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Patent Searching and Data


Title:
CELLULOSE FIBRE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1997/004148
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a process for producing modified viscose fibres by mixing a solution of cellulose carbamate with one of cellulose xanthate, spinning the resultant mixed solution and precipitating the solution in one or more precipitation baths, in which the ratio by weight of cellulose carbamate to cellulose xanthate is 2:100 to 9:100 and preferably from 5:100 to 8:100. The concentration of cellulose carbamate in the cellulose carbamate solution is preferably about 4 to 5 % wt. Modified viscose fibres produced according to the invention exhibit a curling of 5.5 to 7 % and an uncurling of 10 to 12 %. The water retention of the modified viscose fibres of the invention is up to 30 g/g.

Inventors:
SCHLANGEN JOERG (AT)
Application Number:
PCT/AT1996/000131
Publication Date:
February 06, 1997
Filing Date:
July 18, 1996
Export Citation:
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Assignee:
CHEMIEFASER LENZING AG (AT)
SCHLANGEN JOERG (AT)
International Classes:
C08L1/22; D01F2/00; D01F2/06; D01F8/02; (IPC1-7): D01F2/00; C08L1/02; D01F2/06; D01F8/02
Foreign References:
PL168080B11995-12-30
CZ280948B61996-05-15
Other References:
URBANOWSKI A: "Cellulose carbamate: a new raw material for the manufacture of cellulosic fibers", CHEMICAL FIBERS INTERNATIONAL, vol. 46, no. 4, September 1996 (1996-09-01), FRANKFURT AM MAIN, D, pages 260 - 262, XP002020508
STRUSZCYK H: "Cellulose fibers: state of the art and development forecast", CHEMICAL FIBERS INTERNATIONAL, vol. 46, no. 4, September 1996 (1996-09-01), FRANKFURT AM MAIN, D, pages 265 - 267, XP002020509
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Claims:
Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung von modifizierten Viskosefasern durch Mischen einer Lösung von Cellulosecarbamat mit einer Lösung von Cellulosexanthogenat, Verspinnen der resultierenden Mischlösung und Ausfallen der Lösung in einem oder mehreren Fällbädern, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mischlösung das Gewichtsverhältnis von Cellulosecarbamat zu Cellulosexanthogenat von 2:100 bis 9:100, vorzugsweise von 5:100 bis 8:100 beträgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Cellulosecarbamatlösung mit einer Cellulosecarbamatkonzentration von 4 Gew.% bis 5 Gew.% eingesetzt wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Lösung von Cellulosexanthogenat vor dem Mischen bis zu 15°C beträgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung von Cellulosexanthogenat eine Reife von weniger als 12Ηo, vorzugsweise 8Ηo bis 10Ηo aufweist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Cellulosecarbamat während der Nachbehandlung der Faser vollständig zu Cellulose zersetzt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischlösung zumindest ein nichtionisches Tensid in einer Konzentration von 0,2 Gew.% bis 1 Gew.% bezogen auf Cellulose zugegeben wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Tensid ein ethoxyliertes Fettamin zugegeben wird.
8. Modifizierte Viskosefaser, erhältlich durch ein Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7.
9. Modifizierte Viskosefaser nach Anspruch 10 mit einer im Vergleich zu Standardviskosefasern erhöhten Tendenz zur Fibrillation.
Description:
Cellulosefaser

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von modifizierten Viskosefasern durch Mischen einer Lösung von Cellulosecarbamat mit einer Lösung von Cellulosexanthogenat, Verspinnen der resultierenden Mischlösung und Ausfallen der Lösung in einem oder mehreren Fällbädern sowie modifizierte Viskosefasern mit erhöhter Kräuselung und erhöhtem Wasserhaltevermögen, die durch das Verfahren erhältlich sind.

Die Herstellung von cellulosischen Fasern aus Cellulosecarbamat, einem durch Umsetzung der Cellulose mit Harnstoff hergestellten Cellulosederivat, ist eine bekannte Technologie und wurde z.B. in der US-A 2, 134,825 beschrieben.

Das zur Herstellung der Lösung des Cellulosecarbamates herangezogene Lösungsmittel ist zumeist eine verdünnte Alkalihydroxidlösung. Die Cellulosecarbamatlösung wird bei niedrigen Temperaturen versponnen und in sauren Fällbädern, die z.B. verdünnte Schwefelsäure enthalten, zu Fasern ausgefällt.

Aus der PCT-WO 88/05090 ist es bekannt, aus solcherart hergestellten Cellulosecarbamatfasern und Viskosefasern Mischungen zu bilden, die zu Nonwoven- Produkten weiterverarbeitet werden können.

Es ist weiters bekannt, modifizierte Viskosefasern durch die Beimischung von Lösungen von Cellulosecarbamat zu einer Lösung des Cellulosexanthogenates (Viskose) und Verspinnen der resultierenden Mischlösung herzustellen. Ein solches Verfahren und derart hergestellte modifizierte Viskosefasern sind z.B. in der polnischen Offenlegungsschrift PL-AI 293243 beschrieben. Das Gewichtsverhältnis der aus dem Cellulosexanthogenat regenerierten Cellulose und des Cellulosecarbamates soll gemäß dieser Veröffentlichung 99:1 bis 1:99 und vorzugsweise 60:40 bis 10:90 betragen. Weiters ist aus dieser Veröffentlichung bekannt, daß die eingesetzte Cellulosecarbamatlösung nicht mehr als 15 Gew.% Cellulosecarbamat, vorzugsweise 6 bis 10 Gew.% Cellulosecarbamat enthalten soll. Der Stickstoffgehalt des eingesetzten Cellulosecarbamates, der ein Maß für den Substitutionsgrad der Cellulose mit der Carbamatgruppe ist, soll zwischen 0,5 Gew.% und 4,5 Gew.% liegen.

Die gemäß dieser Veröffentlichung hergestellte Mischlösung aus Viskose und Cellulosecarbamatlösung wird nach bekannten Methoden der Viskosefasertechnologie versponnen. Solcherart hergestellte Fasern weisen ein mit steigendem Anteil an Cellulosecarbamat erhöhtes Wasserrückhaltevermögen und eine erhöhte Festigkeit auf.

BESTÄΠGUNGSKOPIE

Das aus der PL-AI 293243 bekannte Verfahren besitzt jedoch den Nachteil, daß die vorteilhaften Eigenschaften der modifizierten Viskosefasern umso stärker ausgeprägt sind, je höher der Gehalt an Cellulosecarbamat in der modifizierten Viskosefaser ist, sodaß zum Erreichen von hervorragenden Eigenschaften große Mengen des im Vergleich zur Viskose relativ teuren Cellulosecarbamates notwendig sind.

Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, im bekannten Verfahren zur Herstellung von modifizierten Viskosefasern aus einer Mischlösung von Viskose und einer Lösung von Cellulosecarbamat Bedingungen zur Herstellung von modifizierten Viskosefasern mit hervorragenden Eigenschaften zur Verfügung zu stellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der Mischlösung das Gewichtsverhältnis von Cellulosecarbamat zu Cellulosexanthogenat von 2:100 bis 9:100, vorzugsweise von 5:100 bis 8:100 beträgt.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß sich beim Einsatz des Cellulosecarbamates im erfindungsgemäßen Gewichtsverhältnis zu Cellulosexanthogenat die Einkräuselung und das Wasserhaltevermögen der solcherart hergestellten modifizierten Viskosefasern sprunghaft erhöhen.

Bei der Einhaltung des erfindungsgemäß vorgesehenen Gewichtsverhältnisses von Cellulosecarbamat zu Cellulosexanthogenat in der Mischlösung weisen die Einkräuselung und die Entkräuselung der erfindungsgemäß hergestellten modifizierten Viskosefasern ein Maximum auf. Modifizierte Viskosefasern weisen wie auch Standardviskosefasern im wesentlichen bogenförmige Abweichungen von der Längsrichtung auf. Beim Relaxieren einer völlig gestreckten Faser bildet diese wiederum diese Abweichungen vom Längszustand aus, was sich in einer Längenänderung bemerkbar macht. Mißt man die Längenänderung beim Relaxieren einer völlig gestreckten, aber noch nicht gedehnten Faser und dividiert man diesen Wert durch die Länge der völlig gestreckten Faser, so nennt man den erhaltenen Wert die Einkräuselung der Faser. Mißt man umgekehrt die Längenänderung beim Strecken einer völlig entspannten Faser bis zum völlig gestreckten, aber noch nicht gedehnten Zustand und dividiert diesen Wert wiederum durch die Länge der völlig gestreckten Faser, so nennt man den erhaltenen Wert die Entkräuselung der Faser. Obwohl beide Werte auf der selben mathematischen Formel beruhen, ist die gemessene Entkräuselung einer Faser zumeist höher als die gemessene Einkräuselung, da eine bereits gestreckte Faser beim Entspannen nicht mehr die volle Kräuselung des ursprünglich völlig entspannten Zustandes ausbilden kann.

Hohe Kräuselungswerte der Faser erleichtern insbesondere die Verarbeitbarkeit auf nachfogenden Stufen der Faserverarbeitung, z.B. der Kardierung und anderen Schritten.

Die weiters festgestellte Erhöhung des Wasserhaltevermögens der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten modifizierten Viskosefasern ist insbesondere deshalb überraschend, da aus dem Stand der Technik bekannt ist, daß die besten Werte in bezug auf das Wasserrückhaltevermögen von modifizierten Viskosefasern bei möglichst hohen Gehalten an Cellulosecarbamat erzielt werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung steigt das Wasserrückhaltevermögen der modifizierten Fasern gleichfalls mit steigender Carbamatkonzentration an, es werden jedoch hervorragende Werte des Wasserhaltevermögens und der Kräuselung bei einem sehr niedrigen Gewichtsverhältnis von Cellulosecarbamat zu Cellulosexanthogenat und in einem relativ engen Bereich dieses Gewichtsverhältnisses erzielt.

Das Wasserhaltevermögen (WHV) gibt an, welche Menge an Feuchtigkeit Fasern in kurzer Zeit aufnehmen können, wenn sie mit Wasser getränkt werden. Die dabei ermittelte

Wassermenge befindet sich im wesentlichen zwischen den einzelnen Fasern. Diese Eigenschaft ist naturgemäß wesentlich für die Anwendbarkeit der Faser in gewebten oder nicht gewebten Textilien, die z.B. in Hygieneartikeln oder anderen Einsatzgebieten zur Aufnahme von großen Mengen an Flüssigkeit bestimmten Produkten eingesetzt werden.

Demgegenüber gibt das Wasserrückhaltevermögen (WRV), auch Quell wert genannt, an, welche Menge an Feuchtigkeit mit Wasser getränkte Fasern zurückhalten können, wenn die feuchte Faser bei hohen Umdrehungsgeschwindigkeiten abgeschleudert wird. Die dabei ermittelte Wassermenge befindet sich im wesentlichen innerhalb der Fasern.

Beide Eigenschaften sind wesentlich für die Eignung der Faser in den bereits erwähnten Einsatzgebieten, wobei gemäß der vorliegenden Erfindung bereits bei sehr niedrigen Gehalten an Cellulosecarbamat eine Faser mit zufriedenstellendem Wasserrückhaltevermögen und hervorragendem Wasserhaltevermögen hergestellt werden kann.

Besonders vorteilhaft erweist sich der Einsatz von Cellulosecarbamat in einem Gewichtsverhältnis von 5:100 bis 8:100 zum in der Mischlösung vorliegenden Cellulosexanthogenat.

In vorteilhafter Weise ist das erfindungsgemäße Verfahren dahingehend ausgestaltet, daß eine Cellulosecarbamatlösung mit einer Cellulosecarbamatkonzentration von 4 Gew.% bis 5 Gew.% eingesetzt wird.

Es hat sich gezeigt, daß bei dem Einsatz von Cellulosecarbamatlösungen mit dem erfindungsgemäß vorgesehenen Gehalt an Cellulosecarbamat die Spinnsicherheit beim Verspinnen der resultierenden Mischlösung im Vergleich zu Cellulosecarbamatlösungen, die gemäß dem Stand der Technik mit höheren Konzentrationen an Cellulosecarbamat hergestellt wurden, sprunghaft ansteigt. Eine erhöhte Spinnsicherheit drückt sich in einem gleichbleibend niedrigen Druck vor der Spinndüse sowie im Ausbleiben von Fadenrissen im Fällbad aus.

Es ist somit unter Anwendung der erfindungsgemäßen Maßnahmen möglich, das Verfahren zur Herstellung von modifizierten Viskosefasern auch in großtechnischen Anlagen durchzuführen.

Zudem hat es sich herausgestellt, daß bei einer Kombination der erfindungsgemäßen Maßnahmen des Vorsehens eines bestimmten Gewichtsverhältnisses von Cellulosecarbamat zu Cellulosexanthogenat in der Mischlösung sowie eines bestimmten Cellulosecarbamatgehaltes in der eingesetzten Cellulosecarbamatlösung besonders vorteilhafte Eigenschaften der solcherart hergestellten modifizierten Viskosefasern erzielt werden.

Das eingesetzte Cellulosecarbamat kann einen Stickstoffgehalt von 0,5 Gew.% bis 5 Gew.% aufweisen.

Die Temperatur der Lösung von Cellulosexanthogenat kann vor dem Mischen mit der Cellulosecarbamatlösung in vorteilhafter Weise bis zu 15°C betragen.

Aus dem in der PL-AI 293243 veröffentlichten Stand der Technik ist bekannt, daß die Mischlösung aus Viskose und Cellulosecarbamatlösung bei Temperaturen unter 5°C verarbeitet wird. Dies beruht darauf, daß Lösungen des Cellulosecarbamates sehr temperaturempfindlich sind und bei zu hohen Temperaturen nur sehr schwierig zu verarbeiten sind.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß beim Einsatz einer Cellulosecarbamatlösung mit einer Cellulosecarbamatkonzentration von 4 Gew.% bis 5 Gew.% die Lösung auch bei höheren Temperaturen als 5°C verarbeitet werden kann. Es ist sogar möglich, zum Mischen mit der Cellulosecarbamatlösung Viskosen mit einer Temperatur bis zu 15°C einzusetzen. Da im erfindungsgemäßen Verfahren die Viskose in der Mischlösung stets in großem Überschuß vorliegt, kann dadurch die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens wesentlich gesteigert werden, da die Viskose, die zur sogenannten Nachreife ohnehin bereits auf niedrigere Tenperaturen um ca. 20°C gehalten wird, nicht wesentlich weiter abgekühlt werden muß.

Vorzugsweise beträgt die Reife der eingesetzten Viskose weniger als 12°Ho (Hottenroth), vorzugsweise 8°Ho bis 10°Ho.

Die sogenannte Hottenroth-Zahl beschreibt die kolloidchemische Reife der Viskose, d.h. die Koagulierbarkeit der Viskose durch Elektrolytlösungen. Bekanntlich wird die Viskose vor dem Verspinnen einer Nachreife zugeführt, in welcher eine Abnahme des Substitutionsgrades durch die Xanthogenatgruppen sowie Viskositätsveränderungen auftreten. Durch Steuerung der Dauer und der Bedingungen der Nachreife lassen sich verschiedene Reifegrade in der Viskose einstellen.

Es hat sich gezeigt, daß sich durch den Einsatz von Viskosen mit einer Reifezahl von weniger als 12° Ho die Eigenschaften der modifizierten Viskosefasern in bezug auf die Kräuselung und das Wasserhaltevermögen weiter verbessern.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Cellulosecarbamat während der Nachbehandlung der Faser vollständig zu Cellulose zersetzt wird.

Es ist bekannt, daß bei der Herstellung von Fasern aus Cellulosecarbamatlösungen die Bedingungen in der Nachbehandlung der ersponnenen Fasern so eingestellt werden können, daß die Carbamatgruppen teilweise bis vollständig zersetzt werden und eine Faser aus nur an sehr wenigen Stellen oder gar nicht substitutierter Cellulose entsteht. Ein Verfahren zur Regelung des Carbamatgehaltes in Carbamatfasern ist z.B. aus der PCT 83/03433 bekannt, gemäß welcher die Fasern mit anorganischen alkalischen Substanzen oder organischen Basen behandelt werden.

Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß die Eigenschaften der erfindungsgemäß hergestellten modifizierten Viskosefasern relativ unberührt davon bleiben, ob die entstehenden Fasern noch teilweise Carbamatgruppen enthalten oder ob alle Carbamatgruppen bereits zersetzt worden sind. Das bedeutet, daß gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren durch völliges Abspalten aller Carbamatgruppen Fasern aus praktisch unsubstituierter Cellulose hergestellt werden können, die in bezug auf die Kräuselungswerte und das Wasserhaltevermögen hervorragende Eigenschaften aufweisen.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Mischlösung zumindest ein nicht ionisches Tensid in einer Konzentration von 0,2 Gew.% bis 1 Gew.% zugegeben wird.

Die Zugabe von Tensiden zur Spinnlösung ist aus dem Standard- Viskoseverfahren zur Verminderung der gegenseitigen Verklebung von ersponnenen Fasern und damit zur Erhöhung der Spinnsicherheit bekannt. Im erfindungsgemäßen Verfahren bewirkt die Zugabe von Tensiden überraschenderweise einen weiteren Anstieg der Kräuselungswerte und des Wasserhaltevermögens, wobei vorteilhafte Wirkungen insbesondere bei Tensiden mit nicht ionischem Charakter beobachet werden.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn als Tensid ein ethoxyliertes Fettamin zugegeben wird. Es hat sich gezeigt, daß durch die Verwendung von Tensiden dieser speziellen Produktklasse die Eigenschaften der erfindungsgemäß hergestellten modifizierten Viskosefasern besonders verbessert werden.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist weiters eine modifizierte Viskosefaser, die durch das erfindungsgemäße Verfahren erhältlich ist.

Erfindungsgemäße modifizierte Viskosefasern weisen unter anderem eine Einkräuselung von zumindest 5,5% und eine Entkräuselung von zumindest 10% auf.

Der Anmelderin sind aus dem Stand der Technik modifizierte Viskosefasern mit derartig hohen Kräuselungswerten nicht bekannt. Es ist eine Einkräuselung von bis zu 7% und eine Entkräuselung von bis zu 12% beobachtbar.

Die erfindungsgemäßen modifizierten Viskosefasern weisen weiters ein Wasserhaltevermögen von bis zu 30 g H2θ/g Faser auf.

Trotz dieser hervorragenden Eigenschaften wurde bei den erfindungsgemäßen Fasern kein nennenswerter Abfall der textilen Eigenschaften wie Festigkeit und Dehnung festgestellt. Die Fasern können durch bekannte Maßnahmen wie Änderungen des Spinndüsenlochdurchmessers bzw. des Abzuges in verschiedenen Titerbereichen hergestellt werden, wobei die durch das erfindungsgemäß vorgesehene Gewichtsverhältnis von Cellulosecarbamat zu

Cellulosexanthogenat in der Mischlösung bewirkten Erhöhungen des Wasserhaltevermögens und der Kräuselung sowohl bei feintitrigen Fasern mit einem Titer von z.B. 1,7 dtex als auch bei Fasern mit größerem Titer beobachtet werden.

Die modifizierten Viskosefasern gemäß der vorliegenden Erfindung weisen weiters in unerwarteter Weise eine im Vergleich zu Standardviskosefasern erhöhte Fibrillationstendenz auf. Unter der Fibrillation cellulosischer Fasern versteht man das Abspalten von Fibrillen quer zur Längsrichtung der Faser bei mechanischer Beanspruchung der Faser im feuchten Zustand.

Während bei herkömmlichen Viskosefasern praktisch keine Tendenz zur Fibrillation zu beobachten ist, zeigt sich bei den erfindungsgemäßen modifizierten Viskosefasern eine leicht erhöhte Tendenz zur Fibrillation, die für zahlreiche Anwendungsgebiete, z.B. in nicht gewebten textilen Flächengebilden, vorteilhaft ist.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden durch Beispiele näher erläutert.

Beispiele:

Die für die Versuche verwendeten Cellulosecarbamatlösungen wurden in bekannter Weise durch Auflösen des Cellulosecarbamates in verdünntem wäßrigem Natriumhydroxid hergestellt. In den Lösungen wurde ein Alkaligehalt von ca. 9 Gew.% eingestellt. Eingesetzt wurde ein Cellulosecarbamat mit einem Stickstoffgehalt von 2,9 Gew.%. Die zum Erreichen der gewünschten Konzentration in der Lösung notwendige Menge an Cellulosecarbamat wurde zunächst mit der entsprechenden Menge Wasser bei einer Temperatur von 5°C vermischt und 30 Minuten in den Kühlschrank zum Quellen gestellt. Dann wurde die entsprechende Menge an 18%-iger NaOH in einem doppelwandigen Autoklaven bei 0°C vorgelegt und das gequollene Carbamat portionsweise unter Rühren zugegeben. Die Temperatur darf bei diesem Vorgang nicht über 10°C steigen. Es entsteht nach kurzer Zeit eine klare, fast farblose viskose Flüssigkeit. Diese Lösung wurde 2 Stunden bei einer Temperatur von 3-5°C gerührt.

Die hergestellten Carbamatlösungen wurden in den Versuchen einer Standardviskose mit folgenden Eigenschaften beigemischt:

Gehalt an Cellulose: 8,6 Gew.%

Gehalt an NaOH: 5,2 Gew.%

Reife: 8-10° Ho

Temperatur: 10°C

Es wurde festgestellt, daß das Verspinnen der Mischlösung wesentlich erleichtert wird, wenn die Cellulosecarbamatlösung der Viskose unmittelbar vor dem Ausspinnen der Faser zugegeben wird. Zu diesem Zweck wurde die Cellulosecarbamatlösung über einen gekühlten Filtertopf (Maschenweite 3 μm) filtriert und in einem Homogenisator mit der Viskose vermischt.

Die Mischlösung wurde unmittelbar darauf unter Verwendung herkömmlicher Methoden des Viskoseverfahrens in ein dem herkömmlichen Viskoseverfahren entsprechendes Spinnbad mit ca. 95-110 g/1 H2SO4, 335-345 g/1 Na2Sθ4 und 16-18 g/1 ZnSÜ4 versponnen. Die Nachbehandlung der solcherart versponnenen Fasern erfolgte unter Verwendung der herkömmlichen Methoden des Viskoseverfahrens.

Beispiel 1

In diesem Beispiel soll der Einfluß der Cellulosecarbamatkonzentration in der Cellulosecarbamatlösung auf das Spinnverhalten gezeigt werden.

Unter Einhaltung der oben beschriebenen Verfahrensführung wurden Misehlösungen hergestellt, die in der Zusammensetzung der eingesetzten Cellulosecarbamatlösung variierten. Das Gewichtsverhältnis von Cellulosecarbamat zu Cellulosexanthogenat in der Mischlösung wurde konstant auf 8:100 eingestellt. Die folgende Tabelle 1 stellt die Spinnergebnisse der verschiedenen Versuche anhand des jeweils beobachteten Druckanstieges an der Spinndüse zusammen:

Tabelle 1:

Gehalt an Cellulosecarbamat Druckanstieg an der Spinndüse (bar/h) in der Cellulosecarbamatlösung (Gew.%) 7,5 10

6 1,5

5 0,3

4 0,2

Aus der Tabelle ist ersichtlich, daß bei der Einstellung einer Konzentration des

Cellulosecarbamates in der Cellulosecarbamatlösung zwischen 4 Gew.% und 5 Gew.% kein nennenswerter Druckanstieg an der Spinndüse zu beobachten ist, wodurch eine erhöhte Spinnsicherheit gewährleistet ist und somit eine Produktion in industriellem Maßstab ermöglicht wird.

Beispiel 2

In diesem Beispiel wird der Einfluß des Gewichtsverhältnisses von Cellulosecarbamat zu Cellulosexanthogenat auf die Eigenschaften der ersponnenen modifizierten Viskosefasern gezeigt.

Es wurden unter Einhaltung der obigen Verfahrensschritte und unter Verwendung einer Cellulosecarbamatlösung mit einem Gehalt an Cellulosecarbamat von 4 Gew.% modifizierte Viskosefasern unter folgenden Spinnparametern versponnen:

Düse: 50 μm

Verstreckung: 70%

Abzug: 60 m/min

In der folgenden Tabelle sind die Eigenschaften der hergestellten modifizierten Viskosefasern bei Variation des Gewichtsverhältnisses von Cellulosecarbamat zu Cellulosexanthogenat in der Mischlösung zusammengestellt:

Tabelle 2:

CC : CX Titer FFk FDk Einkräuse¬ Entkräuse¬ WHV QW

(dtex) (cN/tex) (%) lung (%) lung (%) (g/g) (%)

0 : 100 1,9 30,1 15,2 4,2 7,0 22,5 81,8

5 : 100 1,7 27,1 12,9 6,6 11,4 29,7 87,1

6 : 100 1,8 24,7 12,5 5,5 10,1 27,2 87,9

8 : 100 1,6 25,0 12,1 6,3 10,8 27,7 88,6

10 : 100 1,6 25,9 11,5 5,1 8,7 27,6 93,1

15 : 100 1,5 24,0 10,7 4,8 8,4 26,8 98,0

20 : 100 1,5 20,7 9,5 4,0 7,2 24,0 102

30 : 100 1,6 16,2 7,5 3,8 6,9 25,1 106

Legende:

CC : CX Gewichtsverhältnis Cellulosecarbamat zu

Cellulosexanthogenat in der Mischlösung

FFk Faserfestigkeit konditioniert FDk Dehnung konditioniert

WHV Wasserhaltevermögen (g H2θ/g Faser)

QW Quellwert

Aus der Tabelle 2 ist deutlich ersichtlich, daß mit steigendem Gehalt an Cellulosecarbamat, wie aus dem Stand der Technik bekannt, ein Ansteigen des Quellwertes zu beobachten ist. Überraschenderweise stellt man jedoch bei Gewichtsverhältnissen von Cellulosecarbamat zu Cellulosexanthogenat von 5:100, 6:100 und 8:100 fest, daß das Wasserhaltevermögen und die Kräuselung der Faser sprunghaft auf sehr hohe Werte steigen, um ab einem Gewichtsverhältnis von 10:100 wieder stetig abzufallen.

Analvsenmethoden:

Bestimmung des Wasserhaltevermögens:

5 g der kardierten lufttrockenen Faser wurden in einen trockenen Drahtkorb gegeben. Der Korb wurde aus 10 mm Höhe in ein mit Wasser gefülltes Gefäß fallengelassen. Nachdem der Drahtkorb vollständig unter die Wasseroberfläche gesunken war, wurde der Korb aus dem Wasser gehoben, 30 Sekunden zum Abtropfen in waagrechter Lage gehalten und in einem Becherglas abgewogen. Das Wasserhaltevermögen ergibt sich aus der Differenz zwischen dem Gesamtgewicht nach und vor dem Benetzen mit Wasser, dividiert durch die Fasereinwaage.

Bestimmung des Quellwertes:

Ca. 0,5 g der Faser werden in ein Schleudergefäß gegeben und das Gefäß mit einer zu 1,5 Gew.% ein Tensid (Nekal BX, Hersteller BASF) enthaltenden wässerigen Lösung aufgefüllt. Das gefüllte Gefäß wurde 2 Stunden stehengelassen und anschließend 10 Minuten bei 3500 Umdrehungen pro Minute zentrifugiert. Die Fasern wurden anschließend abgewogen (ergibt Meßwert Ml), dann 16-18 Stunden bei 105°C getrocknet und wiederum abgewogen (ergibt Meßwert M2). Der Quellwert wird nach der Formel

Q W noo

errechnet.

Faserfestigkeit und Faserdehnung in konditioniertem Zustand wurden nach der BISFA- Vorschrift "Internationally agreed methods for testing viscose, modal, cupro, lyocell, acetat and triacetat stable fibres and tows", Ausgabe 1993, geprüft.

Bestimmung von Einkräuselung und Entkräuselung:

Unter der Einkräuselung der Faser wird die Längendifferenz zwischen der Faser in gestrecktem (aber nicht gedehntem) und entspanntem Zustand, bezogen auf die Länge in gestrecktem Zustand verstanden:

wobei:

E Einkräuselung (%)

Lg Länge in gestrecktem Zustand

L e Länge in gespanntem Zustand

Die Einkräuselung wird gemäß der in der AT-B 359.321 beschriebenen Meßmethode dadurch bestimmt, daß die Spannung einer in einer Meßapparatur eingespannten Faser schrittweise reduziert wird und aus den erhaltenen Meßwerten für die Spannung der Faser und die Länge der Faser die Längen für die völlig gestreckte Faser und die völlig entspannte Faser extrapoliert werden.

Die Entkräuselung wird durch das Anlegen einer Spannung an die entspannte Faser bis zum völlig gestreckten (aber noch nicht gedehnten) Zustand bestimmt, wobei wiederum der Meßwert aus der Differenz zwischen den Längen der völlig gestreckten bzw. der entspannten Faser, bezogen auf die Länge der völlig gestreckten Faser, gebildet wird.

Auch die Messung der Entkräuselung der Faser erfolgt, allerdings in umgekehrter Abfolge, gemäß der in der AT-B 359.321 beschriebenen Meßmethode.

Beispiel 3:

In der folgenden Tabelle werden die Eigenschaften von erfindungsgemäß hergestellten modifizierten Viskosefasern mit unterschiedlichen Reifegraden der in der Mischlösung enthaltenen Viskose gegenübergestellt. Das Gewichtsverhältnis Cellulosecarbamat zu Cellulosexanthogenat betrug bei diesen Versuchen 6:100.

Tabelle 3:

Reife der Viskose (° Ho) Einkräuselung (%) Wasserhaltevermögen (g/g) 16 4,5 24,7 9,5 5,5 27,2

Deutlich ist aus der Tabelle 3 ersichtlich, daß bei Reifegraden der eingesetzten Viskose unter 10° Ho sowohl Einkräuselung als auch Wasserhaltevermögen ansteigen.

Beispiel 4:

Im folgenden Beispiel wurden die erfindungsgemäß hergestellten modifizierten Viskosefasern bei sonst gleichbleibender Nachbehandlung einer jeweils unterschiedlich starken alkalischen Behandlung unterzogen, wodurch jeweils ein Teil bzw. in einem Beispiel praktisch alle Carbamatgruppen von der Faser entfernt wurden. Das Gewichtsverhältnis Cellulosecarbamat zu Cellulosexanthogenat betrug bei diesen Versuchen 8:100. In der folgenden Tabelle sind Eigenschaften der solcherart erhaltenen modifizierten Viskosefasern zusammengestellt:

Tabelle 4:

Stickstoffgehalt der resultierenden Faser (%) Wasserhaltevermögen (g/g)

0,21 26,9

0,13 27,3

0,07 26,8

Aus Tabelle 4 ist ersichtlich, daß das hohe Wasserhaltevermögen der Fasern praktisch unabhängig vom Stickstoffgehalt der Faser ist, womit auch bei vollkommener Abspaltung aller Carbamatgruppen die hervorragenden Eigenschaften der Fasern erhalten bleiben.

Beispiel 5:

Zu Mischlösungen von Cellulosecarbamat und Cellulosexanthogenat in erfindungsgemäß vorgesehenen Mischungsverhältnissen wurden 0,5 Gew.% (bezogen auf Cellulose) BEROL 388 (Hersteller Akzo Nobel), ein aus einem ethoxylierten Fettamin aufgebautes nicht ionisches Tensid, zugegeben.

Die Einkräuselung der hergestellten Fasern wurde durch diese Zugabe im Vergleich um ca. 23% erhöht, das Wasserhaltevermögen stieg um ca. 3% im Vergleich zu ohne Tensidzugabe hergestellten Fasern.

Beispiel 6:

In der folgenden Tabelle sind die Eigenschaften von gemäß den beschriebenen Verfahrensbedingungen erfindungsgemäß hergestellten modifizierten Viskosefasern mit verschiedenen Titern zusammengestellt (das Gewichtsverhältnis von Cellulosecarbamat zu Cellulosexanthogenat in der Mischlösung betrug 8: 100):

Tabelle 5 :

Titer (dtex) Einkräuselung (%) WHV (g/g)

1,4 5,2 26,0

1,7 6,3 27,7

2,8 5,7 26,8

3,5 5,4 27,2

Aus der Tabelle ist ersichtlich, daß der Anstieg des Titers keinen wesentlichen Einfluß auf die hervorragenden Eigenschaften der modifizierten Viskosefasern in bezug auf die Einkräuselung und das WHV hat.

Beispiel 7:

Eine erfindungsgemäß hergestellte modifizierte Viskosefaser (Gewichtsverhältnis Cellulosecarbamat zu Cellulosexanthogenat in der Mischlösung 5:100) wurde gemäß dem in der PCT-WO 94/24343 beschriebenen Verfahren zur Beurteilung der Fibrillationstendenz analysiert.

Nach 9 Stunden Schütteln im Laborschüttelgerät wies die modifizierte Viskosefaser auf 0,276 mm Faserlänge durchschnittlich 38 Fibrillen auf. Bei Standardviskosefasern sind nach Durchführung des gleichen Tests praktisch keine Fibrillen zu beobachten.




 
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