DE971198C

DE971198C - Verfahren zur Herstellung von kuenstlichen Faeden bzw. Fasern aus Cellulosederivaten

Info

Publication number: DE971198C
Application number: DEH17457D
Authority: DE
Inventors: Dr Phil Georg Hingst; Dr-Ing Habil Theodor Kleinert; Dr Phil Viktor Moessmer
Original assignee: Glanzstoff AG
Current assignee: Glanzstoff AG
Priority date: 1944-08-23
Filing date: 1944-08-23
Publication date: 1959-02-19

Description

Verfahren zur Herstellung von künstlichen Fäden bzw. Fasern aus Cellulosederivaten Bekanntlich kann künstliches Spinngut aus Cellulose mit Hilfe verschiedener Verfahren hergestellt werden. Technische Bedeutung haben neben dem Viscose- und Kupferoxydammoniakverfahren Verfahren erlangt, die das Verspinnen von Lösungen von Cellulosederivaten, insbesondere von Celluloseacetaten, betreffen. Es sind Verfahren zur Herstellung von Cellulosespinnfasern beschrieben worden, nach welchen dazu Zellstoffe mit einem Alphacellulosegehalt über 88 % verwendet werden sollen, die bei der Fraktionierung der polymeranalogen Nitrate Kettenlängenfraktionen ergeben, deren bei der Methoxylbestimmung nach Zeisel (s. F. Vieböck und A. Schwappach, Ber., 63 rig301, S. 2818, F. Vieböck und C. Brecher, Ber., 63 [193o-;, S. 3207) erhaltene Werte, ausgedrückt als Methoxyl und bezogen auf die Nitrate mit etwa 13 % Stickstoffgehalt, bei einem Polymerisationsgrad nach Staudinger von 5oo etwa o,i5% nicht überschreiten und mit zunehmenden Polymerisationsgraden keinen wesentlich höheren Anstieg als auf etwa 0,300/, entsprechend einem Polymerisationsgrad um i5oo aufweisen.

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß durch Verarbeitung der erfindungsgemäßen Zellstoffe auch nach Verfahren, die das Verspinnen von Lösungen von Cellulosederivaten, wie Celluloseacetaten od. a., betreffen, Spinnfasern erhalten werden, die gegenüber solchen aus Zellstoffen mit höheren Üethoxylwerten erheblich verbesserte textile Eigenschaften aufweisen. Diese Verbesserung zeigt sich außer in den Festigkeitswerten auch in den Dehnungs- und Schlingenfestigkeitswerten. Es ist dies überraschend, denn es war nicht zu erwarten, daß die beim Viscose- und Kupferoxydammoniakverfahren aufgefundenen Zusammenhänge ganz allgemein auch für Verfahren zur Herstellung von Spinnfasern aus Cellulosederivaten gelten würden. Die Tabelle 2 zeigt die textilen Eigenschaften von Spinnfasern, die aus Zellstoffen mit annähernd gleichem Alphacellulosegehalt, aber verschiedener Fremdgruppenverteilung, untergleichenVerarbeitungsbedingungen beispielsweise nach dem Acetatverfahren hergestellt worden waren. Die analytischen Daten der Zellstoffe und deren Fremdgruppenverteilung, gemessen an den Methoxylwerten, sind aus Tabelle i ersichtlich.

Tabelle i

Durchschnittlicher Methoxylwerte der Cellulosenitrate bei verschiedenen

Zellstoff Alpha- Methoxylwert Pol merisations aden

cellulose Polymeri- der Zellulose y

Nr. sationsgrad o/0 500 xooo _ 1500 2000

I..... g2,1 960 0,i32 0,o51 0,079 - o,io2 ( o,128

il .... 92,2 i040 o,698

o,148 o,362

0,792 I 1,53

Als Spinnlösung diente eine Lösung von Celluloseacetat in einem Aceton-Alkohol-Gemisch im Verhältnis 8: 2 mit einem Celluloseacetatgehalt von 210/0. Das Primäracetatwar durchEinwirkenlassen einer Mischung von 40o kg Essigsäureanhydrid, 65o kg Essigsäure und 2o kg konzentrierter Schwefelsäure (g8%ig) auf 15o kg trockenen Zellstoff mit 2 bis 5 % Restfeuchtigkeit und einer Gesamteinwirkung von 8 Stunden hergestellt worden. Die Temperatur des Gemisches war anfangs auf 5°C eingestellt und stieg im Laufe der Behandlung auf 30°C. Das Acetylierungsgemisch wurde dann auf 23°C abgekühlt und unter dauerndem Rühren mit go kg einer etwa 5o%igen Essigsäure versetzt. Nach guter Homogenisierung und Kühlung des Gemisches auf 20°C wurde die Masse in einen Kessel abgefüllt und darinnen 5o Stunden lang reifen gelassen. Das sekundäre Celluloseacetat wurde dann durch Eingießen der essigsauren Lösung in Warmwasser von etwa 60°C gefällt, durch Zentrifugieren von der Restflüssigkeit abgetrennt und schließlich mehrmals mit reinem Wasser gewaschen, das etwa o,15 % Schwefelsäure enthielt.

Die Tabelle 2 zeigt eine Gegenüberstellung der textilen Daten von Spinnfasern, die aus den Zellstoffen I und II nach dem Acetatverfahren, und zwar im Trockenspinnverfahren gewonnen worden waren.

Tabelle 2

Festigkeit Dehnung Schlingen-

Zellstoff festigkeit

trocken naB trocken naB absolut

Nr. km I km 0% I % km

I....... 23,6 15,o 22,o 26,7 6,9

II...... 18,6 12,7 19,6 25,4 6,9

Unterschied

% ..... 27,0 18,1 12,2 5,1 17,3

Das Verfahren zur Herstellung von Spinnfasern mit verbesserten textilenEigenschaften durchVerarbeitung der erfindungsgemäßen Zellstoffe ist nicht nur auf das Acetatverfahren beschränkt, sondern, wie gefunden wurde, ganz allgemein für die Herstellung von Fasern aus Cellulosederivaten anwendbar. Durch Versuche wurde weiter gefunden, daß sich zur erfindungsgemäßen Herstellung von Spinnfasern mit verbesserten textilen Eigenschaften aus Cellulosederivaten besonders solche Zellstoffe eignen, die bei Durchschnittspolymerisationsgraden um etwa iooo keine wesentlich höheren Methoxylwerte, bezogen auf den Celluloseanteil, als etwa o,20/, bzw. o,i2%, bezogen auf die Nitrate mit etwa 13 % Stickstoffgehalt, und keine wesentlich höheren Bromzahlen nach Tingle (A. E. Tingle, Ind.Engng.Chem., 14 [1922] S. 4o; R. Sieber, Die Chemisch-Technischen Untersuchungsmethoden der Zellstoff- und Papierindustrie, 1943, S. 346) als etwa i besitzen. Es wurde weiter gefunden, daß aus erfindungsgemäßen Zellstoffen durch schonenden Abbau erhaltene abgebaute Zellstoffe besonders geeignet sind.

Das Verfahren ist ohne zusätzliche Aufwendungen mit den gebräuchlichen Einrichtungen durchführbar und bietet zufolge der erzielbaren, erheblichen Verbesserungen der textilen Fasereigenschaften große wirtschaftliche Vorteile.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von künstlichen Fäden bzw. Fasern aus Cellulosederivaten mit Ausnahme von solchen, die nach dem Viscose- und Kupferoxydammoniakverfahren hergestellt sind, dadurch gekennzeichnet, daß Zellstoffe mit einem Alphacellulosegehalt über 88 0/0, die bei der Fraktionierung der polymeranalogen Nitrate Kettenlängenfraktionen ergeben, deren bei derMethoxylbestimmung nach Zeisel erhaltene Werte, ausgedrückt als Methoxyl und bezogen auf die Nitrate mit etwa 13 % Stickstoffgehalt, bei einem Polymerisationsgrad nach Staudinger von 500 etwa 0,i50/, nicht überschreiten und mit zunehmenden Polymerisationsgraden keinen wesentlich höheren Anstieg als auf etwa 0,300/, entsprechend einem Polymerisationsgrad um 1500 zeigen, der aus solchen Zellstoffen durch schonenden Abbau erhaltene abgebaute Zellstoff auf an sich bekannte Weise in lösliche Cellulosederivate, wie acetonlösliche Celluloseacetate, übergeführt und entsprechende Lösungen derselben zu Fäden versponnen werden.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangszellstoffe bei Durchschnittspolymerisationsgraden nach Staudinger um etwa iooo keine wesentlich höheren Methoxylwerte, bezogen auf den Celluloseanteil, als etwa o,20/, bzw. o,i2 °/o, bezogen auf die Nitrate mit etwa 130/, Stickstoffgehalt, und keine wesentlich höheren Bromzahlen nach Tingle als etwa i besitzen.