DE1047986B - Verfahren zur Herstellung von kuenstlichen Faserstoffen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Es ist bekannt, künstlichen Fasern, wie z. B. Viskosekunstseide, Kupferseide, Acetatseide, oder auf vollsynthetischem Wege erhältlichen Faserstoffen dadurch ein mattes Aussehen zu verleihen, daß man in den flüssigen Spinnmassen Weißpigmente suspendiert und diese getrübten Spinnmassen nach den üblichen Methoden für die Erzeugung von künstlichen Faserstoffen verwendet. Diese Pigmente, vornehmlich Titandioxyd, müssen in ihrer Korngröße so beschaffen sein, daß sie das Licht bestmöglich reflektieren und andererseits die Spinndüsen nicht verstopfen. Erfahrungsgemäß erhält man mit einer Korngröße der Einzelteilchen von 600 bis 1000 Millimikron die besten Matteffekte. Diese bekannten Mattierungspigmente werden den Spinnmassen, beispielsweise den wäßrigen Viskose- oder Cellulose-Kupferoxydammoniak-Lösungen oder auch den Lösungen von Acetyloellulose in organischen Lösungsmitteln bzw. den im Schmelzfluß befindlichen, für die Herstellung von vollsynthetischen Fasern bestimmten Polymerisationsprodukten in einer Weise einverleibt, die eine möglichst gleichmäßige und haltbare Verteilung in der zu verspinnenden Masse gewährleistet und diese dann mit Hilfe von Spinndüsen versponnen.

Es ist bekannt, Silikagel oder Holzkohle einer Viskoselösung zuzusetzen, die zur Herstellung von Kunstfasern verwendet werden soll. Dieser Zusatz dient zur Reinigung der Viskoselösung und wird vor der Verarbeitung der Lösung durch Filtrieren entfernt.

Es ist ferner bekannt, in Fäden feinverteilte Teilchen eines unlöslichen Stoffes einzuarbeiten. Hierbei handelt es sich um die üblichen Pigmente und Mattierungsmittel, die gewöhnlich eine Teilchengröße von einigen My haben und deren Zusatz, besonders wenn er in etwas größeren Mengen erfolgt, die mechanischen Eigenschaften der mit ihnen verarbeiteten Fäden ungünstig beeinflußt.

Obwohl das erfindungsgemäße Verfahren mit diesen bekannten Arbeitsmethoden gewisse Berührungspunkte besitzt, handelt es sich doch um andere Substanzen und um die Erzielung anderer Effekte. Es werden hierbei feinverteilte Oxyde von Metallen oder Metalloiden, wie sie durch pyrogene Zersetzung, die gegebenenfalls bei Gegenwart von sauerstoffhaltigen oder brennbaren Gasen vorgenommen werden kann, von flüchtigen ^Metalloid- oder Metallverbindungen, wie z. B. von Zinntetrachlorid, Siliziumtetrachlorid, Aluminiumchlorid, Titantetrachlorid, Zirkontetrachlorid, Chlorzink od. dgl., in Form ihrer Aerosole entstehen und in Form ihrer Aerogele gewonnen werden können, der Spinnmasse einverleibt.

Die Teilchengröße dieser erfindungsgemäß zu verwendenden, auf pyrogenem Wege gewonnenen Metalloder Metalloidoxyde liegt unterhalb 150 Millimikron. Obwohl einzelne dieser Stoffe bei Anwendung in größeren Mengen eine gewisse Trübung der Faser hervorrufen können, sind sie doch nicht als Mattpigmente anzu-Verfahren zur Herstellung
von künstlichen Faserstoffen

Anmelder:
Deutsche Gold- und Silber-Scheideanstalt

vormals Roessler,
ίο Frankfurt/M., Weißfrauenstr. 9

Dr. Karl Dithmar, Frankfurt/M.,
ist als Erfinder genannt worden

sprechen. Mitunter, zumal bei völliger oder annähernder Übereinstimmung ihres Brechungsindex mit dem des Spinnguts vermögen sie praktisch überhaupt kein Licht zu reflektieren. Dies ist z. B. bei der Verwendung von auf pyrogenem Wege hergestellter Kieselsäure in AcetylcelMose der Fall, denn beide Brechungsindizes liegen etwa bei 1,55, und eine Mattierung der Acetylcellulose kann infolgedessen durch das Einspinnen von Kieselsäure-Aerogelen nicht bewirkt werden.

Diese pyrogen gewonnenen Oxyde von Metallen oder Metalloiden, die chemisch betrachtet aus Zinndioxyd, Siliciumoxyd, Titandioxyd, Oxyden des Zirkons, Zinks od. dgl. bestehen, zeichnen sich durch eine besondere spezifische Oberflächenbeschaffenheit aus, durch die sie sich von den üblichen, nicht auf dem Weg über die Dampfphase in Aerogelform gewonnenen Metalloid- oder Metalloxyden grundsätzlich unterscheiden. Dies scheint die Ursache dafür zu sein, daß die erfindungsmäßige Verwendung dieser in Aerogelform vorliegenden Metall- oder Metalloidpxyde bei der Herstellung von künstlichen Faserstoffen zu einer beträchtlichen inneren Verfestigung derselben führt, die sich in einer erheblichen Verbesserung ihrer mechanischen Eigenschaften, insbesondere ihrer Scheuerfestigkeit, Auf Spleißfestigkeit od. [dgl. äußert, womit natürlich gleichzeitig eine entsprechende Verbesserung der Haltbarkeit und Tragfähigkeit der aus diesen Fasern hergestellten Gebrauchsgegenstände verbunden ist. Die Ausführungsformen des erfindungsmäßigen Verfahrens richten sich nach den jeweiligen Herstellungsprozessen der künstlichen Faser. Die auf pyrogenem Wege gewonnenen Oxyde können bei Fasern, die aus wäßrigen Spinnansätzen hergestellt werden, mit Wasser, verdünnter Natronlauge oder Ammoniak angerührt werden, bevor man sie dem Spinnansatz hinzufügt. In der Regel wird man sie an der Stelle in den Prozeß einführen, wo normalerweise die Mattpigmente zugesetzt

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werden. Bei Fasern, die aus organischen Lösungsmitteln ■ gesponnen werden, wie beispielsweise Acetatseide, rührt man die auf pyrogenem Wege gewonnenen Oxyde mit Aceton oder dem verwendeten Lösungsmittelgemisch an und führt diese Suspension in die Spinnmasse ein. Falls in die Faser Mattierungsmittel der vorbekannten Art in die Fasern eingesponnen werden sollen, kann man diese mit den auf pyrogenem Wege hergestellten Oxyden vermischen und dieses Gemisch gemeinsam in die Spinnmasse einrühren. Diese Ausführungsform hat den Vorzug, daß die Pigmentpasten in ihrer Haltbarkeit verbessert werden, was durch die Eigentümlichkeit der pyrogen erzeugten Oxyde, die Sedimentiergeschwindigkeit von Pigmenten zu verlangsamen, bewirkt wird.

Die Einarbeitung der pyrogen hergestellten Oxyde in die zu verspinnende Masse kann auch an anderen Stellen des Prozesses vorgenommen werden. So kann man sie z. B. im Viskoseprozeß bei der Sulfidierung der Alkalicellulose dadurch einarbeiten, daß man sie in die Sulfidiertrommeln einmischt, wodurch eine gleichmäßige Verteilung sichergestellt wird.

Bei der Herstellung von vollsynthetischen Fasern kann man die auf pyrogenem Wege hergestellten Oxyde der für den Spinnprozeß bestimmten, im Schmelzfluß vorliegenden Polymerisatmasse einarbeiten. Man kann dieselbe aber auch bereits dem Ausgangsgemisch vor oder während des Polymerisations- oder Polykondensationsprozesses zuführen.

Man kann die pyrogen hergestellten Oxyde entweder für sich allein den für die Herstellung von künstlichen Fasern bestimmten Spinnmassen zusetzen, oder man kann sie auch mit den Farbstoff- oder Rußpasten vermischen, die bei der Herstellung von spinngefärbten Fasern üblicherweise der Spinnmasse zugeführt werden. In beiden Fällen werden Kunstfasern erhalten, deren innere Festigkeit, Scheuerfestigkeit, Aufspleißfestigkeit usw. beträchtlich verbessert ist.

Für die Erzielung der erfmdungsmäßigen Effekte sind grundsätzlich alle zugänglichen, auf pyrogenem Wege erhältlichen und in Form ihrer Aerosole bzw. Aerogele herstellbaren Metall- oder Metalloidoxyde verwendbar. Auch die Verwendung von Gemischen verschiedener dieser Oxydverbindungen ist für den erfindungsmäßigen Zweck geeignet. Die Frage, welches dieser Oxyde jeweils gesondert zu bevorzugen ist, ist daher davon abhängig, welche zusätzliche Wirkungen bei ihrer Verwendung erreicht werden können. So wird man beispielsweise bei der Herstellung von Faserstoffen, die ein gutes Saugvermögen besitzen sollen, das auf pyrogenem Wege hergestellte Siliciumdioxyd-Aerogel bevorzugt verwenden, während für die Herstellung von wenig saugfähigen oder von wasserabstoßenden Faserstoffen sich das auf dem gleichen Weg gewonnene Aluminiumoxyd oder Zirkoiioxyd besser eignet. Andererseits hat wieder das Titanoxyd den Vorzug, daß es den mitunter unerwünschten Glanz der künstlichen Fasern besser zu dämpfen vermag, als die anderen auf pyrogenem Wege herstellbaren Metalloder Metalloidoxyde. Allen diesen Verbindungen ist jedoch die Eigenschaft gemeinsam, daß sie bei ihrer erfindungsgemäßen Verwendung die mechanischen Eigenschäften der künstlichen Fasern beträchtlich zu verbessern vermögen. Dieser Effekt beginnt sich bereits auszuwirken, wenn in die künstlichen Fasern ganz geringe Mengen, die in der Größenordnung von etwa 0,05% Hegen, der vdrbezeichneten Metall- oder Metalloidoxyde 6g eingesponnen werden. Für die Zwecke der Praxis kommen jedoch in der Regel größere Mengen, die bis zu etwa 10°/₀ ansteigen können und vorzugsweise innerhalb der Grenzen von 0,1 bis 2% liegen sollen, in Frage.

Beispiele

1. In einer Viskoselösung, wie sie üblicherweise für die Herstellung von Kunstseide verwendet wird, werden 0,3 % (berechnet auf den Cellulosegehalt der Viskoselösung) eines auf pyrogenem. Wege durch Zersetzung von Siliciumtetiachlorid in Form eines Aerosols entstehenden und in Form eines Aerogels gewonnenen Kieselsäurepräparates suspendiert. Diese Suspension wird dann in der üblichen Weise nach dem Viskosespinnverfahren auf Kunstseide verarbeitet. Die erhaltene Kunstseide besitzt im Vergleich zu Kunstseide, die aus der gleichen Viskoselösung, in der jedoch kein Siliciumdioxyd-Aerogel suspendiert war, erheblich bessere mechanische Eigenschaften. Prüft man ihre Scheuerfestigkeit mit Hilfe eines Schopper-Apparates, so findet man, daß 1342 Scheuerungen erforderlich sind, bis sich unter dem Mikroskop ein leichtes Aufspleißen der Fasern eben erkennen läßt, während dies bei der Kunstseide, in die kein Kieselsäureaerogel eingesponnen war, bereits bei 682 Scheuerungen der Fall war.

2. In ähnlicher Weise, wie im Beispiel 1 beschrieben, wurde in einer Cellulose-Kupferoxydammoniak-Lösung, wie sie üblicherweise bei der Herstellung von Kupferkunstseide verwendet wird, 0,3% (auf das Cellulosegewicht berechnet) des im Beispiel 1 genannten Kieselsäure-Aerogel-Präparates suspendiert. Nach dem Verspinnen dieser Suspension erhält man eine Kupferseide, die sich durch eine beträchtlich bessere Scheuerfestigkeit auszeichnet als eine solche, in die unter im übrigen gleichen Bedingungen kein Kieselsäureaerogel eingesponnen war. Die Anzahl der Scheuerungen, die bei der Verwendung eines Scheuerfestigkeitsprüfungsapparates nach Schopper bis zur beginnenden, eben erkennbaren Aufspleißung erforderlich waren, konnte der Wert von 180 Scheueiungen bei der kein Kieselsäureaerogel enthaltenden Kupferseide auf 394 Scheuerungen bei der erfindungsgemäß hergestellten, 0,3% Kieselsäure enthaltenden Kupferseide gesteigert werden.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von künstlichen Faserstoffen mit verbesserten mechanischen Eigenschaften, insbesondere Scheuerfestigkeit, Aufspleißfestigkeit u. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß man der Spinnmasse oder den zu ihrer Herstellung erforderlichen Roh- oder Zwischenprodukten feinverteilte Metalloid- oder Metalloxyde, wie sie durch pyrogene Zersetzung von flüchtigen Metall- oder Metalloidverbindungen in Form von Aerosolen oder Aerogelen erhalten werden, beimischt und die Spinnmasse in üblicher Weise verspinnt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Spinnmassen oder den zu ihrer Herstellung erforderlichen Roh- oder Zwischenprodukten auf pyrogenem Wege gewonnenes Siliciumdioxyd, Aluminiumoxyd, Zirkonoxyd, Titandioxyd und/oder Zinnoxyd beimischt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschriften Nr. 694048, 891 980;
britische Patentschrift Nr. 378 228.

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