,
Dimethyloxäthyllaurylammoniumchlorid, Triäth3-Ibenz-laminoniumchlorid, Dimethylphenylbenzyfammoniuinchlorid,
Dimethylamylbenzylammoniumchlorid, Dimethyldibenel# ammoniumchlorid, Benzylpyridiniumchlorid.
Die in Lösungen solcher Salze gesponnenen Cellulosezanthogenatfäden gestatten eine
ungewöhnliche Streckung. Je stärker die Fäden gestreckt werden können, desto fester
erden sie, insbesondere wird durch diese Art der Streckung die Naßfestigkeit der
Fäden in ungewöhnlicher Weise erhöht. Die Koagulationsbäder werden bei gewöhnlicher
oder bei erhöhter Temperatur", z. B. bei 25 bis 8o' verwendet. Werden die quaternären
Salze in besonderen Streckbädern, die den Koagulationsbädern folgen, verwendet,
so ist es unter Umständen vorteilhaft, diese Streckbäder bis nahe an den Siedepunkt
zu erhitzen. Die Zersetzung der gestreckten Fäden kann entweder in heißen Salzbädern:,
z. B. in heißenNatizumsulfatbädern, oder in sauren Bäder, z. B. in einer 5prozentigen
Schwefelsäurelösung, geschehen. Die Löstmgen quaternärer Salze nach der Erfindung
lassen in allen Fällen bessere Resultate erzielen als die Lösungen von anorganischen
Alkalien, die ebenfalls schon zum Strecken von Xam thogenatfäden benutzt worden
sind.
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Die Wirkungsweise der .einzelnen quaternären Salze ist je nach der
Base, von der sie sich ableiten, verschieden. In der Regel reichen 5 bis io Gewichtsprozent
der Salze im Koagulationsbad bzw. in dem diesem folgenden Streckbad aus. Die Streckung
der Fäden in den plastifizierend wirkenden Bädern darf auf den Faden, wie auch in
bekannten Verfahren zur Verfestigung der Fasern, erst angeWandt werden, wenn er
ausreichend koaguliert ist, damit die Verstreckung des Fadens sich nicht allein
auf die Verfeinerung des Titers auswirkt, sondern im wesentlichen zur Gleichrichtung
der 1,Iizelle im Fadengebilde ausgenutzt wird.
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Es ist bereits vorgeschlagen «-orden, sauren Spinnbädern kleine Zusätze
von quaternären Salzen zu geben. Dieser Vorschlag unterscheidet sich aber von unserem
Verfahren grundlegend in Zweck, Arbeitsweise und Effekt. Während die geringen Zusätze
von quaternären Salzen zu Fällbädern, welche die Viskose zu Cellulosehydrat zersetzen,
keine irgendwie erkennbare Wirkung auf die Streckbarkeit und die Verfestigung der
Fäden ausüben, sondern nur die Reinhaltung der Düsenöffnungen sicherstellen, wird
beim Verfahren der Erfindung durch den Zusatz der quaternären Salze zu nur koagulierend
wirkenden Bädern oder zu den Streckbädern eine überraschend verfestigende Wirkung
der Fasern erzielt, wobei allerdings etwas größere Mengen an quaternären Salzen
erforderlich sind und die besten Werte erst mit Zusatzmengen von über 5 Gewichtsprozent,
bezogen auf das Bad, erzielt werden. Beispiele i. Aus eileer wenig gereiften Viskose
mit z. B. 60,ö Zellstoff und 6,50;ö Alkali wird ein Faden mit Einzeltiter
1,5 aus einer Düse mit Lochweiten von o,07 mm bei 75' in ein Bad gesponnen,
das 15,50,='o Ammoniumsulfat, io% Natriumsulfat und 6,70,'o Dodecylpyridiniumchlorid
enthält. Der aus dem Bad austretenden Faden wird über winklig gegeneinander versletzte
Glasstäbe verstreckt und mit einer Geschwindigkeit von 38 m/Min. abgezogen.
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Der koagulierte und gestreckte Faden wird in Stapel geschnitten und
in kochender Natriumsulfatlösung zersetzt. Die Stapelfasern werden wie üblich entschwefelt,
gesäuert, gewaschen und geseift. Die Fasern zeichnen sich durch hohe,Festigkeit
aus Zerreißfestigkeit trocken: 3,92 g!den., Dehnung i a. 0,!o ; Zerreißfestigkeit
naß: 3,08 g,"den., Dehnung 2. Aus einer normal gereiften Viskose mit 7 a
5 0'o Zellstoff und 6, 5 0;o Alkali wird ein Faden mit Einzeltiter 1,6 aus einer
Düse mit einer Lochweite von o,07 mm bei 50' in ein Fällbad gesponnen, das 15,50-0
Ammoniutnsulfat, i o 0 o Natriumsulfat und 60'0 Octylpyridiniumchlorid enthält.
Der Faden wird nach Verlassen des Fällbades und Passierei einer kurzen Luftstrecke
über mehrere winklig gegeneinander versetzte Glasstäbe gestreckt und mit einer Geschwindigkeit
von 38 m/ Min. abgezogen. Die Zersetzung der zu Stapeln geschnittenen Fäden in siedender
Natriumsulfatlösung, der zur Entschwefelung eine kleine Menge, etwa i 0;ö, Nätriumsulf
t zugesetzt sein kann, und die Nachbehandlung geschehen in der üblichen Weise. Die
Zerreißfestigkeit der so erhaltenen Fasern ist: 3,56g.`den. trocken und 2,48gi'den.
naß bei einer Dehnung von i 1,50,'o, während eine unter den gleichen Bedingungen,
jedoch ohne
Zusatz von Oct3-Ipyridiniumchlorid hergestellte Faser nur eine
Zerreißfestigkeit von 2,6a g/den. trocken und i,66 g/den. naß zeigt.
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3. Eine Viskose normaler Reife mit 7,5010 Zellstoff und 6,50%o Alkali
wird zu einem Faden mit Einzeltiter 2 ans einer Düse mit einer Lochw=eite von o,o7
mm bei 5o' in ein Bad versponnen, das 15,50ö Ammoniumsulfat,
io%
Natriumsulfat und io% Dimethyloxäthylpalmkernfettammoniumchlorid enthält. Der aus
dem Füllbad herauskommende Fa-. den wird zwischen zwei Galetten oder Walzen, von
denen die eine 2o m und' die andere-401n Umfangsgeschwindigkeit hat, stark verstreckt.
An Stelle dieser starken Streckung in einem Zuge kann man vorteilhafterwei-e auch
die Streckung unterteilen dadurch, daß man beispielsweise zwischen Füllbad und erster
Abzugswalze eine Reihe von Glasstäben einschaltet und die erste Abzugswalze mit
25m Umfangsgeschwindigkeit laufen läßt. Der koagulierte und gestreckte Faden wird
in bekannter Weise in heißer 25prozentiger Natriumsulfatlösung zersetzt, zu Stapeln
zerschnitten und aufgearbeitet. Die so erhaltenen Fasern zeigen z. B. bei der Anwendung
der oben geschilderten unterteilten Strekkung eine Zerreißfestigkeit von 3,76 g/den.
trocken und 2,92 g/den. naß bei einer Dehnung von 8,70/0. Eine in gleicher Weise,
jedoch ohne Zusatz von Dimethyloxäthylpa.lmkernfettammoniumchlorid zum KoagLilationsbad
hergestellte Faser zeigt im Gegen-Satz dazu nur eine Zerreißfestigkeit von 2,5og/den.
trocken und 1,73g/den. naß.