NO150048B - Fremgangsmaate til fremstilling av flate tekstilgjenstander med foroeket stivhet - Google Patents

Description

Fremgangsmåte ved fremstilling av rayon med høy polymerisasjonsgrad ved viskoseprosessen.

Foreliggende oppfinnelse angår en

fremgangsmåte ved fremstilling av rayonfilamenter eller -fibre fra viskose med viskositet over 300 (kulefallmetoden), ved

hvilken

a) alkalicellulose xanthogeneres med

cartaondisulfid i nærvær av 0,2—3,0 pst.

overflateaktivt middel,

b) viskosens temperatur holdes før

spinningen under 15° C og oppvarmes ved

spinnestedet til innenfor 10° C, fortrinnsvis 5° C, av spinnebadets temperatur, c) de dannede filamenter strekkes po-sitivt og kontinuerlig under regenereringen av cellulosen på en slik måte at spen-ningen på fibrene økes progressivt i balanse med dannelsen av den indre struktur i cellulosen i filamentene, og d) de således erholdte filamenter fø-res gjennom et surt efterbehandlings-bart

inneholdende ikke over 10 g/l svovelsyre,

ved en temperatur på minst 80° C, uten å

strekkes deri.

Fortrinnsvis anvendes ved foreliggende fremgangsmåte et spinnebad inneholdende ikke over 30 g/l svovelsyre og 0,1—

2,0 g/l av et sulfat av et tungmetall, for

eksempel Zn, Co, Cd, Ni eller Cr, med en

temperatur på minst 25° C.

Ved strekkingen av de spunnende filamenter eller fibre anvendes fortrinnsvis

minst 2 strekkvalser hvorav den første er

cylindrisk mens den siste har en konisk og

en cylindrisk del.

Detaljene ved foreliggende oppfinnel-

se er angitt i det følgende: Den første essensielle betingelse ifølge oppfinnelsen er zanthogenering av alkalicellulose med CS2 inneholdende 0,2— 3,0 pst. overflateaktivt middel beregnet på cellulosen. Fortrinnet ved slik zanthoge-neringsfremgangsmåte er ikke bare at man får cellulosezanthogenat med høy PG og stor regelmessighet og god filtrerbar-het, men også å lette varmingen av cellulosen som beskrevet i neste avsnitt. Skjønt det av slike overflateaktive midler enten kan anvendes anioniske, kationiske eller ikke-ioniske forbindelser, er den viktigste betingelse å bruke slike overflateaktive midler at man får affiniteten vel avbalan-sert for både CS2 og alkali i alkalicellu-losen. F. eks. for anioniske, ca. 40 pst. sul-fonert ricinolein, for kationiske, addisjonsforbindelser av alkylamin eller alkyl-amid med ethylenoxyd, for ikke- ioniske addisjonsforbindelser av høyere alkoholer med ethylenoxyd. Ved slik zanthogenering er det meget lett å få klar viskose med en viskositet på mer enn 300 (kulefall-metoden).

Den annen vesentlige betingelse ifølge oppfinnelsen er temperaturen av viskosen ved spinningen. Generelt sagt bør for spinning av viskose med høy PG, y-verdien av cellulosen være høy nok, og følgelig bør modningsgraden av viskosen fortrinnsvis være lav, og for dette formål må temperaturen på viskosen holdes under 15° C før spinningen. Da imidlertid temperaturen av spinnebadet ved foreliggende oppfinnelse er over 25° C, er det en temperatur-forskjell på mer enn 10° C mellom viskosen og spinnebadet. En slik forskjell hin-drer en jevn spinneprosess for høy PG viskose. Ifølge foreliggende oppfinnelse skal ved oppvarming av viskosen ved spinnedysen, temperaturforskjellen mellom viskosen og spinnebadet innstilles innen 10° C, eller fortrinnsvis 5° C. Samtidig kan man ved viskose som fås ved ovenfor nevnte zanthogenering, fullstendig unngå de vanskeligheter som forårsakes ved varming av viskosen. Det er således mulig å forbedre spinnbarheten av viskosen uten noen innflytelse på modningen av viskosen, og å øke jevnheten i kvalitet og sluttprodukt. Å varme opp spunden viskose gjør videre dens viskositet lavere, særlig ved høy viskositetsviskose, og det har vist seg mulig å behandle slik meget høy viskositetsviskose lett under spinningen, hvilket hittil har vært antatt å være vanskelig.

Den tredje vesentlige betingelse ifølge oppfinnelsen er å anvende en ny spinneinnretning ved spinningen av viskose fremstilt ved ovenfor angitte fremgangsmåte. Som vanlig består fremgangsmåten for dannelse av rayonfilamenter eller fibre ved viskoseprosessen av tre elementer — koagulering, regenerering og rekrystallisering av cellulose, og på egnede tidspunkter under spinningen blir filamentene strukket ved ytre krefter. Selv-sagt er disse elementer ikke uavhengige av hverandre, men står heller i intimt forhold til hverandre, og på den annen side er det også klart at de har en spesiell sammenheng ved det anvendte spinnesystem. Foreliggende spinnesystem er blitt utviklet ved å studere denne sammenheng. Spinnebadet hvis konsentrasjon av svovelsyre er under 30 g/l, inneholder 0,1— 2,0 g/l av et sulfat av et tungmetall, f. eks. Zn, Co, Ni, Cr, Cd etc, ved tempera-turer på over 25° C. Med hensyn til spin-neinnretningen er der gitt noen eksempler i fig. 1—3, hvor spinnehastigheten av den spundne tråd økes gradvis, avpasset efter koagulasjon, regenerering og rekrystalli-sasjon av cellulosen.

På tegningene betegner:

1. spinnebadet

2. spinnedysen

3. en liten strekkvalse i badet (ikke mer

enn to trinn)

3'. en liten strekkvalse utenfor spinnebadet 4. føring for tråd

5. faste føringer

6. en særlig strekkvalse (en kombinasjon

av en konisk strekkvalse og vanlig type).

Ved anvendelse av spinneanordninger som vist på tegningene, er det lett å regu-lere slik at man får en egnet avpasning av koagulasjon, regenerering og rekrystallisering av cellulosen under spinningen, og følgelig er egenskapene av sluttproduktene meget bedre enn ved de tidligere kjente fremgangsmåter, f. eks. ved US patent nr. 2 732 279 (se tabell B). I US patent nr. 2 732 279 er det foreslått å strekke tråden på koniske eller avtrappede strekkvalser neddykket i spinnebadet avpasset til koagulering og regenerering, men det synes litt vanskelig å strekke mange filamenter likt samtidig på strekkvalsen på grunn an-dens konstruksjon, og derfor har det den ulempe at det ikke tillater å øke spinnekapasiteten av spinnemaskinen som kreves fra et industrielt synspunkt, såvel som det er en øvre grense for spinnehastigheten p. g. a. den innviklede arbeidsprosess. På den annen side er ved foreliggende oppfinnelse alle slike ulemper fullstendig avhjulpet ved den nye spinneinnretning, og også slike industrielle ulemper ved spinningen av viskosefilamenter eller -fibre med høy PG, som tidligere nevnt, er blitt fullstendig overvunnet. Spinnekapasiteten pr. en-het for spinnemaskinen som skal anvendes for høy PG-viskose, blir nesten tilsvaren-de til den for vanlig viskose med lav PG. Det bør merkes at strekkanordninger til-svarende dem på tegningene kommer innenfor området av foreliggende oppfinnelse, så langt som de kan arbeide ifølge prinsippet ved foreliggende oppfinnelse.

På den annen side er man blitt opp-merksom på noen spesielle fenomener som kan opptre av og til ved foreliggende spinnesystem. Et av disse fenomener er at det kan inntre noen forsinkelser i rekrystalli-seringen av cellulosen i filamentene p.g.a. utilstrekkelig nøytralisering under passasjen i spinnebadet. Dette kommer av lav syrekonsentrasjon i spinnebadet og rela-tiv høy spinnehastighet. Det andre feno-men er problemet med kontroll av kvaliteten av filamentene eller fibrene fremstilt ved foreliggende spinnesystem p.g.a. for-sinkelsen i rekrystallisering, f. eks. er det blitt oppdaget at kvaliteten av fibrene blir ustabil når fibrene like etter spinningen blir utsatt for vanlig vasking (avsvovling og bleking) og av og til, selv om tilfreds-stillende resultater med hensyn til kvaliteten av fibrene ble oppnådd like etter fremstillingen, inntrådte det p.g.a. forandringen i den indre struktur av fibrene nedgang i kvaliteten.

I henhold til de til grunn for oppfinnelsen liggende forskningsresultater er det, for å hindre fibrene fra slike defekter, meget effektivt å behandle de spundne filamenter i rekkefølge etter spinningen i det varme efterbehandlingsbad inneholdende mindre enn 10 g/l svovelsyre og ved mere enn 80° C uten noen positiv strekking. Hittil har det vært alminnelig aksep-tert at det varme, sure bad eller nøytrale bad skulle anvendes for passasjen av vanlige rayonfilamenter med lav PG i rekke-følge etter spinningen for å forbedre kvaliteten. En slik fremgangsmåte er kjenne-tegnet ved å behandle fibrene i varmt bad under positiv strekking for å øke strekk-fastheten uten tap av forlengelsesevne. I motsetning hertil skal i det foreliggende system, behandlingen av fibre under positiv strekking unngås. Hensikten med å anvende et slikt varmt bad ved foreliggende system er å fjerne mulig forvridning i den indre struktur frembragt under spinningen, og også å øke rekrystallisasjons-graden av sellulosen i en slik grad at de-generering av kvaliteten ikke får skje under vaskeoperasjonen. Virkningen av det varme, sure efterbehandlingsbad er således i det foreliggende system fullstendig forskjellig fra det tidligere som i alminne-lighet ble anvendt for rayonstapel med lav PG, og for å oppnå dets utmerkede ef-fekt, må oppmerksomhet vies til varighe-ten eller lengden av passasjen av filamentene i det varme bad, f. eks. når 60.000 denier garn behandles i badet med 3 g/l svovelsyre ved 85° C med en hastighet på 30 m/min., skal passasjen være 2 meter.

Anvendelsen av det varme, sure efterbehandlingsbad i foreliggende spinnesystem er den fjerde vesentlige betingelse ifølge oppfinnelsen. Ved en fremgangsmåte er det beskrevet at viskose med høy PG spinnes i spinnebadet med under 30 g/l svovelsyre ved over 30° C inneholdende 0,2 —2,0 g/l ZnS04 idet mengden økes tilsvar-ende til forhøyelsen av temperaturen for å avpasse fremadskridningen av filament-dannelsen. Ved foreliggende oppfinnelse er, ved anvendelse av det varme efterbehandlingsbad, området for betingelsene i spinnebadet meget mere moderert, og derfor er slike innskrenkninger som å la mengden av sinksulfat svare til temperaturen i spinnebadet blitt unødvendig, og den bør bestemmes fortrinnsvis i relasjon til andre betingelser.

En slik forbedring er vist i den følgen-de tabell, hvori er samlet forholdet mellom sp innetemperatur og konsentrasjon av sinksulfat i badet tatt ut fra eksemplene på foreliggende oppfinnelse.

Det kan nevnes at graden av rekrys-tallisasjon under spinneprosessen kan svare tilnærmet til den primære svelling av filamentene som kan måles ved forholdet mellom vanninnholdet i filamentene og disses knusktørre vekt, og forandringen i den indre struktur av filamentene ved den utløpte tid kan bestemmes ved forandringen i absorpsjon av jod av filamentene.

Eksempel 1.

Tremasse med PG 900 ble neddykket i 18,5 pst. natronlutoppløsning i 2 timer ved 20° C, presset til 2,8 ganger sin vekt, og presset i 1 time ved 20° C. Den således fremstilte alkalicellulose ble zanthogenert med en blanding av 45 pst. CSn (til cellulose) og 0,2 pst. laurylalkoholethylenoxyd ved 19—27° C og sammensetningen av viskose var 5 pst. cellulose og 3 pst. NaOH. Viskositeten ved kule-fall-metoden og y-verdien ved spinningen var henholdsvis 440 og 67. Viskosen ble varmet like før spinnemaskinen til 26° C. Spinnebadet som ble anvendt inneholdt H,SO,( 15,5 g/l, ZnSO<4 >0,35 g/l, Na2SOt 60 g/l og dets temperatur var 30° C. Filamentene ble strukket ved det system som er vist i fig. 1, idet spinnehastigheten var 20 m/min. 60.000 denier garn passerer gjennom badet inneholdende H2S04 3 g/l ved 85°C på 12 sekunder. Data for filamentene som ble fremstilt er vist i tabell B, IA. Data for filamenter som ik-ke ble underkastet behandlingen i det varme bad er angitt under IB i tabell B.

Eksempel 2.

Alkalicellulose ble fremstilt av trepulp med PG 950 under samme betingelser som i Eksempel 1 og zanthogeneringen ble også utført på samme måte som i Eksempel 1 med 48 pst. CS, og 3 pst. av 40 pst.ig sul-fonert recinolein. Sammensetningen av viskosen var 5 pst. cellulose og 3 pst. NaOH. Viskositeten var 450, y-verdien var 70 ved spinningen. Viskosen ble varmet til 26° C og spunnet under de samme forhold som i Eksempel 1, men med ZnSO, 0,1 g/l og Na2SOt 80 g/l og med systemet vist i fig. 2. 30.000 denier garn spunnet på denne måte ble behandlet i det varme bad med H2SO.( 5 g/l ved 90° C idet lengden av ned-dykning var 3 meter og spinnehastigheten var 25 m/min. Data for filamentene er vist i tabell B, 2. Den primære svelling av filamentene var 650 før og 205 etter det varme bad.

Eksempel 3.

Trepulp med PG 1150 ble neddykket i 18,8 pst. NaOH-oppløsningen i 2 timer ved 20° C, presset til 2,8 ganger og knust i 2 timer ved 20° C. Zanthogeneringen ble ut-ført med en blanding av 50 pst. CS, og 0,5 pst. iaurylalkohol-ethylenoxyd ved 19— 27° C, og sammensetningen av viskosen var 5 pst. cellulose og 3,3 pst. NaOH, viskositeten var 560, y-verdien var 75 ved spinningen. Viskosen ble varmet til 25° C og spunnet ved 32° C ved H2SO, 16,0 g/l, ZnSO., 0,2 g/l, Na2SO., 80 g/l, og ved systemet vist i fig. 3. Filamentene passerte gjennom badet med H2SO, 3 g/l ved 90° C. Tabell B, 3 viser data for de fremstilte filamenter. Fig. 4 viser forandringen i ab-sorbert jod i filamenter behandlet med og uten det varme bad.

Eksempel 4.

Linterpulp med PG 1300 ble neddykket i 19,2 pst. NaOH-oppløsning ved 20° C i 2 timer, presset til 2,86 ganger og knust ved 25° i 1,5 time. Zanthogeneringen ble utført med en blanding av 60 pst. CS2 og 1 pst. polyoxyethylen-alkylaminoether ved 20—30° C. Sammensetningen av viskosen var 4,5 pst. cellulose og 3,6 pst. NaOH, og viskositeten var 560, y-verdien var 78 ved spinningen. Viskosen ble varmet til 32° C like før spinningen og ble spunnet i badet med H2S04 13,3 g/l, ZnSO., 0,5 g/l, Na2S04 40 g/l ved 35° ved systemet vist i fig. 3. I dette eksempel er data for sammenlignin-gen av garn på 30.000 denier som passerte gjennom det varme bad med H2SO, 3 g/l ved 90° C i lengder på 4 m og 2 m, vist i tabell B, henholdsvis 4A og 4B.

Eksempel 5.

Viskosen fremstilt som i Eksempel 2 ble oppvarmet til 35° C før spinningen, ble spunnet i badet inneholdende H,S04 13,8 g/l, ZnSO,, 2,0 g/l ved 44° C i systemet vist i fig. 3. Filamentene passerte gjennom det varme bad med H2SO, 8 g/l med en hastighet av 40 m/min. Data for filamentene er vist i tabell B, 5.

Eksempel 6.

Viskose fremstilt på samme måte som i Eksempel 4 ble varmet til 23° C og spunnet i spinnebadet inneholdende H0SO4 15,2 g/l, CdSO, 0,3 g/l ved 25° C i systemet vist i fig. 2. Spundne filamenter passerte gjennom det varme bad på 90° C med H2SO, 5 g/l med en hastighet av 20 m/min. Data for filamentene er vist i tabell B, 6.

Eksempel 7.

Viskose ble fremstilt på samme måte som i Eksempel 4 unntatt at temperaturen ved zanthogeneringen var 19—29° C. Den fremstilte viskose hadde en viskositet på 620, en y-verdi på 77. Etter at viskosen var varmet til 40° C ble den spunnet i badet inneholdende H2SO( 29,3 g/l, ZnSO., 1,9 g/l ved 49° C for å fremstille gulvteppefibre av 15 denier. Filamentene passerte gjennom badet med H2S04 9 g/l ved 90° C og behandlingen var i overensstemmelse med vanlige vaskemetoder. Data for fibrene er vist i tabell B, 7.

Eksemplene er angitt for å illustrere detaljer ved foreliggende oppfinnelse.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte ved fremstillingen av rayonfilamenter eller -fibre fra viskose med viskositet over 300 (kulefallmetoden), karakterisert ved at a) alkalicellulose zanthogeneres med carbondisulfid i nærvær av 0,2—3,0 pst. overflateaktivt middel, b) viskosens temperatur holdes før spinningen under 15° C og oppvarmes ved spinnestedet til innenfor 10° C, fortrinnsvis 5° C, av spinnebadets temperatur, c) de dannede filamenter strekkes po-sitivt og kontinuerlig under regenereringen av cellulosen på en slik måte at spennin-gen på fibrene økes progressivt i balanse med dannelsen av den indre struktur i cellulosen i filamentene, og d) de således erholdte filamenter fø- res gjennom et surt etterbehandlingsbad inneholdende ikke over 10 g/l svovelsyre, ved en temperatur på minst 80° C, uten å strekkes deri.

2. Fremgangsmåte ifølge påstand 1, karakterisertvved at der anvendes et spinnebad inneholdende ikke over 30 g/l svovelsyre og„0,l—2,0 g/l av et sulfat av et tungmetall, f. eks. Zn, Co, Cd, Ni eller Cr, og med en temperatur på minst 25° C.

3. Fremgangsmåte ifølge påstand 1 eller 2, karakterisert ved at strekkingen utføres med minst 2 strekkvalser hvorav den første er cylindrisk mens den siste har en konisk og en cylindrisk del.