PROCEDE POUR LA FABRICATION DE VISCOSES SE LAISSANT BIEN FILTRER, CONVENANT
POUR LA FABRICATION DE FIBRES ARTIFICIELLES.
Il existe divers procédés connus pour fabriquer des viscoses d'une manière rapide, sans pressage de la lessive, d'alcalisation en excès lors de la mercerisation. Dans.ces procédés, ou bien on a employé lors de la fabrica-
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mis la cellulose à une désagrégation intensive, par exemple dans un moulin à vibreur. Ces deux méthodes de travail nécessitent une forte consommation d'énergie et n'ont pas eu de succès dans la technique.
On connaît également un procédé dans lequel des celluloses à petites molécules sont alcalisées sans excès de lessive, cependant on emploie
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celluloses fortement polymérisées. Des viscoses d'une teneur en alcali endessous de 1 et d'une teneur en cellulose au-dessus de 7, n'ont pu être obtenues jusqu'ici, que lorsqu'on travaille une cellulose humide et que la lessive d'alcalisation est arrosée.sous forme de brouillard fin sur la cellulose, ce qui fait refroidir fortement la masse de réaction, ou bien lorsqu'on emploie une cellulose obtenue d'après le procédé à l'acide nitrique sans séchage intermédiaire.
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sans pressage de la lessive d'alcali sati on. Il a été trouvé qu'on peut obtenir des viscoses en partant des celluloses sulfitées et sulfatées usuelles d'une teneur en cellulose d'au-dessus de 7% et avec un rapport d'alcali en-dessous
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Comme l'alcalisation dans le procédé suivant l'invention se fait avec une-.faible quantité de liquide, sans pressage d'un excès de lessive, il est préférable d'ajouter un agent mouillant à la lessive d'alcalisation, afin d'obtenir une imprégnation, uniforme ' de la cellulose. Des agents mouillants
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lophane et les dérivés de l'huile talloléique. Mais d'autres agents mouillants connus peuvent convenir, par exemple l'acide propylnaphtaline-sulfonique. La quantité d'agent mouillant ajoutée peut être très faible, par exemple, pour
10 kgs de cellulose on peut ajouter 10 à 20 cm3 d'huile sulfonée. La quantité peut cependant être diminuée davantage suivant le type de cellulose en jeu, par exemple à 3-6 cm3.
Ces agents mouillants, plus spécialement l'acide abiétinique, agissent également dans le sens d'une amélioration du degré de désagrégation. On peut donc les ajouter lors de la désagrégation. Une bonne désagrégation présente une grosse importance pour le procédé 'suivant l'invention.
Par l'addition des agents mouillants à la lessive d'alcalisation, on améliore non seulement l'imprégnation de la cellulose avec la lessive sodique, mais ces substances agissent également lors de la sulfitation pour faciliter la diffusion du sulfure de carbone, ce qui fait que la quantité de particules insolubles dans la viscose diminue et de cette manière la filtration est améliorée.
Il est surprenant que dans le procédé suivant l'invention on peut ajouter également des celluloses des fibres artificielles usuelles d'une teneur en cellulose alpha de 80 à 90 % sans traitement d'amélioration. Egalement dans cette méthode de travail on obtient des fibres artificielles de résistance normale et les viscoses fabriquées de ces celluloses se laissent bien filtrer.
A cause de la teneur augmentée en hémicellulose, les fibres ont une plus grande capacité à prendre la teinture.
On peut également traiter par le procédé suivant l'invention, des celluloses ayant un degré de polymérisation supérieur à 400, par exemple des celluloses ayant un degré de polymérisation de 800, comme celles employées ordinairement dans la fabrication de fibres artificielles. Dans ce cas il est cependant.nécessaire d'intercaler le mûrissement usuel par l'air avant la sulfitation et après l'achèvement de l'alcalisation. Pour accélérer le mûrissement préalable on peut augmenter la température de l'alcalicellulose ou bien on peut chauffer la lessive d'alcalisation avant la mercerisation de la cellu-
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Afin de réduire davantage le mûrissement préalable et par conséquent la durée de la fabrication de la viscose, il est avantageux de faire agir sur l'alcalicellulose des agents oxydants et réducteurs appropriés à des températures assez élevées. ]Les agents oxydants et réducteurs peuvent être ajoutés à la lessive d'alcalisation ou bien arrosés en. solution aqueuse sur l'alcalicellulose.
Pour le procédé suivant l'invention, des agents oxydants appropriés sont l'eau oxygénée, le peroxyde sodique, le percarbonate sodique, ou des persels tels que le persulfate de potassium ou le perborate de potassium. L'agent oxydant est ajouté à la lessive d'alcalisation et la température de
la lessive ne doit pas dépasser 25[deg.]C, de préférence 10 à 20[deg.]C. Après introduc-
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rapide suivant les agents oxydants utilisés. Pour le persulfate, il suffit
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employer des durées de traitement dépassant une heure. Afin de décomposer 1 kg. de cellulose d'un degré de polymérisation de 300 il suffit en général d'employer
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vaut pour un rapport de liquides de 1 à 3 lors de l'alcalisation, c'est-à-dire 1 kg. de cellulose est alcalisé avec 3 litres de lessive. La décomposition de la cellulose à un degré de polymérisation en-dessous de 400 est nécessaire, car ce n'est qu'alors qu'on peut obtenir des viscoses se laissant bien filtrer qui ne présentent plus de fibres.
Au lieu d'agents oxydants on peut aussi ajouter pour diminuer
le mûrissement préalable des agents réducteurs tels que du sulfure sodique,
du nitrite sodique, du sulfite sodique, de l'hydroquinone, du pyrogallol ou
de la phénylhydrazine.
Lorsqu'on emploie des celluloses de haute polymérisation on ne réussit pas sans un mûrissement préalable à obtenir des viscosses se laissant bien.filtrer et par conséquent ayant une grande valeur technique, même lorsqu'on abaisse d'une manière correspondante la concentration de la cellulose dans la
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Le procédé suivant l'invention ne convient donc pas pour le traitement de cellulose non-mûrier de haute polymérisation.
Les exemples de réalisation qui suivent servent à expliquer le procédé.
Exemple 1.
30kgs d'uns solution sulfitée de pin pour fibres artificielles
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exemple de l'huile brillante Monopol) pendant 1 heure dans un récipient muni d'un agitateur ou désintégrateur et ensuite sulfites dans un agitateur ou ma-
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tion de 56 litres d'eau. A cette concentration de lessive on continue le processus de dissolution pendant 1 heure et ensuite pendant 1 1/2 heure par addi-
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La viscose ne présente pas de fibres qui gonflent et présente une viscosité
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La. viscose est filée à un mûrissement Hottenroth de 10 sans étirage dans un bain Muller usuel. Les fibres obtenues présentent une résistance à la rupture
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Exemple 2.
On soumet au traitement 30 Kgs d'une cellulose sulfitée de pin
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et d'un degré de polymérisation de 800. La cellulose est introduite dans un récipient muni d'un dispositif d'agitation dans lequel se trouvent 88 litres
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cin sulfonée dans la quantité totale de lessive). Dans cet appareil agitateur la cellulose est alcalisée pendant une heure à 20[deg.]C et ensuite elle est soumi-
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cellulose alpha, et notamment de la manière expliquée dans l'exemple 1 pendant
50 minutes, à .l'état sec et ensuite pendant 1 1/2 heure avec addition de faibles
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Exemple 3.
30 Kgs de cellulose sulfitée de pin d'un degré de polymérisation
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leur kW est de 114, le rendement de filtration est de 739 litres. Les fibres filées dans un bain Muller sans étirage possèdent une charge de rupture de
145 grs/den. et présentent un degré de polymérisation de 280.
Exemple 4.
Dans un malaxeur ou récipient muni d'agitateur on introduit 320
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dissout 2 Kg. de persulfate ammonique et on ajoute de 200 à 500 c.c. d'huile de ricin sulfonée ou un autre agent mouillant approprié en quantité appropriée. Le tout est alors mélangé convenablement. Avec l'agitateur en fonctionnement, on introduit dans la lessive 100 kg. d'une cellulose sulfitée de pin de soie
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pendant 3 heures. La viscose se laisse bien filtrer (constante de filtration kW suivant les méthodes conventionnelles = 90) . Elle présente lors du filage une viscosité de 35 sec. et donne par filage dans un bain Muller usuel, des fils ayant une résistance à sec de 22 RKm.
Exemple 5.
On soumet au traitement 75 Kg. d'une cellulose sulfitée de pin
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Exemple 6
On introduit dans 320 litres de lessive sodique à 15-20[deg.]C, dans un récipient à agitateur, après addition de 300c.c. d'huile de ricin sulfonée,
100 Kg. de cellulose sulfitée de pin (teneur en alphacellulose de 88,5 %, de-
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Exemple 7.
On soumet au traitement 75 Kg. de cellulose sulfitée normale de. pin pour soie artificielle, comme dans l'exemple 1. La cellulose est alcalisée
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quelle on a ajouté 3 Kg...de persulfate ammonique et 1 kg. d'huile brillante Monopol, tandis que pendant l'introduction de la cellulose jusqu'à achèvement du mélange de l'alcalicellulose la température est maintenue à 20[deg.]'C. L'alca-
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d'eau.
Exemple 8.
Dans un malaxeur ou agitateur immobile on introduit 320 litres
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dissout 2 Kg. de nitrite sodique ou du sulfure sodique anhydre. Le tout est bien mélangé. En faisant fonctionner l'agitateur on introduit dans la lessive
100 kg. d'une cellulose sulfitée de pin pour soie artificielle (teneur en alphacellulose 88,5%, degré de polymérisation 800). Le mélange est malaxé pendant 2 heures., et l'alcalicellulose obtenue est sulfitée après refroidissement
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Le xanthogénate obtenu est dissous en une viscose à 8% cellulose et 6,8% NaOH par additions successives d'eau de dissolution et avec refroidissement pendant 2 heures. La viscose se laisse bien filtrer.
PROCESS FOR THE MANUFACTURING OF VISCOSES WHICH LET BE WELL FILTERED, SUITABLE
FOR THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FIBERS.
There are various known methods of making viscoses in a rapid manner, without pressing the lye, of excess alkalization during mercerization. In these processes, either has been employed during the manufacture
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put the cellulose to an intensive disintegration, for example in a vibrator mill. These two working methods require high energy consumption and have not been successful in the art.
A process is also known in which small molecule celluloses are alkalized without excess lye, however
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highly polymerized celluloses. Viscoses with an alkali content below 1 and a cellulose content above 7 have so far only been possible when working with wet cellulose and the alkali solution is sprayed in the form of a fine mist on the cellulose, which causes the reaction mass to cool considerably, or else when a cellulose obtained by the nitric acid process without intermediate drying is used.
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without pressing the sati on alkali lye. It has been found that viscoses can be obtained starting from the usual sulphated and sulphated celluloses with a cellulose content of above 7% and with an alkali ratio below.
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As the alkalization in the process according to the invention is carried out with a small amount of liquid, without squeezing out excess lye, it is preferable to add a wetting agent to the alkalizing lye, in order to obtain a uniform impregnation of the cellulose. Wetting agents
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lophane and tallole oil derivatives. However, other known wetting agents may be suitable, for example propylnaphthalene sulfonic acid. The amount of wetting agent added can be very small, for example, to
10 kgs of cellulose can be added 10 to 20 cm3 of sulfonated oil. The amount can, however, be further reduced depending on the type of cellulose involved, for example to 3-6 cm3.
These wetting agents, more especially abietinic acid, also act to improve the degree of disintegration. We can therefore add them during disaggregation. Good disintegration is of great importance for the process according to the invention.
By adding wetting agents to the alkalizing liquor, not only is the impregnation of the cellulose with sodium lye improved, but these substances also act during sulphitation to facilitate the diffusion of carbon disulphide, which makes that the amount of insoluble particles in the viscose decreases and in this way the filtration is improved.
It is surprising that in the process according to the invention it is also possible to add celluloses of the usual artificial fibers with an alpha cellulose content of 80 to 90% without improving treatment. Also in this working method, artificial fibers of normal strength are obtained and the viscoses produced from these celluloses can be filtered well.
Due to the increased content of hemicellulose, the fibers have a greater capacity to take up dye.
It is also possible to treat by the process according to the invention, celluloses having a degree of polymerization greater than 400, for example celluloses having a degree of polymerization of 800, such as those ordinarily employed in the manufacture of artificial fibers. In this case, however, it is necessary to insert the usual air-ripening before the sulphitation and after the completion of the alkalization. To accelerate the pre-ripening, the temperature of the alkalicellulose can be increased or the alkalizing lye can be heated before the mercerization of the cell.
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In order to further reduce the pre-ripening and therefore the duration of the production of viscose, it is advantageous to cause the alkalicellulose to act with suitable oxidizing and reducing agents at fairly high temperatures. ] Oxidizing and reducing agents can be added to the alkalizing lye or sprayed with. aqueous solution on alkalicellulose.
For the process according to the invention, suitable oxidizing agents are hydrogen peroxide, sodium peroxide, sodium percarbonate, or persalts such as potassium persulfate or potassium perborate. The oxidizing agent is added to the alkalizing lye and the temperature of
the lye should not exceed 25 [deg.] C, preferably 10 to 20 [deg.] C. After introduction
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fast depending on the oxidizing agents used. For the persulfate, it suffices
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use treatment times exceeding one hour. In order to decompose 1 kg. of cellulose with a polymerization degree of 300 it is generally sufficient to use
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is valid for a liquid ratio of 1 to 3 during alkalization, ie 1 kg. of cellulose is alkalized with 3 liters of lye. The decomposition of the cellulose to a degree of polymerization below 400 is necessary, because only then can one obtain viscoses which can be filtered well and which have no more fibers.
Instead of oxidizing agents we can also add to reduce
the pre-ripening of reducing agents such as sodium sulphide,
sodium nitrite, sodium sulfite, hydroquinone, pyrogallol or
phenylhydrazine.
When using celluloses of high polymerization it is not possible without prior ripening to obtain viscosses which can be easily filtered and therefore of great technical value, even when the concentration of the cellulose is correspondingly lowered. in the
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The process according to the invention is therefore not suitable for the treatment of unripe cellulose of high polymerization.
The following exemplary embodiments serve to explain the process.
Example 1.
30kgs of pine sulphite solution for artificial fibers
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example of Monopol brilliant oil) for 1 hour in a container fitted with a stirrer or disintegrator and then sulphites in a stirrer or ma-
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tion of 56 liters of water. At this concentration of lye, the dissolving process is continued for 1 hour and then for 1 1/2 hours by addi-
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Viscose does not have fibers which swell and exhibits viscosity
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The viscose is spun at a Hottenroth cure of 10 without stretching in a conventional Muller bath. The fibers obtained have a tensile strength
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Example 2.
30 kg of sulphited pine cellulose are subjected to the treatment
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and with a degree of polymerization of 800. The cellulose is introduced into a container fitted with a stirring device in which 88 liters are located.
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cin sulfonated in the total amount of lye). In this stirrer, the cellulose is alkalized for one hour at 20 [deg.] C and then it is subjected to
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alpha cellulose, and in particular as explained in Example 1 for
50 minutes, in a dry state and then for 1 1/2 hours with the addition of weak
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Example 3.
30 Kgs of sulphited pine cellulose with a degree of polymerization
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their kW is 114, the filtration efficiency is 739 liters. The fibers spun in a non-drawing Muller bath have a breaking load of
145 grs / den. and have a degree of polymerization of 280.
Example 4.
In a mixer or container fitted with an agitator, 320
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Dissolve 2 kg of ammonium persulphate and add 200 to 500 c.c. of sulphonated castor oil or another suitable wetting agent in an appropriate amount. Everything is then mixed properly. With the agitator in operation, 100 kg are introduced into the laundry. a sulphited silk pine cellulose
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during 3 hours. The viscose can be filtered well (filtration constant kW according to conventional methods = 90). It has a viscosity of 35 seconds during spinning. and gives by spinning in a usual Muller bath, yarns having a dry strength of 22 RKm.
Example 5.
75 Kg. Of sulphited pine cellulose are subjected to the treatment
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Example 6
Is introduced into 320 liters of sodium lye at 15-20 [deg.] C, in a stirred vessel, after addition of 300 c.c. sulfonated castor oil,
100 Kg. Of sulphited pine cellulose (alpha-cellulose content of 88.5%, de-
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Example 7.
75 kg of normal sulphite cellulose of. pine for artificial silk, as in example 1. The cellulose is alkalized
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which has been added 3 kg ... of ammonium persulfate and 1 kg. Monopol gloss oil, while during the introduction of the cellulose until the mixing of the alkalicellulose is completed the temperature is maintained at 20 [deg.] ° C. The alca-
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of water.
Example 8.
320 liters are introduced into a mixer or stationary stirrer
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dissolves 2 Kg. of sodium nitrite or anhydrous sodium sulfide. Everything is well mixed. By operating the agitator we introduce into the laundry
100 kg. of a sulphited pine cellulose for artificial silk (alpha-cellulose content 88.5%, degree of polymerization 800). The mixture is kneaded for 2 hours., And the alkalicellulose obtained is sulphited after cooling.
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The xanthogenate obtained is dissolved into a viscose containing 8% cellulose and 6.8% NaOH by successive additions of water of dissolution and with cooling for 2 hours. The viscose can be filtered well.