DE1028284B

DE1028284B - Verfahren zur Herstellung von Viskosekunstseidenfaeden mit hohen Reissfestigkeiten und zugleich hohen Dehnungen

Info

Publication number: DE1028284B
Application number: DEV7383A
Authority: DE
Inventors: Dr Richard Elssner; Dr Egidius Welfers
Original assignee: Glanzstoff AG
Current assignee: Glanzstoff AG
Priority date: 1954-06-12
Filing date: 1954-06-12
Publication date: 1958-04-17

Description

DEUTSCHES

Man hat zur Erreichung von hohen Reißfestigkeiten und zugleich hohen Dehnungen bei Viskosekunstseidenfäden bereits die verschiedensten Herstellungsverfahren angewandt. So gibt es ein Verfahren, bei welchem die Fäden zweimal verstreckt werden und zwischen den zwei Verstreckungsprozessen im spannungslosen Zustand vollkommen ausschrumpfen können. Man kann damit zu Festigkeiten von 3,5 g/den Trockenfestigkeit bei 9,2 °/₀ Dehnung bzw. 3,1 g/den Trockenfestigkeit bei 15 % Dehnung kommen.

Fäden mit Trockenfestigkeiten von 3 g/den bei einer Dehnung von 20 bis 25°/₀ erhält man beim Verspinnen von Viskose mit einem spezifischen Gewicht von 1,3 in ein Bad, das neben Schwefelsäure, Natrium und Zinksulfat eine kleine Menge eines weiteren Sulfats, entweder Nickel- oder Kobaltsulfat, enthält. Die Fäden werden im noch plastischen Zustand um 40 bis 50 % verstreckt. Die Verstreckung erfolgt in diesem Fall bei erhöhten Temperaturen z. B. in Dampfatmosphäre oder heißem Wasser. Nach einem anderen Verfahren geht man so vor, daß man eine Viskose nach dem Verlassen des ersten Bades durch ein zweites Bad mit einem Schwefelsäuregehalt von 25 bis 55 % führt, das eine Temperatur von höchstens 15° C aufweist. Die textlien Daten betragen in diesem Fall 2,5 g/den Trockenfestigkeit bei 18 bis 20% Dehnung. Schließlich hat man — wie ein weiteres Verfahren deutlich macht — bereits erkannt, daß es zweckmäßig ist, zur Erreichung hoher Festigkeiten und Dehnungen die Fällung im ersten Bad zu verlangsamen und die Verstreckung erst im zweiten Bad vorzunehmen. Die Festigkeiten und Dehnungen, die nach diesem Verfahren, bei dem das erste Bad einen hohen Salzgehalt hat, während das zweite ein reines Säurebad ist, erzielt werden, betragen 3 g/den bzw. 18 bis 22 %.

Das Verspinnen alkalireicher Viskosen in stark zinksalzhaltige Erstbäder mit anschließender Verstreckung in schwach sauren zweiten Bädern führt zu Fäden mit Festigkeiten von 3 g/den bei Dehnungen von 16 bis 18 °/₀. Es ist schon darauf hingewiesen worden, daß eine lange Wegstrecke des Fadens in einem zweiten oder dritten Bad für die Festigkeitswerte von Vorteil ist. Man hat auch bereits erkannt, daß der Zusatz von Formaldehyd in einer Menge von etwa 1 bis 3 °/₀ zu den bekannten Müller-Bädern einen günstigen Einfluß auf die Verstreckfähigkeit des Fadens im zweiten Bad ausübt. Bei all diesen Verfahren ist es jedoch nicht gelungen, die Festigkeit auf 4 g/den und mehr zu steigern, wenn die Dehnung über 15°/₀ beträgt.

Es wurde gefunden, daß man zu Fäden mit Festigkeiten von 4 g/den und mehr bei wesentlich höheren Dehnungen, z. B. bis zu 16°/₀ Dehnung, kommen kann, wenn man in der Weise vorgeht, daß man alkalireiche Viskose in einem formaldehyd- und stark zinkhaltigen Erstbad spinnt und den durch diese Zusätze sehr wenig zersetzten Fäden

Verfahren zur Herstellung
von Viskosekunstseidenfäden

mit hohen Reißfestigkeiten
und zugleich hohen Dehnungen

Anmelder:

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

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

und Dr. Egidius Weifers, Heinsberg (Bez. Aachen),

sind als Erfinder genannt worden

dann unter einer eine Verstreckung bewirkende Spannung durch ein schwach saures zweites Bad mit Temperaturen über 90° C führt. Die Laufstrecke des Fadens im zweiten Bad muß dabei so gewählt werden, daß der Faden mit einem Zersetzungsgrad von wenigstens 95% das zweite Bad verläßt. Nach dem Austritt aus dem zweiten Bad läßt man den Faden über eine Entspannungsgalette laufen. Hierbei und bei den nachfolgenden Waschbehandlungen wird die Restzersetzung des Fadens erreicht.

Der Formaldehydzusatz zum ersten Bad bewirkt eine Zurückdrängung der Zersetzung. Dadurch erhält man eine hohe Rehydratisierung im zweiten Bad, d. h. eine starke Ouellung, was wiederum eine Erhöhung der Verstreckbarkeit zur Folge hat. -

Es ist jedoch wichtig, daß die Temperatur des B-Bades und die Laufstrecke des Fadens darin so gewählt werden,

4.0 daß die Xanthogenatgruppen mindestens bis zu einem Zersetzungsgrad von 95 % abgespalten sind, solange der Faden unter einer Verstreckungsspannung steht, d. h. ehe er nach dem Austritt aus dem Bad auf die Entspannungsgalette aufläuft. Während dieses Vorganges erfolgt eine starke Radialschrumpfung des Fadens und gleichzeitig eine Zunahme der Relaxationsfähigkeit. Bei anschließender Entspannung relaxiert der Faden so, daß die erstrebte hohe Dehnung erhalten wird, wobei die durch die Verstreckung erreichte Festigkeit nicht wieder verlorengeht.

Wenn die zweite Badstrecke zu kurz und/oder eine Temperatur des Bades unterhalb 90⁰C gewählt wird, so kann man zwar die Verstreckung bei einem aus einem formaldehydhaltigen ersten Bad kommenden, wenig zersetzten und hochgequollenen Faden sehr hoch treiben,

709 %0/40i

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jedoch erreicht man unter dieser Spannung im zweiten Bad nicht den erforderlichen Zersetzungsgrad, der wenigstens 95% betragen muß. Der Faden zeigt dann nicht die gewünschte Festigkeit und Dehnung.

Es ist wichtig, daß die im Erstbad mit den Komponenten des spinnenden Fadens zur Reaktion gelangten Aldehydgruppen vor dem Erkalten des heißen Fadens im zweiten Bad durch thermische Zersetzung abgespalten werden. Anderenfalls, d. h. bei vorzeitiger Abkühlung, tritt durch die gebundenen Aldehydgruppen eine Versteifung des Fadens ein, und seine elastischen Eigenschaften gehen verloren. Selbstverständlich wird hierdurch auch die Dehnung in Mitleidenschaft gezogen. Das Material wird sehr spröde.

Die Fadeneigenschaften werden um so günstiger, je geringer die Zersetzung im ersten Bad ist. Die Fadenlaufstrecke im zweiten Bad muß — wie aus dem Vorhergehenden hervorgeht — entsprechend dem Zersetzungsgrad, mit dem der Faden das erste Bad verläßt, gewählt werden, nämlich so, daß der Faden beim Verlassen des zweiten Bades zu mindestens 95 % zersetzt ist.

In der nachfolgenden Tabelle sind einzelne Komponenten des Verfahrens in geeigneter Weise aufeinander abgestimmt. Die Werte gelten für eine Viskose der Zusammensetzung 6,5 % Cellulose, 8 % Alkali und 42 % C S₂, Viskosität 140 Kugelfallsekunden, Reife 8° H, Gammazahl 45. Das Bad hat eine Zusammensetzung von 110 g pro 11H₂ S O₄,275 g/l Na₂ S O₄,70 g/l Zn S O₄ (Formaldehydgehalt entsprechend der Tabelle), Temperatur des ersten Bades 50° C, Abzug 20 m/min.

Formaldehyd im Erstbad g/l	Zersetzungsgrad hinter dem A-Bad Vo	Badstrecke (2. Bad] cm
10 20 30	45 37 23	100 150 200

Formaldehyd im

Erstbad

g/l

30 30 30 30

Badstrecke (2. Bad) cm

120

200

Zersetzungsgrad hinter dem 2. Bad

Vo

52 65 75 96 überschritten werden. Die Festigkeiten betragen dabei 3,2 g/den bei einer Dehnung von 12 % oder 3,0 g/den bei einer Dehnung von 16 %·

Beispiel 1

Eine Viskose der folgenden Zusammensetzung: 6,5% Cellulose (Linters), 8% Alkali und 42% CS₂ mit einer Kugelfallviskosität von 150 wird bei einer Gammazahl von 45 in ein Bad der Zusammensetzung 110 g/l H₂SO₄, 280 g/l Na₂SO₄, 70 g/l ZnSO₄ und 30 g/l Formaldehyd und einer Badtemperatur von 5O⁰C versponnen. Die Länge der Fadenlaufstrecke im ersten Bad beträgt 35 cm, der Abzug 20 m/min. Der Faden wird in einem zweiten, heißen, sauren Bad der Zusammensetzung 10 bis 25 g/l H₂ S O₄ (90° C) um 115 % verstreckt. Dabei wird der Faden über mehrere Rollen geführt, so daß die in diesem Zweitbad durchlaufene Strecke 200 cm beträgt. Die Restzersetzung des beim Austritt aus dem Bad zu 96% zersetzten Fadens wird bei der Nachbehandlung der als Zentrifugenkuchen gesammelten und anschließend aufgespulten Fadenmasse erreicht. Es werden Trockenfestigkeiten von 4,25 g/den (Naßfestigkeit 2,95 g/den) bei Trockendehnungen von 15 % (Naßdehnung 19 %) erreicht.

Beispiel 2

Eine Viskose der gleichen Zusammensetzung wie im Beispiel 1 wird bei einer Gammazahl von 50 in ein Bad der gleichen Zusammensetzung wie im Beispiel 1, jedoch mit nur 10 g/l Formaldehyd gesponnen. Der Abzug beträgt 20 m/min. Es wird um 110% verstreckt. Die Länge des Durchlaufs im Zweitbad beträgt 100 cm. Der so ersponnene Faden wies Festigkeiten von 4,1 g/den trocken und 2,8 g/den naß und Dehnungen von 16 % trocken und 19 % naß auf.

Claims

PATENTANSPRUCH:

Verfahren zur Herstellung von Viskosekunstseidenfäden mit hohen Reißfestigkeiten und zugleich hohen Dehnungen, dadurch gekennzeichnet, daß man alkalireiche Viskosen mit hoher Viskosität in stark zinkhaltige Bäder verspinnt, die außerdem einen Formaldehydgehalt von 10 bis 30 g/l enthalten, wonach die Fäden anschließend unter Verstreckungsspannung in einem schwach sauren, 90⁰C heißen Zweitbad eine Strecke von 1 bis 2,5 m geführt werden, bis die Zersetzung wenigstens 95% beträgt, und schließlich in bekannter Weise bei der Nachbehandlung vollständig zersetzt werden.

Verspinnt man entsprechend den vorbekannten Verfahren eine alkalireiche Viskose in Spinnbädern ohne Formaldehyd, so kann eine Verstreckung von 80 % kaum In Betracht gezogene Druckschriften: Referat d. ital. Patentschrift Nr. 382 209 im Chemischen Zentralblatt, 1942, I, S. 2481;

österreichische Patentschrift Nr. 169 926.