DE1058692B

DE1058692B - Verfahren zur Erniedrigung der Streckenspannung bzw. zur Erhoehung der Verstreckbarkeit von frisch gesponnenen Faeden nach dem Viskosespinnverfahren

Info

Publication number: DE1058692B
Application number: DEV12634A
Authority: DE
Inventors: Dr Berthold Daimler; Dr Hugo Elling; Dr Richard Elssner
Original assignee: Glanzstoff AG
Current assignee: Glanzstoff AG
Priority date: 1957-06-21
Filing date: 1957-06-21
Publication date: 1959-06-04
Also published as: FR1195060A; US3038778A; GB854152A; BE567067A; CH347600A; NL227978A

Description

DEUTSCHES

Beim Spinnen von Viskosekunstseide erreicht man eine höhere Fadenfestigkeit, wenn der Faden nach seiner Koagulation und teilweisen Zersetzung stark verstreckt wird. In der Regel bedient man sich dabei heißer Bäder, die meistens angesäuert sind, doch hat man auch schon alkalische Bäder angewendet, die in einem Fall Zink oder Aluminium enthielten.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß mit steigender Verstreckung die Fadenspannung in der Streckzone ansteigt und dabei eine Häufung von Fadenbrüchen, Wicklern und eine erhöhte Faserigkeit der fertigen Ware eintritt. Es besteht daher ein großes Interesse daran, die Verstreckbarkeit der frisch gesponnenen Fäden zu erhöhen, um entweder mit größerer \^rerstreckung arbeiten zu können oder um eine Erniedrigung der Streckspannung zu erreichen. Es ist bekannt, daß man eine solche Erniedrigung der Streckspannung erhält, wenn man hohe Temperaturen im Streckbad verwendet, und zwar ist im Bereich von SO bis 90° C die Erniedrigung im allgemeinen um so größer je höher die Temperatur ist. Um so überraschender war daher die Feststellung, daß man die Verstreckbarkeit der Fäden unter weiterer Spannungserniedrigung erhöhen kann, wenn man den Faden nach Verlassen des Fällbades durch ein kaltes Wasserbad von 15 bis 35° C hindurchführt, bevor er in das heiße Streckbad eintritt.

Es ist nicht genau bekannt, worauf die spannungserniedrigende Wirkung der zusätzlichen Kaltwasserbehandlung gegenüber alleiniger Heißbadbehandlung beruht. Andererseits kann auch die Wirkung des gewöhnlichen heißen Streckbades nicht in allen Einzelheiten erklärt werden. Es wurde jedoch gefunden, daß die Wirkung des Kaltwasserzwischenbades um so kräftiger ist, je mehr Salze aus dem spinnenden Faden ausgewaschen werden. Es handelt sich dabei in erster Linie um Natriumsulfat und Zinksulfat.

Eine Verbesserung der Festigkeiten erhält man, wenn man dem Wasserbad etwas Säure, nämlich 10 bis 40 g/kg zusetzt. Hierbei ist es wichtig, daß eine hohe Säurekonzentration vermieden wird, da sonst die durch das Auswaschen des Fadens bewirkte Spannungserniedrigung wieder aufgehoben wird. Die notwendige Konzentration richtet sich nach den Spinnbedingungen. Man erreicht die beste Wirkung, wenn die aus dem laufenden Faden vor Eintritt in das Streckbad abgequetschte Flüssigkeit einen Säuregehalt von 5 bis 20 g/kg aufweist.

Die Temperatur des Zwischenbades muß bei 15 bis 35° C liegen. Am zweckmäßigsten ist der Temperaturbereich zwischen 20 und 30° C.

Es wurde schließlich gefunden,- daß geringe Zugaben von Formaldehyd zum kalten Zwischenbad, und zwar in Mengen von 0,5 bis 10 g/kg, die Spannungs-

zur Erniedrigung der Strecfceaspannung
bzw. zur Erhöhung der Verstreckbarkeit
von frisch gesponnenen Fäden

nach dem Viskosespinnverfahren

Anmelder:

Vereinigte Glanzstoff-Fabriken A. G.,
Wuppertal-Elberfeld, Am Laurentiusplatz

Dr. Berthold Daimler, Heinsberg,

Dr. Hugo Elling, Oberbruch-Grebben,

und Dr. Richard Elssner, Randerath (Bez. Aachen),

sind als Erfinder genannt worden

erniedrigende Wirkung dieses Bades bis auf das Doppelte steigern. Die Behandlung von Fäden mit Aldehyden in einem Zwischenbad vor Eintritt in das Streckbad ist zwar bereits beschrieben, aber durch das Zusammenwirken der Fadenauswaschung im kalten Bad mit dem Formaldehyd wird erreicht, daß man die Spannungserniedrigung mit bedeutend weniger Formaldehyd erreicht.

Es ist ein Verfahren bekannt, in dem man eine Viskose mit einem hohen Polymerisationsgrad und einer geringen Konzentration der Cellulose in ein saures Spinnbad verspinnt, dann den Faden durch ein AVasserbad führt, um ihn von den Chemikalien des Spinnbades, insbesondere von der Schwefelsäure zu befreien, ihn sodann in einem Bad, das Natronlauge enthält, so viel wie möglich verstreckt und ihn schließlich in einem sauren Bad nachverstreckt. Im Gegensatz zu dem Verfahren gemäß der Erfindung erfolgt jedoch die Verstreckung im alkalischen Medium, und das Wasserbad hat lediglich den Zweck, eine Neutralisation des alkalischen Bades zu verhindern.

Beispiel 1

Es wurde eine Viskose mit 7,2°/o Cellulose und 5,4% Alkali bei einem Xanthatverhältnis von 46 aus einer 1000-Loch-Düse versponnen. Dieser Viskose war 1,7 g/kg eines äthoxylierten Kokosamins zur Verbesserung der Fadeneigenschaften zugesetzt. Die Tauch-

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strecke im Fällbad betrug 70 cm und im Streckbad 120 cm. Teilweise wurde ein Zwischenbad von 25 cm Länge benutzt. Hierzu lief die der ersten Abzugsgalette zugeordnete Umlenkrolle in einer Schale, durch welche das Zwischenbad hindurchfloß. Das Spinnbad enthielt 40 g/kg H₂SO₄, 120 g/kg Na₂SO₄, 60 g/kg ZnSO₄ und wies eine Temperatur von 40° C auf. In der folgenden Tabelle ist die Zusammensetzung des Zwischenbades angegeben und ferner die Streckspannung, die man bei 100% Verstreckung erhalten hat. Die Streckspannung ist gemessen worden an dem aus dem Streckbad austretenden Faden vor der zweiten Abzugsgalette. Die Temperatur des Zwischenbades betrug 25° C. Das Streckbad enthielt 20 g/kg H₂SO₄, 10 g/kg Na₂ S O₄ und 5 g/kg Zn S O₄ bei 93° C.

	Zwisdienbadzulauf, %l.	Na₂ S O₄	ZnSO₄	Streck
	H₂ S O₄			spannung
1.	ohne Zwischenbad	0	0	700
2.	0	0	0	450
3.	15	0	0	500
4.	45		600

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Versuch 1 in der Tabelle wurde ohne Zwischenbad gesponnen und zeigte die höchste Spannung. Versuch 2 ist mit salz- und säurefreiem Wasserzwischenbad gesponnen und ergab eine starke erniedrigte Spannung von 450 g. Die beiden nächsten Versuche 3 und 4 lassen erkennen, wie mit steigender Zugabe von H₂SO₄ zum Zwischenbad die Spannung allmählich wieder anstieg. Um die zuvor genannte Mindestkonzentration an H₂SO₄ im spinnenden Faden aufrechtzuerhalten, genügte jedoch im vorliegenden Fall eine Säurekonzentration im Zwischenbad von 15 bis 20 g. Aus der Tabelle läßt sich ersehen, daß unter diesen Bedingungen eine etwa 3O°/oige Erniedrigung der Streckspannung erreicht wurde.

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Beispiel 2

Es wurde eine Viskose von 6,1% Cellulose und 4,2% Alkali hergestellt und bei einem Xanthatverhältnis von 43 versponnen. Die Viskose enthielt als Spinnhilfsmittel 0,2 g/kg des im Beispiel 1 genannten Zusatzstoffes. Die Düse war dieselbe ,wie im Beispiel 1. Die Tauchstrecke im Spinnbad betrug 55 £tn, diejenige im Streckbad 180 cm. Die Zusammensetzung des Spinnbades war 30 g/kg H₂SO₄, 200 g/kg Na₂ S O₄ und 70 g/kg ZnSO₄. Die Spinnbadtemperatur betrug 55° C. Es wurde mit einer Verstreckung von 85% gesponnen, und zwar einmal ohne Zwischenbad und ein zweites Mal mit einem Zwischenbad, welches aus Wasser mit einer Temperatur von 25° C bestand, dem 15 g/kg H₂SO₄ zugesetzt waren. Die Streckspannungen lagen entsprechend den vollkommen anderen Spinnbedingungen wesentlich höher als im Beispiel 1. Ohne Zwischenbad wurden 1500 g gemessen, mit Zwischenbad 1280 g. Die Streckspannungserniedrigung betrug in diesem Fall 15%. Es wurde das gleiche Streckbad wie im Beispiel 1 verwendet.

Beispiel 3

Mit einer Viskose der Zusammensetzung 6,5% Cellulose und 5,5% Alkali, die einen Zusatz von 1,7 g/kg des gleichen Zusatzstoffes wie Beispiel 1 aufwies, wurde aus einer Düse mit 720 Loch von 60 My Durchmesser gesponnen. Das Spinnbad enthielt 50 g/kg H₂SO₄, 130 g/kg Na₂SO₄ und 60 g/kg ZnSO₄ bei einer Temperatur von 48° C. Es wurde sowohl ohne Zwischenbad gesponnen als auch mit einem Zwischenbad, welches 25 g/kg Säure enthielt. In einem dritten Versuch wurde dem Zwischenbad noch 4 g/kg Formaldehyd zugesetzt. Die an sich kleine Zwischenbadwanne wurde aus einem größeren Vorratsbehälter laufend mit Zwischenbad versorgt und das abfließende Bad wieder in den Behälter zurückgeführt. Um bei kontinuierlichem Betrieb die Konzentration des Zwischenbades konstant zu halten, war es erforderlich, ständig eine gewisse Menge Zwischenbad abzustoßen und durch Zugabe von Wasser und Schwefelsäure sowie Formaldehyd aufzufrischen. Durch das Umpumpen ergab sich zwangläufig, daß das in die Zwischenbadwanne zugeführte Bad bereits einen gewissen Gehalt an den Salzen des Spinnbades aufwies. Deshalb ist in der folgenden Tabelle die Konzentration in g/kg an Natrium- und Zinksulfat mit angegeben. Es wurde das gleiche Streckbad wie im Beispiel 1 angewendet.

	Zusammensetzung	Na₂SO₄	des Zwisdienbades c	aldehyd	Verstrebung	Dehnung des Grundgarns	trocken	Cord-Dehnung (°/o) bei 4 ■> Wir	oftro.
	H₂SO₄		ZnSO₄		%	naß	13,5	kond.	3,2
1.	_	20		0	95	29	12,3	6,2	3,1
2.	25	20	7	4	100	26,5	11,0	5,7	2,8
3.	25	7	105	24	5,4

Für die drei Versuche wurde die Verstreckung so eingestellt, daß etwa 1200 g Streckspannung herrschten. Man sieht, daß durch die beiden verschieden wirksamen Zwischenbäder der Versuche 2 und 3 unter diesen Umständen die Verstreckung heraufgesetzt werden konnte. Dementsprechend finden wir in den Dehnungen des Grundgarns naß und trocken eine deutliche Abnahme. Wichtig ist ebenfalls, daß auch die bei 4,5 kg Belastung gemessene Dehnung eines in üblicher Weise hergestellten Kordes mit der steigenden Verstreckung verringert werden konnte. Zu den Zahlen ist noch zu vermerken, daß das gesponnene Garn im nassen Zustand um 11 % nachverstreckt und dann getrocknet worden ist.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Erniedrigung der Streckspannung bzw. zur Erhöhung der Verstreckbarkeit von frisch gesponnenen Fäden durch Verspinnen von Viskose in ein säure- und salzhaltiges Fällbad und Verstrecken der Fäden in einem heißen, verdünnten säure- und ggf. salzhaltigen Streckbad, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden vor dem Eintritt in das heiße Streckbad durch ein Kaltwasserzwischenbad von 15 bis 35° C geführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Zwischenbad 10 bis 40 g/kg Säure zugesetzt wird zur Aufrechterhaltung einer

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Säurekonzentration von 5 bis 20 g/kg in der aus laufes um die erste Abzugsgalette mit dem

dem laufenden Faden abgequetschten Flüssigkeit. Zwischenbad in Berührung gebracht werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch

gekennzeichnet, daß das Zwischenbad Formaldehyd

in Mengen von 0,5 bis 10 g/l aufweist. 5 In Betracht gezogene Druckschriften:

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch ge- österreichische Patentschrift Nr. 169 926; kennzeichnet, daß die Fäden während ihres Um- französische Patentschriften Nr. 885 986. 9βΓ302.