DE1081600B - Verfahren zum Acetylieren von in ueblicher Weise hergestellten Cellulosehydratfasern - Google Patents

Description

• Zierfahren zum Acetylieren von in üblicher Weise hergestellten Cellulosehydratfasern Die rasche Entwicklung auf dem Gebiet der synthetischen Faserstoffe hat dazu geführt, daß auch die Anforderungen an die älteren Chemiefasern, wie z. B. Viskoseseide und Zellwolle, größer werden. Bei den Viskosefasern wird insbesondere der hohe Quellungsgrad in Wasser, die geringe Naßfestigkeit sowie die Oberflächenscheuerfestigkeit der Einzelfasern und schließlich auch noch der speckige Glanz bemängelt.
• Diese Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch behoben, daß in üblicher Weise hergestellte Cellulosehydratfasern, welche zunächst mit einer wäßrigen Lösung eines Neutralsalzes, z. B. einer 10%igen Kaliumacetatlösung, getränkt worden sind, mit einer mit Wasser mischbaren Flüssigkeit, z. B. Aceton, entwässert werden und anschließend bei etwa 90 bis 115° C so lange mit Essigsäureanhydriddampf bespült werden, bis der Gehalt der so behandelten Fasern an Acetylresten zwischen etwa 20 und etwa 40% zu liegen kommt.
• Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Acetylierung bei nicht unter 90° C durchzuführen, da sonst die Reaktionsgeschwindigkeit zu klein ist. Temperaturen von etwa 115° C sollen dagegen nicht oder nicht wesentlich überschritten werden.
• Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird die Oberflächenscheuerfestigkeit der so acetylierten Cellulosehydratfasern j e nachdem Acetylierungsgrad bis auf das 40fache gesteigert, die Quellung in Wasser von 100 bis auf etwa 30% vermindert, die Reißfestigkeit der Fasern um 10% und mehr unter Beibehaltung der Dehnungswerte verbessert und Produkte erhalten, die einen milden seidenartigen und keinen speckigen Glanz aufweisen.
• Mikroskopische Querschnittsaufnahmen an erfindungsgemäß acetylierten und gefärbten Fasern zeigen, daß die Acetylierung homogen den Gesamtquerschnitt der Fasern erfaßt und nicht auf die äußeren Schichten oder Randzonen beschränkt ist.
• Es ist bereits bekannt, in üblicher Weise hergestellte Fasern durch Behandlung mit dampfförmigem Essigsäureanhydrid zu acetylieren. Es ist unter anderem ein Verfahren beschrieben, bei dem Viskosefasern mit wäßrigen Lösungen von Kaliumacetat getränkt, nachher leicht vorgetrocknet werden, ohne das Wasser vollständig zu entfernen, und dann einige Stunden lang bei hohen Temperaturen mit Essigsäureanhydriddampf behandelt werden, wobei aber vorher das Wasser mit Eisessigdampf aus den Fasern, ebenfalls bei höheren Temperaturen, ausgetrieben ist.
• Nach vorliegender Erfindung wird die Acetylierung innerhalb ganz bestimmter Grenzen Torgenommen. Dabei wird der Wassergehalt des z. B. mit Kaliumacetatlösungen vorbehandelten Fasermaterials mit Hilfe von mit Wasser mischbaren Lösungsmitteln, z. B. Aceton, praktisch entfernt. Dieses Verfahren kann mit neutralen Mitteln bei Raumtemperatur durchgeführt werden, ohne daß irgendwelche Materialschädigungen oder sonstige Störungen eintreten.
• Nach den Beispielen des vorstehend erwähnten bekannten Verfahrens werden Produkte mit Acetylresten von 50 bis 531/o erhalten. Nur bei einem einzigen Beispiel ist ein Wert von 42% angegeben, der dem obersten Grenzwert gemäß vorliegender Erfindung (40.%) angenähert ist.
• Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß der Grenzwert der Acetylierung von kritischer Bedeutung ist. Bei Produkten, deren Gehalt an Acetylresten unter 20% beträgt, verlaufen die Färbungen nicht befriedigend. Treibt man dagegen die Acetylierung bis zu Acetylresten von über 40%, so wird die Cellulosesubstanz durch die verlängerte Acetylierungsdauer bei den üblichen hohen Temperaturen acidolytisch abgebaut. Im allgemeinen zeigen Acetatfasern Reißfestigkeiten, die etwa nur 9 Reißkilometern entsprechen, während die erfindungsgemäß acetylierten Viskosefasern 21 und mehr Reißkilometer aufweisen. Hinzu kommt, daß die Oberflächenscheuerfestigkeit der erfindungsgemäß acetylierten Viskosefasern etwa auf das 40fache der Werte der Ausgangsfasern ansteigt. Wird die Acetylierungsdauer verlängert, um Produkte mit höheren Acetyigehalten zu erhalten, so nehmen die Werte der Oberflächenscheuerfestigkeit der Fasern wieder in unerwünschter Weise ab.
• Das vorliegende Verfahren wird in der Praxis vorteilhaft so durchgeführt, daß die Acetylierung unmittelbar anschließend an die Herstellung der Fasern, zweckmäßig unmittelbar vor dem ersten Trocknungsvorgang der Fasern, durchgeführt wird. Hierbei kann die Herstellung und die Acetylierung der Cellulosehydratfasern in kontinuierlichem Verfahren durchgeführt werden.
• In vorteilhafter Ausführung der Erfindung werden die Viskosefasern erst mit einer etwa 10%igen wäßrigen Lösung von Kaliumacetat getränkt, abgequetscht oder abgeschleudert, dann durch Waschen mit Aceton von Wasser befreit und das Aceton z. B. durch Behandeln der Fasern mit strömender Luft beseitigt und wiedergewonnen. Unterwirft man die so behandelten Fasern einer etwa 3stündigen Einwirkung von Essigsäureanhydriddampf bei etwa 100° C, so findet eine so weitgehende Acetylierung statt, däß die Fasern einwandfrei mit den sogenannten Dispersionsfarbstoffen gefärbt werden können.
• Durch den Acetylierungsgrad innerhalb der angegebenen Grenzwerte kann man die Eigenschaften der Produkte in gewünschtem Sinne beeinflussen. Es ist z. B. nicht immer nötig, höchste Werte der Oberflächenscheuerfestigkeit zu erzielen. Eine deutliche Verbesserung der Oberflächenscheuerfestigkeit wird bereits durch Einführung von etwa 20% Acetylresten in die Fasern erreicht. Man kann sogar auch durch Acetylgehalte, die etwas unter 200% liegen, Fasern mit verbesserten Eigenschaften, insbesondere mit besserer Oberflächenscheuerfestigkeit, erzielen, die mit substantiven Farbstoffen gefärbt werden können, die billiger sind als Dispersionsfarbstoffe. Beispiel Viskosezellwolle, die sich von der Spinnerei her noch in der sogenannten Kabelform befindet, wird in üblicher Weise entschwefelt, gebleicht, neutralisiert usw., aber nicht aviviert. Sie wird dann in noch nicht getrocknetem Zustand in ein wäßriges Bad geführt, das 10% Kaliumacetat enthält. Nach dem Durchtränken wird abgequetscht und das Tränken sowie Abquetschen zwei- bis dreimal wiederholt. Das in Kabelform sich befindende Fasergebilde wird mehrmals mit Aceton getränkt und abgequetscht, um das Wasser zu entfernen. Anschließend wird im warmen Luftstrom von Aceton befreit und die Acetondämpfe einer Wiedergewinnungsanlage zugeführt. Nun wird das Fasergebilde in üblicher Weise durch Schneiden aus der Kabelform in die Flockenform mit gewünschter Stapellänge gebracht, aufgelockert, in eine aus korrosionsbeständigem Material, z. B. V2A-Stahl bestehende, in langsamer Umdrehung befindliche Trommel eingeführt und auf 1000 C erhitzt, wobei die Ware mit Essigsäureanhydriddampf bespült wird. Nach 3 Stunden wird der überschüssige Essigsäureanhydriddampf abgesaugt, das Gut abkühlen gelassen, mit Wasser gewaschen, mit Sodalösung neutralisiert und in üblicher Weise getrocknet.
• Nach dieser Behandlung besitzen die Fasern einen Gehalt an Acetylresten von etwa 40%, bezogen auf das Trockengewicht. Sie zeigen einen milden Glanz, lassen sich einwandfrei mit Dispersionsfarbstoffen färben, haben einen puellungswert in Wasser von 28°/o, eine Reißfestigkeit von 4,2 g/den, eine Dehnung von 260% und eine Oberflächenscheuerfestigkeit, die im Vergleich zu den Ausgangsfasern von etwa 900 Touren auf etwa 40 000 Touren gestiegen ist. Wenn man unter den vorstehend angeführten Bedingungen mit der Maligabe arbeitet, daß Temperaturen von etwa 100° C angewendet werden und die Reaktionsdauer auf etwa 45 Minuten beschränkt, so erhält man Fasern, deren Gehalt an Acetylresten bei 18% liegt.
• Wenn man aber unter den gleichen Bedingungen die Reaktionsdauer auf 4 Stunden erhöht, so liegt der Acetylgehalt der so behandelten Fasern etwas über 400/0.

Claims (5)

1. PATENTANSPRüCHE: 1. Verfahren zum Acetylieren von in üblicher Weise hergestellten Cellulosehydratfasern durch Behandeln derselben mit Essigsäureanhydriddampf bei erhöhten Temperaturen, wobei die Fasern zunächst mit einer wäßrigen Lösung eines Neutralsalzes, z. B. einer 100/aigen Kaliumacetatlösung, getränkt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die so behandelten Fasern mit einer mit Wasser mischbaren Flüssigkeit, z. B. Aceton, -entwässert und änschließend bei etwa 90 bis 115° C nur so lange acetyliert werden, bis der Betrag an eingeführten Acetylresten zwischen 20 und 40% liegt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Maßnahmen bei in üblicher Weise hergestellten Fasern im Fabrikationszug vor der ersten Trocknung der Fasern, vorzugsweise in kontinuierlichem. Verfahren durchgeführt werden.
3. 3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zu veredelnden Fasern mit der verdünnten wäßrigen Lösung von Kaliumacetat getränkt, abgequetscht oder abgeschleudert und mit einer mit Wasser mischbaren organischen Flüssigkeit, z. B. Aceton, entwässert werden, worauf die organische Flüssigkeit z. B. durch Behandeln der Fasern in strömender Luft beseitigt wird und anschließend die so behandelten Fasern durch Einwirkung von Essigsäureanhydriddampf bis zum angegebenen Grad acetyliert werden.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zu veredelnden Fasern nach Tränken mit einer etwa 10%igen Kaliumacetatlösung in einem klimatisierten Raum stehengelassen werden, bis der Wassergehalt wesentlich, z. B. bis auf etwa 20%, bezogen auf das Fasergewicht, vermindert ist.
5. 5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Acetylierung der auf gewünschte Stapellänge gebrachten Fasern in einer korrosionsbeständigen, zweckmäßig in langsamer Umdrehung befindlichen, auf Reaktionstemperatur erhitzten Trommel unter Bespülung der Ware mit Essigsäureanhydriddampf durchgeführt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 750 702; Chem. Zentralblatt, 1954, S. 7548 (Referat I. Soc. Textile Cellulose Ind., Japan, 9).