DE974699C - Verfahren zur Herstellung von kuenstlichen Gebilden, wie Faeden oder Fasern, hoher Trocken- und Schlingenfestigkeit durch Verspinnen von Viscose - Google Patents

Description

Unter Verwendung der üblichen Müllerbäder lassen sich auch bei Verstreckung des Fadens im Spinnprozeß nur Fäden von noch nicht befriedigender Trockenfestigkeit erzielen. Später hat man gefunden, daß sich Fäden von stark gesteigerter Festigkeit herstellen lassen, wenn man Fällbäder von hohem Säuregehalt benutzt. Beispielsweise wurden Schwefelsäurekonzentrationen von 45 bis 70% als Spinnbad benutzt.

Derartige Verfahren haben sich j edoch in der Technik nicht einführen können, da die Schwefelsäure des Fällbades beim Hereinspinnen der Viscose stark

verdünnt wird und das Einengen der gebrauchten Spinnbäder schwierig und unwirtschaftlich ist. Es sind im Schrifttum Verfahren beschrieben, Fäden gesteigerter Festigkeit herzustellen durch Verspinnen von Viscose aus wenig oder nicht gereifter Alkalicellulose in zinksulfathaltige Fällbäder von einem Säuregehalt von 100 bis 150 g H₂SO₄ pro Liter. Durch Verstrecken der in diesen Bädern ausgefällten Fäden im Spinnprozeß können Fäden hoher Festigkeit erhalten werden. Ein Nachteil dieser Verfahren ist jedoch die Verwendung von Viscosen aus ungereifter Alkalicellulose. Es ist dadurch erforderlich, entweder

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Viscosen geringen ZeUstoffgehaltes zu verspinnen, was unwirtschaftlich ist, oder es werden Spinnlösungen stark erhöhter Viscosität erhalten, die sich schlecht filtrieren lassen und zu Spinnstörungen Anlaß geben.
In der deutschen Patentschrift 597 875 ist ein Verfahren zur Herstellung von Viscosekunstfasern angegeben, nach welchem eine aus ungereifter Alkalicellulose gewonnene hochsulfidierte Viscose geringen Cellulosegehaltes und hoher Viscosität in ein neben 10 bis 30% freier Schwefelsäure mindestens 30°/,, eines Bisulfates enthaltendes Bad versponnen und der gebildete Faden dabei stark verstreckt wird. Das Verfahren ergibt Fäden mit Festigkeiten mit über 3/den, die aber eine ungenügende Dehnung besitzen.

In der französischen Patentschrift 871 in ist ein Verfahren zur Erzeugung von Cellulosehydratfäden gesteigerter Festigkeit beschrieben, welches darin besteht, daß eine alkaliarme, gereifte Viscose in ein wenig Schwefelsäure und mindestens 15 g pro Liter

ao Zinksulfat enthaltendes Bad versponnen wird und die erhaltenen Fäden in einem Sekundärbad verstreckt werden.

Zur Erzielung von Fäden mit Perlmutterglanz wird in der französischen Patentschrift 698 660 vorgeschlagen, eine Viscose mit vorzugsweise mehr als 7.5 °/o Cellulose in ein ο bis 3 % oder auch mehr Zinksulfat enthaltendes Bad zu verspinnen, dessen Natriumsulfatgehalt das Doppelte des Schwefelsäuregehaltes betragen soll. Die Dauer der Viscosereife ist bei diesem Verfahren vorzugsweise eine kurze, doch kommen ebenso längere Reifezeiten in Betracht. Die Vorreife kann gleichfalls unter verschiedenen Bedingungen erfolgen, ohne daß die Erzielung eines bestimmten Abbaugrades der Cellulose vorgeschrieben wäre. Gleiches gilt hinsichtlich des Alkaliverhältnisses der Viscose.

In der französischen Patentschrift 710 579 ist ein Verfahren zur Herstellung von auf gleichmäßig anfärbbare Kunstseide verarbeitbare Viscosen angegeben, nach welchem vorgereifte Alkalicellulose mit dem Mono-, Di-, Tri- oder Tetracellulosexanthat möglichst genau entsprechenden, stöchiometrischen Mengen an Schwefelkohlenstoff sulfidiert wird und die so erhaltenen Viscosen in schwach schwefelsaure, zinksulfatfreie Bäder versponnen werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun vorgeschlagen, bei der Herstellung von künstlichen Gebilden, wie Fäden oder Fasern, durch Verspinnen von Viscose in ein saures, 30 bis 60 g pro Liter Zinksulfat enthaltendes Fällbad und Verstrecken des Fadens im Spinnprozeß in der Weise vorzugehen, daß man eine stark vorgereifte Alkalicellulose mit einem Polymerisationsgrad von 300 und darunter herstellt, eine unreife Viscose mit einer Hottenroth-Zahl von über 40, einem Molverhältnis von Schwefelkohlenstoff zu Glucose zwischen 2,10 und 2,25 und einem Verhältnis von Alkali zu Cellulose von mindestens 0,9 verspinnt und den so erhaltenen Faden, in welchem die Cellulose einen Polymerisationsgrad von etwa 280 hat, zweckmäßig in einem Heißwasserbad möglichst stark verstreckt. Die Säurekonzentration des für dieses Verfahren verwendeten Fällbades ist die für Müllerbäder übliche und liegt in der Regel zwischen 145 und 160 g pro Liter H₂SO₄. Der Zellstoffgehalt der Viscose wird auf 8% und darunter eingestellt. Die Viscosität der zur Verspinnung gelangenden Viscose soll zwischen 10 und 20 Sek., gemessen nach der Kugelfallmethode, liegen.

Unter den Bedingungen der erfindungsgemäßen Arbeitsweise erhält man Gebilde, die nicht nur eine hohe Trocken- und Naßfestigkeit (Trockenfestigkeiten von 30 bis 35 Rkm, Naßfestigkeiten von 20 bis 22 Rkm) besitzen, sondern dabei auch hervorragende Dehnungseigenschaften zeigen. Ein entscheidender weiterer Vorteil des neuen Verfahrens ist es ferner, daß Fäden und Fasern von stark gesteigerter Schiingenfestigkeit erhalten werden, die, am trockenen Gebilde gemessen, bei etwa 10 Rkm gegenüber 6 bis 8 Rkm bei bekannten Verfahren liegt. Dieses Ergebnis, welches durch Verwendung einer stark vorgereiften Alkalicellulose, Verspinnen einer möglichst ungereiften Viscose mit einem verhältnismäßig hohen Alkaliverhältnis und einem Molverhältnis zwischen 2,1 und 2,25 und starkes Verstrecken des Fadens erreicht wird, ist um so überraschender, als man bisher der Auffassung war, daß für die Erzielung hochfester Fasern ein hoher Polymerisationsgrad der Cellulose in der Viscose von Vorteil sei. Soweit aus Viscosen, in denen die Cellulose in verhältnismäßig hochpolymerer Form vorliegt, Fäden hergestellt wurden, erwiesen sich diese als spröde und go schlecht dehnbar. Die Arbeitsweise nach der Erfindung erlaubt demgegenüber die Herstellung von Fasern hoher Trocken- und Naßfestigkeit, die aber zufolge der Herabsetzung des Polymerisationsgrades gleichzeitig besonders elastisch sind und eine sehr gute Schiingenfestigkeit besitzen.

Ausführungsbeispiel

200 kg Kiefernsulfatzellstoff mit einem Wassergehalt von 50 °/₀ werden in 20001 Lauge von 240 g NaOH pro Liter eingetragen und gut vermischt. Dann wird abgepreßt, bis die erhaltene Alkalicellulose einen Zellstoffgehalt von 30°/₀ aufweist, zerfasert und bei 30⁰C so lange vorgereift, bis der Polymerisationsgrad 270 bis 290 ist. Die Alkalicellulose wird mit 40% CS₂ (bezogen auf Alfacellulose) sulfidiert und zu einer Viscose mit 8°/₀ Cellulose und 8°/₀ NaOH gelöst. Die Viscosität dieser Vicsose liegt zwischen 10 und 15 Sekunden Kugelfall. Die Viscose wird wie üblich filtriert, entlüftet und bei einer Reife von über 40° Hottenroth und einem Molverhältnis von 2,15 in ein Spinnbad, das 150 g pro Liter H₂SO₄, 45 g pro Liter ZnSO₄ und 320 g pro Liter Na₂SO₄ enthält, gesponnen. Der Faden wird zwischen zwei Rollen in einem Heißwasserbad von 75 bis 85⁰C und 1 m Länge maximal verstreckt. Dann wird das Fadenbündel auf Stapel geschnitten, mit Heißwasser gut ausgewaschen, geseift und getrocknet.

Die erhaltene Faser hatte folgende Konstanten:

1,50 den

3,6 g/den, trocken

2,3 g/den, naß
24% Dehnung, trocken

3O°/₀ Dehnung, naß 42 °/₀ relative Schhngenfestigkeit

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH:

   Verfahren zur Herstellung von künstlichen Gebilden, wie Fäden oder Fasern, hoher Trocken- und Schiingenfestigkeit durch Verspinnen von Viscose in ein saures, 30 bis 60 g pro Liter Zinksulfat enthaltendes Fällbad und Verstreckung des Fadens im Spinnprozeß, dadurch gekennzeichnet, daß eine aus stark vorgereifter Alkalicellulose mit einem Polymerisationsgrad von 300 und darunter hergestellte, unreife Viscose mit einer Hottenroth-Zahl über 40, einem Molverhältnis von Schwefelkohlenstoff zu Glucose zwischen 2,10 und 2,25 und einem Verhältnis von Ätzalkali zu Cellulose von mindestens 0,9 versponnen und der so erhaltene Faden in an sich bekannter Weise in einem Heißwasserbad möglichst stark verstreckt wird.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschrift Nr. 597 875;
   französische Patentschriften Nr. 698 660, 710 579, in.

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