DE1083489B

DE1083489B - Process for the production of threads by dry spinning cellulose triacetate

Info

Publication number: DE1083489B
Application number: DES58634A
Authority: DE
Inventors: Paul Jacques Corbiere; Rene Emile Fernand Stuchlik
Original assignee: Rhodiaceta SA
Current assignee: Rhodiaceta SA
Priority date: 1957-07-15
Filing date: 1958-06-16
Publication date: 1960-06-15
Also published as: GB829071A; BE569428A

Description

DEUTSCHESGERMAN

Es ist bekannt, daß die für das Trockenspinnen von Cellulosetriacetat angewendeten industriellen Verfahren als Lösungsmittel entweder Aceton für die sekundären Acetate, d. h. für solche, die ungefähr 52 bis 56'% chemisch gebundene Essigsäure enthalten, oder Gemische von Methylenchlorid und Alkohol für jene verwenden, deren gebundener Essigsäuregehalt über 59% liegt; diese werden im allgemeinen und auch im nachfolgenden als »Triacetate bezeichnet.It is known that the industrial processes used for dry spinning of cellulose triacetate either acetone as a solvent for the secondary acetates, d. H. for those around 52 contain up to 56% chemically bound acetic acid, or mixtures of methylene chloride and alcohol for use those with a bound acetic acid content of more than 59%; these are generally and also referred to below as »Triacetate.

Obwohl Lösungsmittel für diese Triacetate schon seit langem bekannt sind, unter denen Dioxolan-1,3 hervorzuheben ist, beschreibt die Literatur keine Trockenspinnverfahren von Triacetat aus dieser Lösung. Dagegen findet man gewisse Angaben, die ihre Verwendung für das Trockenspinnen von in Aceton löslichen Acetaten oder sogenannten sekundären Acetaten betreffen, nach denen das Spinnen ebensogut mit reinem Dioxolan-1,3 ausgeführt werden könnte wie in Mischung mit anderen organischen Flüssigkeiten, wobei selbst ein Wassergehalt von 5 bis 8% als vorteilhaft angegeben ist. Der Erfinder hat festgestellt, daß das Verspinnen von Triacetat unter den gleichen Bedingungen nur mittelmäßige Ergebnisse gibt.Although solvents for these triacetates have long been known, including 1,3-dioxolane It should be emphasized that the literature does not describe any dry spinning process of triacetate from this Solution. On the other hand, there are certain indications that their use for dry spinning of in Acetone-soluble acetates or so-called secondary acetates affect, after which the spinning could just as well be carried out with pure 1,3-dioxolane as in a mixture with other organic ones Liquids, even a water content of 5 to 8% is indicated as advantageous. Of the The inventor has found that triacetate spinning is mediocre under the same conditions Results there.

Nach der britischen Patentschrift 395 353 ist es außerdem bekannt, Lösungen aus in Aceton löslichen Celluloseacetat in einem Lösungsmittelgemisch von 50% Aceton, 45% 2-Methyl-l,3-cyclotrimethylenoxyd und 5% Wasser nach dem Trockenspinnverfahren zu verspinnen.According to British Patent 395 353, it is also known, solutions of acetone-soluble Cellulose acetate in a solvent mixture of 50% acetone, 45% 2-methyl-1,3-cyclotrimethylene oxide and to spin 5% water by dry spinning.

Es wurde nun gefunden, daß man ohne Schwierigkeit Cellulosetriacetatfäden von ausgezeichneter Qualität erhält, wenn man als Lösungsmittel Dioxolan-1,3 verwendet, dem man wenigstens 1% einer organischen, Triacetat nicht lösenden Flüssigkeit hinzufügt, der Wassergehalt der Spinnlösung im Höchstfall 4% beträgt und die Lösungstemperatur im Augenblick ihres Verspinnens in den Spinnzellen zwischen 80 und 110° C liegt.It has now been found that cellulose triacetate filaments of excellent quality can be obtained without difficulty obtained when the solvent used is 1,3-dioxolane to which at least 1% of an organic, Triacetate adds non-dissolving liquid to the water content of the spinning solution at the highest 4% and the solution temperature at the moment of their spinning in the spinning cells between 80 and 110 ° C.

Alle diese Bedingungen sind zur Erreichung befriedigender Ergebnisse notwendig, und zwar ebenso vom Gesichtspunkt der technischen Durchführung wie von der Qualität der erhaltenen Fäden aus.All of these conditions are necessary to achieve satisfactory results, and likewise from the point of view of technical implementation as well as from the quality of the threads obtained.

Die Konzentration der Spinnlösung, die Temperatur in der Zelle, die Ansaugbedingungen in der Zelle, der Durchmesser und die Form der Spinndüsenöffnungen und die Aufspulbedingungen können auf einfache Art als Funktion der Qualität des verwandten Triacetats und der gewünschten Fadenart bestimmt werden. Das Verfahren, welches die Anwendung von großen Spinngeschwindigkeiten gestattet, kann mit jeder bekannten Trockenspinnvorrichtung, entweder mit Ansaugung oder durch Wiedergewinnen des Lösungsmittels im geschlossenen Umlauf, verwirk-Verfahren zur HerstellungThe concentration of the spinning solution, the temperature in the cell, the suction conditions in the cell, the diameter and shape of the spinneret orifices and the winding conditions can be easily adjusted Type determined as a function of the quality of the triacetate used and the type of thread desired will. The process, which allows the use of high spinning speeds, can with any known dry spinning device, either with suction or by recovering the Solvent in closed circulation, realizing process for production

von Fäden durch Trockenspinnenof threads by dry spinning

von Cellulosetriacetatof cellulose triacetate

Anmelder:
Societe Rhodiaceta, ParisApplicant:
Societe Rhodiaceta, Paris

Vertreter: Dr. M. Plum, Dr. K. FettweisRepresentative: Dr. M. Plum, Dr. K. Fettweis

und Dr. T. Huber-Simons, Rechtsanwälte,and Dr. T. Huber-Simons, lawyers,

Freiburg (Breisgau), Schreiberstr. 10Freiburg (Breisgau), Schreiberstr. 10

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 15. Juli 1957Claimed priority:
France July 15, 1957

Paul Jacques Corbiere, Lyon, Rhone,
und Rene Emile Fernand Stuchlik,
Villeurbanne, Rhone (Frankreich),
sind als Erfinder genannt wordenPaul Jacques Corbiere, Lyon, Rhone,
and Rene Emile Fernand Stuchlik,
Villeurbanne, Rhone (France),
have been named as inventors

licht werden (wie mit der in dem deutschen Patent 862 643 beschriebenen Vorrichtung). Es kann zum Erhalt von glänzenden, matten, mit allen gebräuchlichen Substanzen (färbende, pigmentierende, weichmachende) beladenen Fäden, in gleicher Weise für das Reinverspinnen wie für Spinnen in Mischung mit anderen spinnfähigen Polymeren angewandt werden, wie mit sekundärem Acetat, mit den verschiedenen Celluloseestern und -äthern oder mit synthetischen Polymeren, die in dem in Betracht gezogenen Lösungsmittel löslich sind.light (as with the device described in German Patent 862 643). It can be Preservation of glossy, matt, with all common substances (coloring, pigmenting, softening) loaded threads, in the same way for pure spinning as for spinning in a mixture with other spinnable polymers can be applied, such as with secondary acetate, with the various Cellulose esters and ethers or with synthetic polymers in the solvent under consideration are soluble.

Die organischen Flüssigkeiten, die dem Dioxolan-1,3 beigefügt werden, können verschiedener chemischer Natur sein, aber es wurde gefunden, daß die Alkohole und Ketone besonders empfehlenswert und der Gehalt an Äthanol von 1 bis 15%, der Gehalt an Aceton von 1 bis 40% sehr interessant sind.The organic liquids that are added to the Dioxolan-1,3 can be of different chemical types Be natural, but it has been found that the alcohols and ketones are particularly recommended and the content in ethanol from 1 to 15%, the acetone content from 1 to 40% are very interesting.

Beispiele
(die Teile sind als Gewichtsteile angegeben)Examples
(the parts are given as parts by weight)

1. Aus einem Triacetat von einem Essigsäuregehalt von 60,5% und zuvor getrockneten Lösungsmitteln werden die drei nachfolgenden Lösungen hergestellt:1. From a triacetate with an acetic acid content of 60.5% and previously dried solvents the following three solutions are made:

009 530/521009 530/521

AA. BB. CC. Triacetat
Dioxolan-1,3
Äthanol
Aceton Triacetate
Dioxolane-1,3
Ethanol
acetone 24,0 Teile
76,0 Teile24.0 parts
76.0 parts 24,0 Teile
72,2 Teile
3,8 Teile24.0 parts
72.2 parts
3.8 parts 24,0 Teile
74,5 Teile
1,5 Teile24.0 parts
74.5 parts
1.5 parts Gesamt total 100,0 Teile100.0 parts 100,0 Teile100.0 parts 100,0 Teile100.0 parts

Die 90° C heißen Lösungen B und C können mit großer Leichtigkeit trocken versponnen werden, indem man sie in einer auf 100° C geheizten Zelle verspinnt, und das Aufspulen mit einer Geschwindigkeit von 400 m/min erfolgt. Die Lösung A, obwohl augenscheinlich ebenso vollkommen, gestattet es nicht, Fäden zu erhalten. Selbst bei 130 m/min brechen die angesponnenen Fäden ständig unter dem Zug, dem sie ausgesetzt sind.The 90 ° C hot solutions B and C can be dry spun with great ease by they are spun in a cell heated to 100 ° C, and the winding up at a speed of 400 m / min takes place. Solution A, although apparently just as perfect, does not allow To get threads. Even at 130 m / min, the spun threads constantly break under the pull they are subjected to are exposed.

2. Man stellt 24°/oige Lösungen des gleichen Triacetats in Dioxolan-1,3-Mischungen her, einmal mit Äthanol (95 :5) und ein anderes Mal mit Aceton (90 :10), indem man den Wassergehalt der Lösungen variiert. Die Spinnergebnisse unter den im Beispiel 1 gegebenen Bedingungen sind:2. One prepares 24% solutions of the same triacetate in dioxolane-1,3 mixtures, once with Ethanol (95: 5) and another time with acetone (90: 10) by changing the water content of the solutions varies. The spinning results under the conditions given in Example 1 are:

WassergehaltWater content Dioxolan-ÄthanolDioxolane-ethanol Dioxolan-AcetonDioxolane acetone 0
2
4
6,70
2
4th
6.7 gute Verspinnung
desgl.
desgl.
Verspinnung
unmöglichgood spinning
the same
the same
Spinning
not possible gute Verspinnung
desgl.
desgl.
Verspinnung
unmöglichgood spinning
the same
the same
Spinning
not possible

Spinntemperatur
(Temperatur
der Spinnlösung)
⁰CSpinning temperature
(Temperature
the spinning solution)
⁰ C Festigkeit
(g/den)strength
(g / den) Dehnungstrain BiegefestigkeitFlexural strength 70
80
10570
80
105 1,07
1,08
1,131.07
1.08
1.13 16,2
21,6
27,816.2
21.6
27.8 5 450
11640
17 4005 450
11640
17 400

besserungen 72% und 220% in bezug auf die beim Spinnen bei 70^p C erhaltenen Ergebnisse.improvements 72% and 220% with respect to those obtained during spinning at 70 C ^p results.

5. Man verwendet ein Triacetat mit 61,5% Essigsäuregehalt, dessen relative Viskosität bei 2%o in Dioxolan-1,3 bei 45° C 1,542 beträgt. Man stellt eine 20°/oige Lösung dieses Triacetate in Dioxolan-1,3 her, dem 10% Aceton zugefügt werden. Die Produkte werden zuvor getrocknet. Die Lösung wird auf 90° C erhitzt und in einer auf 105° C erhitzten Zelle verspönnen; die Fäden werden beim Verlassen der Zelle mit einer Geschwindigkeit von 300 m/min aufgespult. Man erhält einen Faden mit folgenden Eigenschaften:5. A triacetate with 61.5% acetic acid content is used, the relative viscosity of which is 2% o in 1,3-dioxolane at 45 ° C is 1.542. A 20% solution of this triacetate in 1,3-dioxolane is prepared, to which 10% acetone are added. The products are dried beforehand. The solution is at 90 ° C heated and pampered in a cell heated to 105 ° C; the filaments are leaving the cell wound up at a speed of 300 m / min. A thread is obtained with the following properties:

Festigkeit, trocken 1,18 g/denFirmness, dry 1.18 g / den

Festigkeit, feucht 0,80 g/denFirmness, moist 0.80 g / den

Dehnung, trocken 30,6%Elongation, dry 30.6%

Dehnung, feucht 36,2%Elongation, wet 36.2%

Biegefestigkeit 17500Flexural Strength 17500

6. Man verwendet ein Triaeetat von 60,0% Essig-Säuregehalt und stellt daraus eine Lösung von 24 % in einem Gemisch von 70% Dioxolan-1,3 und 30% Aceton (getrocknete Produkte) her. Diese · erwärmte Lösung wird in einer geschlossenen Vorrichtung, wie sie in der deutschen Patentschrift 862 643 beschrieben wird, versponnen, wobei die Zelle auf 135° C geheizt wird; die Auf spulgeschwindigkeit beträgt 170' m/min. Die erhaltenen Ergebnisse sind folgende:6. A triacetate of 60.0% acetic acid content is used and produces a solution of 24% in a mixture of 70% dioxolane-1,3 and 30% acetone (dried products). This · heated solution is in a closed device, such as it is described in German patent specification 862 643, spun, the cell being heated to 135.degree will; the winding speed is 170 m / min. The results obtained are as follows:

3535

3. Man stellt eine 24%ige Lösung des gleichen Triacetats in Dioxolan-1,3 her, dem 10% Äthanol zugefügt sind; dabei werden getrocknete Produkte verwendet. Man verspinnt die heiße Lösung in einer auf 95° C erhitzten Zelle bei einer Geschwindigkeit von 133 m/min.3. Make a 24% solution of the same triacetate in dioxolane-1,3, to which 10% ethanol has been added; dried products are used for this. The hot solution is spun in a cell heated to 95 ° C. at a speed of 133 m / min.

Wenn die Spinntemperatur, d. h. die Temperatur der Spinnlösung im Moment des Anspinnens, nur 70° C beträgt, erhält man einen Faden, der eine Bruchdehnung von 23,5 °/o aufweist und eine Biegefestigkeit von 9000. Erhöht man die Spinntemperatur auf 90° C, dann steigert sich die Bruchdehnung auf 29,8% (also eine Verbesserung von 32%), und die Biegefestigkeit wird gleichzeitig auf 16 50O gesteigert (also eine Verbesserung von 83 %).When the spinning temperature, i.e. H. the temperature of the spinning solution at the moment of piecing, only 70 ° C, a thread is obtained which has an elongation at break of 23.5% and a flexural strength of 9000. If the spinning temperature is increased to 90 ° C, the elongation at break increases 29.8% (an improvement of 32%), and the flexural strength is increased to 16 50O at the same time (an improvement of 83%).

4. Man verfährt genau wie im Beispiel 3, nur setzt sich das Lösungsmittel aus 85% Dioxolan-1,3 und 15% Aceton zusammen. Die Spinnergebnisse zeigt folgende Tabelle:4. The procedure is exactly as in Example 3, except that the solvent consists of 85% dioxolane-1,3 and 15% acetone together. The spinning results are shown in the following table:

5555

6060

Man sieht, daß sich bei 80° C eine Dehnungsverbesserung von 33% und eine Biegefestigkeitsverbesserung von 113% ergibt; bei 105° C sind diese Ver-It can be seen that at 80 ° C. there is an improvement in elongation of 33% and a flexural strength improvement of 113%; at 105 ° C these

Spinntemperatur
(Temperatur der
. Spinnlösung).
⁰CSpinning temperature
(Temperature of
. Spinning solution).
⁰ C Dehnungstrain BiegefestigkeitFlexural strength 75
80
95
10075
80
95
100 16,8
27,4
28,6
3016.8
27.4
28.6
30th 4 570
6 755
11800
13 5604,570
6 755
11800
13 560

Man sieht, daß man bei einer Spinntemperatur von 80° C an eine erhebliche Verbesserung der Dehnung erhält und daß schon eine bemerkenswerte Verbesserung der Biegefestigkeit zu verzeichnen ist.It can be seen that at a spinning temperature of 80 ° C. there is a considerable improvement in elongation and that a remarkable improvement in flexural strength can already be recorded.

Claims

Patent claims:

1. A process for producing filaments by dry spinning cellulose triacetate using of 1,3-dioxolane as the main component of a solvent mixture, characterized in that that cellulose triacetate in dioxolane-1,3, which is at least 1% of an organic non-solvent for cellulose triacetate contains, is dissolved, the water content of the spinning solution is at most 4% and the temperature of the spinning solution at the moment of its spinning in the spinning cell is between 80 and 110 ° C.

2. The method according to claim 1, characterized in that the 1,3-dioxolane attached The nonsolvent for cellulose triacetate is a ketone, for example acetone, its proportion in the solvent mixture 1 to 40%.

3. The method according to claim 1, characterized in that that the non-solvent for cellulose triacetate added to the 1,3-dioxolane is an aliphatic one Alcohol, for example ethanol, is its proportion

• 1 to 15% of the solvent mixture.

References considered: British Patent No. 395,353.