DE954547C

DE954547C - Verfahren zur Herstellung von kuenstlichen Gebilden, wie Faeden oder Filme, aus Viscose

Info

Publication number: DE954547C
Application number: DEA11039A
Authority: DE
Inventors: Gilbert Ivo Thurmond
Original assignee: Algemene Kunstzijde Unie NV
Current assignee: Akzo NV
Priority date: 1950-01-23
Filing date: 1950-12-05
Publication date: 1956-12-20
Also published as: ES195760A1; GB499517A; GB709986A; US2572217A; BE499517A; NL69004C

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 20. DEZEBIBER1956

A 1103p IVcI 2pb

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren

zur Herstellung von künstlichen Gebilden, wie Fäden, Bänder oder Filme, aus Viscose, bei dem eine kationaktive Verbindung zur Anwendung

kommt.

Ein solches Verfahren ist durch die holländische Patentschrift 39 956 bekanntgeworden, in der beschrieben wird, wie das Zuwachsen der Spinndüsenlöcher beim Spinnen von Viscosekunstseide, xo insbesondere bei Benutzung eines zinkhaltigen Spinnbades, durch Zugabe kationaktiver Verbindungen, entweder zum Spinnbad oder zur Viscose, verhindert werden kann.

Die kationaktiven Verbindungen können bereits in einer sehr frühen Bereitungsphase der Viscose zugegeben werden, und es ist sogar möglich, diese Verbindungen bereits der Cellulose zuzusetzen (s. die britische Patentschrift 590 064).

Es ist weiter bekannt, daß beim Verspinnen von Viscose eine sogenannte »Milchigkeit« im fertigen Produkt entsteht. Dieser »Milchigkeit«, welche das Aussehen des Produktes ungünstig beeinflußt, kann in bekannter Weise durch Änderung der Spinnumstände Einhalt getan werden, z. B. durch Spinnen bei einer niedrigeren Chlorammoniumzahl oder einem höheren Hemicellulosegehalt in der Viscose. Weil diese Mittel jedoch des öfteren einen ungünstigen Einfluß auf andere Eigenschaften, wie Festigkeit, Dehnbarkeit und Anfärbung, haben, hat man nach Mitteln gesucht, dieser »Milchigkeit«

vorzubeugen, ohne die anderen Eigenschaften ungünstig zu beeinflussen. Durch die Zugabe bestimmter anionaktiver Verbindungen zur Viscose kann das Auftreten der »Milchigkeit« völlig vermieden werden. Die besten Ergebnisse erhält man mit hoehsulfonierten, nicht mineralen Ölen (s. die holländische Patentschrift 28550). Auch andere anionaktive oder inionogene Stoffe können für diesen Zweck zur Anwendung kommen (s. die britisehen Patentschriften 526206 und 526207).

Man hat schon vorgeschlagen, Kombinationen anionaktiver und kationaktiver Verbindungen der Viscose zuzusetzen, wobei es sich als möglich ergab, trotz des antagonistischen Charakters dieser zwei Verbindungsarten, eine günstige Wirkung zu erhalten (s. die holländische Patentschrift 60 507).

Erfindungsgemäß wurde nun gefunden, daß es

eine gewisse Art kationaktiver Stoffe gibt, welche außer der bereits bekannten Eigenschaft des Verhinderns eines Zuwachsens der Düsenlöcher überraschenderweise einen völlig neuen Effekt hervorrufen, nämlich, daß diese kationaktiven Stoffe zu gleicher Zeit dem Auftreten von »Milchigkeit« in den aus der Viscose gesponnenen Produkten begegnen.

Das Verfahren gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein kationaktiver Stoff der Formel

zur Anwendung kommt, in der R₁ eine aliphatische Kette mit wenigstens 8 C-Atomen im Molekül ist und R₂ und R₃ Alkylenoxydketten sind, welche durch —'(C_nH_2nO)_xH dargestellt werden, in der χ für R, und R₃ verschieden sein kann, jedoch derart, daß auf jeden Fall die Gesamtzahl der Gruppen von R₂ und R₃ wenigstens 5 ist und χ in keiner der beiden Gruppen Null sein kann.

Es ist vorteilhaft, wenn die aliphatische Kette von R₁ 8 bis 24 C-Atome im Molekül enthält, und vorzugsweise werden Verbindungen benutzt, bei denen diese Anzahl an Kohlenstoffatomen zwischen 12 und 14 liegt.

Erfindungsgemäß ist es zu bevorzugen, wenn η in den Alkylenoxydketten 2, 3 oder 4 beträgt, und es ist besonders vorteilhaft, wenn η gleich 2 ist.

Wenn eine primäre Aminverbindung mit einer langen aliphatischen Kette mit einem Alkylenoxyd reagiert, wodurch ein tertiäres Amin gebildet wird, ändern sich deren Eigenschaften derart, daß es sich eignet, der »Milchigkeit« eines Fadens und dem Zuwachsen der Spinndüsenlöcher vorzubeugen oder dieselben zu vermindern. Durch Regulierung der Kettenlänge des Alkylenoxyds lassen sich Derivate erhalten, welche sowohl in Viscose als in sauren Spinnbädern löslich und stabil sind. Die erforderliche Länge der Alkylenoxydkette ist von den Alkylgruppen des Amins abhängig, da die Alkylgruppe mehr hydrophob wird, je nachdem die Kettenlänge zunimmt, während andererseits die Alkylenoxydkette mehr hydrophil wird, je nachdem die Kettenlänge zunimmt. 6g Es ist deshalb lediglich erforderlich, die Länge der Alkylenoxydkette so einzustellen, daß diese die Alkylgruppe im Amin beherrscht, wodurch das ■Kondensationsprodukt genügend wasserlöslich wird, um für den erforderlichen Zweck wirksam zu sein.

Die oben beschriebenen Verbindungen werden unter der Handelsbezeichnung »Ethomene« in den Handel gebracht. Diese Verbindungen sind Reaktionsprodukte von primären Aminen mit einer langen aliphatischen Kette und Äthylenoxyd. Die Reaktion wird gewöhnlich folgendermaßen veranschaulicht:

RNH₂ +(x + y)G_nH_8nO -»-

"(C_nH_2nO)^H

In dieser Strukturformel kann R eine aliphatische Kette mit 8 bis 24 C-Atomen im Molekül sein, und man verwendet vorzugsweise eine Kette mit 12 bis 14 C-Atomen im Molekül. Der Wert von χ oder y ist wenigstens 1, und insgesamt soll die Anzahl der Alkylenoxydketten (x + y) in der Verbindung wenigstens 5 betragen. Nach oben ist diese Anzahl nicht beschränkt, obwohl 12 bis 18 oder etwa 15 die erwünschte Anzahl ist. Vorzugsweise liegt η zwischen 2 und 4.

Besondere »Ethomene«, welche sehr wirksam sind in bezug auf das Vermeiden von »Milchigkeit« und Zuwachsen von Spinndüsenlöchern sind »Ethomen C/25«und »Ethomen S/25«.

Schematisch kann das Reaktionsverhältnis für diese zwei Verbindungen wie folgt angegeben werden:

RNH₂ + 15 (C₂H₄O) -+- RN:

,(C₂H₄O)_xH

Zur Herstellung der Amine wird Kokosöl (C/25) bzw. Sojaöl (S/25) benutzt, und hierdurch wird somit die Länge der aliphatischen Kette von R bestimmt. In den beiden Verbindungen umfaßt das Molekül nach der Reaktion mit Äthylenoxyd 15 Moleküle dieser letzteren Verbindung. Bei der Bildung des tertiären Amins wird das Äthylenoxyd anscheinend! je nach den vorliegenden Umständen in zwei Ketten, welche mit χ und y bezeichnet sind, gespaltet. Es wurde festgestellt, daß Äthylenoxyd mehr vom Stickstoff als von der Hydroxylgruppe angezogen wird, so daß ein Bishydroxyäthylalkylamin gebildet wird. Nachdem eine Gesamtzahl von 5 Molekülen Äthylenoxyd dem primären Amin zugesetzt war, wurde festgestellt, daß es für 99% in ein tertiäres Amin übergeführt war. Theoretisch kann das Reaktionsprodukt daher zumindest 5 Moleküle Äthylenoxyd enthalte^ vorausgesetzt daß es genügend alkali- und säurelöslich ist. Für Optimalresultate ist jedoch

eine Menge von etwa 15 Ätyhlenoxydmolekülen pro Aminmolekül für die Reaktion erforderlich.

Erfindungsgemäß wird das lange kettenartige Kondensationsprodukt des aliphatischen tertiären Aminalkylenoxyds in kleineren Mengen, beispielsweise 0,12 bis 0,24%, berechnet auf das Gewicht der Cellulose, der Viscose und, wenn nötig, in kleineren Mengen dem sauren Spinnbad zugesetzt, wobei selbstverständlich die nötige Fürsorge zur

Erhaltung einer gleichmäßigen Mischung zu treffen sind. In der Praxis wurde festgestellt, daß es besonders vorteilhaft ist, wenn das Kondensationsprodukt in einem Vorstadium zugegeben wird, z. B. während der Vermahlung. Die Alkalicellulose scheint dadurch lockerer zu werden, was zur Folge hat, daß die darauffolgenden Bewirkungen besser vor sich gehen können.

Nach der Zugabe des Kondensationsproduktes wird die Viscose in normaler Weise bereitet, worauf sie in üblicher Weise verformt wird.

Versuche haben ergeben, daß das Kondensationsprodukt im Hinblick auf die Verhinderung der »Milchigkeit« eine größere Wirkung hat als die hochsulfonierten, nicht mineralischen Öle, welche unter der Bezeichnung »Praestabit öl« in den Handel gebracht werden. Sogar bei Benutzung einer fünfmal größeren Menge des letzteren Öls waren die erzielten Resultate nicht besser als bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Produktes.

Außerdem war das Kondensationsprodukt sehr wirksam im Hinblick auf die Vermeidung des Zuwachsen« von Spinndüsen, während das hochsulfonierte, nicht mineralische öl diesen Übelstand nicht überwindet. In bezug auf die Löslichkeit und Stabilität von Bishydroxyäthylalkylamine, die unter Verwendung von Aminen des Kokosöls (»Ethomen C/25«) bzw. des Sojaöls (»Ethomen S/25«) hergestellt werden können, wurden Versuche durch Lösung in kalter und siedender Säure sowie in kalter Lauge angestellt. Es wurde bis 2% der »Ethomene« aufgelöst, und die Ergebnisse waren wie folgt:

Bishydroxyäthylalkylamin

(»Ethomen«) 2%ige
Lösung aus Äthylenoxyd.

und
Kokosöl (C/25)

5% Säure

kalt

klar

Sojaöl (S/25) klar klar klar klar

dend

klar

6% NaOH nach

kalt

klar

24stündiger Lagerung

klar

Aus dem Obenstehenden geht hervor, daß die . genannten Verbindungen in den beiden Medien genügend löslich und stabil sind.

Diese Viscosen wurden bei einer normalen Reife von 9,8 und bei einer höheren Reife (11 bis 11,5) gemäß Hottenroth in normaler Weise versponnen. Bei der Beobachtung ergab sich, daß das Endprodukt von gleicher Qualität oder sogar besser war als Kunstseide, bei der hochsulfonierfces, nicht mineralisches Öl (»Preastabitöl«) der zu deren Herstellung verwendeten Viscose zugesetzt war.

Wenn der verfahrensgemäß verwendete Zusatzstoff in den oben angegebenen Mengen der Viscose zugegeben wird, und die Viscose wurde in einem sauren, keinen kationaktiven Stoff enthaltenden Spinnbad versponnen, so wurde festgestellt, daß sich der Druck auf die Spinndüse erheblich verringerte. Dies bedeutet ein durchgreifendes Verhindem der Verstopfung der Spinndüsenlöcher, was durch eine mikroskopische Untersuchung der Spinndüsenlöcher bestätigt wurde.

Es leuchtet ein, daß die Anwendung kleinerer Mengen langer kettenartiger Kondensationsprodukte von aliphatischen tertiären Aminäthylenioxyden gemäß der Erfindung bei der Herstellung künstlicher Gebilde aus Viscose mehrere wesentliche Vorteile mit sich bringt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Verfahren zur Herstellung von künstlichen Gebilden, wie Fäden oder Filme, aus Viscose, bei dem eine kationaktive Verbindung zur Anwendung kommt, dadurch gekennzeichnet, daß eine kationaktive Verbindung dar Formel

-R₂

benutzt wird, in der R₁ eine aliphatische Kohlenwasserstoffkette mit wenigstens 8 C-Atomen im Molekül ist und R₂ und R₃ Alkylenoxydketten sind, welche durch —(C_nH_2nO) a H dargestellt werden, in der χ für R₂ und R₃ verschieden sein kann, jedoch derart, daß auf jeden Fall die Gesamtanzahl der Gruppen von R₂ und R₃ zumindest 5 ist und χ in keiner von beiden Null sein kann.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aliphatische Kette von R₁ 8 bis 24, vorzugsweise 12 bis 14 C-Atome im Molekül enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß η in den Alkylenoxydketten 2, 3 oder 4 beträgt und vorzugsweise gleich 2 ist.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß η in den Alkylenoxydketten gleich 2 ist und daß die Anzahl von Äthylenoxydgruppen in der kationaktiven Verbindung insgesamt etwa 15 beträgt.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge der der Viscose zugesetzten kationaktiven Verbindung 0,12 bis 0,24%, berechnet auf das Cellulosegewicht, beträgt.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 696 780, 667 744.

1 609 715 12.56