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Lors de la f abri cat7ion cellulose pour la formation de solutions de filage de la viscose, on effectue en général l'immersion de la cellulose sous forme de feuilles dans une lessive sodique à environ 19% à la température ambiante et on chasse par compression de l'alcalicellulose obtenue l'excès de lessive de la manière la plus avantageuse pour las phases ultérieures du travail. Les essais n'ont pas manqué pour la
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réalisation de manière continue de ce procédé.
Selon l'une de ces méthodes, la cellulose a été digérée avec une qur.ntité allant de dix à deux cents foie de lessive sodique après sous-division en une suspension fibreuse, l'excés de lessive étant ensuite séparé soit par compression au Moyen d'une vis hélicoïdale, soit au moyen d'une paire de cylindres de pression par lesquels on conduit l'alcalicellulose sous la forme d'une toison de fibres, ou bien au moyen de deux cylindres-tamis entre lesquels on comprime la pulpe d'alcalicellulose. A cause des grands volumes, ces procédés nécessitent un appareillage très compliqué et coûteux et une pression très élevée, pour obtenir le degré de pression requis.
Pour certaines matières cellulosiques, à cause de leur nature propre, ces procédés ne peuvent même pas être utilisés ou ne peuvent l'être que difficilement.
En'plus de ces difficultés et d'autres difficultés techniques encore, les méthodes continues mentionnées ci-dessus présentent l'inconvénient qu'il se produit des variations de la teneur en cellulose dans l'alcalicellulose débarrassée de lessive, ce qui peut entraîner des difficultés considérables lors du traitement ultérieur. On a alors essayé-de résoudre le problème en traitant la cellulose sous la forme d'une pièce, avec de la lessive sodique en travail continu. Les pièces cellulosiques qui sont immergées dans cette lessive à 18 à 20% à la température ambiante montraient cependant une adhérence si faible des fibres individuelles qu'une telle structure cellulosique se désintégrait lors des sollicitations les plus 'faibles. Elle devait par conséquent être retenue par des bandes ou analogues.
Il y avait cependant des difficultés spéciales pour l'enlèvement substantiel de la lessive hors de ces pièces imprégnées de soude sodique à la température ambiante, car la haute pression nécessaire les écrasait facilement. De cette manière des déchirures de la structure se sont souvent produites provoquant des dérangements
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durables dù fonctionnement ainsi qu'un pressage inégal. Aux méthodes continues d'alcalisation connues jusqu'à présenta utilisées industriellement, qui travaillent en général à des températures comprises entre 15 et 45 C se rattachent par conséquent des inconvénients considérables de sorte qu'en général ils ne peuvent pas être utilisés dons l'industrie.
Il a été notamment déjà décrit comment les difficultés qui se produisent dans les procédés de pressage par immersion travaillant de manière normale dans les charges, avec des feuilles cellulosiques à la température ambiante, imprégnation trop lente, tendance à surnager, doivent être évitées en réalisant l'immersion avec une lessive chaude à une température supérieure à 50 C mais pour un procédé d'alcalisation en travail continu le traitement à la lessive chaude n'a encore été ni proposé ni utilisé. Surtout, on n'a pas essayé de traiter des structures cellulosiques de manière continue à des températures dépassant 50 C.
Il a été trouvé que tous les procédés d'alcalisation utilisés ou proposés dans la technique en travail continu sont améliorés d'une façon décisive et sous tous les rapports si la température de la lessive d'alcalisation est maintenue au-dessus de 50'Ci et plus spécialement à 80 à 100 C ou plus.
Selon la présente invention il est maintenant possible de travailler par un procédé de trempe des matières cellulosiques qui jusqu'à présent ne pouvaient pas être pressées à la teneur élevée en cellulose voulue et 'qui donnaient jusqu'à présent très facilement lieu'à des dérangements lors de l'enlèvement de la lessive et surtout ne permettaient pas d'obtenir une uniformité de la teneur en cellulose de! la alcalicellulose ; des matières - 'cellulosiques à pouvoir normal d'enlèvement de la lessive se laissent maintenant convertir, très facilement, notamment avec
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une pression beaucoup plus basse et dans un laps de temps beaucoup plus court, en alcalicellulose de composition uniforme, ce qui permet d'augmenter considérablement la capacité de l'installation.
Ainsi une toison de fibres obtenue d'une pulpe normale de lessive cellulosique par des cylindres aspirateurs, se laisse déjà presser par une augmentation de la température de la lessive de 40-45 C à 80-90 C, au lieu d'une pression des cylindres compresseurs de 135 kg/cm, par une pression de 40 kg/cm, pour arriver à la même teneur en cellulose de par exemple 55% .
Des matières cellulosiques qui avec leurs propriétés spéciales autrement très désirables, donnent une forme de fibres exceptionnellement rigide et à cause de cela lors de l'enlèvement de 'la lessive d'après les procédés connus effectuent un écrasement de la toison de fibres, donnent pour une température de pulpe plus élevée une toison de fibres qui, pour la même pression ou une pression encore plus élevée n'est nullement endommagée et fournissent une alcalicellulose extrêmement uniforme. On obtient également une amélioration correspondante des conditions de compression lorsqu'on utilise des presses à vis hélicoïdales.
L'invention concerne plus spécialement l'alcalisation en travail continu de structures cellulosiques. Jusqu'à présent avec une lessive froide on ne pouvait pas alcaliser de telles pièces de manière continue, parce que la lessive agit trop lentement, et. parce que pour ,son enlèvement après le traitement, des pressions trop élevées seraient nécessaires qui auraient les conséquences mentionnées ci-dessus.
Si au contraire, selon l'invention, on déroule une structure cellulosique des rouleaux livrés et si ensuit on les retire de manière continue à travers une lessive sodique
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ayant environ 19% NaOH à 50% jusqu'au delà de 100 C, alors la, structure à cause de l'abaissement de viscosité de la lessive, du gonflement plus faible .de la cellulose et de la température plus élevée se laisse alcaliser plus rapidement qu'à froid et peut être pressée avec de très faibles préssions d'une manière- extrêmement uniforme jùsqu'à une teneur élevée en cellulose, sans qu'elle soit écrasée. Il a été de plus trouvé que la cohésion des fibres individuelles est si grande que l'on peut utiliser des pressions élevées* si .-on le désire.
Il est ainsi possible d'augmenter la vitesse de passage de la structure, car pour celle-ci même dans ss le laps de temps plus court requis pour une vitesse plus élevée, 'sa lessive sera enlevée de manière uniforme lorsqu'on augmente la pression. Ainsi, ce procédé permet de ,travailler avec un appareillage très petit.
Il a été trouvé que lpalcalicellulose pressée est plus uniforme lorsque les bords de la pièce traitée n'ont pas été découpés au préalable, ainsi que cela se fait usuellement, lorsque la cellulose est livrée en rouleaux, car l'épaisseur de la feuille décroit lentement aux bords pour une pièce non découpée et s'adapte mieux aux cylindres de pression.
Il a été de plus trouvé que des celluloses des origines les plus diverses (celluloses de linters, hêtre, sapin ou autres) et obtenues des manières les plus diverses (cellulose sulfitée ou sulfatée), qui pour une alcalisation à.froid nécessitent un @ traitement individuel ou même ne peuvent pas être travaillées, se comportent d'une manière complètement uniforme lors de l'alcalisa- tion à chaud et pressage à chaud.
On a ainsi la possibilité de mélanger'diverses celluloses en faisant simultanément passer diverses structures, même de natures différentes, par l'alcalisation
En se basant sur les rapports existant entre les degrés de gonflement des diverses celluloses et la température de la lessive
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sodique, il n'était pas à prévoir qu'on pourrait retirer la lessive des celluloses les plus diverses à température plus élevée avec une pression beaucoup plus faible que dans l'alcalisàtion à froid, de manière uniforme jusqu'au facteur qu'on cherche en général à obtenir, inférieur à j,0 ou mên-3 inférieur à
2,8 ,
Ainsi par exemple un linter avec un gonflement de feuille de 175% à 20 C présentait une pression de surfaces temporaire maximum de .40-45 kg/cm2 pour ne présenter après le traitement avec une lessive sodique à 18% à 20 C qu'un facteur de compression de
2,95. Au contraire, une cellulose de hêtre sulfitée dont le gonflement de feuille à 90 C était même plus élevé, notamment de
200%, pour le pressage après alcalisation à cette température ne demandait qu'une pression maximum temporaire de 10 - 12 kg/cm2, pour être ramenée à un facteur de compression de 2.05.
Au cause de la bonne cohésion que la pièce cellulosique reçoit par l'alcalisation à chaud, on peut même conduire la pièce verticalement à travers le bain d'immersion, et ainsi, la lessive de pressage qui contient la plus grosse partie des fractions d'hydrocarbures à courte chaine pouvant être retirées de la cellulose par dissolution (hemi-oellulose), peut facilement être évacuée séparément et conduite plus loin vers la régénération.
Selon l'invention, le récipient d'immersion est fermé au fond par une paire de cylindres ou par une série de paires de cylindres -lorsqu'on effectue 'simultanément l'alcalisation de plusieurs pièces cellulosiques pour le mélange-, et de cette manière la ou les pièces cellulosiques immergées sont conduites sans pression ,depuis ces cylindres ou seulement avec une pression tout à fait faible vers le bas. Ensuite, la ou les pièces sont aaisies par les cylindres de pression proprement dits et comprimée(s) au . facteur bas de compression désiré (de par exemple 2,7 - 2,8). Les
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bords applatis mentionnés donnent ici une étanchéité particulièrement satisfaisante.
Un autre avantage du procédé est que l'alcalicellulose obtenue selon l'invention à température élevée qu'elle présente encore après l'enlèvement de la lessive, ne nécessite qu'une durée de mûrissement très courte. La nouvelle méthode convient donc @ particulièrement bien pour le travail ultérieur de l'alcalicellulose en travail continu. D'une manière particulièrement avantageuse on peut accélérer encore davantage l'alcalisation selon l'invention par addition d'agents mouillants et accélerer le mûrissement à' l'état chaud par l'addition à la lessive d'immersion d'agents oxydants ou catalysants Exemple la (Nouveau procédé).
De la cellulose de hêtre sulfitée valorisée à chaud pour la fabrication de toile de pneus, insoluble à 95% dans une'lessive sodique à 10% à 20 C, avec un degré moyen de polymérisation de 1225, est transformée au moyen d'une lessive sodique à 80 C en une suspension de fibres à 0,75%. Des fibres cellulosiques alcalisées on forme au moyen de cylindres aspirateurs une toison de fibres, qui est conduite par une bande sans fin de tamis à mailles à une paire de cylindres compresseurs. La toison de fibres subit lors du passage à travers la paire de cylindres avec une vitesse d'avancement de 3 m/min. une pression linéaire maximum de 45 kg/cm et présente derrière la paire de cylindres une teneur en cellulose de 35,6%. Elle peut de la manière usuel'le être utilisée pour'la fabrication de xanthogénate de cellulose.
Exemple lb (Ancien procédé). La même cellulose que dans l'exemple la est mise en contact avec une lessive sodique à 18% à 35 C sous la. forme d'une toison de fibres. Pour le pressage de la toison de fibres à 35% de cellulose, on a besoin à cette température d'une pression linéaire de 150 kg/cm, qui cependant conduit à cause de
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l'écrrasement. et de la rupture de la toison à des dérangements de la, fabrication, inaccaptables.
Exemple 2a (Nouveau procédé); De la cellulose de hêtre sulfitée. livrée en rouleaux, insoluble à 89% dans une lessive sodique à
10% à 20 C avec un DP (degré de polymérisation) de 1150 et avec un gonflement dit "linéaire" de la feuille de 45% est retirée directement sous la forme d'uns pièce large d'en haut vers le bas. à travers une lessive sodique chauffée à 90 à 19% NaOH et est présage par l'une des paires de cylindres'de pression formant le fond du récipient d'immersion avec une pression linéaire d'environ @
70 kg/cm.
On obtient ainsi une alcalicellulose ayant une teneur en cellulose de 33 - 34%, qui peut être travaillée de la manière usuelle en xanthogénate de cellulose.
Exemple 2b (hncien procédé). La même cellulose que dans l'exemple 2a est conduite de la même manière à travers une lessive sodique à 19% à 30 C et est pressée à travers la paire de cylindres écraseurs. La pièce cellulosique se désagrège ainsi dans 'la lessive d'immersion ainsi que lors du pressage, et les petits morceaux qui ont été retirés à travers la paire de cylindres, possèdent une teneur en cellulose extrêmement inégale, partiellement de 10 - 25% seulement, de sorte qu'ils ne conviennent pas pour le travail ultérieur.
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In the manufacture of cellulose for the formation of viscose spinning solutions, the cellulose in sheet form is generally immersed in about 19% sodium hydroxide solution at room temperature and removed by compression of the alkalicellulose obtained excess lye in the most advantageous manner for the subsequent phases of the work. There was no shortage of tests for the
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carrying out this process continuously.
According to one of these methods, the cellulose was digested with an amount ranging from ten to two hundred livers of sodium lye after sub-division into a fibrous suspension, the excess lye then being separated either by compression in the medium. a helical screw, either by means of a pair of pressure cylinders through which the alkalicellulose is conveyed in the form of a fleece of fibers, or by means of two sieve cylinders between which the pulp of alkalicellulose. Because of the large volumes, these processes require very complicated and expensive equipment and a very high pressure, to obtain the required degree of pressure.
For some cellulosic materials, due to their inherent nature, these processes cannot even be used or can only be used with difficulty.
In addition to these and still other technical difficulties, the continuous methods mentioned above suffer from the disadvantage that there are variations in the cellulose content in the lye-free alkalicellulose which can lead to problems. considerable difficulties during further processing. An attempt was then made to solve the problem by treating the cellulose in the form of a piece, with sodium lye in continuous operation. Cellulosic pieces which are immersed in this 18-20% lye at room temperature, however, showed such poor adhesion of the individual fibers that such a cellulosic structure disintegrated under the lightest stresses. It should therefore be held back by tapes or the like.
There were, however, special difficulties in the substantial removal of the lye from these parts impregnated with sodium soda at room temperature, as the high pressure required easily crushed them. In this way, tears of the structure often occurred causing disturbances.
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durable in operation as well as uneven pressing. To the continuous alkalization methods known hitherto used industrially, which generally work at temperatures between 15 and 45 ° C., there are therefore considerable drawbacks attached so that in general they cannot be used in industry. .
In particular, it has already been described how the difficulties which occur in immersion pressing processes working normally in the loads, with cellulosic sheets at room temperature, impregnation too slow, tendency to float, must be avoided by carrying out the process. Immersion with hot lye at a temperature above 50 ° C. but for a continuous working alkalization process, treatment with hot lye has not yet been proposed or used. Importantly, no attempts have been made to treat cellulosic structures continuously at temperatures above 50 C.
It has been found that all alkalizing processes used or proposed in the continuous work art are improved in a decisive way and in all respects if the temperature of the alkalizing liquor is kept above 50 ° C. and more especially at 80 to 100 C or more.
According to the present invention it is now possible to work by a quenching process cellulosic materials which heretofore could not be pressed to the desired high cellulose content and which heretofore gave very easily to disturbances. during the removal of the detergent and especially did not allow to obtain a uniformity of the cellulose content of! alkalicellulose; cellulosic materials with normal detergent removal power can now be converted very easily, especially with
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a much lower pressure and in a much shorter time, in alkalicellulose of uniform composition, which allows to considerably increase the capacity of the installation.
Thus a fleece of fibers obtained from a normal pulp of cellulosic laundry by vacuum cylinders, can already be pressed by an increase in the temperature of the laundry from 40-45 C to 80-90 C, instead of a pressure of compressor cylinders of 135 kg / cm, by a pressure of 40 kg / cm, to achieve the same cellulose content of for example 55%.
Cellulosic materials which with their otherwise very desirable special properties give an unusually stiff fiber shape and therefore upon removal of the lye according to known methods effect crushing of the fiber fleece, result in a higher pulp temperature a fleece of fibers which at the same or even higher pressure is not damaged in any way and provides an extremely uniform alkalicellulose. A corresponding improvement in the compression conditions is also obtained when using helical screw presses.
The invention relates more especially to the continuous working alkalization of cellulosic structures. Until now with a cold detergent one could not alkalize such parts continuously, because the detergent acts too slowly, and. because for its removal after the treatment too high pressures would be necessary which would have the consequences mentioned above.
If, on the contrary, according to the invention, a cellulosic structure is unrolled from the rolls supplied and if then they are withdrawn continuously through a sodium solution
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having about 19% NaOH at 50% up to above 100 C, then the structure, due to the lowering of the viscosity of the lye, the lower swelling of the cellulose and the higher temperature is allowed to alkalize more quickly than cold and can be pressed with very low pressure in an extremely uniform manner up to a high cellulose content without being crushed. It has further been found that the cohesion of the individual fibers is so great that high pressures * can be used if desired.
It is thus possible to increase the speed of passage of the structure, because for the latter even in the shorter period of time required for a higher speed, its lye will be removed uniformly when the pressure is increased. . Thus, this method makes it possible to work with very small equipment.
It has been found that pressed palcalicellulose is more uniform when the edges of the treated part have not been cut first, as is usually done when cellulose is delivered in rolls, as the thickness of the sheet slowly decreases. at the edges for an uncut part and adapts better to pressure cylinders.
It has also been found that celluloses of the most diverse origins (celluloses from linters, beech, fir or others) and obtained in the most diverse ways (sulphited or sulphated cellulose), which for cold alkalization require a treatment. individual or even cannot be worked, behave in a completely uniform manner during hot alkalization and hot pressing.
It is thus possible to mix various celluloses while simultaneously passing various structures, even of different natures, through the alkalization
Based on the relationship between the degrees of swelling of the various celluloses and the temperature of the laundry
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sodium, it was not to be expected that we could remove the lye from the most diverse celluloses at a higher temperature with a much lower pressure than in cold alkalization, uniformly up to the factor we are looking for in general to obtain, less than j, 0 or even-3 less than
2.8,
Thus, for example, a linter with a sheet swelling of 175% at 20 C exhibited a maximum temporary surface pressure of .40-45 kg / cm2 so as to present after the treatment with 18% sodium lye at 20 C only compression factor of
2.95. On the contrary, a sulphited beech cellulose whose leaf swelling at 90 C was even higher, in particular of
200%, for pressing after alkalization at this temperature only required a temporary maximum pressure of 10 - 12 kg / cm2, to be brought down to a compression factor of 2.05.
Because of the good cohesion that the cellulosic part receives by the hot alkalization, we can even lead the part vertically through the immersion bath, and thus, the pressing liquor which contains the largest part of the fractions of Short chain hydrocarbons which can be removed from cellulose by dissolution (hemi-cellulose), can easily be discharged separately and conducted further to regeneration.
According to the invention, the immersion vessel is closed at the bottom by a pair of cylinders or by a series of pairs of cylinders - when simultaneously carrying out the alkalization of several cellulosic pieces for the mixture -, and in this way the submerged cellulosic part or parts are conducted without pressure, from these cylinders or only with a very low pressure downwards. Then, the part or parts are aaisies by the actual pressure cylinders and compressed (s) at. desired low compression factor (eg 2.7 - 2.8). The
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flattened edges mentioned here give a particularly satisfactory seal.
Another advantage of the process is that the alkalicellulose obtained according to the invention at a high temperature, which it still exhibits after the detergent has been removed, requires only a very short maturing time. The new method is therefore particularly suitable for the subsequent work of alkalicellulose in continuous work. In a particularly advantageous manner, the alkalization according to the invention can be further accelerated by the addition of wetting agents and the curing in the hot state can be accelerated by the addition to the immersion liquor of oxidizing or catalyzing agents. Example la (New process).
Sulphitized beech cellulose upgraded to hot for the manufacture of tire fabric, 95% insoluble in a 10% sodium hydroxide solution at 20 C, with an average degree of polymerization of 1225, is transformed by means of a washing powder. sodium at 80 C in a suspension of fibers at 0.75%. From the alkalized cellulosic fibers, a fleece of fibers is formed by means of suction cylinders, which is led by an endless belt of mesh screens to a pair of pressure cylinders. The fleece of fibers undergoes when passing through the pair of rollers with a forward speed of 3 m / min. a maximum linear pressure of 45 kg / cm and has a cellulose content of 35.6% behind the pair of cylinders. It can in the usual way be used for the manufacture of cellulose xanthogenate.
Example lb (Old process). The same cellulose as in Example 1a is contacted with an 18% sodium hydroxide solution at 35 ° C. under 1a. form of a fleece of fibers. For the pressing of the fleece of 35% cellulose fibers, a linear pressure of 150 kg / cm is required at this temperature, which however leads due to
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overwriting. and from the breaking of the fleece to inconveniences in the manufacture, which cannot be adapted.
Example 2a (New process); Sulphite beech cellulose. supplied in rolls, 89% insoluble in sodium detergent at
10% at 20 ° C with a DP (degree of polymerization) of 1150 and with a so-called "linear" swelling of the sheet of 45% is removed directly as a wide piece from top to bottom. through a sodium lye heated to 90 to 19% NaOH and is presaged by one of the pairs of pressure cylinders forming the bottom of the immersion vessel with a linear pressure of about @
70 kg / cm.
There is thus obtained an alkalicellulose with a cellulose content of 33-34%, which can be worked in the usual way into cellulose xanthogenate.
Example 2b (old process). The same cellulose as in Example 2a is carried out in the same manner through 19% sodium lye at 30 ° C. and is pressed through the pair of crushing rolls. The cellulosic piece thus breaks up in the dipping liquor as well as during pressing, and the small pieces which have been removed through the pair of rollers have an extremely uneven cellulose content, partially only 10 - 25%, so that they are not suitable for further work.