DE1024676B

DE1024676B - Verfahren zur Herstellung von Kunstfaeden oder Kunstfasern mit verminderter Quellbarkeit durch Verspinnen von Viscose

Info

Publication number: DE1024676B
Application number: DEN11866A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Chem Jan Bussink; Aart Buurman; Dipl-Chem Pieter Coenr Limburg; Dipl-Chem Robert Aldert Vroom
Original assignee: Onderzoekings Instituut Research
Current assignee: Onderzoekings Instituut Research
Priority date: 1955-03-18
Filing date: 1956-02-20
Publication date: 1958-02-20
Also published as: CH347297A; FR1146890A; NL112537C; BE568594A; US2978292A; CH341945A; US3033696A; GB833865A; GB786319A; NL113191C; CH348505A; DE1100870B; GB857170A; NL103242C

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Kunstfäden oder Kunstfasern aus Viscose, welche Produkte einen niedrigen Ouellwert, eine gute Wasch- und Scheuerbeständigkeit und einen hohen Widerstand gegen Ermüdung aufweisen.

Es ist schon ein Verfahren zur Herstellung von Kunstfäden und Kunstfasern bekannt, wobei eine Viscose, in der 0,0001 bis 0,05 Gewichtsprozent (bezogen auf die Viscose) eines polymerisierten Epoxyalkans oder eines seiner Substitutionsprodukte aufgelöst ist, in einem sauren Spinnbad versponnen wird. Die genannten Polymere werden angewandt, um ein Zuwachsen der Spinndüsenöffnungen zu verhindern. Auch dem Spinnbad können diese Stoffe zugesetzt werden.

Nach der Erfindung hat es sich gezeigt, daß, wenn eine Viscose, in der Polymere, Mischpolymere oder Blockpolymere von Epoxyalkan oder ihre Substitutionsprodukte in Mengen von 0,1 bis 1 Gewichtsprozent (bezogen auf die Viscose) aufgelöst sind, in einem sauren Spinnbad versponnen wird, in dem mindestens 2 Gewichtsprozent Zinksulfat vorhanden ist und der Schwefelsäuregehalt in Gewichtsprozent nicht höher als l,3mal des Alkaligehalts der Viscose ist, Fäden und Fasern erhalten werden, die bessere Eigenschaften und insbesondere einen verringerten Ouellwert aufweisen. Dieser letzte Wert liegt nämlich unterhalb von 75%, während die Fäden und Fasern, die unter denselben Umständen aus einer Viscose ohne Zusatz oder aus einer Viscose mit einem abweichenden Gehalt an diesen Stoffen gesponnen sind, einen höheren Quellwert, z. B. von etwa 90%, aufweisen.

Es sind schon künstliche Fäden mit einem niedrigen Ouellwert hergestellt aus Viscosen, welchen stickstoffhaltige organische Verbindungen, z. B. Mono- oder Polyamine, zugesetzt waren, bekannt. Bei diesen bekannten Herstellungsweisen ist aber die Anzahl Fälle von Bruch der Elementarfäden oder des ganzen Fadens verhältnismäßig hoch, es sei denn, daß bei einer Geschwindigkeit gesponnen wird, die im Verhältnis zu den beim Verspinnen unvermischter Viscosen üblichen Geschwindigkeiten verhältnismäßig niedrig ist. Als Regel wird dazu eine Geschwindigkeitsverringerung von 30 % oder mehr erforderlich sein. Es war nun überraschend, daß bei Verwendung von Polymeren, Mischpolymeren und Blockpolymeren von Epoxyalkan oder deren Substitutionsprodukten in den erwähnten Mengen und unter den angegebenen Umständen diese Nachteile, auch bei den für Viscosen ohne Zusatz üblichen Spinngeschwindigkeiten, nicht oder in beträchtlich geringerem Maße auftraten, während dennoch die Eigenschaften der Fäden in hohem Maße den Eigenschaften der Fäden entsprechen, die aus Viscosen erhalten werden, welchen die genannten stickstoffhaltigen Verbindungen zugesetzt waren.
Epoxyalkane, deren Polymere für Anwendung bei den

Verfahren zur Herstellung

von Kunstfäden oder Kunstfasern

mit verminderter Quellbarkeit

durch Verspinnen von Viscose

Anmelder:

N. V. Onderzoekingsinstituut Research,
Arnhem (Niederlande)

Vertreter: Dr. K. Schwarzhans, Patentanwalt,
München 19, Romanplatz9

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 18. März und 4. Juni 1955

Aart Buurman, VeIp,

Dipl.-Chem. Jan Bussink,

Dipl.-Chem. Pieter Coenraad Limburg

und Dipl.-Chem. Robert Aldert Vroom,

Arnhem (Niederlande),
sind als Erfinder genannt worden

erfindungsgemäßen Verfahren in Betracht kommen, haben die allgemeine Formel

RCH CH₂

0''

in der R Wasserstoff, eine Alkylgruppe, eine Cycloalkylgruppe oder eine Arylgruppe darstellt. Beispiele dieser Epoxyalkane sind Epoxyäthan und Epoxypropan. Außer den löslichen Polymeren und Mischpolymeren dieser Epoxyalkane können auch ihre Blockpolymere verwendet werden. Ein Beispiel eines brauchbaren Blockpolymers ist die Verbindung der Formel

HO(C₂H₄O)JC₃H₆O)₆(C₂H₄O)₀H,

wobei δ = 30 und a + c = 85.

Insbesondere zeigt sich die vorteilhafte Wirkung der genannten Stoffe in den Fällen, wo zum Erhalt von Fäden mit einer hohen Festigkeit und als Folge eines hohen Verhältnisses, nämlich von mehr als 1,25, zwischen dem Cellulose- und dem Alkaligehalt der Viscose der Säuregehalt des Spinnbades weniger als 7 Gewichtsprozent sein

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Wickelgeschwindigkeit betrug 70 m/min. Die erhaltenen Fäden wurden auf die übliche Weise nachbehandelt und getrocknet. Sie bestanden aus 40 Einzelfäden, wiesen einen Totaltiter von 120 den auf und hatten einen Quellwert von 68%. Der Querschnitt der Einzelfäden war bohnenförmig.

Dagegen wurden aus einer Viscose ohne Zusatz bzw. aus einer Viscose, die nur 0,03 °/₀ des Polymers enthielt, unter übrigens den gleichen Umständen Fäden mit

muß und demzufolge Spinnfehler anders in verstärktem Maße auftreten.

Der Querschnitt der so hergestellten Fäden weist im allgemeinen einen einigermaßen gerändelten Umfang auf und ist mehr oder weniger bohnenförmig, jedenfalls immer derartig, daß man bei Betrachtung der üblichen Photos des Querschnitts zwei Richtungen unterscheiden kann, wobei der Querschnitt in der einen Richtung bedeutend bis zu vielen Malen langer als in der anderen Richtung ist.

Erfindungsgemäß stellte es sich nun weiterhin heraus, i° einem Quellwert von etwa 90 % erhalten, daß, wenn von der obengenannten Gruppe Stoffe, nämlich Polymere, Mischpolymere und Blockpolymere, eine bestimmte Sorte gebraucht wurde, und zwar wenn der Viscose ein normales Polymer von Äthylenoxyd zugesetzt wurde, dessen Molekulargewicht zwischen 3800 und 4200 15 einem Natriumhydroxydgehalt von 4,8, die 0,4 % eines liegt, Fäden und Fasern erhalten werden, die außer dem Stoffes der Formel obengenannten niedrigen Ouellwert überdies einen praktisch runden Querschnitt mit nicht gerändelter Umgrenzung aufweisen. Der Querschnitt ist der Kreisform so enthielt, in der a + c = 85 und b einen Wert von 30 hatte, ähnlich, daß es nicht möglich ist, auf den üblichen Photos 20 wurde bei einem Xanthogenatverhältnis von 0,45 und des Querschnitts eine lange und eine kürzere Richtung einer Viscosität von 45 Sekunden (Kugelfallprobe) durch

Beispiel II Eine Viscose mit einem Cellulosegehalt von 8,6 % und

anzuweisen. Merkwürdigerweise stellte es sich heraus, daß nur die normalen Polymere von Äthylenoxyd im obengenannten Gebiet dieses Resultat ergeben, während mit den Mischpolymeren und Blockpolymeren dieser Effekt nicht erreicht werden konnte.

Ein derartiger runder Querschnitt ist insbesondere wichtig, wenn die erhaltenen Fäden zur Herstellung von Plüsch oder Teppichen gebraucht werden müssen. Es ist bekannt, daß man zur Herstellung von Plüsch und Teppichen gerne einen glatten runden Querschnitt der Elementarfäden gebraucht, da hierdurch die Haftung von Schmutz und Staub viel geringer wird. Die bisher hergestellten Fäden mit rundem Querschnitt hatten aber nicht den nun erreichbaren niedrigen Quellwert und ebensowenig den sogenannten »Haut Charakter«, mit dem eine hohe Scheuerbeständigkeit dieser Fäden verbunden ist, was insbesondere für Teppich- und Plüschfasern sehr wichtig ist.

Außerdem zeigte es sich, daß diese Fäden mit rundem Querschnitt in bezug auf die Fäden mit bohnenförmigem Querschnitt noch einen Vorteil aufwiesen, nämlich daß beim Verzwirnen von aus vielen Elementarfäden bestehenden Produkten weniger Festigkeitsverlust auftrat, eine Spinndüse mit 3600 Öffnungen von 70 Mikron in einem Spinnbad von 50° versponnen, in dem 5 % Schwefelsäure, 17% Natriumsulfat, 4% Magnesiumsulfat und 3,3% Zinksulfat vorhanden waren.

Die frischgesponnenen Fäden wurden nach dem Verlassen des Spinnbades in 2%iger Schwefelsäure von 90° 50% verstreckt. Die Fäden, die mit einer Geschwindigkeit von 65 m/min das Streckbad verließen, wurden auf Stapel geschnitten, wonach die gewonnenen Fasern gewaschen, gebleicht und getrocknet wurden. Der Quellwert der erhaltenen Fasern betrug 72 %. Aus diesen Fasern hergestellte Produkte wiesen eine gute Wasch- und Scheuerbeständigkeit auf.

Aus einer Viscose ohne Zusatz dagegen konnten unter übrigens den gleichen Umständen nur Fasern mit einem Quellwert von 95 % hergestellt werden, die eine geringere Wasch- und Scheuerbeständigkeit hatten.

als bei normalen Fäden beobachtet wurde, wahrscheinlich dadurch, daß die Fäden mit rundem Querschnitt sich leichter fügen. Bei der Herstellung gezwirnter Produkte, wie Kunstseidenreifencord, zeigte es sich, daß diese Fäden, deren Elementarfäden einen runden Querschnitt hatten, sehr günstige Eigenschaften aufwiesen.

Schließlich stellte es sich heraus, daß bei den erfindungsgemäß hergestellten Fäden das Verhältnis zwischen der Festigkeit in trockenem und in nassem Zustand günstiger war als bei den mit Hilfe von Polymeren mit anderem Molekulargewicht erhaltenen Fäden.

In den drei Ausführungsbeispielen sind die Zusammensetzungen der Spinnlösung und der Bäder in Gewichtsprozentsätzen angegeben.

Beispiel I

Eine Viscose mit einem Cellulosegehalt von 8,3 % und einem Natriumhydroxydgehalt von 4,65%, die 0,3% Polyäthylenoxyd mit einem Molekulargewicht von etwa 6000 enthielt, wurde bei einem Xanthogenatverhältnis von 0,48 und einer Viscosität von 30 Sekunden (Kugelfallprobe) in einem wäßrigen Spinnbad von 50° versponnen, in welchem 5,5% Schwefelsäure, 18% Natriumsulfat und 4% Zinksulfat vorhanden waren.

Der frischgesponnene Faden wurde nach dem Verlassen des Spinnbades in der Luft 50% verstreckt. Die Auf-

Beispiel III

Eine Viscose mit einem Cellulosegehalt von 8,3 % und einem Alkaligehalt von 4,6%, welcher, bezogen auf die Viscose, 0,4% Polyäthylenoxyd mit einem Molekulargewicht von etwa 4000 zugesetzt war, wurde bei einem Xanthogenatverhältnis von 0,45 und einer Viscosität von 35 Sekunden (Kugelfallprobe) in einem wäßrigen Spinnbad von 50³ versponnen, in dem 5,5% Schwefelsäure, 18% Natriumsulfat und 4% Zinksulfat vorhanden waren. Der frischgesponnene Faden wurde nach dem Verlassen des Spinnbades in der Luft 65% verstreckt und sodann mit einer Geschwindigkeit von 65 m/min aufgewickelt.

Der erhaltene Faden hatte einen Quellwert in Wasser von 67% und wies einen runden Querschnitt auf.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Kunstfäden oder Kunstfasern mit verminderter Quellbarkeit durch Verspinnen von Viscose, dadurch gekennzeichnet, daß eine Viscose, der Polymere von Epoxyalkan oder deren Substitutionsprodukte in Mengen von 0,1 bis 1 Gewichtsprozent (bezogen auf die Viscose) zugesetzt sind, in einem schwefelsäurehaltigen Spinnbad versponnen wird, in dem mindestens 2 Gewichtsprozent Zinksulfat vorhanden sind und der Schwefelsäuregehalt in Gewichtsprozent nicht höher als 1,3 mal des Alkaligehalts in der Viscose ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spinnbad mit einem Schwefelsäure-

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gehalt von weniger als 7 Gewichtsprozent angewandt 4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch wird. gekennzeichnet, daß als Polymer Polyäthylenoxyd

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch mit einem Molekulargewicht von 3800 bis 4200 angekennzeichnet, daß eine Viscose versponnen wird, gewandt wird,
in der das Verhältnis zwischen dem Cellulose- und 5

dem Alkaligehalt oberhalb eines Wertes von 1,25 In Betracht gezogene Druckschriften:

Hegt. USA.-Patentschrift Nr. 2 397338.