2. 10
20
genaci nebo při rozpouštění xantogenátu.
československá socIALISTICKÁ
REPUBLIKA
U RAD P R o PAT ENTY Avy NÁLEzx
Třída 29 b, /20 • Vydáno 15. srpna 1961 Vyloženo 15. února 1961
PATENTNÍ spis č. 100437
Právo k využití vynálezu přísluší státu podle 3 odst. 6 zák. . 34/1957
Doc. inž. FRANTIŠEK KEBL, PRAHA a inž. LADISLAV KUDLÁČEK, PŘELOUČ
Způsob přípravy umělých vláken s rovnoměrnou strukturou
Přihlášeno . července 1959 (PV 4034-59) Platnost patentu od . července 1959
Xantogenát celulosy, kterého se normálně používå ve výrobě umělých viskosových vláken, se
připravuje s 3336% sirouhlíku, počítáno na váhu alkalicelulosy. Využití sirouhlíku je v praxi značně
nedokonalé. Asi % sirouhlíku nevchází do reakce vůbec a asi 2530% reaguje s volným hydroxydem
sodným za vzniku vedlejších produktů, hlavně trithiouhličitanu sodného, které jsou pro další
technologické pochody nevítané. Rovněž značně neekonomické je vylučování sirouhlíku při rozkladných
reakcích xantogenátu celulosy a z vedlejších produktů zvlákňovacího procesu, poněvadž se dosud
nepodařilo jej úplně regenerovat. Vznikající sirouhlík a sirovodík zhoršují pracovní prostředí ve výrobě
umělých viskosových vláken. Z těchto důvodů je žádoucí pracovat pokud možno s malým množstvím
sirouhlíku, to však má za následek menší stupeň esterifikace xantogenátu celulosy a jeho zhoršenou
rozpustnost v zředěném roztoku hydroxydu sodného.
Je známo, že rozpustnost nízkoesterifikovaného: xantogenátu celu
losy lze podstatně zvýšit značným snížením, teploty při xantogenaci,
při rozpouštění xantogenátu nebo přísadou șloučenin zinku při xanto
Rozpustnost xantogenátu celulosy v heteropolárním rozpouštědle, . např. ve
zředěném roztoku hydroxydu sodného, se zvětšuje snížením
teploty. Podstatným snížením teploty při rozpouštění je možno dosáh

4. 2 100437
, mout dobré rozpustnosti xantogenátu celulosy, připraveného s 1215%
sirouhlíku, počítáno na váhu alkalicelulosy. Průměrný stupeň polymerace celulosy v takto
připraveném viskosovém roztoku byl 270280.
Podobně zinečnaté sloučeniny, zejména alkalický roztok , zinečnatanu sodného,
zvyšují rozpústnost nízkoesterifikovaného xantogenátu celulosy. Bližší údaje o
vlastnostech takto připravených viskosových roztoků a jejich, technologické
upotřebitelnosti chybějí.
Podrobněji o vlivu zinečnatých sloučenin na vlastnosti roztoků xantogenátu celulosy a na vlastnosti z
nich připravených vláken pojednává např. rakouský patent . 177 872. V něm je popsán postup přípravy
vlákna s rovnoměrnou strukturou v příčném řezu a s přibližně kruhovým tvarem. Xantogenát celulosy je
připravován normál
ním množstvím sirouhlíku. K získání rovnoměrné struktury na celém
průřezu je nutno vycházet z viskosového roztoku připraveného speciálním způsobem. Xantogenát
celulosy se zbavuje vypíráním vedlejších produktů, hlavně trithiouhličitanu sodného. Získaný čistý
xantogenát celulosy se převede působením zinečnatých solí ze sodné soli. na xantogenát zinku a ten se
rozpouští v roztoku hydroxydu sodného patřičné koncentrace, popřípadě se čistý xantogenát celulosy
rozpouští v alkalickém roztoku zinečnatanu sodného. Množství v různé formě a. různým způsobem
používaného zinku je v hotovém zvlákňovacím roztoku ,82. Tento způsob je v technologickém měřítku
nevýhodný, pracuje s normálním množstvím sirouhlíku, odstraňování vedlejších produktů xantogenace je
velmi nákladné a pracné a rovněž používaných zinečnatých sloučenin je poměrně značné množství.
Zvlákňovací lázeň obsahuje kyselinu sírovou, síran sodný, síran hořečnatý a síran zinečnatý. Údaje o
průměrném polymeračním stupni celulosy ve viskosovém roztoku nebo v hotovém vláknu chybějí.
Předmětem našeho vynálezu je způsob přípravy umělých vláken s rovnoměrnou strukturou z
viskosového roztoku obsahujícího zimečnaté sloučeniny, vyznačený tím, že se připravuje
nízkoesterifikovaný xantogenát celulosy s daleko menším množstvím sirouhlíku, tj. 13 až 20%, celulosa
přecházející do viskosového zvlákňovacího roztoku má průměrný polymerační stupeň nejméně 350 a
množství použité zimečnaté sloučeniny je tak velké, že se dosáhne koncentrace ,4% zinku ve
zvlákňovacím roztoku.
Bylo totiž zjištěno, že použitím např. 15% sirouhlíku při xantogenaci lze dosáhnout stejného
výsledku jako při použití 3336% sirouhlíku a přitom není nutno pracným, zdlouhavým a
ekonomicky nevýhodným způsobem odstraňovat vedlejší produkty ze xantogenátu celulosy. Z
používaných zinečnatých sloučenin je nejvhodnější přidávat alkalický roztok zinečnatanu
sodného při rozpouštění nízkoesterifiko
vaného xantogenátu celulosy.
Dále bylo zjištěno, že dobrého rozpouštěcího účinku nízkoesterifikovaného xantogenátu celulosy lze
dosáhnout i přísadou daleko menšího množství zinečnaté sloučeniny, než je v literatuře uváděno.
Prokázali jsme vyhovující účinek i při koncentraci zinku ,4% ve zvlákňovacím viskosovém roztoku. Tento
zinek obohacuje zvlákňovací lázeň tím, že do ní přechází jako síran zinečnatý, ovlivňuje koagulaci vlákna
jako ve zvlákňovací lázni normálního složení, do které se síran zinečnatý přidává. Při obsahu zinku ,4%
ve viskosovém zvlákňovacím roztoku dojde ve zvlákňovací lázni při její regeneraci k ustavení rovnováhy
koncentrace zinku, zvláště v těch případech, kdy se pracuje s vyšší koncentrací zinku ve zvlákňovací

5. lázni, jako tomu ję při výrobě viskosového kordového hedvábí, takže odpadá přidávání síranu
zinečnatého do zvlákňovací lázně. . . . . .

7. 100
110
130
3 100437
Další výhodou navrhovaného způsobu je, že průměrný polymerační stupeň celulosy
ve viskosovém zvlákňovacím roztoku byl 350400, což pro přípravu umělých vláken se
zvýšenými požadavky na mechanické a užitkové vlastnosti je zvlášť výhodné. .
Připravené viskosové roztoky mají vyhovující viskositu, zralost a stálost. Jsou dobře
zvlákňovatelné. Složení zvlákňovací lázně je přibližně stejné jako při výrobě normálních
viskosových vláken, obsahuje
kyselinu sírovou, síran sodný, popřípadě síran hořečnatý; stran zineč
natý není. nutno přidávat. . "
Účinek přidávaného zinku do zvlákňovacího roztoku v množství
,4% je stejný jako účinek modifikačních přísad (např. aminů, polyaminů alkylenoxydů, kterých
se přidává v některých případech daleko více a které se přidávají do zvlákňovacího roztoku
nebo lázně pro zrovnoměrnění struktury průřezu vlákna při výrobě umělého viskosového
hedvábí s vysokou pevností.
P ří k l a d y
1. 2,5 kg alkalicelulosy, obsahující 35,8% alfacelulosy a 11% hydroxydu sodného,
předzrávané celkem 64 hodin k dosažení průměr-
ného polymeračního stupně 350, se xantogenuje 166 ml sirouhlíku při teplotě 1518° C po dobu
170 minut. Vzniklý xantogenát celulosy se rozpustí za přídavku 824 ml roztoku zinečnatanu
sodného (koncentrace 78,8 gl Zn a 315 gl NaOH) a zředěného hydroxydu sodného tak, aby se
získal viskosový roztok složení % alfacelulosy, % NaOH a ,5% Zn. Rozpouštěno bylo po dobu 7
hodin a při teplotě 10 až 12o C. Roztok byl přefiltrován a odvzdušněn. Takto získaný viskosový
roztok měl viskositu 29 vteřin a zralost 11,8° Hottenrotha.
Zvlákňováno bylo do zvlákňovací lázně obsahující 105 gl H2SO4 a 270 g/l Na2SO4 při teplotě C.
Odtahová rychlost při zvlákňování byla 40 mmin. Zvlákňovací trysky bylo použito s 24 otvory průměru ,09
mm.
Vlákno bylo lesklé, s kruhovým průřezem a nevykazovalo při vybarvení příčného řezu barvivem
Solofenyl blaugrün BL více orientovaný obal nebo pokožku a méně orientovaný střed vlákna.
2. Ke xantogenaci bylo použito 1,5 kg alkalicelulosy obsahující 33,5% alfacelulosy a 15% NaOH
předzrávané po dobu 67 hodin při teplotě 17° C, s průměrným polymeračním stupněm 350. Alkalicelulosa
byla xantogenována s 15% sirouhlíku, tj. s 58 ml po dobu 150 min.,
při teplotě 3 až 20° C. Získaný xantogenát celulosy byl rozpuštěn ve zředěném roztoku
hydroxydu sodného za přídavku zinečnatanu sodného, obsahujícího 94 gl Zn a 364 gl NaOH,
během 4 hodin při teplotě 11° C. Připravený viskosový roztok měl složení ,9% alfacelulosy, ,1%
NaOH a ,4% Zn. Viskosita roztoku před zvlákňováním byla 53 vteřin a zralost 11,2° Hottenrotha.

8. Po filtraci a odvzdušnění byl viskosový zvlákňovací roztok zvlákňován za obdobných podmínek
a s obdobným výsledkem jako u příkladu 1.
3. 1,2 kg alkalicelulosy stejného složení jako u příkladu 2 bylo xantogenováno 63 ml
sirouhlíku po dobu 150 minut při teplotě 3 až 20° C. Xantogenát celulosy byl rozpuštěn při 12° C
ve zředěném roztoku hydroxydu sodného, obsahujícím 94 gl zinku, 364 gl hydroxydu sodného
tak, aby viskosový roztok měl složení % alfacelulosy, % hydroxydu sodného a ,4% zinku. Po
filtraci a odvzdušnění byl viskosový zvlákňovací roztok zvlákňován za stejných podmínek jako u
předcho
zích příkladů s obdobnými výsledky. Vlákno mělo kruhový průřez á
rovnoměrnou strukturu na příčném . . . . .

10. 140
| 4 100437 Předmět patentu
1. Způsob přípravy umělých vláken s rovnoměrnou strukturou zvlákňováním roztoků
nízkoesterifikovaného xantogenátu celulosy, obsahujících zinečnaté sloučeniny, vyznačený tím,
že se za použití ce: lulosy s průměrným polymeračním stupněm nejméně 350 xantogenace
provádí s 1320% sirouhlíku a že se sloučenin zinku přidá množství odpovídající ,3,6% Zn ve
zvlákňovacím roztoku a takto připravený viskosový roztok se zvlákňuje do lázně, připravené bez
obvyklé přísady zinečnatých sloučenin. ·
2. Způsob podle bodu 1 vyznačený tím, že se příprava roztoku provádí při 0 až 25° C.
# severografia, n. p, závod 03