DE876290C - Trockenspinnverfahren fuer Viscose - Google Patents

Description

Das Trockenspinnen von Viscose ist bekannt, und wie in verschiedenen sich hierauf beziehenden Patentschriften, z. B. der französischen Patentschrift 883 945, angegeben, wird hierzu eine Einrichtung verwendet, die derjenigen analog ist, welche bei der Herstellung künstlicher Fäden aus Lösungen von Cellulosederivaten in organischen Lösungsmitteln bekannt ist, d. h. ein Spinnschacht, in welcher eine von oben arbeitende Spinndüse aus der Spinnlösung ein Fadenbündel zu erzeugen gestattet, dessen Einzelfäden durch teilweise Verdampfung des Wassers mittels eines heißen Stromes von Gas, ζ. Β. Luft oder Kohlensäure, koaguliert werden. Die Verdampfung des Wassers aus der Viscose kann durch Anwendung eines Teilvakuums beschleunigt werden. Es ist auch bekannt, beim Trockenspinnen von Viscose unter diesen Bedingungen konzentrierte Lösungen, z. B. Viscose mit 16% Cellulose, zu benutzen (französische Patentschrift 898 8o2i).

Andererseits ist aus der französischen Patentschrift 809496 bekannt, daß die Verspinnbarkeit der Viscose beim Trockenspinnen dadurch erheblich verbessert werden kann, daß der Viscose gewisse Antimonderivate zugesetzt werden.

Es ist nun gefunden worden, daß es möglich, ist, ohne äußere Zufuhr von Wärme wässerige Dispersionen von Cellulosexantihogenat in Fadenform zu bringen, ohne daß die sonst übliche Maßnahme notwendig ist, auf die Fäden nach dem Verlassen

der Ziehöffnung physikalisch oder chemisch einzuwirken.

Durch die Düse wird eine Xanthogenatdispersion versponnen, die mit Xanthogel bezeichnet wird und eine solche Beschaffenheit-hat, daß die innere Kohäsion genügend groß ist, damit der die Düsenöffnungen verlassende Faden zu einem Aufwickelorgan geführt werden¹ kann, ohne daß ein Fadenbruch zu befürchten ist. Unter Wahrung ίο dieser Bfedingungen wurde die überraschende Feststellung gemacht, daß die Ausrichtung, die die Moleküle des Xanthogenats beim Durchgang durch die Düsenöffmungen und auf Grund der auf den Xanthogel-Faden während seines Laufes in Luft J5 ausgeübten· Streckung erfahren, eine derartige Erhöhung der Kohäsion hervorruft, daß die verschiedenen Einzelfäden nebeneinander 'gelegt werden können, ohne daß zwischen ihnen ein Verkleben stattfindet. Dadurch wird ermöglicht, die endgültige Regeneration zu Cellulose durch Zersetzen des Xanthogenats derart herbeizuführen, daß die Individualität der den Faden· bildenden Einzelfäden erhalten bleibt.

Um ein solches Ergebnis zu erhalten, ist es notwendig, Xanithogeniat-Dispersionen oder Xanthogele zu verwenden, die den beiden nachstehenden Bedingungen genügen: i. Die Viscosität muß über rooo Poise und vorzugsweise über 2000 Poise liegen, wobei der Gehalt an Cellulose, je nach dem Depolymerisationsgrad der Cellulose, zwischen 8 und 25% schwanken kann. Im der vorliegenden Beschreibung wird die neue Bezeichnung Xanthogel benutzt, weil mit Viscose bisher Lösungen bezeichnet wunden, in welchen das Volumen der dispersen Phase (Wasser + Alkali) ausreicht, um die gesamte Hydratisierung der Moleküle' zu kleinen dispergierten Molekülgruppen hervorzurufen. Bei dem Verfahren nach der Erfindung handelt es sich dagegen um eint Gel," in welchem das Volumen der dispersen Phase nicht genügt, um. die gesamte Hydratisierung herbeizuführen, was zu einer sehr großen inneren Kohäsion führt. 2. -Die innermolekulare Dispersion muß; so vollkommen wie möglich sein. Die unmittelbare Erzeugung des Xanthogenatgels mit bekannten Mitteln· läßt derartige Dispersionen nicht erzielen. Tatsächlich führt die Unzulänglichkeit der dispersen Phase unter normalen Lösungsbedingungen¹ dazu, daß teigartige Massen erhalten werden, die wenig hydratisierte, grobe Mischaggregate enthalten, wobei die durchschnittliche Hydratisierung des Mittels außerordentlich heterogen ist. Es ist daher notwendig, besondere Maßnahmen anzuwenden, um geeignete Viscosem zu erhalten.

Konzentrierte Viscosen können durch Behandeln normaler Viscosen mit einem organischen Lösungsmittel erhalten werden, welches sich mit Wasser mischt, aber das Cellulosexanthogenat nicht löst, wie mit Aceton oder Pyridin (amerikanische Patentsohriften a 072 738 und 2 369 718). Der Zusatz des Lösungsmittels ruft eine Trennung in zwei Schichten hervor: in durch Wasser verdünntes Lösungsmittel und in an Wasser ärmer gewordene Viscose, deren Konsistenz und Zusammensetzung sich in Abhängigkeit von der Menge des verwendeten Lösungsmittels ändern.

Es ist andererseits gefunden worden, daß solche homogenen Gele erhalten werden können, wenn ein kräftiges mechanisches Dispergieren mit einem raschen Quellen durch Temperaturerniedrigung vereinigt wird. Der praktischste Weg besteht darin, eine Bahn von Xanthogenat, das die erforderliche _ Gesamtmenge an Alkali enthält, unter starkem Druck zu kalandern, wobei die Kalanderwalzen auf eine Temperatur und io° abgekühlt werden, und die Bahn mehreren aufeinanderfolgenden Durchgängen zu unterwerfen, wobei zunehmende Mengen Wasser¹ allmählich zugesetzt werden, bis die gewünschte Zusammensetzung erhalten ist.

Unter diesen Bedingungen können Gele erhalten werden, die bis zu 25% Cellulose enthalten und in denen bei mikroskopischer Prüfung gequollene, aber nicht dispergierte Gellulosexanthogenatfasern nicht mehr festzustellen· sind. Überdies vermeidet die niedrige Temperatur "die Hydrolyse der fixierten Xanthogenatigruppen, und die Herabsetzung des y-Wertes während der Herstellung liegt nur in der Größenordnung einiger Einheiten·. Um derartige Dispersionen zu erhalten, ist es notwendig, Xanthogenate zu verwenden, die mit CS₂-Mengen hergestellt sind, welche über 35% und vorzugsweise zwischen 40 und 50% liegen.

Der erhaltene Faden wir durch Behandeln mit einer heißen wässerigen Flüssigkeit, z. B. Wasser von 80 bis 90⁰, oder mit einer heißen Salzlösung, fixiert und gereinigt. Viscosen mit mehr als io°/o und vorzugsweise mehr als 20 °/o Cellulose von der erforderlichen Viscosität besitzen eine ausgezeichnete Verspinnbarkeit, und die Fäden können am Ausgang der Spinndüse einer Streckung von ioomehreren hundert Prozent unterworfen wenden. Es kann ihnen im Laufe der Fixierung eine zusätzliche Streckung erteilt werden. Bei Anwendung dieser hohen Streckwerte können mittels gewöhnlicher Spinndüsen mit Löchern in der Größenordnung von einigen Zehnern von μ-Einzelfäden in einer Stärke von 0,3 den. und sogar erheblich weniger erzeugt werden.

Es sei noch bemerkt, daß das vollkommene Fehlen von physikalischer oder chemischer Koagu- no lierungsbehandlung der die Düsenöffnungen verlassenden Fäden gestattet, das" Xanthogel einer beträchtlichen Streckung bis zu 1000% zu unterwerfen. Die Endgeschwindigkeit beim Spinnen kann sehr hoch sein, z. B. bis zu 500 m je Minute betragen.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand einiger Beispiele näher erläutert, auf die die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist.

B e i s ρ i e 1 ι

Eine Viscose, die 6,5% Cellulose und 7°/o Alkali enthält, wird zunächst mit -einem gleichen. Volumen an wasserfreiem Aceton gemischt und nach innigem Vermischen' dekantiert. Das Gemisch trennt sich in eine obere Schicht aus verdünntem Aceton, das

einen Teil des Alkalis, des Schwefelkohlenstoffes und der aus der Sulfidierung herrührenden Schwefelverunreinigungen enthält, und in eine untere Schicht aus konzentrierter Viscose, die 15 % Cellulose mit 8,5% Alkali enthält. Diese Viscose wird mittels des üblichen Verfahrens entgast. Jedoch sind die letzten Spuren von Aceton schwierig zu entfernen; sie scheinen übrigens auch nicht schädlich zu sein.

Die Viscosität beträgt 4500 Poise. Diese Viscose wird bei Raumtemperatur mittels einer Düse mit Löchern von 60 μ trocken gesponnen, und zwar unter Anwendung einer mittels Rollen bewirkten Streckung von 300%. Es können bei einer geeigneten, unter einem Druck von 5 bis 12 kg/cm² an der Düse erfolgenden Abgabe Einzelfäden von 0,3 den. erhalten werden. Der koagulierte Faden kann mittels verdünnter Schwefelsäure bei 20⁰ oder mittels Wasser bei 80 bis 90⁰ fixiert und dann den üblichen Nachbehandlungen unterworfen werden. Die Trockenfestigkeit beträgt 1,7 g/den, und die Naßfestigkeit 1,2 g/den.; die Bruchdehnung beträgt im trockenen Zustand 28% und im nassen Zustand 43%. Die Einzelfäden sind weitgehend rund.

Beispiel 2

Ein pulverförmiges Cellulosexanthogenat wird in einem Kalander in Gegenwart von 25% von 4%iger Natronlauge bearbeitet, wobei das Material mehrmals durch die Walzen geführt wird. Es wird ein Gel erhalten, das 22% Cellulose und 10% Natron enthält. Die Viscosität beträgt 7500 Poise. Es kann mit einem Druck von 15 kg/cm² bei Raumtemperatur in Luft gesponnen werden, und der Faden wird augenblicklich nicht klebend. Das. Erzeugnis, das unter den gleichen Spinnbedingungen wie im Beispiel 1 erhalten wird, weist Einzelfäden von 0,45 den. auf und besitzt analoge physikalische Eigenschaften.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Trockenspinnverfahren für Viscose, dadurch¹ gekennzeichnet, daß eine Viscose mit wenigstens S% Cellulose und einer Viscosität über 1000 Poise bei Raumtemperatur mit sehr starker Streckung in freier Luft gesponnen und mittels¹ verdünnter Säuren in der Kälte oder mittels neutraler wässeriger Flüssigkeiten in der Wärme fixiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Laufe der Fixierung eine erneute Streckung vorgenommen wird.

3. Verfahren! nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Anwendung einer konzentrierten Viscose, die durch Behandeln mit organischen Lösungsmitteln, die mit Wasser mischbar sind, aber das Cellulosexanthogenat nicht lösen, wie Aceton oder Pyridin, und durch nachfolgendes Trennen in zwei Schichten erhalten ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Anwendung flüssiger kolloidaler Spinnmassen, die durch wiederholtes Mischen und Auswalzen von Cellulosexanthogenat mit kleinen Mengen Wasser oder verdünntem Alkali erhalten sind.

5094 4.53