DE971618C

DE971618C - Verfahren zur Herstellung von Viscosekunstseidenfaeden

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Publication number: DE971618C
Application number: DEP44201A
Authority: DE
Original assignee: CHIMIOTEX; Chimiotex SA
Current assignee: CHIMIOTEX; Chimiotex SA
Priority date: 1948-05-11
Filing date: 1949-05-28
Publication date: 1959-02-26
Also published as: GB650896A; CH283711A; US2586796A; FR985847A; NL88549C

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 26. FEBRUAR 1959

p 44201IVel29b D

Chimiotex S.A., Tanger

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Viscosekunstsei.de einer sehr hohen Qualität.

Das bekannte Verfahren zur Herstellung von Kunstseide aus Viscose besteht zur Hauptsache in dem Verspinnen: einer Viscose durch feine Öffnungen hindurch in ein wäßriges Spinnbad., welches die gebildeten Fäden, ausfüllt und zersetzt. Das Bad setzt sich im allgemeinen, aus einer verdünnten Schwefelsäurelösung zusammen, welche auch Salze enthalten kann. Ausgedehnte Versuche sind vorgenommen worden, um nach, diesem Verfahren Fäden hoher Dehnung oder Festigkeit zu erhalten, und es sind zu diesem Zweck Verfahren, vervollkommnet worden, insbesondere solche, bei denen die Fäden beim Ausspannen fortlaufend eine Verstreckung erfahren. Auf diese Weise sind Erzeugnisse mit einer Festigkeit von 3,8 bis 4 g/den erhalten worden.

Im Jahre 1926 und in den folgenden Jahren hat Li Ii en feld eine Anzahl von Verfahren vorgeschlagen, welche auf dem Gebrauch eines Spinnbades beruhen, das im wesentlichen aus einer hochkonzentrierten Säure besteht, insbesondere aus Schwefelsäure mit einer Konzentration von 45 bis 75 Gewichtsprozent. So ist in der deutschen Patentschrift 593 833 die Verwendung von Schwefelsäure von wenigstens 55% Stärke beschrieben und in der britischen. Patentschrift 274 690 der Ersatz dieser Säure ganz oder teilweise durch, eine andere starke Mineralsäure vorgeschlagen, worden. In. der deutschen Patentschrift 643 543 dehnt Lilienfeld die untere Grenze der Schwefelsäurekonzentration auf 45% aus und benutzt Viscose, welche höchstens 5 °/o Ätzalkali enthält. Die Verwendung von Viscose, die aus Alkalicellulose hergestellt worden, ist, die

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nur eine kurze Zeit lang reifen gelassen worden ist, ist in der britischen Patentschrift 317 608 vorgeschlagen, und in diesem Fall ist angegeben, daß die Schwefelsäurekonzentration nicht geringer als 48 bis 50 Gewichtsprozent sein soll. Schließlich erwähnt die britische Patentschrift 321 679 die Verwendung von gasförmigen Mineralsäuren, oder Anhydriden als Koagulationsmittel.

Eine Analyse der verschiedenen Vorschläge von Lilienfeld hat ergeben, daß die Herstellungsbedingungen sich in sehr weiten Grenzen ändern können, um Erzeugnisse von mehr oder weniger Wert zu, geben.

Die hauptsächlichsten Varianten sind:
a) Die Ausgangscellulose kann aus Baumwollinters oder Holzzellstoff erhalten werden.

b) Die Alkalicellulose kann in einem geringen oder einem großen Ausmaß reifen gelassen werden.

c) Die Xanthagenierung der Alkalicellulose kann mit veränderlichen Mengen von Schwefelkohlenstoff, z, B. von 30 bis 60% oder sogar mit so hohen Mengen wie 150%, auf das Gewicht der α-Cellulose in dem behandelten Material berechnet, ausgeführt werden.

d) Die Herstellung der Viscose kann variiert werden, so daß das Produkt 5 bis 8% oder sogar bis zu 12% Cellulose und 8 bis 5% oder sogar weniger Ätzalkali enthält.

e) Die Viscose kann einer schwachen oder einer starken Reifung unterworfen werden.

f) Das Spinnbad kann aus Schwefelsäure von einer Konzentration von 45 bis 75 Gewichtsprozent bestehen und zusätzliche Salze enthalten. Die Temperatur des Bades kann von — 10 bis + 50⁰ C variiert werden.

g) Die Länge des Fadendurchlaufweges, durch das Spinnbad kann von 3 bis 200 cm variieren.

h) Die Fäden können nach Verlassen des Spinnbades und, bevor sie gewaschen werden, durch Luft laufen, und die Länge dieses: Weges durch die Luft kann. 20 bis 120 cm betragen oder sogar 200 cm erreichen.

i) Die lineare Durchlaufgeschwinidigkeit der Fäden durch das Bad kann von 10 bis 60 m je Minute variieren.

j) Die Fäden können schnell gewaschen werden.

k) Die Fäden können verstreckt werden, indem sie über feste Oberflächen oder über Rollen geführt werden, welche mit zunehmend größer werdenden Geschwindigkeiten umlaufen. P5

Durch die vorgenannten Verfahren, können Fäden erhalten werden, welche eine Festigkeit von mehr als· 2 g/den haben.

Obgleich zahlreiche Untersuchungen vorgenommen worden sind, um diese Verfahren zu studieren, ist bis heute keine tatsächlich befriedigende Technik ausgearbeitet worden. Durch zweckentsprechende Wahl der Arbeitsbedingungen ist es möglich gewesen, Fäden mit einer Festigkeit von 3 oder sogar 4 g/den herzustellen, aber diese Erzeugnisse besaßen keine genügende Dehnbarkeit und waren infolgedessen für Textilzwecke von geringem Wert. Die Erzeugnisse hatten auch geringen Widerstand gegen Bruch bei wiederholtem Biegen und waren schwierig gleichmäßig zu färben. Die hohe Festigkenit der Erzeugnisse legte nahe, daß sie bei der Herstellung von Cordeinlagen zur Verstärkung von, Luftreifendecken einen Wert haben könnten, aber ihre geringe Dehnbarkeit machte sie für diesen Zweck unbrauchbar.

Aus diesen Gründen ist industriell nur eine geringe Menge von Garn unter Verwendung des Lilienfeld-Verfahrens hergestellt worden. Vor 1939 wurde derartiges Garn für Taschentücher und Nähgarn benutzt. Man hat auch Hemden daraus hergestellt, aber es ergab sich, daß diese geringen Widerstand gegen Reiben haben, und sich schnell an den Manschetten: und Kragen, abnutzten.

Während der Jahre 1939 bis 1945 wurden in Deutschland Versuche gemacht, um Fäden einer 'höheren Dehnbarkeit herzustellen, aber diese Bemühungen scheinen nicht viel Erfolg gehabt zu haben. In England ist jedoch ein Erzeugnis nach dem· Lilienfeld-Verfahren hergestellt worden, und dieses Erzeugnis, das den Handelsnamen. »Durafil« erhalten hat, ist Gegenstand einer Veröffentlichung von L. Rose in dem »Journal of the Society of Dyers and Colourists«, Bd. 16, Nr. 5, S. 113 bis 118. Eines der kennzeichnenden Merlanale dieses Erzeugnisses ist die Möglichkeit, sehr feine Fäden von niedrigem Titer, beispielsweise bis herab zu 0,3 den, zu erzeugen.

In der folgenden Tabelle I sind die Eigenschaften eines in Deutschland nach dem Lilienfeld-Verfahren erzeugten Fadens und diejenigen von »Durafil«-Fäden miteinander verglichen.

Tabelle I

Deutscher Faden

»Durafil«

Faden

Festigkeit (trocken)

Festigkeit (naß)

Dehnung bis zum Bruch (trocken)

Dehnung bis zum Bruch (naß)

Knotenfestigkeit (trocken)

Knotendehnung bis zum Bruch (trocken)
Arbeit bis zum Bruch

ι den
5,0 g/den

3.4 g/den
5.9 %

6.5 %

2.6 g/den
3,8 %

0,3 den
5,6 g/den
3,9 g/den
6,5 %
7,5 %

3.4 g/den

4.5 °/o

14,3 g · cm/m/den

Der als »Arbeit bis zum Bruch« definierte Begriff ist ein Maß der Fläche, die zwischen der Zug-Beanspruchungs-Kurve oder der Festigkeits-Dehnungs-Kurve und den rechtwinkligen. Achsen eingeschlossen ist, auf welchen die Kurve aufgetragen ist.

Rose gibt in der obengenannten Veröffentlichung an, daß, obwohl »Durafil« gefärbt werden kann, sein Färben ein kostspieliger Vorgang sei

ίο und daß nur in einigen Fällen starke Tönungen erhalten werden können. Es wird auch angegeben, daß das Erzeugnis nicht zur Verstärkung von Reifen geeignet ist. Dies ist auf den Umstand zurückzuführen, daß »Durafil« einen großen Teil seiner Stärke verliert, wenn es zu Cordfäden gedreht oder verzwirnt wird, und die erhaltenen Cordfäden einen geringen Widerstand gegen wiederholtes Biegen haben und tatsächlich nicht so stark sind wie diejenigen, welche aus gewöhnliehen Fäden hoher Festigkeit erhalten werden.

Aus dieser Zusammenfassung des Standes der Technik ist ersichtlich, daß, obwohl das Lilienfeld-Verfahren zu beträchtlichen Hoffnungen berechtigte, es bisher nicht möglich gewesen ist, mit seiner Hilfe Fäden von hoher Festigkeit und gleichzeitig guter Dehnbarkeit zu erzeugen. Die vorliegende Erfindung beruht auf der Entdeckung, daß es durch Kombination einer Anzahl von bestimmten Bedingungen möglich ist, tatsächlich Er-Zeugnisse von einer sehr hohen Qualität zu erhalten.

Gemäß dem deutschen Patent 838936 ist ein Verfahren zur Herstellung von Viscosekunstseidenfäden mit einer Festigkeit von 5 g/den und darüber vorgeschlagen worden, bei dem man aus einem veredelten Zellstoff mit mindestens 94^fl/o ot-Cellulosegehalt oder aus Linters eine Viscose herstellt, bei welcher das Verhältnis von Alkali zu Cellulose wenigstens 1 : 2, beispielsweise 8% Alkali und 6,5% Cellulose, beträgt und welche infolge kurzer Vorreife einen Polymerisationsgrad von möglichst über 500, jedoch nicht unter 450, und einen y-Wert von etwa 44 besitzt, woraus dann in einem Fällbad von 900 bis 1010 g/l Schwefelsäure bei einer Temperatur von nicht über 21⁰C Fäden vom Titer 0,5 bis 1,5 in an sich bekannter Weise unter starker Verstreckung gesponnen und darauf gewaschen, nachbehandelt und getrocknet werden.

Bei dem Verfahren gemäß dem vorstehend genannten Patent bleibt bei einem Titer von weniger als 0,5 den der Versuch einer technisch brauchbaren Produktion ergebnislos.

Demgegenüber besitzt das Verfahren gemäß der Erfindung den Vorteil, daß man bei seiner Anwendung Fäden mit Einzeltitern von 0,5 den oder weniger von einer sehr hohen Qualität und hoher Gleichmäßigkeit erhalten kann.

Gemäß der Erfindung wird bei einem Verfahren zur Herstellung von Viscosekunstseidenfäden, die in lufttrockenem Zustand eine größere Festigkeit als 4,8 g/den und eine größere Dehnung als 8% beim Bruchpunkt haben, bei dem in ein Schwefel-Säurebad bei Temperaturen von 10 bis 30⁰C eine Viscose ausgesponnen wird, die vorzugsweise nicht mehr als 7 Gewichtsprozent Cellulose und 6,5 bis 8,21 Gewichtsprozent Ätznatron enthält und einen Xanthogeniergrad (γ) zwischen 40 und 50, vorzugsweise zwischen 44 und 47, besitzt, von einer Cellulose ausgegangen, welche weniger als 25 Gewichtsprozent Molekularketten mit einem Polymerisationsgrad unter 500 und weniger als 4 Gewichtsprozent Molekularketten mit einem Polymerisationsgrad unter 250 enthält und deren Alkalicellulose einen mittleren Polymerisationsgrad von mehr als 450 aufweist, und in dem Bad eine Schwefelsäurekonzentration angewendet, die zwischen 58,5 und 72⁰Zo liegt und durch die Formel go

Schwefelsäurekonzentration
in Gewichtsprozent = 1,26 γ + 8 ± 2

bestimmt ist, wonach die noch spinnfeuchten Fäden um 150 bis 280⁰ verstreckt, danach gewaschen, entspannt und schließlich aufgewickelt oder aufgespult und verzwirnt werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat die verwendete Viscose einen y-Wert zwischen 44 und 47, während der Gewichtsprozentsatz der Schwefelsäurekonzentration 1,26 7 + 8 + 2 ist und der Verstreckungsgrad 200 bis 250% beträgt.

Die Erfindung zeichnet sich gegenüber dem früheren Vorschlag dadurch aus, daß sie technisch genau reproduzierbar ist und die Herstellung hochwertiger Kunstseidenfäden möglich macht, die eine bisher unerreichte Gleichmäßigkeit im Titer, in der Festigkeit, in der Bruchdehnung, in der Arbeit bis zum Bruch und in der Anfärbbarkeit besitzen und sich durch einen außerordentlich angenehmen Griff auszeichnen, der denjenigen von Naturseide übertrifft.

Tabelle II

Sorgfältig gereinigte Baunrwollinters

Bisulfitholzzellstofi,

gereinigt mit kalter

konzentrierter

Natronlauge

Sulfatholzzellstoff

Ketten mit einem Polymerisationsgrad
zwischen 250 und 500

Ketten mit einem Polymerisationsgrad
unter 250

30%
12%

i5°/o
25%

Der Durchschnittspolymerisationsgrad wird durch Messen der Viscosität einer sorgfältig bereiteten Cellulosenitratlösung in einem geeigneten organischen Lösungsmittel und Multiplizieren der so bestimmten Viscosität mit der von Staudinger angegebenen Konstante bestimmt. Die Lösung von Cellulose oder des entsprechenden Cellulosenitrats kann fraktioniert werden und die mittlere Kettenlänge oder der Polymerisationsgrad der Fraktionen auf die gleiche Weise bestimmt werden (vgl. H. Dostal und H. Mark, »Transactions of the Faraday Society«, Bd. 33, 1937, und N. Drisch, »Etudes de la Cellulose« Conference de Perfectionnement Technique, Maison de la Chemie, Paris). Die Zusammensetzung einiger kennzeichnender Zellstoffarten ist in der vorstehenden Tabelle II angegeben.

Aus der Tabelle II ist ersichtlich, daß gereinigte Baumvollinters als Rohmaterial für die Herstellung von Viscose zur Verwendung gemäß der Erfindung sehr geeignet sind, während die typischen Holzzellstoffarten dies nicht sind. Nichtdestoweniger ist ersichtlich, daß die Erfindung nicht auf die Verwendung von Baumwollinters beschränkt ist und daß ein Holzzellstoff, der den oben angegebenen Anforderungen hinsichtlich des Polymerisationsgrads der Cellulose entspricht, ebenfalls angewendet werden kann. Cellulosen von verhältnismäßig kurzer Kettenlänge ergeben Viscosefäden, die in starker Schwefelsäure leichter löslich sind, und sie sind aus diesem Grund ungeeignete Ausgangsmaterialien.

Der Xanthogeniergrad der Cellulose, der durch das Symbol γ dargestellt wird, bezeichnet die Anzahl von Hydroxylgruppen, die von CS₂-Gruppen je 100 Glucoseeinheiten (d.h. C_e H₁₀ O₅-Einheiten) substituiert sind. y-Werte unter 40 sind unbrauchbar, da sie Erzeugnisse von geringer Dehnbarkeit ergeben, und eine obere Grenze ist durch den TJmstand gesetzt, daß Schwefelsäure von einer größeren Stärke als 72% eine solche starke Lösungswirkung auf die Viscosefäden hat, daß eine sehr schnelle Verdünnung auf eine niedrigere Konzentration notwendig wird.

Bei der Herstellung der Viscose aus der Cellulose auf dem Wege über Alkalicellulose werden vorzugsweise die Bedingungen so eingestellt, daß eine Viscose erhalten wird, die nicht mehr als 7°/° Cellulose und nicht weniger als 6,5% Natronlauge (vorzugsweise zwischen 6,5 und 8,2% Natronlauge) enthält. Die Viscosität der Viscose soll größer als 150 cgs-Einheiten (Poises) und vorzugsweise größer als 200 bis 250 cgs-Einheiten sein,

Die optimale Säurekonzenträtion für eine Viscose von einem bestimmten y-Wert wird durch die oben angegebene Formel bestimmt und stelle die Spitze oder den Gipfel der etwa parabolische Form besitzenden Kurve dar, die für einen gegebenen v-Wert die Festigkeit bzw. Dehnung mit der Schwefelsäurekonzentration verbindet. Die in die

- - Formel eingeschlossene Toleranz ± 2^fl/o gewährleistet einen Spielraum nach jeder Seite des optimalen Wertes, in dem noch Erzeugnisse mit Eigenschaften erhalten werden, die dicht bei dem Optimum liegen.

In einem dreidimensionalen Diagramm mit dem γ-Wert auf der X-Achse, der prozentualen Säurekonzentration auf der F-Achse und der Festigkeit oder Dehnung auf der Z-Achse ist der Ausdruck C = f (γ) im wesentlichen eine gerade Linie in der Λ'-F-Ebene. Eine senkrechte Ebene durch diese Linie enthält eine Kurve, welche die optimale Festigkeit (oder Dehnung) für die beste Kombination von Konzentration und y-Wert darstellt. Die Form des dreidimensionalen Diagramms ist in Fig. ι der Zeichnung veranschaulicht.

Erzeugnisse von höchster Qualität werden erhalten, wenn Viscose mit einem p'-Wert von ungefähr 45 und eine Säurekonzentration von ungefahr 65 % benutzt wird. Kurven, welche die Festigkeit (naß und trocken) mit der Säurekonzentration für drei Werte von γ verbinden, sind in Fig. 2 der Zeichnung dargestellt. Es ist ersichtlich, daß diese Kurven nicht als absolut genau angesehen werden können; sie geben vielmehr einen Anhalt für die allgemeine Art der erhaltenen Ergebnisse. Es ist natürlich erwünscht, die optimalen Bedingungen auszuwählen, z. B. diejenigen Bedingungen, welche mit der größten Sicherheit Fäden erzeugen, die eine größere Trockenfestigkeit als 4,8 g/den besitzen.

Wie schon angegeben, sollen die Fäden auf ein Ausmaß von 150 bis 280% (vorzugsweise 200 bis 250'%) kontinuierlich bei ihrer Herstellung, während sie noch naß von dem Spinnbad sind, verstreckt werden. Der Verstreckungsgrad wird als das Verhältnis der Zunahme der Länge zu der ursprünglichen Länge berechnet. In diesem Zusammenhang wird vorzugsweise das Verfahren nach der französischen Patentschrift 943 103 zur Anwendung gebracht, bei dem die ausgefällten Fäden verstreckt und dann über wenigstens eine Führungsoder Vorschubwalze geführt werden, bevor sie auf eine Abwickelvorrichtung laufen. Der Faden wird dabei 3, 5 oder 10 oder mehr Meter unter Spannung in Luft zwischen der genannten Vorschubwalze und der Aufwickelvorrichtung während einer Zeitdauer von wenigstens 3 Sekunden laufen gelassen. Durch diese Maßnahme wird die Spannung in dem Faden ausgeglichen, und es wird ein homogenerer Faden mit weniger inneren Spannungen erhalten. Dadurch, daß man die Fäden durch Aufhebung der Verstreckungsspannung ausruhen läßt und entspannt, wird ein Erzeugnis erhalten, das weniger Neigung zum Schrumpfen als ein üblicher verstreckter Faden besitzt.

Beispiel 1

Für die Herstellung einer Viscose wurden sorgfältig gebleichte Baumwollinters ausgewählt, welche die folgenden Eigenschaften hatten:

Gehalt an α-Cellulose 98,2 %

Löslichkeit in 7°/oiger Natronlauge

bei 90⁰ C 1,8%

Mittlerer Polymerisationsgrad 850

Ketten mit einem Polymerisationsgrad

über 500 75,2%

Ketten mit einem Polymerisationsgrad

von 250 bis 500 22,0%

Ketten mit einem Polymerisationsgrad

unter 250 2,8«/»

Die Durchschnittsgewichtsverteilung der Kettenlängen der Cellulosemoleküle wurde nach dem oben beschriebenen Verfahren bestimmt, wobei eine sorgfältig hergestellte Nitrocellulose, welche in Aceton gelöst war, benutzt wurde.

100 kg dieser Baumwollinters in Form von Blättern wurden in ein Bad eingetaucht, welches 220 g Ätznatron je Liter bei 21⁰C enthielt. Die Blätter wurden dann derart ausgepreßt, daß 300 kg Alkalicellulose erhalten wurden. Die Alkalicellulose wurde darauf 3 Stunden lang bei 18⁰C zerkleinert, und während dieses Arbeitsvorganges wurden 500 g Kieferöl (Pineöl) hinzugefügt. Die auf diese Weise erhaltene flockige Masse wurde während 6 Stunden bei 18⁰C reifen gelassen. Am Ende dieses Arbeitsvorganges entsprach die mittlere Kettenlänge der Alkalicellulose einem Polymerisationsgrad von 500. Die Alkalicellulose wurde dann in einen Trommelbehälter bekannter Art eingebracht und einem Vakuum von 720 mm Quecksilber unterworfen. 45 kg Schwefelkohlenstoff wurden hinzugefügt, und die Trommel wurde während 2 Stunden bei 25⁰C langsam umlaufen gelassen.

Das auf diese Weise erhaltene Celluloseexanthogenat wurde in kalter verdünnter Natronlauge gelöst, um eine Viscoselösung zu erzeugen, die 6,3 % Cellulose und 7,8^€/o Ätznatron enthielt. Während der Auflösung stieg die Temperatur, die zuerst auf 6° C herabgesetzt war, während 5 Stunden auf 14⁰ C. Gegen Ende der Lösungszeitdauer wurde ι kg eines Schaum Verhinderungsmittels (z. B. eine Mischung von höheren verzweigten aliphatischen Alkoholen mit 7 bis 10 Kohlenstoffatomen oder Trikresylphosphat) zugesetzt. Die Viscose wurde darauf während einer Zeitdauer von 8 Stunden in einem Vakuum von 750 mm Quecksilber entgast.

Die Viskosität des Produkts betrug dann 205 cgs-Einheiten (Poises), und es wurde gefunden, daß die Viscose nach Reifen während 40 Stunden bei 14⁰ C einen j/-Wert von 43,5 hatte.

Die so erhaltene Viscose wurde durch eine Spinndüse mit 600 Löchern in ein Bad versponnen, das 62,8 Gewichtsprozent Schwefelsäure bei i8° C enthielt. Die ausgesponnenen Fäden Hefen durch das Bad über eine Strecke von 45 cm und wurden dann um eine erste Walze oder Rolle von 10 cm Durchmesser, die mit 64 Umdr./Min. umlief, und dann um eine zweite Walze von gleichem Durchmesser geführt, die mit 200 Umdr./Min. umlief.

Die verstreckten Fäden wurden dann in ein wäßriges Zersetzungsbad bei 20⁰ C geführt, das die folgende Zusammensetzung aufwies:

Natriumsulfat 200 g/l

Schwefelsäure 140 g/l

(für ein derartiges Bad kann ein gebrauchtes Spinnbad benutzt werden).

Die Fäden Hefen über 100 cm in diesem Bad und wurden dann auf eine dritte Walze geführt, die ähnlich der ersten und zweiten Walze war, aber mit nur 195 Umdr./Min. umlief. Hierdurch wurden die Fäden entspannt und ausruhen gelassen. Schließlich wurden die Fäden in einem üblichen Spinntopf, der mit 7500 Umdr./Min. umlief, aufgewickelt. Das Volumen der Viscose, welche der Spinndüse zugeführt wurde, wurde durch eine Pumpe derart geregelt, daß ein Fadenkabel von den erhalten wurde.

Die Fäden wurden dann vollständig mit Wasser entsäuert und mit einer 1 %igen Lösung von sulfoniertem Cetylalkohol behandelt. Die Fäden hatten dann die folgenden Eigenschaften:

Festigkeit (trocken) 5,5 g/den

Festigkeit (naß) 4,2 g/den

Dehnung (trocken) 8,8%

Dehnung (naß) 9,2 °/o

Arbeit bis zum Bruch 22 g · cm/m/den

Mittlerer Polymerisationsgrad 490

Beispiel II

Das Verfahren des Beispiels I wurde mit folgenden Änderungen durchgeführt:

Baumwollinters

Mittlerer Polymerisationsgrad 1250 _gg

Ketten mit einem Polymerisationsgrad über 500 83,8%

Ketten mit einem Polymerisationfigrad zwischen 250 und 500 15,0%

Ketten mit einem Polymerisations-

grad unter 250 1,2 °/o

10 Stunden bei

Alkalicellulose

Das Reifen wurde während iy° C durchgeführt.

Viscose

Die Viscose enthielt 5,9°/» Cellulose und 8,0% Ätznatron. Ihre Viscosität betrug 280 cgs-Einheiten (Poises), und ihr γ-Wert nach Reifen während 36 Stunden betrug 46.

Spinnbad

Es wurde Schwefelsäure von 66% Stärke verwendet, und die Länge des Fadenweges in dem Bad betrug 50 cm.

Verstreckung Es wurde eine Verstreckung von 240% angewendet, und die Fäden wurden um die zweite Walze wenigstens zehnmal geführt, wobei diese Walze mit einer Führungsstange vereinigt war, so daß selbsttätig eine Verlagerung bzw. Ver-Schiebung der Windungen eintrat.

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Das auf diese Weise erhaltene Erzeugnis hatte die folgenden Eigenschaften:

Festigkeit (trocken) 5,7 g/den

Festigkeit (naß) 4,6 g/den

Dehnung (trocken) 9,5 %

Dehnung (naß) 10,0%

Arbeit bis zum Bruch 23,2 g· cm/m/den

Polymerisationsgrad 560

Schleifenfestigkeit 4,0 g/den

Schleifendehnung 6,8%

Die gemäß dem Verfahren nach der Erfindung erhaltenen Erzeugnisse zeigen daher wichtige Vorteile gegenüber den bisher hergestellten Erzeugnissen. So haben z. B. die Fäden bzw. Garne gemäß der Erfindung eine höhere Dehnbarkeit (Bruchdehnung) bei gleicher oder höherer Festigkeit und einen höheren relativen Wert der Naßfestigkeit in bezug auf die Trockenfestigkeit. Sie haben einen höheren Wert für die »Arbeit bis zum Bruch«, und dieser ist in Fig. 3 der Zeichnung veranschaulicht. In Fig. 3 sind die für die unter den Handelsnamen »Tenasco« und »Durafil« bekannten und von L. Rose in dem oben angeführten Artikel in dem »Journal of the Society of Dyers and Colourists« beschriebenen Erzeugnisse geltenden Kurven, welche auf der Grundlage der Angaben von L. Ro s e berechnet sind, mit den entsprechenden Werten eines Erzeugnisses gemäß Beispiel II der Erfindung (Kurve P) verglichen. Die Werte für die »Arbeit bis zum Bruch« für »Tenasco« und »Durafil« sind 24,2 bzw. 14,3, und der Wert für das Material P ist 23,2, auf dieselbe Grundlage bezogen. Die Fäden gemäß der Erfindung haben eine gute Biegsamkeit und Knotenfestigkeit, und die Leichtigkeit, mit der sie verzwirnt und verwebt werden können, macht sie für gewöhnliche Textilzwecke ebenso gut geeignet wie für Cordgarne für die Verstärkung von Reifen. Für den letzteren Zweck macht sie ihr hoher Dehnungsgrad bei Bruch (größer als 8%) besonders geeignet.

Während bisher nach dem Lilienfeld-Verfahren hergestellte Fäden Risse und Spalte zeigten, die insbesondere in Querschnitten sichtbar sind, haben Fäden gemäß der vorliegenden Erfindung weit weniger und nicht so ausgedehnte Risse und Spalte. Schließlich ist ersichtlich, daß gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellte Fäden sich leicht und gleichmäßig färben lassen und sich dadurch vorteilhaft von handelsüblichen Viscosef äden von hoher Festigkeit unterscheiden.

Claims

Patentansprüche:

ι. Verfahren zur Herstellung von Viscosekunstseidenfäden, die in lufttrockenem Zustand eine größere Festigkeit als 4,8 g/den und eine größere Dehnung als 8% beim Bruchpunkt haben, bei dem in ein Schwefelsäurebad bei Temperaturen von 10 bis 30⁰ C eine Viscose versponnen wird, die vorzugsweise nicht mehr als 7 Gewichtsprozent Cellulose und 6,5 bis 8,2 Gewichtsprozent Ätznatron enthält und einen Xanthogeniergrad (γ) zwischen 40 und 50, vorzugsweise zwischen 44 und 47 besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß von einer Cellulose ausgegangen wird, welche weniger als 25 Gewichtsprozent Molekularketten mit einem Polymerisationsgrad unter 500 und weniger als 4 Gewichtsprozent Molekularketten mit einem Polymerisationsgrad unter 250 enthält und deren Alkalicellulose einen mittleren Polymerisationsgrad von mehr als 450 aufweist, und daß die Schwefelsäurekonzentration in dem Bad zwischen 58,5 und 72% liegt und durch die Formel

Schwefelsäurekonzentration

in Gewichtsprozent = 1,26 γ + 8 + 2

bestimmt ist, wonach die noch spinnfeuchten Fäden um 150 bis 280% verstreckt, endgültig regeneriert, entspannt und dann aufgewickelt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der y-Wert der Viscose bei 45 liegt und die Konzentration der Schwefelsäure 65% beträgt.
3. Verfahrennach Anspruch ι oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstreckungsgrad 200 bis 250% beträgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Viskosität der Viscose größer als 150 cgs-Einheiten (Poises) und vorzugsweise größer als 200 bis 250 cgs-Einheiten (Poises) ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 838 936;

Berichte der dtsch. ehem. Gesellschaft, Nr. 33/43 und 25/44: i. »Versuche zur Weiterentwicklung der jetzigen Seduraspinnerei« (19. 4.43); 2. »Erzeugung von Sedurakunstseide und Zellwolle« (29. 4. 44) ;

»United States Department of Commerce, Office of Technical Services«, veröffentlicht 31. 10. 47.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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