NO123696B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til fremstilling av kunstige tråder, fibrer,

filmer, folier og liknende produkter av viskose.

Det er allerede kjent en fremgangsmåte til fremstilling av kunstige tråder, fibrer, filmer, folier og liknende produkter, hvor en viskose spinnes i nærvær av minst en polyoksyetylenester av abietinsyre og/ eller hydroabietinsyre i et surt spinnebad.

Ifølge denne fremgangsmåte oppstår

det mindre trådbrudd og tetning av spinne-dysene ved fremstilling av tråder, mens trå-dene har en høyere styrke.

Det er nu blitt funnet at det kan fremstilles tråder, fibrer, filmer, folier og liknende produkter, som ved siden av en høy styrke har høy prosentsats av hudareal og en lav svellverdi samt høy motstandsevne mot tretthet og slitasje og som, når det angår tråder, ikke som vanlig har et takket tverrsnitt, men en glatt flate.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, og som er av den ovenfor beskrevne art, karakteriseres ved at det anvendes mer enn 0,2 vektsprosent av polyoksyetylenesteren og ved at det i spinnebadet som i og for seg kjent er tilstede minst 2 vektsprosent av et sinksalt eller et salt av et toverdig metall som virker slik som sink, og at de dannede produkter strekkes.

Ifølge oppfinnelsen settes esteren fortrinnsvis til viskosen i en mengde på minst 0,2 vektsprosent og maksimum 4,0 vektsprosent.

Por enkelthets skyld vil oppfinnelsen i det følgende forklares under henvisning til tråder.

Mol.forholdet mellom etylenoksyd dg syre i esteren kan varieres sterkt uten åt

det har noen uheldig innvirkning på trå-denes egenskaper.

Det foretrukne forhold ligger innenfor området 5 til 300 mol etylenoksyd til et mol av syren. Det kan fåes meget tilfredsstill-ende resultater i området 15 til 30 mol etylenoksyd til et mol av syren.

Esteren settes til viskosen.

Ifølge en foretrukken utførelsesform av fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse, inneholder spinnebadet også esteren og da i en mengde på 0,005 til 0,5 vektsprosent.

For å få tråder med optimum verdier med hensyn til styrke, svellverdi, hudkarakter, motstandsevne mot tretthet og slitasje er det av betydning at alle variable i fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen regu-leres i forhold til hverandre på riktig måte.

Det er f. eks. blitt funnet gunstig å ha et forhold mellom vektsprosenten av syre i spinnebadet og for alkalien i viskosen på mellom 1,3 og 0,8. Det anvendes fortrinnsvis et spinnebad med maksimum 8 vektsprosent syre.

Den modifiserende virkning av esteren er direkte proporsjonal med den mengde som anvendes, selv om oppløseligheten til-synelatende overskrides.

Det opnås ikke noen fordel ved å sette til mere enn 4 vektsprosent til viskosen. De følgende eksempler forklarer oppfinnelsen nærmere.

Gelésvellinger ble bestemt ved å ta gelégarn fra det første matehjul, vaske det

fritt for syre og salter, sentrifugere, veie. tørke og veie på nytt. Den beregnede pro-

sentmengde vann i det sentrifugerte gelégarn er uttrykt som gelésvelling. Sekundære garnsvellinger refererer seg til prosentsats av vann som holdes tilbake i det sentrifugerte garn og som på forhånd var blitt vasket, tørket og gjort vått igjen.

Det punkt i forbindelse med den spun-ne tråd, ved hvilken alkalihydroksydet i viskosen nettopp er nøytralisert av syren i spinnebadet, kalles nøytralisasjonspunk-tet (N. P.), og er av betydning for den type spinning som oppfinnelsen angår og angis derfor i eksemplene. Nøytralisasjonspunk-tet ble bestemt ved å innføre i viskosen 0,05 pst. bromkresol purpurindikator, hvoretter viskosen ble spunnet på vanlig måte og av-standen fra spinnedysen til det punkt hvor fargen forandres i spinnetrådene ble målt.

Mengdene i eksempléne er alle oppgitt som vektsprosent.

Eksempel 1:

Flere polyoksyetylenestere av en blan-ding av di- og tetrahydroabietinsyrer ble innført i viskose og viskosen spunnet til garn for dekk på følgende måte. Alkalicel-lulose, som var lagret for å få den ønskede viskositet (40—60 poises) ble xantert i 2 timer med 36 pst. CS2 (basert på tørr cellulose i alkalicellulosen) ved 25° C.

Xantatsmulene ble oppløst ved 18° C i en oppløsning av kaustisk soda, slik at det ga en viskose som inneholdt 7,4 pst. cellulose og 6,6 pst. NaOH, dvs. en 7,4—6,6-viskose, hvori 6,6 pst. NaOH refererer seg til total alkalitet uttrykt som NaOH. Den oppløste viskoso ble tilsatt den ønskede mengde ester.

Den frisk fremstilte viskose ble utluftet og lagret ved 18° C inntil Hottenroth mod-ningsprøve viste en verdi på ca. 20°.

Viskosen ble deretter spunnet til 1100 denier — 480 tråders garn ved ekstruder-ing gjennom en spinnedyse som har åp-ninger på 70 mikron i diameter inn i et pri-mært spinnebad som inneholdt 7,0 pst. svovelsyre, 18,0 pst. natriumsulfat og 8,0 pst. sinksulfat ved 60° C.

Garnet passerte i en 40 cm lang hori-sontal bane i det primære bad, deretter gikk det til det første matehjul, deretter inn i et annet bad med 2—3 pst. syre ved 90° C, deretter til et annet matningshjul med en hastighet på 25 m pr. minutt og deretter oppsamlet i en roterende beholder som utførte 120 tvinneomdreininger pr. meter. Strekningen før det annet matehjul var 700 til 750 gram.

Den anvendte spinneprosess var i det vesentlige den samme som den som anvendes teknisk. Det oppsamlede regenererte gelégarn ble vasket fritt for syrer og salter, finish tilsettes, tørkes, blir våtskåret og tørket.

To tråder ble deretter ført sammen til cord for dekk med 450 omdreininger eller

tvinninger pr. meter. Strekkstyrken og total forlengelse av corden ble bestemt i ovnstørr tilstand og kondisjonert tilstand.

Den kondisjonerte tilstand ble oppnådd

ved å lagre corden ved 24° C og 60 pst. rela-tiv fuktighet inntil det var etablert like-vektstilstand.

De fysikalske egenskaper for cord som var fremstilt på denne måte av viskose blandet med forskjellige mengder av disse estere som inneholdt forskjellige antall etoksyetylenenheter er angitt i tabell 1. Det er også angitt N.P.-verdier som er bestemt under liknende betingelser med unntakelse av det annet matningshjuls hastighet som var 50 i stedet for 25 m/min.

Et kontrollgarn viste sterkt hakket tverrsnitt med en N.P. på 16 cm og har et

omtrentlig 80 pst.'s hudareal. Garn spunnet fra den modifiserte viskose hadde praktisk n

talt 100 pst. hudareal og viste glatte, ikke-takkede tverrsnitt.

Eksempel 2.

En viskose som inneholdt 7,35 pst. bom-ullslinters-cellulose, 6,6 pst. totalt NaOH og 0,5 pst. (basert på ovnstørr, gjenvinnbar cellulose) av polyoksyetylen (20 mol) ester av di- og tetrahydroabietinsyrer ble fremstilt under betingelser i likhet med de som er angitt i eksempel 1. Ved en Hottenroth modningsgrad på 12° ble viskosen spunnet til 1650 denier — 720 tråd-garn med et annet matningshjuls hastighet på 65 m pr. min., idet det anvendtes et bad som inneholdt 6,3 pst. svovelsyre, 17,3 pst. natriumsulfat og 4.0 pst. sinksulfat og med en tem-peratur på 65° C. Garnet ble oppsamlet i en roterende beholder, slik som i eksempel 1.

Strekning før det annet matningshjul var ca. 1100 g, hvilket ga 73 pst. strekning. Tråden ble vasket, den ble påført finish, tørket, skåret våt og tørket. To tråder ble flettet til en cord med ca. 420 tvinninger pr. meter. Corden ble prøvet i kondisjonert og ovnstørr tilstand. Tabell 2 viser resultatene.

Eksempel 3:

Det ble fremstilt en 7,5—6,9 (7,5 pst. bomullslinterscellulose og 6,9 pst. total NaOH) viskose under betingelser i likhet med dem som er angitt i eksempel 1. Ved en Hottenroth modning på 13—15° ble viskosen spunnet til 1650/720 tråd, idet det anvendtes en 25 cm neddypning og et spinnebad som inneholdt 7,5 pst. svovelsyre og 18,5 pst. natriumsulfat og 4,0 pst. sinksulfat ved 70° C. Garnet ble strukket, oppsamlet og etterbehandlet ifølge den van-lige tekniske spinneprosess. Spinnehastig-heten var 65 m/min.

Det ble spunnet prøver av garn, idet det ble anvendt de følgende tre forskjellige betingelser:

Kontroll uten noe modifikasjonsmiddel i hverken viskose .eller spinnebad; modifikasjonsmiddel til stede både i viskosen og spinnebadet; intet modifikasjonsmiddel i viskosen, men modifikasjonsmiddel til stede i spinnebadet. Det ble fremstilt cord fra hvert eksempel og resultatene er angitt i følgende tabell:

Eksempel 4:

Det ble fremstilt viskoser av forskjellige sammensetninger blandet med polyoksyetylen (20 mol) ester av di- og tetrahydroabietinsyrer, og spunnet til 1100 denier — 480 tråders garn i primære spinne bad av forskjellige sammensetninger ved 60° C. Med en første matningshjulshastig-het på ca. 13 m/min., ble det oppsamlet gelégarn for gelésvellebestemmelser. N.P.-verdiene ble også målt. Disse data sammen med observasjoner av hudareal og tverr-snittsform er angitt i tabell 4.

Det foregående viser det faktum at polyoksyetylenestere av di- og tetrahydro-abiétinsyrer viser ønskelige viskosemodifi-serende egenskaper under sterkt varierte betingelser.

Celluloseinnholdet i viskosen som anvendes i foreliggende oppfinnelse kan variere fra 4 til 10 pst. eller endog mere og kilde for cellulosen kan være bomullslin-ters, tremasse eller liknende. Alkaliinnhol-det kan variere fra 4 pst. til 9 pst. eller endog mere. Mengden av anvendt CS2 ved xanteringen kan være fra 25 til 50 pst. (ba-oerrt på ovnstørr cellulose); men det er imidlertid nødvendig å anvende mere enn dé 32 pst. til 40 pst. som nu anvendes i standard viskoser fra industrien for å oppnå noen vesentlig fordel med foreliggende oppfinnelse. Modningsgraden fra viskosen be-høver ikke å være større enn modningsgraden for standard viskose for industrien, dvs: Hottenroth tall på ca. 10—14. En riktig utøvelse av foreliggende oppfinnelse vil imidlertid gi forbedringer under spinningen av umodnet viskose (høyere Hottenroth tall) og ved det garn som fremstilles.

Det primære spinnebad som egner seg

for foreliggende oppfinnelse inneholder svovelsyre, natriumsulfat og sinksulfat. Sinksulfatet kan erstattes delvis eller helt med et salt av et divalent metall slik som ferrosulfat, forutsatt at det erstattes det toverdige metall, utviser de samme funk-sjoner som sink. Hvis sinksaltene eller ek-vivalente metallsalter utelates fra det primære bad, har de tidligere nevnte estere

ingen særlig betydning for N.P.-verdien,

gelesvellingen, tverrsnittsformen eller hud-arealet. Fortrinnsvis inneholder spinnebadet fra 4—12 pst. svovelsyre og fra 10 til 25 pst. natriumsulfat. Sinksulfatet kan variere fra 2 til 15 pst. med foretrukket område fra 2—10 pst.

Som antydet ovenfor er det av betydning at alle de variable i prosessen regule-res i forhold til hverandre, således at det oppnås optimum garn og cordegenskaper. For å få best spinnbarhet kan det kreves en regulering av det primære bad, slik at tem-peraturen befinner seg innenfor området 40—80° C, og optimum trådstruktur kan kreve variasjon i den lengde garn som befinner seg i dette bad fra 18 til 635 cm. Det sekundære bad kan befinne seg på mellom

50° C og 100° C og garnlengden som befinner seg nede i dette være fra 25 til 127 cm. Sammensetningen av dette bad kan være vann, .1 pst. til 3 pst. svovelsyre eller pri-mært bad fortynnet til ca. en fjerdedel av sin konsentrasjon. Det kan anvendes strekning inne i det primære bad, i luften mellom matningshjulene, i det annet bad eller som en kombinasjon av disse. For garn med høy strekkbarhet, kreves det minst 65 pst. strekning, for tekstilgarn minst 20 pst.

De estere som er beskrevet i det foregående kan settes til viskosen på nær sagt et hvilket som helst trinn før spinningen. Den foretrukne fremgangsmåte er imidlertid å sette esteren til viskosen under opp-løsningstrinnet.

En viktig fordel med fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse er at spinningen kan utføres med høyere spinnehas-tigheter enn det som er mulig med de kjente fremgangsmåter, hvori det settes stoffer til viskosen eller spinnebadet for å oppnå tråder med høyere styrker, forbed-ret hudkarakter, lav svellverdi og høy motstandsevne mot tretthet og slitasje.

Polyoksyetylenestere som anvendes i fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse fremstilles fra abietin-, dihydro-abietin- og tetrahydroabietinsyrer eller blandinger av disse ved reaksjon med etylenoksyd. En kilde for hydrert abietinsyre som kan brukes ved fremstilling av disse estere er et stoff som selges under navnet «Staybelite» av Hercules Powder Compa-ny. En foretrukket kilde for disse syrer er treharpiks og dets hydrerte produkter. Il-lustrerende formler er:

Claims (5)

1. Fremgangsmåte til fremstilling åv kunstige tråder, fibre, filmer, folier og liknende produkter, omfattende spinning av en viskose i nærvær av minst en polyoksyetylenester av abietinsyre og/eller hydrq-abietinsyrer i et surt spinnebad, karakterisert ved at viskosen før spenningen tilsét-settes mer enn 0,2 vektspst. av polyoksyetylenesteren, fortrinsvis 0,2—4 vektspst. (beregnet på cellulosen) og at viskosen spinnes i et surt spinnebad som inneholder minst 2 vektspst. av et sinksalt eller et salt av et toverdig metall som virker slik som sink, hvoretter de formede produkter strekkes.

2. Fremgangsmåte ifølge påstand 1, karakterisert ved at esteren inneholder mellom 5 og 300 mol etylenoksyd for hvert mol syre som er til stede.

3. Fremgangsmåte ifølge påstand 1, karakterisert ved at spinnebadet også inneholder esteren i en mengde på 0,005 til 0,5 vektsprosent.

4. Fremgangsmåte ifølge en av på-standene 1—3, karakterisert ved at forhol-det mellom vektsprosentene av syre i spinnebadet og for alkali i viskosen ligger mellom 1,3 og 0,8.

5. Fremgangsmåte ifølge en av påstan-dene 1 til 4, karakterisert ved at spinnebadet inneholder mindre enn 8 vektsprosent syre.