WO2002000976A1 - Verwendung von alkylpolyglucosiden als modifizierungsmittel zur herstellung von cellulosefasern nach dem viskoseverfahren - Google Patents

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WO2002000976A1
WO2002000976A1 PCT/EP2001/005979 EP0105979W WO0200976A1 WO 2002000976 A1 WO2002000976 A1 WO 2002000976A1 EP 0105979 W EP0105979 W EP 0105979W WO 0200976 A1 WO0200976 A1 WO 0200976A1
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modifier
cellulose
alkyl
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Jochen Houben
Michael Schuemann
Heino Nabereit
Karl Winck
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Stockhausen Gmbh & Co. Kg
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    • D01F2/10—Addition to the spinning solution or spinning bath of substances which exert their effect equally well in either

Definitions

  • alkyl polyglucosides as modifiers for the production of cellulose fibers by the viscose process
  • the present invention relates to a modifier containing alkyl polyglucosides for the production of cellulose fibers by the viscose process.
  • the present invention further relates to a process for the production of cellulose fibers, in which the modifiers according to the invention are used.
  • the present invention also relates to a viscose containing alkyl polyglucosides.
  • the present invention also relates to cellulose fibers which are obtained by spinning the above-mentioned. Viscose can be obtained.
  • cellulose fibers by the viscose process has been well known for a long time and is described, for example, by Götze, chemical fibers according to the viscose process, 3rd edition, Springer-Verlag, Berlin (1967).
  • a specially manufactured pulp is first converted to alkali cellulose with sodium hydroxide solution under defined conditions and then sulfided with carbon disulphide in a subsequent process.
  • the cellulose is then dissolved as cellulose xanthate by adding sodium hydroxide solution, the so-called viscose being obtained.
  • the viscose is spun by being pressed through nozzles or slots into saline acid baths.
  • the cellulose When spinning, the cellulose is regenerated from the viscose by neutralization and simultaneous coagulation of the cellulose xanthate. Depending on the type of nozzles or slots used in spinning, fibers, filaments, foils, tubes or tapes are obtained.
  • modifying agents have an influence on the fiber formation and thus influence the structure of the cellulose fibers, in particular with regard to the cross-sectional shape.
  • the essential textile-physical properties such as strength and elongation of the cellulose fibers produced depend crucially on the type of modifier used.
  • the modifiers are of particular importance when using electron-treated cellulose for the production of cellulose fibers.
  • Electron-treated cellulose is distinguished from the traditionally used cellulose in that the cellulose it contains is broken down to a defined average degree of polymerization by irradiation with electrons.
  • significant amounts of carbon disulphide and sodium hydroxide solution can be saved due to the uniform average degree of polymerisation of the cellulose and due to the reduction of by-products in the sulfidation and viscose production.
  • the viscose produced in this way has a completely different, difficult to control ripening and spinning behavior because of the lower amounts of carbon disulphide and sodium hydroxide used.
  • the optimization of the process when using electron-treated pulp both with regard to the reduction of by-products in the sulfidation process and with regard to the setting of a suitable spinning behavior of the viscose, essentially depends on the choice of the modifier.
  • the modifiers are added to the viscose, usually just before spinning.
  • Modifiers from the substance classes of the ethoxylated fatty amines, sulfated fatty acids, fatty alcohol ethers, polyethylene glycols or ethoxylated alkylphenols are known from the prior art.
  • WO 80/00979 discloses derivatives of cyclohexanone and cyclopentanone as modifiers for the production of high-wet-modulus (HWM) staple fibers.
  • Alkyl polyglucosides are used as nonionic surfactants in household cleaning agents, preferably as washing emulsions, special cleaning agents, dishwashing agents and All-purpose cleaner used. These uses of alkyl polyglucosides are described, for example, in the S ⁇ FW Journal, 120, 1/94, page 42. The advantage of using alkyl polyglucosides is their good biodegradability, low skin irritation and high foam stability.
  • DE 196 09 056 A1 discloses the use of alkyl polyglucosides for degreasing leather and DE 40 24 658 A1 discloses the use as ecologically compatible emulsifiers in water- and oil-based drilling fluids and other borehole treatment agents.
  • alkyl polyglucosides as auxiliaries in textile pretreatment.
  • the alkyl polyglucosides are not used as modifiers in the fiber production process, but rather as an auxiliary for removing accompanying substances during washing, bleaching, desizing or alkaline boiling of textile fabrics.
  • the alkyl polyglucosides are preferably used as a dispersion or as a solution in the pretreatment liquors.
  • a disadvantage of the modifiers according to the prior art for the production of cellulose fibers is their low environmental compatibility, especially with regard to their biodegradability but also, at least with some substance classes, with regard to the toxic effect.
  • modifiers for spinnable viscose which contain at least one alkyl polyglucoside.
  • Modifying agents in the sense of the present invention are substances which are added at the latest when spinning the viscose, i.e. before the cellulose xanthate is injected into an acid bath, in order to preferably change the spinning behavior and / or the physical properties of the cellulose fibers formed.
  • viscose is a solution of cellulose xanthate in water or dilute alkali.
  • Alkyl polyglucosides are acetals consisting of an alcohol and at least two glycosidically linked glucose units according to the general formula:
  • R is an alkyl radical and (G) n glucose with a degree of oligomerization of n.
  • R preferably has a chain length of 6 to 18 carbon atoms, particularly preferably a chain length of 8 to 12 carbon atoms.
  • R is preferably unbranched.
  • n> 1 where n can also assume fractional numerical values.
  • the value for n is preferably in the range from 1 to 3, particularly preferably in the range from 1.2 to 1.6.
  • alkyl polyglucosides are known and is described, for example, in EP 0 362 671 (A) and in US Pat. No. 3,839,318, which are hereby introduced as a reference and are therefore considered part of the disclosure.
  • the modifying agent according to the invention contains at least one alkyl polyglucoside and may additionally contain other substances which are used as modifying agents in the prior art, preferably ethoxylated fatty amines, sulfated fatty acids, fatty alcohol ethers, polyethylene glycols or ethoxylated alkylphenols.
  • fatty alcohol polyalkylene glycol ether and preferably fatty alcohol polyethylene glycol ether are used as fatty alcohol ethers.
  • the modifier is used in an amount of 0.05 to 5% by weight, preferably in an amount of 0.5 to 3% by weight, in each case based on the amount of dissolved ⁇ -cellulose, regardless of whether the modifier is composed of an alkyl polyglucoside, a mixture of several alkyl polyglucosides or one or more alkyl polyglucosides in a mixture with one or more modifiers according to the prior art.
  • the modifiers are used undiluted or as an aqueous dispersion, preferably as an aqueous solution and particularly preferably as an aqueous alkaline solution.
  • the modifiers according to the invention are distinguished by an improvement in the preparation of the spinning baths, for example in the preparation of staple fiber spinning baths with the production of Glauber's salt, and by improved degradability in the disposal of the spinning baths and thus by better environmental compatibility and better biocompatibility, such as less skin irritation.
  • Another object of the present invention is a process for the production of cellulose fibers by the viscose process, in which at least one alkyl polyglucoside is used as the modifier.
  • n> 1 and R is preferably an alkyl radical having 6 to 18 carbon atoms, particularly preferably having 8 to 12 carbon atoms. R is preferably unbranched.
  • n> 1 where n can also assume fractional numerical values.
  • the value for n is preferably in the range from 1 to 3, particularly preferably in the range from 1.2 to 1.6. Either an alkyl polyglucoside alone or a mixture of several different alkyl polyglucosides can be used as the modifying agent in the process according to the invention.
  • alkyl polyglucoside or the mixture of various alkyl polyglucosides can, however, also be used in a mixture with other substances which are used as modifiers according to the prior art, preferably ethoxylated fatty amines, sulfated fatty acids, fatty alcohol ethers, polyethylene glycols or ethoxylated alkylphenols.
  • fatty alcohol polyalkylene glycol ethers and preferably fatty alcohol polyethylene glycol ethers are used as fatty alcohol ethers.
  • the modifier is used in the process according to the invention in an amount of 0.05 to 5% by weight, preferably in an amount of 0.5 to 3% by weight, based in each case on the amount of dissolved ⁇ -cellulose, and that independently whether an alkyl polyglucoside, a mixture of different alkyl polyglucosides or an alkyl polyglucoside or a mixture of different alkyl polyglucosides is used in combination with a modifier according to the prior art.
  • the modifiers are used undiluted or as an aqueous dispersion, preferably as an aqueous solution and particularly preferably as an aqueous alkaline solution.
  • the modifiers can be added to the process in any process step before spinning.
  • the modifiers can also be added at several points in the process before spinning.
  • the modifiers of the alkali cellulose are added before, during or after the defibration.
  • alkali cellulose is understood to mean the reaction product of cellulose and sodium hydroxide solution.
  • the modifiers are preferably introduced into the viscose, particularly preferably immediately before spinning.
  • all cellulose fibers, filaments and flat structures known to the person skilled in the art for example viscose staple fibers, viscose staple fibers with increased strength, HWM fibers, textile filaments, technical filaments and ITS (“Improved Tenacity Stack”) fibers can be produced.
  • the process according to the invention is distinguished from the processes according to the prior art in that modifiers with better environmental compatibility and better biological compatibility are used.
  • the process according to the invention gives cellulose fibers which, compared to fibers which can be obtained by the processes disclosed hitherto, have the same, but for the most part better and generally significantly better textile-physical properties, for example improved strength and / or elongation and / or an improved wet modulus.
  • the method according to the invention has at least the same spinning security compared to the previously described methods, but for the most part has improved spinning security and generally significantly improved spinning security.
  • Another object of the present invention is a viscose which contains at least one alkyl polyglucoside as a modifier.
  • the viscose contains alkyl polyglucosides of formula 1
  • n> 1 and R is preferably an alkyl radical having 6 to 18 carbon atoms, particularly preferably an alkyl radical having 8 to 12 carbon atoms. R is preferably unbranched.
  • n> 1 where n can also assume fractional numerical values.
  • the value for n is preferably in the range from 1 to 3, particularly preferably in the range from 1.2 to 1.6.
  • the viscose according to the invention contains at least one alkyl polyglucoside and can additionally contain other substances which, according to the prior art, are modified as be used, preferably have ethoxylated fatty amines, sulfated fatty acids, fatty alcohol ethers, polyethylene glycols or ethoxylated alkylphenols.
  • the viscose contains a modifier in an amount of 0.05 to 5% by weight, preferably in an amount of 0.5 to 3% by weight, in each case based on the amount of dissolved ⁇ -cellulose, regardless of whether an alkyl polyglucoside , A mixture of different alkyl polyglucosides or an alkyl polyglucoside or a mixture of different alkyl polyglucosides in a mixture with a modifier according to the prior art is used.
  • the viscose according to the invention can be processed better due to the corresponding properties of the modifier contained compared to the viscose according to the prior art.
  • it has improved ventilation, in particular in the case of continuous ventilation and / or improved spinnability.
  • cellulose fibers are obtained which, compared to fibers which have been produced with the previously known viscose, have the same, but for the most part better and generally significantly better textile-physical properties.
  • the viscose described above has the advantage over the previously disclosed viscoses that at least the same spinning security is achieved during spinning, but largely improved spinning security and generally significantly improved spinning security.
  • the present invention further relates to cellulose fibers which are produced by spinning the viscose described above.
  • the cellulose fibers according to the invention have at least the same, but for the most part better and, as a rule, significantly better textile-physical properties than fibers which have been produced by the previously disclosed processes.
  • Viscose parameters ⁇ -cellulose 9.18% by weight (based on viscose)
  • the fibers had the following properties:
  • Example 2 The procedure was as in Example 1 and Comparative Examples 1 and 2. In Comparative Example 3, Stokomin MI07 (Stockhausen GmbH & Co. KG) was used as the modifier and in Example 2 a mixture of
  • Pulp electron-treated textile pulp
  • Viscose parameters ⁇ -cellulose 8.40% by weight (based on viscose)
  • Amount of modifier 0.5% by weight (based on ⁇ -cellulose)
  • the fibers had the following properties:

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Modifizierungsmittel enthaltend Alkylpolyglucoside zur Herstellung von Cellulosefasern nach dem Viskoseverfahren. Die vorliegende Erfindung betrifft desweiteren ein Verfahren zur Herstellung von Cellulosefasern, bei dem als Modifizierungsmittel 0,05 bis 0,5 Gew.% an Alkylpolyglucosiden eingesetzt werden. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung eine Viskose, die Alkylpolyglucoside enthält. Die vorliegende Erfindung betrifft darüber hinaus Cellulosefasern, die durch Verspinnen der erfindungsgemäße Viskose hergestellt werden.

Description

Verwendung von Alkylpolyglucosiden als Modifizierungsmittel zur Herstellung von Cellulosefasern nach dem Viskoseverfahren
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Modifizierungsmittel enthaltend Alkylpolyglucoside zur Herstellung von Cellulosefasern nach dem Viskoseverfahren. Die vorliegende Erfindung betrifft desweiteren ein Verfahren zur Herstellung von Cellulosefasern, bei dem die erfindungsgemäßen Modifizierungsmittel eingesetzt werden. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung eine Viskose, die Alkylpolyglucoside enthält. Die vorliegende Erfindung betrifft darüber hinaus Cellulosefasern, die durch Verspinnen der o. g. Viskose erhalten werden.
Die Herstellung von Cellulosefasern durch das Viskoseverfahren ist seit langem gut bekannt und ist beispielsweise bei Götze, Chemiefasern nach dem Viskoseverfahren, 3. Auflage, Springer-Verlag, Berlin (1967), beschrieben. Bei diesem Verfahren wird ein speziell hergestellter Zellstoff zunächst unter definierten Bedingungen mit Natronlauge zu Alkalicellulose umgesetzt und in einem nachfolgendem Prozeß mit Schwefelkohlenstoff sulfidiert. Anschließend wird durch Zugabe von Natronlauge die Cellulose als Cellulosexanthogenat aufgelöst, wobei die sogenannte Viskose erhalten wird. Nach Filtration und einem Reifeprozeß wird die Viskose versponnen, indem sie durch Düsen oder Schlitze in salzhaltige Säurebäder gepreßt wird. Beim Verspinnen wird die Cellulose aus der Viskose durch Neutralisation und gleichzeitige Koagulierung des Cellulosexanthogenats regeneriert. Je nach Art der bei dem Verspinnen verwendeten Düsen oder Schlitze werden Fasern, Filamente, Folien, Schläuche oder Bänder erhalten.
Bei den Verfahren zur Herstellung von Cellulosefasern gemäß dem Stand der Technik wird das Verspinnen durch den Zusatz von Modifizierungsmitteln gesteuert, wie dies beispielsweise bei Götze, Chemiefasern nach dem Viskoseverfahren, S. 641- 656, 3. Auflage, Springer-Verlag, Berlin, beschrieben worden ist. Modifizierungsmittel haben Einfluß auf die Faserbildung und beeinflussen somit die Struktur der Cellulosefasern, insbesondere hinsichtlich der Querschnittsform. Die wesentlichen textilphysikalischen Eigenschaften wie Festigkeit und Dehnung der hergestellten Cellulosefasern hängen entscheidend von der Art des verwendeten Modifizierungsmittels ab. Besondere Bedeutung kommt den Modifizierungsmitteln bei der Verwendung von elektronenbehandeltem Zellstoff für die Herstellung von Cellulosefasern zu. Elektronenbehandelter Zellstoff zeichnet sich im Vergleich zu den traditionell verwendeten Zellstoffen dadurch aus, daß die enthaltende Cellulose durch Bestrahlung mit Elektronen auf einen definierten Durchschnittspolymerisierungsgrad abgebaut wird. Beim Einsatz eines solchen Zellstoffes können aufgrund des einheitlichen Durchschnitts- polymerisierungsgrades der Cellulose und aufgrund der Reduzierung von Nebenprodukten bei der Sulfidierung und der Viskoseherstellung deutliche Mengen an Schwefelkohlenstoff und Natronlauge eingespart werden. Andererseits weisen die so hergestellten Viskosen wegen der verwendeten geringeren Schwefelkohlenstoff- und Natronlaugeeinsatzmengen gegenüber den traditionellen Viskosen ein völlig anderes, schwer zu beherrschendes Reife- und Spinnverhalten auf. Die Optimierung des Prozesses hängt bei der Verwendung von elektronenbehandeltem Zellstoff, sowohl hinsichtlich der Reduzierung von Nebenprodukten beim Sulfidierungsprozeß als auch im Hinblick auf die Einstellung eines geeigneten Spinnverhaltens der Viskose, im wesentlichen von der Wahl des Modifizierungsmittels ab.
Die Modifizierungsmittel werden der Viskose, in der Regel direkt vor dem Verspinnen, zugesetzt. Aus dem Stand der Technik sind Modifizierungsmittel aus den Substanzklassen der oxethylierten Fettamine, suifatierten Fettsäuren, Fettalkoholethern, Polyethylenglycolen oder oxethylierten Alkylphenolen bekannt.
In der WO 80/00979 sind Derivate von Cyclohexanon- und Cyclopentanon als Modifizierungsmittel zur Herstellung von high-wet-modulus (HWM) Stapelfasern offenbart.
Besonders häufig sind Modifizierungsmittel aus der Stoffklasse der Amine beschrieben. In dem belgischen Patent 564661 wird als Modifizierungsmittel beispielsweise ein Gemisch aus Monoaminen und grenzflächenaktiven Mitteln offengelgt. Das belgische Patent 625824 offenbart beispielsweise Dimethylamin in Mischung mit Polyoxyaddukten als Modifizierungsmittel.
Alkylpolyglucoside werden als nichtionische Tenside in Haushaltsreinigungsmitteln, vorzugsweise als Waschemulsion, Spezialreinigungsmittel, Geschirrspülmittel und Allzweckreiniger, eingesetzt. Diese Verwendungen von Alkylpolyglucosiden sind beispielsweise in dem SÖFW-Journal, 120, 1/94, Seite 42, beschreiben. Der Vorteil bei der Verwendung von Alkylpolyglucosiden besteht in der guten biologischen Abbau- barkeit, der geringen Hautreizung und der hohen Schaumstabilität.
Desweiteren ist der Einsatz von Alkylpolyglucosiden bei technischen Reinigungsprozessen bekannt. So ist in der DE 196 09 056 A1 die Verwendung von Alkylpolyglucosiden zur Entfettung von Leder und in der DE 40 24 658 A1 die Verwendung als ökologisch verträgliche Emulgatoren in wasser- und öl- basierten Bohrspülungen und anderen Bohrlochbehandlungsmitteln offenbart.
In der DE 41 20 084 A1 sind Alkylpolyglucoside als Hilfsmittel in der textilen Vorbehandlung beschrieben. Der Einsatz der Alkylpolyglucoside erfolgt dabei nicht als Modifizierungsmittel im Faserherstellungsprozeß, sondern vielmehr als Hilfsstoff zur Entfernung von Begleitstoffen beim Waschen, Bleichen, Entschlichten oder alkalischen Abkochen textiler Flächengebilde. Vorzugsweise werden die Alkylpolyglucoside hierbei als Dispersion oder als Lösung in den Vorbehandlungsflotten eingesetzt.
Nachteilig ist bei den Modifizierungsmitteln gemäß dem Stand der Technik zur Herstellung von Cellulosefasern deren geringe Umweltverträglichkeit, vor allem in Hinsicht auf die biologische Abbaubarkeit aber auch, zumindestens bei einigen Substanzklassen, hinsichtlich der toxischen Wirkung.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, Modifizierungsmittel für verspinnbare Viskose zur Verfügung zu stellen, die eine im Vergleich zu den Modifizierungsmitteln nach dem Stand der Technik verbesserte Umweltverträglichkeit aufweisen, ohne daß die textilphysikalischen Eigenschaften der erhaltenen Faser negativ beeinflußt werden.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Bereitstellung von Modifizierungsmitteln für verspinnbare Viskose gelöst, die mindestens ein Alkylpolyglucosid enthalten. Modifizierungsmittel im Sinne der vorliegenden Erfindung sind Substanzen, die spätestens beim Verspinnen der Viskose, also vor dem Eindüsen des Cellulosexanthogenats in ein Säurebad, zugesetzt sind, um vorzugsweise das Spinnverhalten und/oder die textilphysikalischen Eigenschaften der gebildeten Cellulosefasern zu verändern.
Viskose im Sinne der Erfindung ist eine Lösung von Cellulosexanthogenat in Wasser oder verdünnter Lauge.
Alkylpolyglucoside sind Acetale bestehend aus einem Alkohol und zumindestens zwei glykosidisch miteinander verbundenen Glucoseeinheiten gemäß der allgemeinen Formel:
R-0-(G)n, Formel 1 ,
in der R ein Alkylrest und (G)n Glucose mit einem Oligomerisierungsgrad von n ist.
Bevorzugt weist R eine Kettenlänge von 6 bis 18 Kohlenstoffatomen, besonders bevorzugt eine Kettenlänge von 8 bis 12 Kohlenstoffatomen, auf. Vorzugsweise ist R unverzweigt. Erfindungsgemäß ist n > 1 , wobei n auch gebrochene Zahlenwerte annehmen kann. Bevorzugt liegt der Wert für n im Bereich von 1 bis 3, besonders bevorzugt im Bereich von 1 ,2 bis 1 ,6.
Die Herstellung von Alkylpolyglucosiden ist bekannt und wird beispielsweise in der EP 0 362 671 (A) und in der US 3,839,318 beschrieben, die hiermit als Referenz eingeführt werden und somit als Teil der Offenbarung gelten.
Das erfindungsgemäße Modifizierungsmittel enthält mindestens ein Alkylpolyglucosid und kann aber zusätzlich andere Substanzen, die nach dem Stand der Technik als Modifizierungsmittel verwendet werden, vorzugsweise oxethylierte Fettamine, sulfa- tierte Fettsäuren, Fettalkoholether, Polyethylenglycole oder oxethylierte Alkylphenole, aufweisen. Als Fettalkoholether werden insbesondere Fettalkoholpolyalkylenglykol- ether und bevorzugt Fettalkoholpolyethylenglykolether verwendet. Erfindungsgemäß wird das Modifizierungsmittel in einer Menge von 0,05 bis 5 Gew.%, bevorzugt in einer Menge von 0,5 bis 3 Gew.%, jeweils bezogen auf die Menge an gelöster α-Cellulose, eingesetzt, und zwar unabhängig davon, ob das Modifizierungsmittel aus einem Alkylpolyglucosid, einem Gemisch aus mehreren Alkylpolyglucosiden oder aus einem bzw. mehreren Alkylpolyglucosiden in Mischung mit einem oder mehreren Modifizierungsmitteln gemäß dem Stand der Technik zusammengesetzt ist.
Die Modifizierungsmittel werden unverdünnt oder als wässrige Dispersion, bevorzugt als wässrige Lösung und besonders bevorzugt als wässrige alkalische Lösung eingesetzt.
Gegenüber den Modifizierungsmitteln nach dem Stand der Technik zeichnen sich die erfindungsgemäßen Modifizierungsmittel durch eine Verbesserung der Aufbereitung der Spinnbäder, beispielsweise bei der Aufbereitung von Stapelfaser-Spinnbädern unter Gewinnung von Glaubersalz sowie durch eine verbesserte Abbaubarkeit bei der Entsorgung der Spinnbäder und damit durch eine bessere Umweltverträglichkeit und eine bessere biologische Verträglichkeit, wie beispielsweise durch eine geringere Hautreizung, aus.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Cellulosefasern nach dem Viskoseverfahren, bei dem als Modifizierungsmittel mindestens ein Alkylpolyglucosid eingesetzt wird.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Alkylpolyglucoside der Formel 1
R-0-(G)n,
eingesetzt, in der n > 1 und R bevorzugt ein Alkylrest mit 6 bis 18 Kohlenstoffatomen, besonders bevorzugt mit 8 bis 12 Kohlenstoffatomen, ist. Vorzugsweise ist R unverzweigt. Erfindungsgemäß ist n > 1 , wobei n auch gebrochene Zahlenwerte annehmen kann. Bevorzugt liegt der Wert für n im Bereich von 1 bis 3, besonders bevorzugt im Bereich von 1 ,2 bis 1 ,6. In dem erfindungsgemäßen Verfahren kann als Modifizierungsmittel entweder ein Alkylpolyglucosid allein oder ein Gemisch mehrerer verschiedener Alkylpolyglucoside eingesetzt werden. Das Alkylpolyglucosid oder das Gemisch aus verschiedenen Alkylpolyglucosiden kann aber auch in Mischung mit anderen Substanzen, die nach dem Stand der Technik als Modifizierungsmittel eingesetzt werden, vorzugsweise oxethylierten Fettaminen, sulfatierten Fettsäuren, Fettalkoholethern, Polyethylen- glycolen oder oxethylierten Alkylphenolen, verwendet werden. Als Fettalkoholether werden insbesondere Fettalkoholpolyalkylenglykolether und bevorzugt Fettalkohol- polyethylenglykolether verwendet.
Das Modifizierungsmittel wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren in einer Menge von 0,05 bis 5 Gew.%, vorzugsweise in einer Menge von 0,5 bis 3 Gew.%, jeweils bezogen auf die Menge an gelöster α-Cellulose, eingesetzt, und zwar unabhängig davon, ob ein Alkylpolyglucosid, ein Gemisch aus verschiedenen Alkylpolyglucosiden oder ein Alkylpolyglucosid bzw. ein Gemisch aus verschiedenen Alkylpolyglucosiden in Kombination mit einem Modifizierungsmittel gemäß dem Stand der Technik verwendet wird.
Die Modifizierungsmittel werden unverdünnt oder als wässrige Dispersion, bevorzugt als wässrige Lösung und besonders bevorzugt als wässrige alkalische Lösung eingesetzt.
Erfindungsgemäß können die Modifizierungsmittel dem Verfahren in jedem Prozeßschritt vor dem Verspinnen zugesetzt werden. Die Zugabe der Modifizierungsmittel kann auch an mehreren Stellen des Prozesses vor dem Verspinnen erfolgen.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Modifizierungsmittel der Alkalicellulose vor, während oder nach der Zerfaserung zugesetzt. Unter dem Begriff der Alkalicellulose wird das Reaktionsprodukt aus Zellstoff und Natronlauge verstanden.
Bevorzugt werden die Modifizierungsmittel in die Viskose, besonders bevorzugt unmittelbar vor dem Verspinnen, eingebracht. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können alle dem Fachmann bekannten Cellulosefasern, Filamente und Flächengebilde, beispielsweise Viskosestapelfasern, Viskosestapelfasern mit erhöhter Festigkeit, HWM-Fasem, textile Filamente, technische Filamente und ITS- („Improved Tenacity Stapel") Fasern, hergestellt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich gegenüber den Verfahren nach dem Stand der Technik dadurch aus, daß Modifizierungsmittel mit einer besseren Umweltverträglichkeit und einer besseren biologischen Verträglichkeit verwendet werden. Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden Cellulosefasern erhalten, die im Vergleich zu Fasern, die nach den bisher offenbarten Verfahren erhalten werden können, gleiche, größtenteils jedoch bessere und in der Regel signifikant bessere textilphysikalische Eigenschaften aufweisen, beispielsweise eine verbesserte Festigkeit und/oder Dehnung und/oder einen verbesserten Naßmodul. Desweiteren weist das erfindungsgemäße Verfahren gegenüber den bisher beschriebenen Verfahren eine zumindest gleiche Spinnsicherheit, größtenteils jedoch eine verbesserte Spinnsicherheit und in der Regel eine signifikant verbesserte Spinnsicherheit auf.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Viskose, die als Modifizierungsmittel mindestens ein Alkylpolyglucosid enthält.
Erfindungsgemäß enthält die Viskose Alkylpolyglucoside der Formel 1 ,
R-0-(G)π,
in der n > 1 und R bevorzugt ein Alkylrest mit 6 bis 18 Kohlenstoffatomen, besonders bevorzugt ein Alkylrest mit 8 bis 12 Kohlenstoffatomen ist. Vorzugsweise ist R unverzweigt. Erfindungsgemäß ist n > 1 , wobei n auch gebrochene Zahlenwerte annehmen kann. Bevorzugt liegt der Wert für n im Bereich von 1 bis 3, besonders bevorzugt im Bereich von 1 ,2 bis 1 ,6.
Die erfindungsgemäße Viskose enthält mindestens ein Alkylpolyglucosid und kann aber zusätzlich andere Substanzen, die nach dem Stand der Technik als Modifizie- rungsmittel verwendet werden, vorzugsweise oxethylierte Fettamine, sulfatierte Fettsäuren, Fettalkoholether, Polyethylenglycole oder oxethylierte Alkylphenole, aufweisen.
Erfindungsgemäß enthält die Viskose ein Modifizierungsmittel in einer Menge von 0,05 bis 5 Gew.%, bevorzugt in einer Menge von 0,5 bis 3 Gew.%, jeweils bezogen auf die Menge an gelöster α-Cellulose, unabhängig davon, ob ein Alkylpolyglucosid, ein Gemisch aus verschiedenen Alkylpolyglucosiden oder ein Alkylpolyglucosid bzw. ein Gemisch aus verschiedenen Alkylpolyglucosiden in Mischung mit einem Modifizierungsmittel gemäß dem Stand der Technik verwendet wird.
Die erfindungsgemäße Viskose läßt sich aufgrund der entsprechenden Eigenschaften des enthaltenen Modifizierungsmittels gegenüber den Viskosen nach dem Stand der Technik besser verarbeiten. Insbesondere weist sie eine verbesserte Entlüftung, insbesondere bei der kontinuierlichen Entlüftung und/oder eine verbesserte Verspinnbarkeit, auf. Beim Verspinnen der erfindungsgemäßen Viskose werden Cellulosefasern erhalten, die im Vergleich zu Fasern, die mit den bisher bekannten Viskosen hergestellt wurden, gleiche, größtenteils jedoch bessere und in der Regel signifikant bessere textilphysikalische Eigenschaften aufweisen. Desweiteren weist die oben beschriebene Viskose gegenüber den bisher offenbarten Viskosen den Vorteil auf, daß beim Verspinnen zumindest eine gleiche Spinnsicherheit, größtenteils jedoch eine verbesserte Spinnsicherheit und in der Regel eine signifikant verbesserte Spinnsicherheit erreicht wird.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Cellulosefasern, die durch Verspinnen der weiter oben beschriebenen Viskose hergestellt werden.
Die erfindungsgemäßen Cellulosefasern weisen gegenüber Fasern, die nach den bisher offenbarten Verfahren hergestellt wurden, zumindest gleiche, größtenteils jedoch bessere und in der Regel signifikant bessere textilphysikalische Eigenschaften auf. Beispiele
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Beispiele 1 bis 3 erläutert. Diese Erläuterungen sind lediglich beispielhaft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht ein.
Beispiel 1, Vergleichsbeispiele 1 und 2
Bei diesen Beispielen wurden Fasern nach der Stapelfaser-Technologie mit erhöhter Festigkeit bzw. erhöhter Festigkeit und Dehnung hergestellt. Vergleichsbeispiel 1 wurde ohne Zusatz an Modifizierungsmittel durchgeführt. Im Vergleichsbeispiel 2 wurde als Modifizierungsmittel Praestabit-Öl ZS (Stockhausen GmbH & Co. KG) und im Beispiel 1 Glucosid 81 S (Hüls AG), entsprechend der Formel R-O-(G)n mit R=Cs- Cio-Alkyl und n =1,3, verwendet. Die Zubereitung der Viskose erfolgte durch Tauch- Alkalisierung in einer Technikums-Viskose-Anlage nach Blaschke unter Verwendung folgender Rohstoffe und Versuchsparameter:
Zellstoff
Kotlas KCBK (Fa. Kotlas, Russ. Föderation)
Viskoseparameter α-Cellulose 9,18 Gew.% (bez. auf Viskose)
NaOH 5,68 Gew.%
S 2,38 Gew.%
Viskosität 67 kfs
Reife 14,5 Η
Spinnbadzusamme insetzunq
H2S04 : 85g/l
Na2SO4 : 260 g/l
ZnSO4 : 20g/l Spinngeschwindigkeit 45 ml/min
Verstreckung 65%
Menge an Modifizierungsmittel 0,8 Gew.% (bezogen auf α-Cellulose)
Die Fasern wiesen folgende Eigenschaften auf:
Figure imgf000011_0001
Beispiel 2, Vergleichsbeispiel 3
Es wurde entsprechend der Vorgehensweise von Beispiel 1 und den Vergleichsbeispielen 1 und 2 vorgegangen. Im Vergleichsbeispiel 3 wurde als Modifizierungsmittel Stokomin MI07 (Stockhausen GmbH & Co. KG) und im Beispiel 2 eine Mischung aus
20 Gew.% C10 -Ci6-Fettaikohol-(15-25) EO, 5 Gew.% Polyethylenglycol (MG 1000-3000) und 75 Gew.% R-0-(G)n mit R=C8-Cι2-Alkyl und n =1 ,2-1 ,6, eingesetzt. Ansonsten wurden folgende Versuchsparamter gewählt:
Zellstoff: elektronenbehandelter Textilzellstoff
Kurzfaserzellstoff, Durchschnitts-Polymerisationsgrad 350
Viskoseparameter α-Cellulose 8,40 Gew.% (bez. auf Viskose)
NaOH 4,16 Gew.%
S 1 ,63 Gew.%
Viskosität 44 kfs
Reife 12,2 °H Spinnbadzusammensetzunq
H2S04 : 80 g/l
Na2SO4 : 305 g/l
ZnSO4 : 10 g/l
Spinngeschwindigkeit : 45 ml/min
Verstreckung : 58 %
Menge an Modifizierungsmittel : 0,5 Gew.% (bezogen auf α-Cellulose)
Die Fasern wiesen folgende Eigenschaften auf:
Figure imgf000012_0001

Claims

Patentansprüche
1. Modifizierungsmittel für verspinnbare Viskose, dadurch gekennzeichnet, daß es mindestens ein Alkylpolyglucosid enthält.
2. Modifizierungsmittel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Alkylpolyglucosid eine Alkylkettenlänge von Cβ bis Ciβ, besonders bevorzugt eine Alkylkettenlänge von Cβ bis C12, und einen Oligomerisierungsgrad von größer 1 , bevorzugt zwischen 1 ,2 und 1 ,6, hat.
3. Modifizierungsmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich oxethylierte Fettamine, sulfatierte Fettsäuren, Fettalkoholether, Polyethylenglycole oder oxethylierte Alkylphenole enthält.
4. Modifizierungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es in einer Menge von 0,05 bis 5,0 Gew.%, bevorzugt in einer Menge von 0,5 bis 3,0 Gew.%, bezogen auf die Menge an gelöster α-Cellulose, eingesetzt wird.
5. Modifizierungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es unverdünnt oder als wässrige Dispersion, bevorzugt als wässrige Lösung und besonders bevorzugt als wässrige alkalische Lösung eingesetzt wird.
6. Verfahren zur Herstellung von Cellulosefasern nach dem Viskoseverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß als Modifizierungsmittel mindestens ein Alkylpolyglucosid eingesetzt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Alkylpolyglucosid mit einer Alkylkettenlänge von Cβ bis Ciβ, besonders bevorzugt mit einer Alkylkettenlänge von Cβ bis C12, und einen Oligomerisierungsgrad von größer 1 , bevorzugt zwischen 1 ,2 und 1 ,6, eingesetzt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Modifizierungsmittel zusätzlich oxethylierte Fettamine, sulfatierte Fettsäuren, Fettalkoholether, Polyethylenglycole oder oxethylierte Alkylphenole enthält.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Modifizierungsmittel in einer Menge von 0,05 bis 5,0 Gew.%, bevorzugt in einer Menge von 0,5 bis 3,0 Gew.%, bezogen auf die Menge an gelöster α-Cellulose, verwendet wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkylpolyglucosid oder das Gemisch aus Alkylpolyglucosiden unverdünnt oder als wässrige Dispersion, bevorzugt als wässrige Lösung und besonders bevorzugt als wässrige alkalische Lösung eingesetzt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Modifizierungsmittel in die Alkalicellulose - vor, während bzw. nach der Zerfaserung - und/oder bevorzugt in die Viskose, besonders bevorzugt unmittelbar vor dem Verspinnen, eingebracht wird.
12. Viskose, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Modifizierungsmittel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 enthält.
13. Cellulosefasern, erhalten durch Verspinnen von Viskose gemäß Anspruch 12.
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