NO129467B - - Google Patents

Description

Nærværende oppfinnelse vedrorer nye alkaliresistente, regenererte cellulosefibre fra viskose opplosninger og vedrorer spesielt nye regenererte celluloseenkeltfibre -fibre, -tråder

-garn og -filmer av alkaliresistent type som har usedvanlige og uventede egenskaper, særlig folgende: a) en ny fibrillær ordning som skiller seg fra den hos andre kunstige fibre og som karakteriseres ved en "krysset" stilling

av fibrillene som danner enkeltfibrene,

b) .relativt hoy strekkfasthet sammen me.d relativt hoy bruddforlengelse, c) et usedvanlig energinivå (som kommer til å defineres i det folgende) og folgelig en meget hoy seighet, d) usedvanlig tverrstyrke som.uttrykkes ved hoy maskeresi-stens og som karakteriseres ved hoy motstand mot fibrillering.

Nærværende oppfinnelse vedrorer også en fremgangsmåte for fremstilling av den angitte, nye, regenererte celluloseenkeltfiber, hvilken kommer til å bli nærmere beskrevet i det folgende.

Vanlig regenererte celluloseenkeltfibre av alkaliresistent

type oppnås, slik som det er velkjent, ved spinning av viskose som har et hoyt Y_taH°Q eri h°y viskositet, og som inneholder cellulose av hoy polymerisasjonsgrad i kalde bad med lav syrekonsentrasjon. De dannede fibre kan strekkes i luft og/eller i det forste badet, og de regenereres deretter i et annet, varmt, fortynnet syrebad. De ifolge fremgangsmåten av beskrevet art oppnådde fibre har fordelaktige egenskaper i sammenligning med cellulosefibre som regenereres på vanlig måte. De regenererte cellulosefibrene av alkaliresistent type har strekkfastheter i torr og våt tilstand som ligger langt over de for vanlige rayons. Forholdet mellom strekkfasthetene i våt og torr tilstand hos nå kjente, regenererte cellulosefibre av denne type går opp til 75-8o%. Disse fibre har hoy elastisitetsmodul i våt tilstand, hvilket gir de tilsvarende stoffer en usedvanlig dimensjonsstabilitet. Fibrene har dessuten en meget karakteristisk mikrofibrillær struktur, som bare ubetydelig påvirkes av 5% natriumhydroksydopplosninger, mens vanlige tekstilrayons og dekktråder av rayon med hoy strekkfajithet,

som behandles med en 5 % sodaopplosning under samme betingelser, blir sterkt beskadiget.

Uttrykket "alkaliresistent" anvendes her med henvis ning til regenererte cellulosefibre med lavere forlengelse i våt tilstand enn 8% ved ehbelastning på 0,5 g/den. etter at de er behandlet med en 5 % natriumhydroksydopplosning ved 2b°C i 15 minutter. Denne forlengelse måles på en eneste fiber og repre-senterer i realiteten en elastisitetsmodul.

Uttrykket "fiber" som anvendes her, betyr ikke bare "fiber", men også "enkeltfiber" og andre formede gjenstander som opp-

nås fra viskose.

Alle de angitte egenskapene gir de ferdige gjenstander, som

fremstilles fra regenererte cellulosefibre av alkaliresistent type, bemerkelsesverdige egenskaper, særlig dimensjonsstabilitet ved gjentatt vasking, merceriseringsresistens og en bedre evne enn gjennomsnittlig til å oppta harpiksappretering.

De sammenlignbare egenskaper hos regenerte cellulosefibre av alkaliresistent type, rayon med hoy strekkfasthet for industriell anvendelse og vanlig tekstilrayon er beskrevet i fle-re artikler i litteraturen, f.eks. i Reyon Zellwolle 1959, bind 7, side 431-436 og i Svensk Papperstidning 1962, bind 4, side 118-121. Disse artikler beskriver forskjeller som skiller regenererte cellulosefibre av alkaliresistent type fra vanlige eller ordinære regenererte cellulosefibre. Regenererte cellulosefibre av alkaliresistent type står i realiteten i sin struktur nærmere bomull enn vanlig eller ordinær rayon.

Et stort antall fremgangsmåter er kjent for fremstilling av regenererte cellulosefibre av alkaliresistent type. Under den forste utviklingsperiode som strakk seg fra 1943 til 1959 ble en rekke pionerpatenter bevilget. Tross sine fordelaktige egenskaper har fibre som er fremstilt etter kjent teknikk, imidlertid fremdeles strekkfasthets- og forlengelsesegenskaper som er relativt utilstrekkelige for dagens krav i tekstil-industrien, og de viser også lav maske- og knutestrekkfasthet. Spesielt etter 196o er derfor nye fremgangsmåter blitt utvik-let, som gjor det mulig å forbedre disse fibres longitudinelle egenskaper uten å ofre tverregenskapene. Alternativt har disse fremgangsmåter gjort det mulig å oppnå hoyere maskestrekkfastheter og stofre forlengelse uten roe tap av de opprinne-lige strekkfasthetsegenskaper.

De fibre som oppnås ifolge de siste fremgangsmåter, har vanligvis hoyere strekkfasthet, men deres forlengelse er i det vesentlige den samme, og deres tverregenskapér er ikke blitt vesentlig forbedret. Visse av de siste fremgangsmåtene båse- rer seg på tilsetning av formaldehyd til viskosen umiddelbart for spinningen eller til det fortynnede. spinnebadet for dannelse av stabile xantatkompleks og for at det skal bli mulig å oke strekningen og orienteringen hos fibrene i gelformet tilstand. Det er kjent at spinning i nærvær av formaldehyd medforer visse meget alvorlige vanskeligheter, og folgelig utnyttes disse kjente metoder ikke med hell kommersielt. Dessuten innebærer de kjente metoder ofte en meget hoy aksiell orientering, og det er nodvendig å anvende svelningsbehand-1inger i mellombad under spinningen eller etter spinningen for å forbedre fibrenes. tverresistens. Svelningsbehandlingene utfores med oppløsninger av natriumhydroksyd dier andre alka-liske midler, og de har den ulempe å gi uregelmessige resultater, hvilket derved alvorlig kompliserer den industrielle fremstilling av regenererte cellulosefibre av alkaliresistent type..

Hvis de mekaniske egenskapene hos fibre, av alkaliresistent type, som er beskrevet og fremstilt på kjent måte, undersokes, viser det seg at fibrene kan inndeles i to grupper: Gruppe I: Fibre med meget hoy strekkfasthet og lav bruddforlengelse.

Disse fibre oppnås vanligvis ved fremgangsmåter ved hvilke spinningen utfores i nærvær av formaldehyd, og de har en strekkfasthet i torr tilstand på 4-10g/den. og forlengelse i torr tilstand på 8-4 % (uttrykket "i torr tilstand" eller "torr", som ofte vil bli anvendt i det folgende, betyr i kondisjonert tilstand). Fibrene har et overskudd av strekkfasthet som ikke tjener noe formål, men de har på den annen side utilstrekkelig forlengelse. Dé har dessuten lav maskestrekkfasthet og de fibrilleres lett.

Når disse fibre undersokes med vanlig rontgenteknikk, viser det seg at de har lav orienteringsvinkel (krystallittene er sterkt orientert i forhold til fibrenes akser) og en hoy orga-niseringsgrad.

Gruppe II: Fibre som hår relativt lav strekkfasthet og relativt hoy bruddforlerigelsé.

Disse fibre har med andre ord én strekkfasthet i torr tilstand på 3,5 - 4,5 g/den. og tilsvarende forlengelse på 13 - 11 %. I den andre gruppe finnes også. såkalte "forbedrete" fibre som har hoyere strekkfasthetsverdier uten å ha tapt i forlengélse, da disse fibre har en torr strekkfasthet på 5 - 5,5 g/den., og forlengelsen forblir i det vesentlige den samme. Hele gruppen omfatter derfor fibre med en torr strekkfasthet på 3,5 - 5,5 g/ den. og en torr forlengelse på 13 - 11 %. Deres tverrstrekk-fasthet er, skjont bedre enn den for fibrene i forste gruppe, likevel ikke tilfredsstillende for kommersielle tekstilformål ved fremstilling av toyer med god totalopptreden med hensyn til anvendelsesegenskapene.

Når disse fibre undersokes ved vanlig rontgenteknikk, viser det seg at de har hoyere orienteringsvinkel (krystallittene er mindre orientert i forhold til fibrenes akser) og en langt lavere organisasjonsgrad.

Ifolge den foreliggende, nye fremgangsmåte som kommer til å beskrives' i det folgende oppnås nye, regenererte, alkaliresistente cellulosefibre ifolge nærværende oppfinnelse, hvilke fibre har usedvanlige og uventede egenskaper som hittil ikke har kunnet oppnås hos kjente, regenererte cellulosefibre,

slik som de som er omtalt i gruppene I og II.

Nærværende oppfinnelse vedrorer således en tredje gruppe av regenererte cellulosefibre av alkaliresistent type med en orienteringsvinkel på 35 - 47° og en organisasjonsgrad på 0,42 - 0,48.

Foreliggende regenererte cellulosefibre av alkaliresistent type har en helt ny struktur som kjennetegnes ved en krysset stilling hos fibrillene i forhold til fiberaksen. En regenerert cellulosefiber av alkaliresistent type har ifolge oppfinnelsen en torr strekkfasthet på 3,5 - 7 g/den., en torr for lengelse på 30 -..1.4 %, en våt strekkfasthet på 2,7 - 6 g/den. , en våt forlengelse på 40 - 16 %, et arbeidsprodukt i torr tilstand på 70 - 115 og et arbeidsprodukt i våt tilstand på 70.- 115..Foreliggende regenererte cellulosef iber av alkaliresistent type. har foruten en torr forlengelse, på 30 - 14 % . og en våt forlengelse på 40 - .16 %, hensiktsmessig en torr maskestrekkfasthet p£ 1,2 - 2,1 g/den.. Den er dessuten hensiktsmessig i det vesentlige .ikke-f ibr il lær og har et vann- ... filtreringstall på 3.- 10. Ifolge nærværende oppfinnelse har en regenerert cellulosefiber av alkaliresistent type et farg-ning.stall på ca. 1,15.

Nærværende oppfinnelse vedrorer også en acetylert cellulose- . fiber med en strekkfasthet i torr. tilstand på ..3 5 g/den. en strekkfasthet i våt tilstand på 2,3 - 3,6. g/den., en forlengelse i torr tilstand på 27 - 14 %, en forlengelse i våt tilstand på 38 -.1.7 K, en. våtmodul på 1,6 - 0,6 % og en maske-strekkf asthet i torr tilstand på 1,9 0,8 g/den..

Oppfinnelsen beskrives nærmere under henvisning til vedlagte tegning, hvorved den uventede natur hos de foreliggende nye, regenererte cellulosefibre anskueliggjøres. Fig. 1-8 viser alle. f ibre av. gruppe I, II. og III av alkaliresistent. type. Fig. 1 viser skjematisk et flow sheet som anskueliggjor foreliggende fremgangsmåte for fremstilling av de nye alkaliresistente fibre. Fig. 2 (A) anskueliggjor strukturen hos en vanlig, hoyt orientert, regenerert cellulosefiber fra gruppe I

(fiber A). Fig. 2 (B) viser strukturen hos en forbedret, regenerert . cellulosef iber fra gruppe II, (fiber C). Fig. 2 (C) viser den helt. nye.strukturen hos en fiber fra gruppe III ifolge nærværende oppfinnelse.(fiber D). Fig. 2 (C<1>) viser også

den nye strukturen hos en annen fiber ifolge nærværende oppfinnelse, gruppe III (fiber E). Fig. 2 (C' ' ) viser den nye struktur hos ytterligere en annen fiber ifolge nærværende oppfinnelse, gruppe III ..(f iber F). Fig. 2 (D) viser strukturen for .bomull. Fig. 3 viser,et rontgendiagr.am. som anskueliggjor diffraksjonsbuene hos fiber A i,gruppe I (hoyt orientert, regenerert cellulosefiber), for.fiber C. i gruppe II (for-.

bedret, regenerert cellulosef iber) og for fibrene D, t" L og F

i gruppe III (foreliggende nye, regenererte cellulosefibre).

Fig. 4 viser intensitetskurver som oppnås ved forskjellige vinkler med et rbntgengoniometer og anskueliggjor organisasjonsgraden for fiberen A i gruppe I, fiberen C i gruppe II

og fiberen D i gruppe III. Fig. 5a og 5b viser spennings-forlengelseskurver i torr henholdsvis våt tilstand og anskueliggjor fordelene med de: regenererte cellulosefibrene D, E

og F ifolge nærværende oppfinnelse overfor slike regenererte cellulosefibre A, B og C av alkaliresistent type, som tidligere er fremstilt. Fig. 6 anskueliggjor våtmodulen for fibre som tidligere er fremstilt (gruppe I og II), av fibrene D,

F og G ifolge nærværende oppfinnelse (gruppe III) og andre forskjellige typer av regenererte cellulosefibre etter behandling av alle disse fibre med 5 % natriumhydroksydopplosning. Fig. 7A og A' viser at ved kjente regenererte cellulosefibre fra gruppe I dannes tallrike fibriller etter 18 og 36 minutters, kraftig malning i en blander. Fig. 7B og B<1>viser at med kjenté,i regenererte cellulosefibre fra gruppe II dannes fremdeles tallrike fibriller etter 18 og 36 minutters kraftig malning i en blander. Fig 7 (C) og (C<1>) viser begynnende fibrillering hos de regenererte cellulosefibrene D ifolge nærværende oppfinnelse etter 18 minutters kraftig malning i en blander samt fibrilleringen av fibrene etter 36 minutters kraftig malning i en blandeanordning. Fig. 7 (D) og (D<1>) og fig. 7 (E) og (E<1>) viser at det skjer praktisk talt ikke noen fibrillering med fibrene E og F etter 18 og 36 minutters kraftig malning i en blandeanordning. Fig. 8 viser et diagram som anskueliggjor de forskjellige egenskaper hos stoffer som er fremstilt av regenererte cellulosefibre fra gruppene I, II, III og bomull, idet de er gitt en vaske- og anvendelsesappreterings-behandling (wash and wear finishing treatment).

I fig. 2 (A), 2 (B), 2 (C) 2 (C1) , 2 (C • 1) og 2 (D) sammenlignes foreliggende nye fibre med kjente fibre. Fig. 2 (A) viser at for vanlig, hoyorientert fiber A i gruppe I er fibrillene i det vesentlige parallelle og tett passet mot hverandre og at denne struktur er ansvarlig for lav forlengelse, lav elastisitetsmodul, lavt arbeid til brudd, hoy tendens til fibrillering o.s.v.. Fig 2 (B) viser at for fiberen C i gruppe II er fibrillene ikke i det vesentlige parallelle og er uregelmessig anordnet over hele fiberens tverrsnitt. Fig. 2 (C), 2 (C) og 2 (C' 1) viser den nye struktur hos fibrene D, E og F i gruppe III ifolge oppfinnelsen og spesielt den kryssede stilling hos fibrillene i forhold til fiberaksen. Denne struktur kjennetegnes ved en samling av perfekt veldefinerte fibriller, som er regelmessig anordnet over hele fiberens tverrsnitt, men er anordnet i vinkel i forhold til fiber-aksene.

En slik makrostruktur frembringer en sammenfiltring av fibrillene, som sterkt oker de foreliggende fibres kohesjon.

Det er denne nye struktur som er ansvarlig for de overlegne og uventede egenskapene hos de foreliggende fibre D, E og F og spesielt for den relativt hoye bruddforlengelse og den relativt hoye strekkfasthet og derfor det betydelig forbedrete bruddarbeid. Denne nye struktur er også årsaken til den hoye trekk-strekkfasthet i våt tilstand, den hoye elastisitetsmodul i våt tilstand og den hoye resistens mot fibrillering.

Fig. 2 (D) viser som sammenligning den kjente struktur hos bomullsfiberen med den skrueformede anordning.av fibrillene 1 forhold til aksen. Det fremgår av fig. 2 (A), 2 (B), 2 (C), 2 (C 1) , 2 (C' ') og 2 (D) at fibrillærstruktur hos fibrene i gruppe III ligger meget nærmere strukturen for. bomull enn strukturen for fibrene i gruppe I og II ligger i forhold til bomull.

Fotografiene i fig. 2 (A), (B), (C), (C') , (C1 ») og (D) er tatt på fibre fra gruppene I, II, III og bomull,. som er svel-let i 70 % salpetersyre og deretter ubetydelig spaltet ved knusning. Ifolge nærværende oppfinnelse har de nye .fibrene en middel-orienteringsvinkel på 35 - 47°.

Orienteringsvinkelen kan defineres som middelvinkelen som stammer fra krystallittenes middelorientering i fibrillene og fra middelorienteringen av fibrillene i forhold til hverandre. Orienteringsvinkelen bestemmes vanligvis fra rontgendiagram ved analyse av kurvene som viser fordelingen av energi som brytes langs kurven 00 2. Denne orientering kan defineres spesielt av vinkelen 2a, idet a er halv-maksimumsvinkelen, d.v.s. vinkelen i grader av den målte interferensbuen ved halv maksimumsintensitet etter korreksjon for bakgrunnsintensiteten. Denne metoder er beskrevet f.eks. i "Physical Methods in Chemi-cal Analysis" av W. G.Berl., bind 1, 1950, Acadimic Press, Incorporate Publishers New York.

Fibrene i gruppe III ifolge oppfinnelsen og fibrene i gruppene I og II ble undersokt ifolge den angitte metode, og rontgen-diagrammene som ble oppnådd fra fibrene A og C i gruppe I og II og fibrene D, E og F i gruppe III vises på fig. 3. Fig. 3 viser at vinkelen for buen 002 oker i ordning fra fibre i gruppe I til fibre i gruppe III, idet åpningsvinklene x, y,ZjZ<1>og z'<1>(ikke vist) omtrent tilsvarer vinkel 2a.

Forskjellene i åpningsvinkler x, y, z, z' og z<1>' vises tyde-ligere når vinkelen 2a måles fra den fotometriske intensitets-kurven for buen 002, idet a er vinkelen i grader for interferensbuen ved halv-maksimumsintensitet, slik som det er beskrevet. Intervallet for åpningsvinkler for fibrene i gruppene I, II og III vises i folgende tabell.

De angitte resultater viser tydelig at de nye fibrene i gruppe III har hoyere orienteringsvinkel enn" fibrene i gruppe I og II og at fibrillenes middelinklinasjon i forhold til fiberaksené derfor er hoyere for fibrene i gruppe III. Dette fremgår klart av fig. 2 (A) , (B) , (C), (C') , (C' ') og (D) som viser strukturen og spesielt fibrillinklinasjonen i fibrer fra gruppe I, II, III og bomull.

Foreliggende fibre har foruten en orienteringsvinkel over 35° også en organisasjonsgrad på ca.0,42 - 0,48.

Organisasjonsgraden står i direkte forbindelse med summen av de krystallinske deler som utgjor fibrene, og den har forbindelse med det som også benevnes ordningsgrad. Det finnes ulike kjente metoder for måling av organisasjonsgraden hos tekstil-materiale. Bestemmelsen av organisasjonsgraden for fibrene i gruppe I, II og III ble utfort ifolge en metode av C. Legrand i "Bulletin de 1'Institut Textile de France", nr. 125, juli-august 1966, side 519 - 53o.

Ved denne metode faller divergerende røntgenstrål er^ som fremstilles i et rontgenror, på en prove av ca. 350 mg komprimerte fibre (ved romtemperatur og romfuktighet), knyttet til en lengde på ca. 30 mikron og anbrakt med en tykkelse på ca. 2

mm på en rektangulær plate 24 x 13 mm på et roterende plan i sentrum av et goniometer.

Fokusering frembringes på en sliss av den goniometriske sirkel, bak hvilken det er anordnet et målehode, idet.både slissen og målehodet beveger seg langs den goniometriske:sirkel med en vinkelhastighet som er to ganger den for det roterende plan som bærer proven av skårne fibre.

Organisasjonsgraden beregnes bare i området for maksimal in-tensitet hos de oppnådde kurver, d.v.s. ved vinkelen 2a 14 - 26° tilsvarende de krystallinske soner loi og 002. Disse kurver vises på fig. 4. Et omtrentlig mål på organisasjonsgraden oppnå. s fra forholdetcC+<p>, idet C er overflaten som tilsvarer de krystallinske sonene og D overflaten som tilsvarer den amorfe sonen. Foreliggende nye fibre sammenlignes i tabell 2 med kjente fibre.

Disse resultater viser at fibrene D, E og F har en organisasjonsgrad som er hoyere enn den for fiberen C og omtrent lik den for fiberen A. Disse resultater viser dessuten at fibrene D, E og F til tross for deres lave orientering (og hoyere orienteringsvinkel) fremdeles har en hoy organisasjonsgrad som er sammenlignbar med den for fiberen A. Disse resultater fremgår klarere fra tabell 3, i hvilken målinger er sammen-fattet både a<y>orienteringsvinkelen og av organisasjonsgraden, som er vist i tabell 1 og tabell 2. Alkaliresistenté fibre, som ble fremstilt for nærværende oppfinnelse, hadde enten hoy organisasjonsgrad på bekostning av orienteringsvinkelen, slik som det fremgår av fiber A i gruppe I, eller hoyere orienteringsvinkel på bekostning av organisasjonsgraden, slik som det fremgår av fiber C i gruppe II. For nærværende oppfinnelse, d.v.s. utviklingen .av fibrene D,

E og F-, var det-umulig samtidig å kombinere begge egenskaper ved deres hoyeste verdier i samme fiber. Alle de. betydnings-fulle egenskapene hos regenererte cellulosefibre, f.eks. strekkfasthet, forlengelsesmodul, bruddarbeid, fibrillerings-resistens, maskestrekkfasthet, resistens mot sterke alkalier, fargestoffsaffinitet etc. beror i virkeligheten enten på organisasjonsgraden éller på orienteringsvinkelen eller pa begge deler samtidig. Veldefinerte fibriiler med hoy organisasjonsgrad, som også er sterkt hellende i forhold til fiber-aksene, synes å- være den'grunnleggende årsaken til de hoyere mekaniske og teknologiske egenskapene hos foreliggende nye fibre. Fig. 5a og 5b viser spennings-forlengelseskurver som anskueliggjor fordelene med foreliggende fibre overfor kjente fibre.

Fig. 5a angir nærmere bestemt torrforlengelseskurver. Fig.

5b angir nærmere bestemt våtforlengelseskurver.

Forliggende fibre som har en trekk-strekkfasthet i torr tilstand på minst ca. 3,5 g/den. og samtidig en forlengelse i torr tilstand på minst 14 %, sammenlignes i tabell 4 med kjente fibre.

Tabell 4 viser at foreliggende fibre kan fremstilles i forskjellige intervaller av strekkfasthet og forlengelse. Torr-strekkfasthe.ten kan stige fra 3,5 tfl.7 g/den. , mens den tilsvarende torrforlengelse minsker fra 30 til 14 %. Dette kombinerte nivå av torrstrekkfasthet og torrforlengelse for foreliggende fibre (gruppe III) er meget hoyere, slik som det vil bli vist, enn for fibre i gruppene I og II.

Med hensyn til den hoye våtstrekkfastheten og våtforlengelsen hos fibre som er fremstilt ifolge nærværende oppfinnelse, henvises det til tabell 5, hvor foreliggende fibre sammenlignes med kjente.fibre.

Tabell 5 viser at våtstrekkfastheten hos foreliggende fibre kan stige fra 2,7 til.6.g/den., mens den tilsvarende .våtforlengelse minsker fra 40 til 16 %. Dette kombinerte nivå

for våtstrekkfasthet og våtforlengelse for foreliggende fibre (gruppe III) er meget hoyere, slik som det vil bli vist, enn for fibre i gruppene I og II.

"Bruddarbeidet" for tekstilfibre er et ytterst betydningsfullt parameter fra industrielt synspunkt, og det er meget mer repre-sentativt enn de enkelte faktorene bruddgrense eller bruddforlengelse, fordi "bruddarbeidet" betegner det arbeid som kan utfores av fiberen, de påkjenninger som den kan motstå under sin passasje gjennom tekstilmaskinen og dens motstand mot å utmattes og slites.

Bruddarbeidet for tekstilfibre er en funksjon av området som dekkes av bélastnings-forlengelsesdiagrammet. Ettérsom spen-ningsforlengelseskurvene Tiar form som en meget utplattet S eller en utplattet bue, kåri nevnte område vanligvis likestil-les med rettvinklete triangler, og derfor er området omtrent halve produktet av spenningen multiplisert med forlengelsen." Spenningen multiplisert med forlengelsen er derfor proporsjo-nelt et omtrentlig mål på bruddarbeidet. Når våt- henholdsvis torrspenningen i'g/den. multipliseres med våt- henholdsvis torrforlengelsesprosenten for foreliggende fibre, oppnås et tall som benevnes "arbeidsprodukt", som strekker seg fra ca. 70 til ca. 115 i områder for torr strekkholdfasthet pa ca.. 3,5-7 g/den. og områder for torr forlengelse på ca. 30 - 14 %, som er spesielt verdifullt for kommersiell tekstilan-vendelse.

I tabell 6 sammenlignes arbeidsproduktverdiene i torr og våt tilstand for fiberen A i gruppe I, fiberen B i gruppe il (normal) , fiberen C i gruppe II (forbedret) og de nye fibrene D,

E og F i gruppe III (ifolge oppfinnelsen).

Det fremgår av fig. 5a og 5b at områdene som begrenses av kurvene, av x-aksene og av normaler fra kurvenes ender til x-aksene er meget storte for fibrene D, E og F ifolge oppfinnelsen enn for de kjente fibrene A, B dg C.

Tabell 6 viser også at foreliggende fibre har et arbeidsprodukt som er meget hoyt i sammenligning med kjente alkaliresistente fibre såvel i torr som i våt tilstand.

Det bor dessuten fremholdes at foreliggende fibre også i det allerede kjente intervallet for arbeidsproduktet har strekkfasthets- og forlengelseségenskaper i et helt nytt og meget mer fordelaktig område som er ukjent for kjente fibre.

Fig. 6 viser våtforlengelsen ved en belastning på0,5 g/den. for fibrene D, G og F ifolge oppfinnelsen (gruppe III) etter behandling med en 5 % natriumhydroksydopplosning ved 20°C i 15 minutter. Denne våtforlengelse, betraktes vanligvis som en "elastisitetsmodul". Fig. 6 viser også våtforlengelsen ved en belastning på 0,5 g/ den. for fiber A i gruppe' J., fiber C i gruppe II og for en rayonfiber for dekk og for en såkalt fiber med hoy våtmodul (H W M) etter behandling med en 5 % natriumhydroksydopplosning ved 20°C i 15 minutter." Fig. 6 viser en våt elastisitetsmodul (etter behandling med en 5 % natriumhydroksydopplosning) på 7 for fiberen F, på 5,5 for fiberen G og på 3,2 for fiberen D, alle fra gruppe Ili, 0<3 en våt elastisitetsmodul på 2,5 for en fiber" fra gruppe I og på

5 for en fiber fra gruppe II normal.

Folgelig er det tydelig at alle aikalifes.istente : f ibre fra gruppene I, II og III har,en relativt hoy elastisitetsmodul, som alltid er lavere enn 8, mens en rayonfiber for dekk har en modul på 20 og en såkalt H W M - fiber en modul på ca. 15., d.v.s. en meget lav elastisitetsmodul. Tilsvarende modul for en vanlig rayonfiber er til og med hoyere enn 20.

Andre usedvanlige egenskaper hos foreliggende fibre er.maske-strekkf astheten , som i kondisjonert, tilstand er over 1,2 g/ den. og i allminnelighet ca. 1,2 - 2,1 g/den..

At foreliggende fibre samtidig i kondisjonert tilstand har en. maskestrekkfasthet på 1,2 - 2,1 g/den. og en toyning på 14. - 30 % er dessuten en ,ay de mest .spesielle, egenskapene for foreliggende fibre.

Maskestrekkfastheten i. g/den. i kondisjonert tilstand for fibrene i gruppene I., II og. III vises .i folgende tabell:. Det er derfor i hoy grad uventet at foréliggende fibre kunne ha en utmerket maskestrekkfasthet og god forlengelse og samtidig en hoy organisasjonsgrad.

De her angitte maskestrekkfastheter beregnes fra forholdet: og ikke slik som det av og til angis i litteraturen, fra forholdet:

Fibrilleringstendensen ble undersokt ved at en blanding av 2 g

3

produkt og 200 cm vann ble utsatt for kraftig malning i en blander, "KnappMonarch", forsynt med en roterende skovl, som roterte med 12 OOO omdreininger/minutt. 18 minutters behandling i blanderen forårsaker en viss begynnende fibrillering på foreliggende fiber D, slik som det vises i fig. 7C, og in-gen fibrillering av fibrene E og F, slik som det vises i fig. 7 D og 7 E, mens kjente alkaliresistente fibre viser tallrike fibriller, slik som det klart vises i fig. 7 A og 7 B. Hvis behandlingstiden fordobles, d.v.s. okes fra 18 til 36 minutter, fremgår det av fig. 7 C' at en del av den foreliggende fiber D oppviser noen lengre fibriller og av fig. 7 D' og 7E<1>at fibrene E og F praktisk talt ikke i det hele tatt er fibril-lert, mens fibrilleringen på alkalireistente, kjente fibre er meget utpreget, slik som det tydelig fremgår av fig. 7A' og 7 B'.

Fibrilleringsresistensen kan vurderes nøyaktigere ved bestem-melse av "vannfiltreringstallet" for alkaliresistente fibre, som er blitt underkastet kraftig malning, ifolge en metode som beskrives av Battista,'Howsmon og Coppick i "Industrial andEngineering Chemistry, bind 45, side 2107, september 1953.

Ved utforelsen av denne metode filtteres en dispersjon av 4 g malte fibre i 180 cm vann under vakuum på et sintrert glass-filter med en diameter på 32 mm. En kake av malte fibre dannes på overflaten av glassfilteret, og en ytterligere mengde av loo cm 3 vann. helles over kaken av malte fibre og filtreres under vakuum. Vannfiltreringstallet er tiden i sekunder som kreves for disse 100 cm 3 vann for å filtrere fullstendig gjennom kaken av malte fibre. Vannet filtrerer langsommere når fibrene er mer fibrillerte. VannfiltreringstalM. som oppnås fra fibre fra gruppe I, II og III, vises i tabell 8.

Foreliggende regenererte cellulosefibre har foruten en orienteringsvinkel på over 35° og en organisasjonsgrad på 0,42 - 0,48 også et fargningstall på ca. 1,15.

Vanligvis er fargningstallet vektforholdet av fargestoff som fikseres på fibre som er neddyppet i ca. 30 minutter i et bad som inneholder "Chlorantine Light Green 5 BLL", (CI. Direct Green 27), under gitte betingelser som angis i det folgende:

Fargetallet uttrykkes av vektforholdet:

Folgende tabell angir prosentandelen av fargestoff som opptas av fibre fra gruppe I, II og III ved forskjellige tider opp til 5 timer: .....

Tabell 9 viser at fårgningstallét for fibre fra gruppe III er meget hoyere enn fargriingstallet for fibre fra gruppe r; mens det ér nesten lik fargningstallet for fibre fra gruppe II. For lengre fargningstider blir, slik som det er kjent, forskjellene mindre og forsvinner til slutt nesten fullstendig etter ca.

5 timer. Etter 5 minutters fargningstid, en meget kort tid, er

derimot forskjellene mer utpregete. Etter ca. 30 minutter, som nærmer seg fargningstiden i industriell målestokk, viser imidlertid fibre fra gruppe III et spesifikt hoyere fargningstall

enn.det som oppvises av fibrene i gruppe I. Selvom fibre fra gruppe;II oppviser et fargningstall etter 30 minutter på 1,10 har disse -fibre .lavere orienteringsvinkel, lavere organisasjonsgrad og folgelig dårligere mekaniske.; egenskaper enn fibre fra gruppe III.

Foreliggende fibre kan opparbeides til stoffer som har en usedvanlig evne til å gjennomgå vaskings- og slitasjebehandlinger. Garn med metrisk nr. 70 og snodd med 830 omdreininger/meter ble fremstilt fra 1,5 den. fibre fra gruppe I, II og III (fiber D), skåret til en lengde på 40 mm, .og fra bomull. De mekaniske egenskaper hos de spundne garn som ble oppnådd, gjengis i tabell 10....

Poplinstoffer ble vevet av de beskrevne spundne garn, og stoffene ble deretter utsatt for en permanent-pressbehandling. (Kora- • trontype), hvoretter stoffene oppviste de i tabell 11 gjengitte egenskaper.

De i tabll 11 viste resultater, spesielt kondisjonert strekkfasthet, rivstyrke og slitasje, betones ytterligere ved anskue-liggjorelse av resultatene fra tabell 11 i fig. 8. Det fremgår av fig. 8 at foreliggende stoff som er fremstilt fra fiber D fra gruppe III, oppviser en uventet evne til å motstå vaskings-og slitasjebehandlinger i sammenligning med. stoffer som er fremstilt fra fibre fra gruppene I, II og bomull.

Et garn med metrisk nr. 50 og snodd med 760 omdreininger/meter ble dessuten fremstilt fra en 3 den. fiber F fra gruppe III, og skåret til en lengde på 40mm.

De mekaniske egenskaper hos de erholdte spundne garn vises i tabell 12.

Tabell 12 viser at spundne garn av fiberen F har meget verdi-fulle egenskaper for tekstilområdet, spesielt når hoy forlengelse kreves sammen med relativt hoy strekkfasthet. ,.

Garn med metrisk nr. 30 ble fremstilt av de 2,2 den. acetylerte fibre D' (som skal beskrives senere i eksempel 17), og skåret til en lengde på 40 mm.

De mekaniske egenskaper hos erholdte spundne garn vises i tabell 13 og sammenlignes med egenskapene hos tilsvarende spundne garn av den likeledes i eksempel .17 beskrevne triacetatfiber.

Plane stoffer ble vevet av de beskrevne 30/2 garn, hvorved stoffene oppviste de i tabell 14 angitte egenskaper

Det fremgår av tabell 14 at stoffer av foreliggende acetylerte fibre har overlegne generelle egenskaper i sammenligning med tilsvarende stoffer fra vanlige triacetatfibre.

En fremgangsmåte kommer nå til å beskrives for fremstilling av foreliggende alkaliresistente fibre.

Foreliggende fremgangsmåte for fremstilling av de alkaliresistente fibre innebærer at viskose, som inneholder cellulose hvis DP er minst 400 og har et Y-taH mellom 60og 100 og storre viskositet enn 300 P, spinnes ut i et fortynnet syrespinnebad som inneholder mindre enn 25 g/liter svovelsyre, og natriumsulfat og sinksulfat i en mengde på hoyst 2 g/liter ved en temperatur under 40°C for dannelse av gelfibre med et storre y-tall enn 45, når fibrene er kommet ut fra det fortynnete spinne-bad.

Fremgangsmåten karakteriseres ved at gelfibrene utsettes for

en fbrste strekning på 30-80 % utenfor badet og samtidig utsettes for en utpresningsvirkning for å fjerne det vedheftende

syrebad, at gelfibrene deretter utsettes for en andre strekning, for et avspenningstrinn og endelig for en fiksering, hvorved y-tallet (y-^) hos de på denne måte strukne og avtrukne gelfibre er mellom 28 og 40, at deres svellingstall (G) er mellom 5 og 8 og at syrekonsentrasjonen (a) hos væsken,som er trukket av fra geltrådene ved slutten av strekningen og presningen, er mellom 6 og 9,5 g/liter, hvorved y-tallet (y-^), svellingstallet (G) og syrekonsentrasjonen (a) har et slikt gjensidig forhold som fremgår av formelen

Det folgende er typisk for den nye kombinasjon av trinn<p>g betingelser ved den foreliggende fremgangsmåte: 1. En viskose med et y-tall mellom 60 og 100, storre viskositet enn 300 P, fortrinnsvis mer enn 500 P, som inneholder en cellulose hvis DP er over 400. 2. Et fortynnet syrebad med en temperatur under 40°C som inneholder mindre enn 25 g/liter svovelsyre, natriumsulfat og små mengder sinksulfat, f.eks. mindre enn 2 g/liter. Ved tiden for spinningen bor badet ikke spalte mer enn 40 % av xantatgruppene, som fra begynnelsen finnes i viskosen. 3. En vertikal eller horisontal spinneanordning med eller uten ror kan med fordel anvendes, f.eks. den i det amerikanske patentskrift nr. 3.139.467 beskrevne anordning, hvorved vertikalt spundne fibre som er for svake til å være selvbærende, understottes fra utgangen fra badet av en partielt nedsenket valse, på hvilken fibrene innkommer tangensielt. 4. En foranstaltning som er et av de vesentlige kjennetegn for fremgangsmåten for fremstilling av foreliggende nye, alkaliresistente fibre, er dannelsen av en gel som samtidig oppviser meget noyaktige fysikalske og kjemiske egenskaper (uttrykket "gel" er her tilsiktet å definere nyspundne fibre i en tilstand av partiell regenerering).

Disse egenskaper er: y-tall, aciditet og svelning og må ligge innenfor et spesifikt intervall. Hver og en av disse egenskaper må dessuten ha en spesifikk verdi i sitt eget intervall, slik at de angitte resultater kan oppnås. Det må med andre ord finnes en gjensidig avhengighet mellom disse tre parametre, og en eventuell variasjon av et av parametrene i dets eget intervall påvirker umiddelbart de andre parametrene. Hvis disse betingelser ikke iakttas, kommer bare alkåliresistente fibre av middels kvalitet til å oppnås med et arbeidsprodukt som f. eks. kan være 30 % lavere. Gelen oppnås ved at de nyspundne fibre ved utgangen fra det forste fortynnede badet og mens de har et y-tall )45, utsettes for en friksjonsstrekning på faste styreorganer, som frembringer en hurtig fjerning av syren som impregnerer fibrene. På dette tidspunkt må fibrene (helt en-kelt betegnet med uttrykket "gelen") ha folgende egenskaper: a) Gelen må inneholde et cellulosexantat med et spesifikt y-tall, hvis y^-verdi ligger mellom 28-40, fortrinnsvis mellom

32 og 36, d.v.s.

(y-tallet betegner som kjent antallet CS 2-molekyler bundet til 100 glukoseenheter). b) Gelen må ha en lav svelningsgrad (nær grensesvelnings-graden) for å ha en homogen sammensetning. Den bor ha en svelningsgrad G mellom 5 og 8, fortrinnsvis av storrelsesordenen 6, d.V.S; (gelsvelningen betegner i virkeligheten forholdet mellom vekten av sentrifugert gel (G = 300) og vekten av cellulose i gelen). c) Væsken som impregnerer gelen, bor ha en syrekonsentrasjon a i g/liter mellom 6 og 9,5, fortrinnsvis mellom 7,5 og 8, d.v.s. 5. En annen ny foranstaltning i foreliggende1 fremgangsmåte for fremstilling av de nye, alkåliresistente fibre er strekning åv de erholdte fibre i luft. Denne strekning som er av storrelses orden0-100%, ledsages av mer eller mindre betydningsfull oppvarmning av gelen, og det skjer i dette trinn en spaltning av en del av de gjenværende xantatgruppene under innvirkning av syren som finnes i væsken som impregnerer gelen.

Denne andre strekning gjor det mulig å fremstille alkåliresistente fibre med mekaniske egenskaper som varierer i stor utstrekning og f.eks. strekker seg fra 2,7 til 6 g/den. for strekkfastheten i våt tilstand og fra 40 til 16% for tilsva-rend forlengelse.

Men alle de erholdte fibre har uavhengig av betydningen av den andre strekningen samme strukturtype og holder et hoyt arbeidsprodukt. Dette betoner den langtgående betydningen av den foreliggende nye fremgangsmåte.

6. Av betydning ved foreliggende fremgangsmåte er dessuten at fibrene i geitilstand etter strekningen i luft har et gjenværende y-tall, y2, mellom 18 og 28, fortrinnsvis mellom 21

og 25, d.v.s.

Det er betydningsfullt at mengden av fri syre i gelen er utilstrekkelig til å frembringe fullstendig spaltning av cellulose-xantatet i strekningsoyeblikket.

En stokiometrisk beregning gjor det mulig med en tilstrekkelig presisjon å fastslå at: DaY2må ligge mellom 18 og 28 ifolge formel (4), må

Formel (6) uttrykker en annen vesentlig betingelse ifolge oppfinnelsen. Med, andre ord må y^, G og a ikke bare tilfredsstil-le formlene (1) (2) og (3) , men også formel (6).

Hvis = 35, G = 6 og a = 7,5, gir således formel (5) y2= 22,5, som-ligger godt innen intervallet 18 - 28. De nodvéndige prosessbetingelser vil bli1 oppnådd.

Hvis på den annen side y^ - = 29, G = 7 og a = 8, gir formel (5)Y2= 13. Dette oppfyller ikke prosessbetingelsene, fordi formel (6) ikke oppfylles.

Det er derfor klart at det må finnes en viss likevekt mellom^1'^2'a°9G hvis formel (6) skal verifiseres. Når f.eks. y-^ okes, må a eller G eller både a og G okes, slik atY2v^ for-bli ved den onskede verdi. 7. En ytterligere foranstaltning ved fremgangsmåten for fremstilling av foreliggende nye fibre er avspenningen av fibrene i et bad, som inneholder mindre enn 2 g/liter svovelsyre.

Denne avspenning utfores i et fortynnet syrebad, hvis temperatur ligger mellom 20 og 80°C. Denne avspenning forbedrer ytterligere de usedvanlige tverregenskapene hos initialfibrene i geltilstand med bestemt Y-tall>aciditet og svelningsgrad, og den gir opphav til en hoy maskestrekkfasthet og en usedvanlig fibrilleringsresistent hos fibrene. Denne avspenning bor varie-res etter de fysisk-mekaniske egenskaper som onskes hos de ifolge oppfinnelsen fremstilte fibre.

Avspenningen bor være ca. 8 20 %. Etter avspenningen kommer Y-tallet hos fibrene til å ligge mellom 14 og 6. Regenerering av fibrene utfores til slutt i et tredje bad som inneholder en fortynnet, varm syre.

Oppfinnelsen beskrives nærmere i de folgende eksempler.

EKSEMPEL 1

En sulfatmasse med en DP på 760 - 780 og som inneholder 98 % oc-cellulose, ble dyppet ned i en 240g/liter natriumhydroksydopplosning ved 18°C i 30 minutter og deretter presset til et forhold på 2,87 i relasjon til a-cellulosen. Den på denne måte dannete alkalicellulosen ble deretter revet i en Werner-kvern i 45 minutter og eldet ved 32°c i 4 - 5 timer. Denne alkali-cellulose ble deretter xantogenert med 55 % karbondisulfid (i forhold til a-cellulosen) i en barett ved 22°C i 5 timer, og det resulterende cellulosexantat ble deretter innfort i en blander med vann og en natriumhydroksydopplosning for overforing til en viskose som inneholder 5,5 % cellulose med DP = 600 og 3,4 % natriumhydroksyd, med en viskositet mellom 550

og 600 P og et y-tall på 76 i den ferdige opplosning. Denne viskose inneholdt dessuten 25 ppm glukonsyre (et kompleksdannende middel) og0,1 % av et skumdempende middel, slik som isodekanol.

Denne viskose ble spunnet i et forste bad som inneholdt 15 g/ liter svovelsyre, 52 g/liter natriumsulfat, 0,3 g/liter sinksulfat og 0,03 g/liter av et anionisk middel (natriumalkylarylsulfonat, som gir en overflatespenning på 32 dyn/cm til badet) ved en temperatur på 25°C under anvendelse av et spinnemunnstykke med 6 600 huller med diameter 0,07 mm. Fibrene ble spunnet vertikalt uten ror, brakt til å passere gjennom badet i en lengde på 20 cm og ble opptatt ved utgangspunktet, mens de fremdeles ikke kunne bære seg selv, tangensielt av en valse, som var halvveis nedsenket i badet, og som bar fibrene langsomt ut av badet. Når de hadde passert et visst stykke på valsens ytre del, hadde koaguleringen skredet tilstrekkelig langt frem og fibrene hadde da tilstrekkelig strekkfasthet til å bære seg selv i luften og til å kunne utsettes for den faste strekningen. Den anvendte vertikale spinneanordning var i det vesentlige den som beskrives i det amerikanske patentskrift nr. 3.139.467. Firebnes y-tall når de kom opp fra badet, var av størrelsesordenen 50.

Fibrene ble deretter bragt til å passere på faste styreorganer gjennom en rekke skarpe vinkler og langs en med åpninger forsynt (louvered) vei, mens de ble utsatt for en forste strekning på 60 %, som hadde den virkning å presse ut vedheftende, sur væske, hvorved den medforte bad-væsken ble totalt fjernet. Den fra fibrene deretter utpressede væske stammet således praktisk talt fra fibrenes indre. Ved det siste styreorganet hadde væsken et syreinnhold på 7,5 g/liter. På samme måte hadde fibrene i geltilstand et y-tall på 34 og en gelsvelning på 6.

Fibrene uten vedheftende væske, d.v.s. utpressede gelfibre, ble deretter i luft og uten innvirkning av noen ytre væske utsatt for en annen 80% strekning, som brakte totalstrekningen til 188%. Ettér strekningen var det gjenstående y-tall fremdeles 22 på grunn av aciditeten og den beskrevne gelsvelningen, slik at betingelsene for formlene (1), (2) (3) og (6) ble opp-fylt. Fibrene ble deretter avspent mellom to oppsetninger av valser i et bad ved 20°C som inneholdt 0,5 g/liter svovelsyre, slik at "de under denne behandling trakk seg sammen 12 %. Ved utgangen fra avspenningsbadet var y-tallet 12. Til slutt ble regenereringen fullbyrdet i et bad ved 95°C som inneholdt 10 g svovelsyre og 20 g natriumsulfat pr. liter. Fiberhastigheten ved slutten av spinnemaskinen var 20 m/min.

Etter vanlig ferdigbehandling viste de erholdte fibre de i tabell 15 angitte egenskapene.

Som sammenligning vises i tabell 15 egenskapene hos en fiber fra gruppe I (hoy strekkfasthet og meget lav forlengelse - fiber A), for en fiber fra gruppe II normal (lav strekkfasthet og hoy forlengelse - fiber B), for en fiber fra gruppe II forbedret (fiber C) og for en fiber ifolge oppfinnelsen, som er oppnådd ifolge eksempel 1 (fiber D - gruppe Ili).

Alle egenskaper vedrorende bruddstrekkfasthet og bruddforlengelse i tabell 15 og i hele denne beskrivelse er bestemt etter velkjente regler fra B.I.S.F.A. (Bureau International pour la Standardisation des Fibres Artificielles). Spennings- og for-lengd sesprovene ble med andre ord utfort på prover (fiber eller enkelfiber) med lengden IO mm under standardiserte be tingelser (20°C, 65 % relativ fuktighet) og med slik forlen-gelseshastighet at brudd inntraff i lopet av 202 sekunder.

Det fremgår dessuten allerede tydelig av tabell 10 at foreliggende nye, alkåliresistente fibre gjor det mulig å fremstille garn som ikke bare i torr tilstand, men også i våt tilstand har strekkfasthets- og forlengelsesegenskaper som er overlegne dem for tilsvarende kjemmede, amerikanske bomullsgarn.

De usedvanlige generelle egenskapene hos foreliggende fibre

er også åpenbart i alle trinn etter spinning, spesielt ved klistring, vevning, blekning, appretering etc.

Disse fibres evne til å anta "wash and wear"-behandlinger av "Koratron"-type er f.eks. usedvanlig. Etter denne behandling er bruddbelastning og slitasjeresistens betydelig hoyere for stoffer fremstilt fra de beskrevne fibre enn for stoffer som er fremstilt fra fibre fra gruppe I, gruppe II og bomull,

slik som det vises nærmere i fig. 8. Disse resultater viser at fiberen D er spesielt egnet for blanding med bomull.

EKSEMPEL 2

Noyaktig samme viskose ble anvendt som den i eksempel 1, og spinningen ble utfort i et bad som inneholdt 17,5 g/liter svovelsyre, 50 g-liter natriumsulfat, 0,3 g/liter sinksulfat og 0,03 g/liter av et anionisk middel, f.eks. natriumalkylarylsulfonat (som ga badet en overflatespenning på 3 2 dyn/cm 2) ved en temperatur på 24°C under anvendelse av et spinnemunnstykke med 6 600 huller med diameter 0,07 mm. Fibrene ble spunnet vertikalt uten ror, passerte gjennom badet over en badlengde på 20 cm og ble opptatt ved utgangspunktet tangensielt av en halvveis nedsenket valse, som bar fibrene ut fra badet, slik som i eksempel 1. Etterat fibrene hadde passert en viss avstand på den ytre del av valsen, ble de utsatt for en forste 45% strekning,, men de ble ikke brakt til å passere på faste styreorganer langs en med åpninger forsynt vei, slik som i eksempel 1. Under <iisse betingelser frembrakte den forste strekningen en meget mindre reduksjon av væskeinnholdet enn i eksempel 1, og av denne grunn hadde væsken som ble ekstrahert fra fibrene, og som ble samlet opp umiddelbart etter den forste strekning, et syreinnhold på 10 g/liter. Ved dette punkt hadde fibrene et y-tall på, 30 og en gelsyelling på 7.

De ubetydelig utpressede gelfibrene ble deretter utsatt for en kompletterende strekning på 70% i luft uten å undergå innvirkning av noen ytre væske, hvilket brakte totalstrekningen opp. til 146 %. Etter strekningen hadde fibrene et gjenværende y-tall på 10. Fibrene ble deretter avspent uten noen spenning i et bad ved 20°C, som inneholdt 0,5 g/liter svovelsyre. Under denne behandling undergikk fibrene en maksimal sammentrekning på 6%. Ved uttagningen fra avspenningsbadet var y-tallet 3. Fibrene ble til slutt brakt til å passere inn i et regenereringsbad som hadde samme sammensetning og temperatur som i eksempel 1. Fiberbuntens hastighet ved slutten av spinnemaskinen var 20 meter/min.

Etter vanlig ferdigbehandling ble en fiberbunt oppnådd, som hadde folgende egenskaper:

De relativt dårlige kvaliteter av de i eksempel 2 erholdte fibre beror tydeligvis på at verdien av a og. ikke tilfreds-. stilte grensekrayene for formlene (3), (4) og (.6).

EKSEMPEL 3- 8

Den samme viskosen ble spunnet i det samme badet under noyaktig samme tekniske betingelser som beskrevet i eksempel 1, men med varierende grader av-forste og andre strekning og folgelig total strekning.

Fibrene ble spunnet vertikalt uten ror, passerte gjennom et bad med en badlengde på 20cm og ble opptatt tangensielt av en i badet halvveis nedsenket valse ved punktet for utgangen av badet, mens de fremdeles ikke hadde evne til å bære seg selv, hvilken valse bar fibrene langsomt ut av badet. Når de hadde passert en viss avstand på valsens ytre del, hadde koaguleringen skredet tilstrekkelig frem, og fibrene hadde deretter tilstrekkelig strekkfasthet til å bære seg selv i luften og til å kunne utsettes for den forste strekningen. Den anvendte vertikale spinneanordning var i det vesentlige den som er beskrevet i det amerikanske patentskrift nr. 3.139.467. Fibrenes y-tall når de kom opp fra badet, var av storrelsesorden 50.

Fibrene passerte deretter på faste styreorganer gjennom en rekke skarpe vinkler og langs en med åpninger forsynt vei, mens de ble utsatt for en forste strekning på 45, 50, 60, 60, 65, 45 %, som hadde virkningen av å presse ut den vedheftende, sure væske, hvorved den medforte bad-væske ble totalt fjernet. Den fra vibrene deretter utpressede væske stammet således praktisk talt fra fibrenes indre. Ved det siste styreorganet hadde væsken et syreinnhold på 7 - 7,5 g/liter. Ved samme punkt hadde fibrene i geltilstand et y-tall på 33-35 og en gelsvelling på 6 - 6,5.

Fibrene uten vedheftende væske, d.v.s. utpressede gelfibre, ble deretter i luft og uten innvirkning av noen ytre væske utsatt for en andre strekning på 0, 7, 11,2, 38, 60og 90 %, slik at totalstrekningen var 45, 60, 80, 120, 165 og 175 %. Etter denne andre strekning lå fibrenes y-tall, y^, melom 18 og 22.

Etter denne andre strekning ble fibrene avspent 11 - 12 % i

et bad ved 20°C som inneholdt 0,5 g/liter svovelsyre, og regenereringen ble deretter "fullfort i et bad ved 95°C, som inneholdt 10 g svovelsyre og 20 g natriumsulfat pr. liter. Fibrenes slutthastighet ved slutten av spinriemaskinen var 10, 11,1,

12,5, 15,2, 18,4 og 19 meter/min..

Etter vanlig ferdigbehandling viste de erholdte fibre egenskaper som angis i tabell 16, inklusive egenskapene for fiber D, som vises til sammenligning. Tabell 16 viser tydelig det store intervallet for egenskaper, spesielt forlengelse og maskestrekkfasthet hos de foreliggende alkåliresistente fibre, son: alle likevel hor et hoyt arbeidsprodukt, relativt hoy våtmoiul.og en usedvanlig fibrilleringsresistent.

Det fremgår like klart fra tabell 16 at foreliggende fibre D, E, F, G, H, I og J i hoy grad er egnet for blandinger enten

med en rekke syntetiske fibre eller ull eller bomull, da de har strekkfasthets- og forlengelsesegenskaper som er spredd over et meget stort område, hvorved maskestrekkfastheten alltid forblir ved et hoyt nivå.

EKSEMPEL 9- 12

En sulfatmasse med en DP på 760 - 780 og som inneholdt 98% ct-cellulose, ble dyppet ned i 240 g/liter natriumhydroksydopplosning ved 18°c i 30minutter og ble deretter presset til et forhold på 2,87 i relasjon til ct-cellulosen. Den på denne måte dannede alkalicellulosen ble revet i en varme-kvern i 45 minutter og deretter aldret ved 3 2°C i 4 - 5 timer. Denne alkali-cellulose ble deretter xantogenert med 55% karbondisulfid (i forhold til oc-cellulosen) i en barett ved 22°C i 5 timer og . deretter innfort i en blandeanordning sammen med vann og en natriumhydroksydopplosning for overforing til en viskose som inneholdt 6,2 % cellulose med DP= 600 og 3,5 % natriumhydroksyd med en viskositet på 900 P og et y-tall på 77 i den ferdige opplosningen. Denne viskose inneholdt dessuten 25 ppm glukonsyre (et kompleksdannende middel) og 0,1 % av et skumdempende middel, slik som isodekanol.

Denne viskose ble spunnet i et forste bad som inneholdt 15,8

g/liter svovelsyre, 53 g/liter natriumsulfat, 0,3 g/liter sinksulfat og 0,03 g/liter av et anionisk middel (natriumalkylarylsulfonat som ga badet en overflatespenning på 32 dyn/cm<2>) ved en temperatur på 25°C under anvendelse av den samme tekniske anordning som i eksempel 1, bortsett fra at fibrene passerte gjennom badet i en badlengde på 22 cm.

Fibrene passerte deretter på faste styreorganer gjennom en rekke skarpe vinkler og langs en med åpninger forsynt vei, mens de ble utsatt for en forste strekning på 54, 60, 60, 65%, som hadde den virkning å presse ut vedheftende, sur væske, hvorved den medforte badvæsken ble fullstendig fjernet. Ved det siste styreorganet hadde væsken et syreinnhold på 7 - 7,8 g/liter. Ved det samme punkt hadde fibrene i geltilstand i y-tall på 32 - 35 og en gelsvelling på 6 - 6,5.

Fibrene uten vedheftende væske, d.v.s. utpressede gelfibre, ble deretter i luft og uten innvirkning av noen ytre væske utsatt for en andre strekning på O, 11,2, 38 og 60%, hvilket ga en totalstrekning på 54, 80, 120 og 165 %. Ved slutten av den andre strekningen var y-tallet, y2, mellom 19 og 23. Fibrene ble deretter avspent i en utstrekning på 11 - 12,5 % i samme bad som i eksempel 1 og ble deretter regenerert under sarrrae betingelser som i eksempel 1. Ved oppsamlingspunktet hadde fibrene en hastighet på 15, 17,5, 21 og 26 meter/min..

Etter vanlig ferdibehandling oppviste de erholdte fibre de i tabell 17 angitte egenskaper.

Fibrene K, L, R og S i tabell 17 viser generelle egenskaper som er noe lavere enn dem for fibrene i tabell 16, spesielt på grunn av den hoyere spinnehastigheten i eksemplene 9 - 12.

EKSEMPEL 13

Noyaktig samme viskose som ble anvendt i eksempel 1, og samme spinning ble utfort i et bad som inneholdt 14 g/liter svovelsyre, 50 g/liter natriumsulfat, 0,3 g/liter sinksulfat og 0,03 g/liter av et anionisk middel, natriumalkylarylsulfonat (som ga badet en overflatespenning på 32 dyn/cm 2) ved en temperatur på 25°C under anvendelse av et spinnemunnstykke med 200 huller med diameter 0,008 mm. Fibrene passerte horisontalt under 250 mm i badet og ble deretter trukket ut fra badet, passerte over en valse og deretter på faste styreorganer over en med åpninger forsynt vei, mens de samtidig ble utsatt for en strekning på 60 %. Passasjen på styreorganene i en rekke skarpe vinkler og den forste strekningen hadde den virkning å redusere fibrenes væskeinnhold og fjerne fra dem en stor mengde av den impregne-rende badevæske. Den fra fibrene ekstraherte væske, som ble oppsamlet på det i passasjeretningen siste styreorganet, hadde et syreinnhold på 8 g/liter. Ved det siste styreorganet hadde fibrene et y-tall Pa 33 ° en gelsvelling på 7.

De utpressede gelfibrene ble deretter utsatt for en kompletterende 80 % strekning i luft uten å undergå innvirkning av noen ytre væske, hvilket ga en totalstrekning på 188%. Ved slutten av strekningen hadde fibrene et gjenværende y-tall på 17. Det er således tydelig at i eksempel 13 var y2~verdien ved grensen for sitt intervall. Fibrene ble deretter avspent i et bad ved

2o°C, som inneholdt 0,5 g/liter svovelsyre. Under denne behandling ble fibrene avspent 9%, og da de kom opp fra avspenningsbadet, oppviste fibrene et y-tall på 10. Fibrene ble til slutt brakt til å passere ned i et regenereringsbad, som hadde samme sammensetning og temperatur som badet i eksempel 1, og garnet ble oppsamlet på en spole. Hastigheten ved slutten av spinnemaskinen var 30 meter/min.

Etter vanlig ferdigbehandling ble en fiberbunt med folgende egenskaper oppnådd.

EKSEMPEL 14

En viskose noyaktig lik de; i-eksempel 1 ble spunnet i et bad som inneholdt 13 g/liter svovelsyre, 50 g/liter natriumsulfat og 0,03 g/liter av et anionisk middel, natriumalkylarylsulfonat (som ga en overflatespenning på 32 dyn/cm ) ved en temperatur på 25°C under anvendelse av et spinnemunnstykke med 1 100 huller med diameter 0,07 mm. Fibrene ble spunnet vertikalt uten ror, og etter en passasje på 350 mm ble de opptatt tangensielt ved utgangspunktet av en halvveis nedsenket valse, som langsomt bar dem ut av badet. Når fibrene hadde passert langs"en viss bue på valsen, hadde koaguleringen skredet tilstrekkelig frem, slik at fibrene hadde tilstrekkelig strekkfasthet til å.bære seg selv i luften og til å undergå strekning. Den anvendte vertikalspinneanordningen var i det vesentlige iden-tisk med den som er beskrevet i det amerikanske patentskrift nr. 3.139.467. Fibrenes y-tall da de kom opp fra badet, var av storrelsesorden 50.

Fibrene passerte deretter over faste styreorganer i en rekke skarpe vinkler, slik som i eksempel 1, mens de samtidig ble utsatt for en 64 % preliminær strekning. Væsken som ble samlet opp på det siste styreorganet, hadde et syreinnhold på 7 g/liter. Ved dette punkt hadde fibrene et y-tall på 36 og en gelsvelling på 7.

De utpressede gelfibrene ble deretter utsatt for en 84 % strekning i luft uten innvirkning av noen ytre væske, hvilket brakte totalstrekningen opp til 201 %. Ved slutten av strekningen hadde fibrene et gjenværende y-tall på 22. De ble deretter brakt til å passere gjennom et avspenningsbad som besto av en 0,5 % svovelsyreopplosning ved 20°C, hvor de trakk seg sammen 11 %. Fibrene ble til slutt brakt til å passere inn i et regenereringsbad som hadde samme sammensetning og temperatur som regenereringsbadet i eksempel 1.

Etter den vanlige ferdigbehandling ble en fiberbunt oppnådd, som oppviste folgende egenskaper:

Hvis dette garn ble utsatt for en 15 % strekning mens det fremdeles var vått, ble til slutt et garn med hoy strekkfasthet oppnådd, som oppviste folgende egenskaper:

Det viser seg således at men oppnår et garn med meget hoy strekkfasthet for industriell anvendelse uten anvendelse av formaldehyd i spinneopplosringen, til tross for det tap av energi som frembringes ved trekningen.

EKSEMPEL 15

Noyaktig samme viskose ble spunnet i samme bad og under noyaktig samme tekniske betinge]ser som i eksempel 1, med unntak av at fibrene ble avspent 13% i avspenningsbadet i stedet for 12%, slik sorn det er be skre /et i eksempel 1. Fibrene ble deretter brakt til å passere inn i regenereringsbadet og ble utsatt for vanlig ferdiobehant '.ing, hvoretter de viste folgende egenskaper:

EKSEMPEL 16

Noyaktig samme viskose ble spunnet i samme bad under noyaktig samme betingelser som i eksempel 1, med den unntagelse at fiberbunten ble skåret til fibre etter den andre strekningen og at de erholdte fibre ble mottatt på en bevegelig vire, på hvilken de ble behandlet i ca. 20 sekunder med et avspenningsbad med samme sammensetning og temperatur som det i eksempel 1 og som falt som regn på viren. De ble deretter behandlet med samme regenereringsbad som i eksempel 1. Etter ferdibehandlin-gen viste fibrene folgende egenskaper:

EKSEMPEL 17

De i eksemplene 1 og 4 beskrevne fibre D og F ble acetylert ifolge en i litteraturen velkjent metode.

En bunt av 6 600 kontinuerlige fibre ble i en tilstand av den andre svelling brakt til å passere inn i en vandig opplosning som inneholdt 500 g/liter kaliumacetat (katalysator), hvoretter fiberbunten ble ekstrahert, torret ved 80°C og brakt til å passere gjennom et acetyleringskammer med en hastighet på 15 cm/min. En acetyleringsblanding av luft og eddiksyre-arihydrid i gassfase ble santidig ved en temperatur på 125 - 130°C fort inn i kammeret . en mengde på ca, 3 liter/min.. Etterat fiberbunten forlot acetyleringskammeret, ble den skylt i varmt vann, oljet og tonet ved 80°C.

De fra fibrene D og F erholdte, acetylerte fibrene D', D'' og F' oppviste de i tabell 18 angitte egenskaper, i hvilken tabell de sammenlignes med en van.' ig triacetatfiber. (Fiberen D' ble acetylert ved en diskontini erlig fremgangsmåte og D'<1>ved en

kontinuerlig fremgangsmåte.).

Det fremgår dessuten allerede av tabell 13 at foreliggende nye, acetylerte fibre gjor det mulig å fremstille garn som har strekkfasthets-, forlengelses-, modul- og maskeegenskaper, hvilke som en helhet er overlegne dem for tilsvarende spundne triacetatgarn.

De gode generelle egenskaper hos de foreliggende acetylerte fibre fremgår også ved alle trinn etter spinning, klistring og vevning og i totalopptreden, slik som det er vist i tabell 14.

Claims (10)

1. Alkaliresistent fiber av regenerert cellulose,karakterisert vedat den har en orienteringsvinkel på 35 - 47° og en organisasjonsgrad på 0,42 - 0,48.

2.Regenerert cellulosefiber i henhold til krav 1,karakterisert vedat den for en behandling med et alkalisk svellingsmiddel har en torr maskestrekkfasthet på 1,2 - 2,1 g/den.

3. Fiber etter krav 1 eller 2,karakterisert vedat den har en forlengelse i torr tilstand på 14 - 30 % og en forlengelse i våt tilstand på 16 - 40

4. Fiber etter noen av kravene 1-3,karakterisert vedat den har en strekkfasthet i torr tilstand på 3,5 - 7 g/denier, en strekkfasthet i våt tilstand på 2,7 - 6 g/denier og et arbeidsprodukt såvel i torr som i våt tilstand på 70- 115.

5. Fremgangsmåte for fremstilling av fibre av regenerert cellulose med alkaliresistens ifolge krav 1, hvorved viskose, som inneholder cellulose hvis DP er minst 400 og har et y-tall mellom 60 og 100 og stqrre viskositet enn 300 P, spinnes ut i et fortynnet syrespinnebad som inneholder mindre enn 25 g/liter svovelsyre, og natriumsulfat og sinksulfat i en mengde på hoyst 2 g/liter ved en temperatur under 40°C for dannelse av gelfibre med storre y-tall enn 45 etter at fibrene er kommet ut av det fortynnede spinnebadet,karakterisert ved at gelfibrene utse ;tes for en forste strekning på 30 - 80 % utenfor badet og santidig utsettes for en utpresningsvirkning for å fjerne det vedheftende syret id, at gelfibrene deretter utsettes for en a idre strekning, for et avspenningstrinn og endelig for en ficsering, hvorved y-tallet (y-^) hos de på denne måte strukne oj avtrukne gelfibre er mellom 28 og 40, at deres svellingstill (G) er mellom 5 og 8, og at syrekonsentrasjonen (a) hos væsken, som er trukket av fra geltrådene ved slutten av strekningen og presningen, er mellom 6 og 9,5 g/.];.ter, hvorved y-tal Let (y-^), svell ing st al let (G) og syrekon,-. ntrasjonen (a) har et slikt gjensidig forhold som fremgår av formelen

6. Fremgangsmåte ifolge krav 5,karakterisert vedat presningsvirkningen på fibrene for å fjerne syre fra fibrene un ler den forste strekningen på 30 - 80 utfores ved friksjonsst::ekning av fibrene på faste eller bevegelige styreorganer eller valser.

7. Fremgangsmåte ifolge krav 5 eller 6,karakterisert vedat den andre strekningen utfores i luft til 0 - 100 %, hvilket forer til fibre med en geltilstand med et gjenværende y-tall (y2) mellom 18 og 28.

8. Fremgangsmåte ifolge noen av kravene 5-7,karakterisert vedat avspenningen utfores i et fortynnet syrebad som inneholder mindre enn 2 g/liter svovelsyre ved en temperatur mellom 20 og 80°C, hvorved avspenningen er mellom 8 og 20 %, og y-tallet hos fibrene etter avspenningen er mellom 6 og 14.

9. Fremgangsmåte ifolge noen av kravene 5-8,karakterisert vedat regenereringen skjer i varmt, fortynnet syrebad.

10. Fremgangsmåte ifolge noén*av kravene 5 og 7 - 9,karakterisert vedat fibrene etter den andre strekningen skjæres til stapelfibre, som deretter utsettes for avspenning og fiksering.