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Verfahren zur Herstellung von Viskose Es ist das ständige Bestreben
der Viskoseindustrie, ihre Erzeugnisse immer mehr und mehr zu verbessern und zugleich
deren. Herstellung immer wirtschaftlicher zu gestalten. Eine: wesentliche Bedeutung
in beiden Richtungen hat die Konzentration an Alkali bei der Herstellung der Viskose.
Ihre Höhe beeinflußt einerseits sehr stark die Filtrationsfähigkeit der Viskose,
aber auch deren Spinn- und Verstreckungseigenschaften und damit die Eignung zur
Herstellung hochfester Garne und Fasern. Andererseits bestimmt der Gehalt der Viskose
an Alkali sehr wesentlich den Gestehungspreis. der Viskose selbst, zugleich aber
auch den Verbrauch an Säure beim Zersetzen der geformten Gebilde.
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Der Senkung des Alkaligehaltes der Viskose steht die damit wachsende
Verschlechterung des Lösungszustandes entgegen, so daß es beim heutigen Stand der
Technik im allgemeinen nicht möglich ist, Viskosen mit einem Alkaligehalt unter
4,5 % wirtschaftlich zu filtrieren. Zur Herstellung von hochfesten Garnen mit besten
elastischen Eigenschaften, wie sie zur Erzeugung von leistungsfähigen Automobil-
und Flugzeugreifen.
benötigt werden., lassen sich nach den bisherigen
Erfahrungen Viskosen mit so niedrigem Alkaligehalt nicht gut verwenden.
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Bei der Erzeugung normaler Kunstseide und Zellwolle ergeben Viskosen
mit sehr niedrigem Alkaligehalt sehr leicht Gespinste mit ungleichmäßiger Anfärbbarlceit.
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Es ist nun ein Verfahren entwickelt worden, das es ermöglicht, einerseits
Viskosen herzustellen mit einem sehr niedrigen Alkaligehalt, z. B. unter 4%, ja
sogar unter 3°/o Gesamtalkali, die trotzdem eine ausgezeichnete Filtrierfähigkeit
aufweisen und. zugleich Garne und, Fasern von sehr guten Eigenschaften bezüglich
Festigkeit, Dehnung, Sortierung und Anfärbung liefern, oder andererseits Viskosen
der üblichen Zusammensetzung, aber mit deutlicher Verbesserung der Filtrierbarkeit
und der Fasereigenschaften herzustellen.
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Das Verfahren besteht darin, daß man eine Viskose mit: einem Gesamtalkaligehalt
von, 8 bis 9 % oder einem dieser günstigsten Konzentration möglichst nahe kommenden
Alkaligehalt, die aus einem inüNicher Weise hergestellten Cellulosexanthogenat gewonnen
wurde, erst nach einer Verweilzeit von mindestens 8 Stunden, vorzugsweise 12 bis
24 Stunden, vom Lösebeginn an gerechnet, um mindiestens ein Siebentel ihres Volumens
mit Wasser, wäßrigen Lösungen, oder wäßrigen Dispersionen zu der gewünschten Konzentration
an Cellulose und Alkali verdünnt. Diese Verdünnung kann. ohne weiteres ioo bis 200
% und mehr betragen.
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Die Viskose kann auf faserartige oder flächige Gebilde verarbeitet
werden, wobei gegebenenfalls die Fällungsbedingungen dem niedrigeren AlkaligehaIt
der Viskose angepaßt werden müssen.
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Nach diesem Verfahren hergestellte Viskosen verbrauchen weniger Filtermaterial
und, gegebenenfalls weniger Spinnbadsäure und liefern zugleich z. B. Garne und Fasern.
von besseren textilen und färberischen, Eigenschaften als Viskosen, die durch sofortiges.
Lösen des Cedlulosexanthogenats zu der Endzusammensetzung hergestellt worden sind:.
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Sollten die üblichen Xanthogenatlöser zur Herstellung der höherviskosen
Vor-Viskose, wie sie besonders bei der Herausarbeitung sehr alkaliarmer Viskosen
anfallen kann., nicht geeignet sein und. will man sich nicht zu sehr von der günstigsten
Alkalikonzentration von 8 bis 9 0/a entfernen, so ist es möglich, durch. eine entsprechend
verlängerte Vorreife der Alkalicellulose deren Dürchschnittspolymerisationsgrad
zu verkleinern., z. B. auf 25o bis 300 statt auf 3oo bis 35o, ohne die Güte
der Produkte merklich zu schädigen.
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Andererseits kann man, aber zur Herstellung hochviskoser Xanthogenatlösungen
auch hochleistungsfähige Schneid-Knet-Mischwerke wählen, welche z. B. nach dem Fräserprinzip
ohne wesentliche Erhöhung dies Kraftbedarfs eine homogene Durcharbeitung sehr zäher
Massen erlauben.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, zur Herstellung einer alkaliarmen
Viskose das Cellulosexanthogenat in einem gesonderten Arbeitsgang zunächst in eine
alkali- und cellulosereiche Viskose mit einem Gehalt von 16% Cellulose und über
8%, vorzugsweise 9 % und mehr Alkali umzuwandeln und diese erst nach Zwischenschaltung
einer angemessenen Lösezeit in einer zweiten Arbeitsstufe mit verdünntem Alkali
oder Wasser auf die gewünschte Alkalikonzentration von etwa 4,5 % zu verdünnen.
Die einzuschaltende Lösezeit soll 15, 30 oder 6o Minuten betragen. Es hat sich jedoch
herausgestellt, daß eine so kurze Verweilzeit nicht geeignet ist, die anfänglich
aufgezeigten Schwierigkeiten zu beheben, sondern daß es einer erfindungsgemäßen
Unterbrechung von wenigstens 8 Stunden zwischen den beiden. Löseprozessen bedarf,
um die gewünschte Verbesserung der Filtrierfähigkeit sowie der physikalischen. und
färberischen Eigenschaften der Fertigerzeugnisse zu erreichen.
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Beispiel i 3oo Teile eines vorhydrolysierten Kiefernsulfatzellstoffes
werden durch Tauchen in i90/aiger Natronlauge von 25°, Abpressen, Zerfasern, Vorreifen
und Sulfidieren mit 38 % Schwefelkohlenstoff zu-einem Cellulosexanthogenat umgesetzt,
das auf drei verschiedene Arten zu Viskosen von der Zusammensetzung 7 % Cellulose
und 6,5 0/0Na O H gelöst wurde.
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a) Das erste Drittel des Xanthogenats wird nach Eintragen in die gesamte
für die Endzusammensetzung berechnete Löselaugenmenge unter kräftigem Rühren innerhalb
5 Stunden gelöst. Der Fz-Wert dieser Viskose beträgt Ios bis iio bei einer Kugelfallviskosität
von: 43 Sekunden. Die Viskose wird nach Erreichen des günstigsten Reifegrades unter
starker Verstreckung versponnen und ergibt Garne mit 335 bis 340 g/ioo den Trockenfestigkeit,
. o5 bis 2io g/ioo den l,Taßfestiälce't und i i bis 11,3 % Trockendehnung.
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b) Das zweite Drittel des Xanthogenats wird in so viel Löselauge eingetragen.,
daß eine Viskose von 9 0/m Cellulose und. 8,4 0lo Na O H entsteht. Nach 4st., id,igem
kräftigem Rühren wird die Viskose mit Wasser auf die gewünschte Endkonzentration
von 70.%o Celluläse und 6,5% NaOH eingestellt und in i Stunde fertiggelöst.
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Der Fz-Wert dieser Viskose liegt bei ioo bis io5, die Kugelfallviskosität
bei 41 Sekunden. Die unter den. gleichen Bedingungen wie bei i a gesponnenen Garne
zeigen Trockenfestigkeiten von 34o bis 345_ g/ioo den, Naßfestigkeiten von 2io bis
215 g/ioo den und eine Trockendehnung von i i bis 11,5 0/0.
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c) Däs letzte Drittel des Xanthogenats wird wie bei i b zu einer Viskose
von 9 0/a Cellulose und 8,4 % Na 0 H gelöst, aber die Viskose 18 Stunden bei 15°
nachreifen gelassen. Anschließend: wird sie zu der Endzusammensetzung von
70/0 Celltilose und 6,5 % NaOH mit Wasser verdünnt. Diese Viskose zeigt bei
36 Sekunden. Kugelfallviskosität einen Fz-Wert von 7o bis 75 und gibt beim Verspinnen
unter den gleichen Bedingungen wie bei r a und i b Garne mit 36o bis 36S g/ioo den
Trockenfestigkeit, 225 bis 23o g/ioo den Naßfestigkeit und 11,5 bis i2% Trockendehnung.
Beispiel
2 Zoo Teile eines üblichen Fichtensulfit-Kunstseidezellstoffs werden durch Tauchen
in i8o/oiger Natronlauge von 25°, Abpressen und Zerfasern in Alkalicellulose übergeführt.
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a) Die eine Hälfte der Alkalicellulose wird nach einer Vorreife von
q.o Stunden bei 25° mit 33 0/0 Schwefelkohlenstoff in 3 Stunden bei 25 bis 30° sulfidiert,
das Xanthogenat sogleich in die gesamte Löselaugenm@enge, die zum Erreichen der
Endzusammensetzung von 8,8 % Cellulose und 6,2 0/0 Na.O H notwendig ist, eingetragen
und innerhalb q. Stunden gelöst. Der Fz-Wert liegt bei etwa 35. Die Viskose wird
in üblicher Weise unter mäßiger Verstreckung zu Fäden versponnen, die Fäden ,verden
auf fester Unterlage gesammelt, gewaschen, nachbehandelt und getrocknet. Die Anfärbung
mit hochempfindlichen subs.tantiven Farbstoffen zeigt beträchtliche Ungleichmäßigkeit.
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b) Die andere Hälfte der Alkalicellulose wird nach einer Vorreife
von 96 Stunden. bei 25° mit 33 0/0, Schwefelkohlenstoff in 3 Stunden bei 25 bis
30° sulfidiert und das Xanthogenat innerhalb 5 Stunden unter kräftigem Mischen zu
einer Viskose mit 11,4 °/a Cellulose und 8 %, Na0 H gelöst.
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Nach einer Verweilzeit von 18 Stunden wird die Viskose durch Zusatz
von, Wasser auf die gewünschte Endkonzentration von. 8,8 °/a Cellulose und 6,2 %
NaOH gebracht. Sie zeigt einen Fz-Wert von 20, wird. filtriert und wie bei :2a verarbeitet.
Die An.färhung ist deutlich gleichmäßiger als bei 2 a,. Beispiel 3 Zoo Teile Buchensulfitzellstoff
von üblicher Herstellungsweise werden in igo/oiger Natronlauge getaucht, abgepreßt
und; zerfasert; die Alka,licellulose Wird. 32 Stunden, bei 25° vorgereift, mit 35
0/a Sch.wefelkohlenstoff 3 Stunden bei 25 bis 30° sulfidiert und auf zwei Arten
zu Viskosen mit 8°/o Cellulose und 3,8 % Na,0 H gelöst.
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a) Die eine Hälfte des Xanthogenats wird; in üblicher Weise zu einer
Viskose der Zusammensetzung: 8 % Cellulose und, 3,8 °/a Na0 H gelöst. Der Fz-Wert
beträgt i5o. Beim Verspinnen, auf Zellwolle unter üblichen Bedängungen treten. bei
Reifeunterschieden von a° Ammonchlorid nach Hottenroth (i i bzw. 9) in der fertigen.
Faserflocke deutlich Farbunterschiede auf.
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b) Die zweite Hälfte dies Xanthogenats wird in einem fräsartig arbeitenden.
Schneid-Knet-Mischwerk zu einer Viskose von 16,8 % Cellu.lose und 8 % Na, OH gelöst
und nach 2q.stündiger Verweilzeit bei 25° mit Wasser auf eine Konzentration von
8 % Cellulose und 3,8 % Na 0 H verdünnt und filtriert, wobei ein Fz-Wert von 85
festgestellt wird. Dann wird entlüftet und wie bei 3 a versponnen. Bei Reifeunterschieden
wie bei 3 a zeigen sich keine merklichen Farbunterschiede in der fertigen Flocke.
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Die Messung des Fz-Wertes (Filterverstopfungszahl) ist im Merkblatt
6 dies Vereins der Zellstoff-und Papier-Chemiker und -Ingenieure beschrieben.