DE1028284B

DE1028284B - Process for the production of viscose artificial silk threads with high tear strengths and at the same time high elongations

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

DEUTSCHESGERMAN

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.A wide variety of manufacturing processes have already been used to achieve high tensile strengths and, at the same time, high elongations in viscose artificial silk threads. There is a method in which the threads are drawn twice and can shrink completely between the two drawing processes in the tension-free state. This can lead to strengths of 3.5 g / dry strength at 9.2 ° / ₀ elongation or 3.1 g / dry strength at 15% elongation.

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 %.Threads with dry strengths of 3 g / den at an elongation of 20 to 25 ° / ₀ are obtained when spinning viscose with a specific gravity of 1.3 in a bath that contains, in addition to sulfuric acid, sodium and zinc sulfate, a small amount of another sulfate, either nickel or cobalt sulfate. The threads are stretched by 40 to 50% while they are still plastic. The stretching takes place in this case at elevated temperatures, for. B. in a steam atmosphere or hot water. Another procedure is such that, after leaving the first bath, a viscose is passed through a second bath with a sulfuric acid content of 25 to 55% and a temperature of at most 15.degree. The textile data in this case are 2.5 g / den dry strength at 18 to 20% elongation. Finally, as a further process makes clear, it has already been recognized that it is expedient to slow down the precipitation in the first bath and only carry out the stretching in the second bath in order to achieve high strengths and elongations. The strengths and elongations achieved by this process, in which the first bath has a high salt content, while the second is a pure acid bath, are 3 g / den and 18 to 22%, respectively.

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.The spinning of alkali-rich viscose in high zinc salt-containing first baths with subsequent drawing in weakly acidic second baths leads to threads with strengths of 3 g / den at elongations of 16 to 18 ° / ₀ . It has already been pointed out that a long path of the thread in a second or third bath is advantageous for the strength values. It has also been recognized that the addition of formaldehyde in an amount of about 1 to 3 ° / ₀ to the known Müller-bath exerts a favorable influence on the Verstreckfähigkeit of the thread in the second bath. In all of these processes, however, it has not been possible to increase the strength to 4 g / denier and more when the elongation is above 15 ° / ₀ .

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 FädenIt has been found that threads with strengths of 4 g / den and more at significantly higher elongations, e.g. B. up to 16 ° / ₀ elongation, can occur if one proceeds in such a way that one spins alkali-rich viscose in a formaldehyde and zinc-rich first bath and the threads decomposed very little by these additives

Verfahren zur Herstellung
von ViskosekunstseidenfädenMethod of manufacture
of viscose silk threads

mit hohen Reißfestigkeiten
und zugleich hohen Dehnungenwith high tear strength
and at the same time high elongations

Anmelder:Applicant:

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

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

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

sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors

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.then under tension causing a stretching through a weakly acidic second bath with temperatures above 90 ° C. The path of the thread in the second bath must be chosen so that the thread with leaves the second bath with a degree of decomposition of at least 95%. After exiting the second bath let the thread run over a relaxation godet. Here and in the subsequent washing treatments the residual decomposition of the thread is achieved.

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. -The addition of formaldehyde to the first bath suppresses the decomposition. This gives you a high rehydration in the second bath, d. H. a strong swelling, which in turn increases the stretchability has the consequence. -

Es ist jedoch wichtig, daß die Temperatur des B-Bades und die Laufstrecke des Fadens darin so gewählt werden,It is important, however, that the temperature of the B bath and the length of the thread in it are chosen so that

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.4.0 that the xanthate groups at least up to one A degree of decomposition of 95% are split off as long as the thread is under a drawing tension, d. H. before after exiting the bath, he runs onto the relaxation godet. During this process an strong radial shrinkage of the thread and at the same time an increase in the ability to relax. With subsequent Relaxation relaxes the thread in such a way that the desired high elongation is obtained, with the result of the drawing achieved strength is not lost again.

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,When the second Badstrecke too short and / or a temperature of the bath is selected to be below 90 ⁰ C, one can, although the stretching at a coming of a formaldehyde-containing first bath, little decomposed and drive highly swollen yarn very high,

709 %0/40i709% 0 / 40i

»HI |l»HI | l

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.however, the required degree of decomposition is not achieved under this voltage in the second bath must be at least 95%. The thread then does not show the desired strength and elongation.

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.It is important that the aldehyde groups reacted with the components of the spinning thread in the first bath be split off by thermal decomposition in the second bath before the hot thread cools down. Otherwise, d. H. in the event of premature cooling, the bound aldehyde groups stiffen the Thread and its elastic properties are lost. It goes without saying that the Stretching affected. The material becomes very brittle.

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.The thread properties are all the more favorable, the lower the decomposition in the first bath. The yarn path in the second bath must - as can be seen from the preceding - be selected according to the degree of decomposition with which the thread leaves the first bath in such a way that the thread is at least 95% decomposed when it leaves the second bath.

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.In the table below, individual components of the process are matched to one another in a suitable manner. The values apply to a viscose with a composition of 6.5% cellulose, 8% alkali and 42% CS ₂ , viscosity 140 falling ball seconds, maturity 8 ° H, gamma number 45. The bath has a composition of 110 g per 11H ₂ SO ₄ , 275 g / l Na ₂ SO ₄ , 70 g / l Zn SO ₄ (formaldehyde content according to the table), temperature of the first bath 50 ° C, take-off 20 m / min.

Formaldehyd im
Erstbad
g/lFormaldehyde im
First bath
g / l Zersetzungsgrad
hinter dem A-Bad
VoDegree of decomposition
behind the A bathroom
Vo Badstrecke (2. Bad]
cmBath section (2nd bath)
cm 10
20
3010
20th
30th 45
37
2345
37
23 100
150
200100
150
200

Formaldehyd imFormaldehyde im

ErstbadFirst bath

g/lg / l

30 30 30 3030th 30th 30th 30th

Badstrecke (2. Bad) cmBath section (2nd bath) cm

120120

200200

Zersetzungsgrad hinter dem 2. BadDegree of decomposition after the 2nd bath

VoVo

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 %·52 65 75 96 must be exceeded. The strengths are 3.2 g / denier with an elongation of 12% or 3.0 g / denier an elongation of 16%

example 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.A viscose of the following composition: 6.5% cellulose (linters), 8% alkali and 42% CS ₂ with a falling ball viscosity of 150 with a gamma number of 45 in a bath of the composition 110 g / l H ₂ SO ₄ , 280 g / l Na ₂ SO _4, 70 g / l ZnSO ₄ and 30 g / l formaldehyde, and a bath temperature of 5O ⁰ C spun. The length of the thread running path in the first bath is 35 cm, the take-off 20 m / min. The thread is drawn by 115% in a second, hot, acidic bath of the composition 10 to 25 g / l H ₂ SO ₄ (90 ° C.). The thread is passed over several rollers so that the distance covered in this second bath is 200 cm. The residual decomposition of the thread, which is 96% decomposed when it exits the bath, is achieved during the aftertreatment of the thread mass collected as a centrifuge cake and then wound up. Dry strengths of 4.25 g / denier (wet strength 2.95 g / denier) with dry elongations of 15% (wet elongation 19%) are achieved.

Example 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.A viscose of the same composition as in Example 1 is at a gamma number of 50 in a bath the same composition as in Example 1, but spun with only 10 g / l formaldehyde. The deduction is 20 m / min. It is stretched 110%. The length of the passage in the second bathroom is 100 cm. Of the The thread spun in this way had strengths of 4.1 g / the dry and 2.8 g / the wet and elongations of 16% dry and 19% wet on.

Claims

PATENT CLAIM:

Process for the production of viscose rayon threads with high tensile strengths and at the same time high elongations, characterized in that alkali-rich viscose with high viscosity is spun in high zinc baths which also contain a formaldehyde content of 10 to 30 g / l, after which the threads are then under tension in one weakly acidic, 90 ⁰ C hot second bath for a distance of 1 to 2.5 m until the decomposition is at least 95%, and finally completely decomposed in a known manner during the aftertreatment.

According to the previously known process, an alkali-rich viscose is spun in spinning baths without Formaldehyde, a stretch of 80% can hardly be considered publications: Referat d. Italian Patent No. 382 209 in the Chemisches Zentralblatt, 1942, I, p. 2481;

Austrian patent specification No. 169 926.