Verfahren zur Herstellung einer spinnfähigen Lösung von Celluloseganthogenat. Die vorliegende Erfindung bezieht sieh auf ein Verfahren zur Herstellung einer spinnfähigen Lösung von Cellulosegantho- genat durch Mahlung von cellulosehaltigen Rohstoffen in Gegenwart von wässriger Müs- sigkeit als Dispersionsmittel und Lösen der Cellulose durch Behandeln mit Alkali und Schwefelkohlenstoff.
Erfindungsgemäss wird die Mahlung - unter weitgehender Auf rechterhaltung des Polymerisationsgrades bis zu einer Teilchengrösse von 1-10,u fort geführt.
Die erfindungsgemäss vorgesehene Zerteilung des Ausgangsmaterials ermöglicht es, den in der Technik bei der Viskose- herstellung üblichen Vorreife-Prozess, die so- genannte Alkalireife", ganz in Wegfall kommen zu lassen und die Nachreife, "Vis- kosereife", wenn schon - -unter Umständen - nicht ganz entbehrlich zu machen, so doch erheblich abzukürzen.
Man kann also bei einer Ausführungsform des Verfahrens bei ,der Alkalisierung bereits diejenige Cellulose- konzentration wählen, die es erlaubt, unmit telbar zu einer spinnfähigen Lösung zu kom men und die Einstellung der gewünschten Spinnkonzentration im weiteren Verlauf des Viskoseherstellungsverfahrens, z. B. während der .Sulfidierung, vorwegnehmen.
Ein. weiterer technischer Vorteil dieser erfindungsgemäss vorgesehenen Aufteilung des Ausgangsmaterials ist der, dass nicht nur durch den ganzen oder teilweisen Wegfall der Reifeprozesse das Verfahren abgekürzt wird, sondern auch durch die grössere Homo- dispersität der erhaltenen Viskose auch noch eine beträchtliche Verbesserung der Eigen schaften der technischen Enderzeugnisse, vor zugsweise der Kunstfäden oder -fasern, er reicht wird.
Erwähnt sei noch, dass man auch beim Verspinnen von Viskosen, die aus nach -dem neuen Verfahren vorbereiteten Aus gangs,stoffen hergestellt sind, beispielsweise Spinnbäder verwenden kann, welche weniger Säure und weniger Salze .aufweisen als dis in der Technik allgemein üblichen Müller- Bäder, und dass man weiterhin bei niedrigeren Temperaturen, auch solchen unter 20 , mit Vorteil arbeiten kann.
Die neue Arbeitsweise besteht somit darin, dass als Ausgangsstoff für die Herstellung einer Spinnlösung nicht Cellulose schlechthin verwendet wird, also keine Cellulose unbe stimmter Teilchengrösse, sondern eine auf eine Teilchengrösse von 1-10,u zerkleinerte, deren Polymerisationsgrad aufrechterhalten ist, das heisst also mit andern Worten, deren Poly- merisationsgrad durch den mechanischen Zer kleinerungsvorgang gegenüber dem Aus gangsstoff nicht wesentlich geändert ist. Wie man die Zerkleinerung an sich vornimmt, mit welchem Mittel, auf welchem Wege, ist gleichgültig.
Die bekannt gewordenen Verfahren ver wenden als Ausgangsstoff entweder grob zerkleinerten, mit Natronlauge getränkten, aufgeschlämmten oder zermahlenen Zellstoff, dessen Feinheitsgrad immer grösser als 10,u war. So ist es beispielsweise bekannt, von zerkleinertem Papier auszugehen, das auf die Faserlänge von Holzg-robschliff zerkleinert ist, also etwa bis zu einer Grössenordnung von 1-l0 mm, während erfindungsgemäss die Zerkleinerung um 3 Zehnerpotenzen, nämlich bis auf 1-10 ,u weitergetrieben wird.
Bei jenem älteren Verfahren hat man in einer ein zigen Vorrichtung gearbeitet, die aus einer rotierenden Trommel besteht, und die Mög lichkeit der Zu- und Ableitung von Gasen, der Wasserkühlung und endlich des allenfalls erforderlichen Arbeitens bei erhöhtem oder vermindertem Druck bietet. Es ist nicht er kannt worden, dass bei Weitertreibung der Zerkleinerung um 3 Zehnerpotenzen Stoffe erhalten werden, die der Vor- und/oder Nach reife entbehren können.
Es ist bekannt, den Mahlvorgang mit Holländern in golloidmühlen, in Kugelmüh len und dergleichen auszuführen; doch ergab dies immer Teilchen sehr verschiedener Grösse. Man hat bisher schliesslich nicht dar- auf geachtet, dass dir Molekülverband der Cellulose beim mechanischen Zerkleinern ebenfalls in Mitleidenschaft gezogen wird.
Erfindungsgemäss -wird das Zerkleinern so geleitet, dass d "er Molekülverband hierbei nicht wesentlich gestört -wird, da, es nur so möglich ist, zu Viskosen zu gelangen, die spinntech nisch unmittelbar verwendet werden können.
Bei den verschiedenen Ausgangsstoffen. wie Ramie, Baumwolle, Linters, Zellstoffe. Holz, hängen die Zerkleinerungsbedingungen vom Quellungsgrad ab. Der Augenblick, in dem der Mahlprozess einzusetzen hat, ist also gegeben durch den Quellungszustand des Stoffe. Es kann bei der Ramie oder bei der Baumwolle durch ganz andere Mittel (gege benenfalls Alkalikonzentrationen) erreicht. werden, als beispielsweise beim Holz.
Wenn aber der gleiche Zermahlungszustand erhalten worden ist, dann verhalten sich die Lösungen aus den verschiedenen Ausgangsstoffen völlig gleich. So können Ramie, Baumwolle oder Zellstoff, -wenn sie durch irgendwelche Vor richtungen auf eine Teilchengrösse von 1 bis 10 ,cs. zerteilt worden sind und praktisch den gleichen Polymerisationsgrad aufweisen, un ter denselben Bedingungen zu völlig gleichen Viskosen verarbeitet werden.
Im folgenden seien verschiedene Ausfüh rungsbeispiele angeführt: 1. Zellstoffbrei, der etwa 14ö trockenen Zellstoff enthält (Flottenverliältiii; etwa 1:7), -wird in einer Streekermühle oder einem ähnlich wirkenden Apparat etwa 4 bis 5 Stunden behandelt. Der Polvmerisations- grad, der ursprünglich 1000 betragen hat, hat sich hierbei nicht wesentlich geändert.
Anschliessend wird alkalisiert, indem so viel bonzentrierte Xtznatronlösun g zugeführt wird, dass die Konzentration an NaOH <B>1.)%</B> bei einem Flottenverhältnis von 1 :10 beträgt. Während der Alkalisierung läuft die Vor richtung als Mischaggregat weiter. Dauer l.0-20 Minuten. Anschliessend wird mit 30 bis 35, ö Schwefelkohlenstoff ebenfalls unter Rotation des Apparates sulfidiert. Dauer 50 Minuten.
Darauf -wird zur endgültigen Auflösung so viel verdünnte Lauge zugege- ben, dass eine Viskose mit einem Gehalt von 5 % Cellulose, 6 % Alkali und 35 % Schwe felkohlenstoff (bezogen auf Cellulose) ent steht.
2. Gleiche Mengen Zellstoff und Wasser wie Ansatz 1. Nach\ dem Mahlen wird aber zuerst 35 % Schwefelkohlenstoff zugegeben. Darauf wird 20 Minuten weiter gemahlen. Erst dann wird mit Alkali wie in Beispiel 1 versetzt und 50 Minuten sulfidiert. An schliessend erfolgt Lösung zu 5 % Cellulose und 6 % Alkali.
<B>3</B>. Es können andere Mengen Schwefel kohlenstoff und Alkali und andere Zeiten angewandt werden. Dabei können die Alkali konzentrationen von 10-18 % und die Schwefelkohlenstoffmengen zwischen 10 und <B>60%</B> (bezogen auf Cellulose) variieren. Die Aufeinanderfolge der Löseprozesse kann wie in Beispiel 1 oder 2 geschehen.
Process for the preparation of a spinnable solution of cellulose ganthogenate. The present invention relates to a process for the production of a spinnable solution of cellulose ganthogenate by grinding cellulose-containing raw materials in the presence of aqueous liquor as a dispersant and dissolving the cellulose by treating with alkali and carbon disulfide.
According to the invention, the grinding is continued - while largely maintaining the degree of polymerization up to a particle size of 1-10 u.
The division of the starting material provided according to the invention makes it possible to dispense with the pre-ripening process common in technology in the production of viscose, the so-called alkali ripening ", and post-ripening," viscose ripening ", if - - possibly - not entirely dispensable, but shortened considerably.
In one embodiment of the process, the alkalization already selects that cellulose concentration that allows a spinnable solution to be obtained immediately and the setting of the desired spinning concentration in the further course of the viscose production process, e.g. B. during the .Sulfidierung, anticipate.
One. Another technical advantage of this inventive division of the starting material is that not only is the process shortened by the total or partial elimination of the ripening processes, but also a considerable improvement in the properties of the technical end products due to the greater homodispersity of the viscose obtained , preferably before the synthetic threads or fibers, it is enough.
It should also be mentioned that when spinning viscose made from starting materials prepared according to the new process, for example, spinning baths can be used which have less acid and fewer salts than the Müller baths generally used in technology , and that you can continue to work with advantage at lower temperatures, including those below 20.
The new way of working is that cellulose is not simply used as the starting material for the production of a spinning solution, i.e. no cellulose of undefined particle size, but one which has been comminuted to a particle size of 1-10, u, the degree of polymerization of which is maintained, i.e. with In other words, the degree of polymerisation of which is not significantly changed by the mechanical shredding process compared to the starting material. How one undertakes the comminution, by what means, by what route, is irrelevant.
The methods that have become known ver use as the starting material either coarsely crushed, soaked with sodium hydroxide solution, slurried or ground pulp, the degree of fineness was always greater than 10, u. For example, it is known to start from shredded paper that has been shredded to the fiber length of wood grind, i.e. up to about 1 to 10 mm, while according to the invention the shredding is by 3 powers of ten, namely down to 1-10, and the like is driven on.
In that older method one has worked in a single device, which consists of a rotating drum, and offers the possibility of supply and discharge of gases, water cooling and, finally, any necessary work at increased or reduced pressure. It has not been recognized that if the comminution is carried out further by 3 powers of ten, substances are obtained which can be deprived of pre- and / or post-ripeness.
It is known to carry out the grinding process with Dutch in golloidmühlen, len in Kugelmüh and the like; but this always resulted in particles of very different sizes. After all, up to now no one has paid attention to the fact that the molecular structure of the cellulose is also affected during mechanical comminution.
According to the invention, the comminution is conducted in such a way that the molecular structure is not significantly disturbed, since this is the only way to obtain viscose that can be used directly in spinning technology.
With the various raw materials. such as ramie, cotton, linters, cellulose. Wood, the shredding conditions depend on the degree of swelling. The moment in which the grinding process has to start is given by the state of swelling of the substance. In the case of ramie or cotton, it can be achieved by completely different means (alkali concentrations if necessary). than with wood, for example.
But if the same grinding state has been obtained, then the solutions made from the different starting materials behave in exactly the same way. Ramie, cotton or cellulose can be used, if they are reduced to a particle size of 1 to 10, cs. have been divided and have practically the same degree of polymerization, under the same conditions are processed into completely identical viscose.
Various examples are given below: 1. Pulp containing about 140 dry cellulose (liquor loss; about 1: 7), -is treated in a Streekermühle or a similar apparatus for about 4 to 5 hours. The degree of polymerisation, which was originally 1000, has not changed significantly.
It is then made alkaline by adding so much bon-centered sodium hydroxide solution that the concentration of NaOH is <B> 1.)% </B> at a liquor ratio of 1:10. During the alkalization, the device continues to run as a mixing unit. Duration 1-20 minutes. It is then sulfided with 30 to 35.0 carbon disulfide, also with rotation of the apparatus. Duration 50 minutes.
For the final dissolution, enough diluted lye is then added that a viscose with a content of 5% cellulose, 6% alkali and 35% carbon sulphide (based on cellulose) is produced.
2. Same amounts of pulp and water as batch 1. After grinding, however, 35% carbon disulfide is added first. Milling is continued for 20 minutes. Only then is alkali added as in Example 1 and sulfided for 50 minutes. This is followed by a solution of 5% cellulose and 6% alkali.
<B> 3 </B>. Other amounts of carbon disulfide and alkali and other times may be used. The alkali concentrations can vary from 10-18% and the amounts of carbon disulfide between 10 and <B> 60% </B> (based on cellulose). The sequence of the dissolving processes can take place as in example 1 or 2.