CS205368B1 - Manufacturing process of viscose - Google Patents

Description

ČESKOSLOVENSKÁSOCIALISTICKÁREPUBLIKA( 19 )

POPIS VYNÁLEZU 205 368 (Π) (Bl)

K AUTORSKÉMU OSVEDČENIU

(61) : ' T (23) Výstavná priorita (22) Přihlášené 20 02 78 (21) PV 1001-78 (51) IntCt” C 08 B 1/08C 08 B 9/00

ÚŘAD PRO VYNÁLEZY

A OBJEVY (40) Zverejnehé 29 08 80(45)Vydané 01 08 83

Antor vynálezu KOUESÁR JOZEF Ing. , BOHARtÍK MARTIN, POPRAD a

HUDÍK MILAN Ing., SVIT (54) Spdsob výroby viskózy' · 1

Predmetom tohoto vynálezu je spdsob přípravy vlskózy so zníženým obsahom sírnych zlúče-nín, δίπι sa dosiahne podstatného zhiženia množstva exhalátov, obsahujúcich síru v priebehuspraoovania viskózy na vlákna, fólie, lýku podobné vlákna a pásky ako aj iné výrobky.

Je známe, že pri sulfidadnom procese vlaže sa znadná dast* použitého sirouhlíka s hor-nými allcáliami alkalicelulózy na rdzňe símě zlújdeniny, ktoré sa v priebehu’ koaguláciea regeneráoie celulózy uvoPnujú vo formě škodlivých sírnych exhalátov.

Klaaioký spdsob přípravy viskózy je všeobecne známy.

PodTa Dr. H. Sihtoíu a B. Nizovského, tzv. procesu SI-NI, sa navrhuje nový spdsob príp-ravy viskózy, a to pomocou viacstupňovej alkalizáoie, pridom posledná alkalizácia sa prevá-dza tesnepred sulfid&ciou, po predchádzajúoom rozvláknení a predzretí alkalicelulózy. Dru-há alkalizácia sa prevádza 9 až 1Γ hmot. #-ným lúhom sodným, čínsa dosiahne zníženia obsa-hu hydroxidu sodného v alkalicelulózc z póvodných 15,5 až 16,0 hmot. % na 11,6 až 12,3 hmot.

Podobné sa zníži aj obsah nízkoiňolekulámých podielov, vyjádřený díslom rozpustnosti-NS /number solubility/ zo 4,9 až 5,8 hmot.# na 2,4 až 3,2 hmot.#, ktoré bolo stanovenéobdobné ako sa stanovuje lúhová rozpustnost' v 10 #-nom roztoku NaOH. 205 368 2 205 368

Alkalioelulóza pódia SI-NI procesu umožňuje znižlť množstvo použitého sirouhlíka přisulfidáoii alkaliceiulózy o 30 až 40 hmot. ¢, a to v ddsledku toho, že připravená alkali-oelulóza po druhota stupni alkalizácie má nižší obsah NaOH až o 25 hmot.% a podobné je zni—zený aj obsah nizkomolekulárnyoh podielov. Nlzkomolekulárne podiely. sá podstatné reaktlv-nejšie ako ostatná alkalioelulóza a v ddsledku toho tieto podiely viažu vfižSSie peroentosirouhlíka pri sulfidáoii. Sulfidadný proces sa preto musí viesť pri vyšších teplotách avyžaduje si kratšiu dobu reakcie.

Viskózu s nižálm obsahom NaOH je možné připravit* aj pri jednostupňovej alkalizáoii,avšak táto možnost* je vzájemné spátá s obsahom použitého množstva sirouhlíka. tím nižšíje obsah NaOII v alkalioelulóze, tým vyššie musí byt’ množstvo použitého sirouhlíka pre pří-pravu xantogenátú aby sa dosiahli požadované vlastnosti viskózy a bola dobrá filtrovatel’- » · nosť viskózy.

Podstatou SI-NI prooesu je teda dvojstupňová alkalizáoia bunťiSiny·, pridom. dhuhý stu- .peň s použitím nižšej konoentrácie lúhu sa prevádza v kaši alkaliceiulózy, která sa získározvláknenlm a následným predzretlm produktu z prvého stupna alkalizáoie.

Podl’a ‘tohoto vynálezu spdsob prlpravy viskózy dvojstupňovou alkalizáoioU spodíva vtom, že alkalioelulóza po prvej alkalizáoii buni&iny vo formě listov sa priamo alkalizujev druhom stupni za použitia vodného roztoku hydroxidu sodného-lúhu o konoentráoii 90 až120 g/liter bez predohádzajúoeho rozvlákňovania a predzrieVania alebo inej manipuláoie.Alkalioelulóza sa odlisováva, rozvlákňuje a predzrieva až po druhom stupni*alkalizáoiea predzretá sa sulfiduje só znlženým množstvem sirouhlíka a nakonieo rozpúšťa ha viskózu. Výhodou navrhovaného spdsobu prlpravy viskózy je to, že jé možné použit* klasiokéhozariádenia, tj. namášaoloh lisov aj v druhom stupni alkalizáoie a hie je potřebné manipu-lovat* s násadou v namádacom lise. Pri ňalšom spraoováni álkalioelulózy sa použlvajú nižšiemnožstvá sirouhlíka a v ddsledku toho pri spraoovani viskózy vzniká úměrné nižšie množstvoexhalátov.

Ak sa použije spdsobu podl*a vynálezu u kontinuitného alkallzadného zariadenia, napři-klad typu SUNDS, ddjde k zjednodušeniu postupu, pretože odlisovaná alkalioelulóza po prvsjalkalizáoii bez rozvláknenia sa podrobí ňalšej alkalizáoii v druhom stupni a potom po odlisováni sa sulfiduje.

Prvá alkalizáoia sa prevádza v namádacich lisooh běžným klasickým spdsobom, tj. s použitím lúhu o konoentráoii 210 až 240 g/1 NaOH pri teploto 18 až 22 °C po'dobu 45 až 60 mi-nut. Připravená alkalioelulóza sa odlisuje a po opUtovnom rozděleni listov v lise sa pre-vedie druhá alkalizáoia a namádacim lúhom o konoentráoii 90 až 120 g/1 NaOH pri teploto18 až 22 °C po dobu 15 až 45 minút. Po odlisováni a rozvlákneni nechá sa alkalioelulóza 2 0 5 3 β 8 predzrievať běžným spfisobom a odbúraná alkalicelulóza na požadovaný priememý polymerizač-ný stupeň -PPS sa sulfiduje s podstatné nižším obsahom sírouhlíka při vyšších teplotácha za poměrně kratšiu reakdnú dobu.

Pri sulfidácii sa používá potom 17 až 40 hmot.$ sírouhlíka ná hmotu alfa-celulózypri teplotách 25 až 50 °C. Sulfidácia trvá do 90 minut, do je velmi výhodné najma prikontinuitných postupoch sulfidácie.

Ako už bolo spomenuté na základe spomínaných postupov, zníženie použitého množstvasírouhlíka je podmienené nižším obsahom NaOH v alkalicelulóze po druhom stupni alhalizáciepo príslušnom predzretí alkalicelulózy. Výsledky skášok však ukázali, že ni zkomol ekuláme podřely alkalicelulózy sa podieTajúiba nevýznamné na znížení obsahu sírorhlíka, ako aj na skrátení priebehu sulfidácie. Tátoskutodnosť potvrdzujú aj analytická hodnoty alkalicelulózy vyjádřené obsahom hemicelulóz,resp. díslom NS 2,4 až 3,2 hmot.%, tak alkalicelulóza po dvojnásobnom alkalizovani a popríslušnom predzretí má NS 3,2 až 3,8 hmot.^, zatial’ do alkalicelulóza po dvojnásobnou)alkalizovani avšak bez predzrievanía má NS 1,6 až 2,4 hmot./í.

Takto připravená alkalicelulóza sa sulfiduje množstvom sírouhlíka zodpovedajúcim 18až 27 hmot.^-ám na alfa-celulózu pri 30 až 45 °C po dobu 30 až 120 minút. V nasledujúcich dastiach je uvedených niekolko příkladov, kde bol použitý postuppodlá tohoto vynálezu. Příklad 1

Vzorky sulfitovej smrekovej bunidiny V-l a V-2 vo tvare listov rozměru 20 x ló em, s obsa-hom 92 h«ot.$ alfa-celulózy boli pri teploto 20 °C alkalizováné namáčecím lútaa-O koncen-tráoii 230 g NaOH na liter pó dobu 60 minút a potom odlisované. - Vzorka V-l po alkalizácii bola v listoch v uzavrOjtějkrabici predzrievaná pri teplotě32 °C po dobu 25 hodin. Po predzretí alkalicelulóza bola v druhom stupni alkajizovaná lú-hom o konoontráoii 110 g NaOH na liter pri teplotě 20 °C po dobu 30 minút. Po odlisovanía rozvláknení alkalicelulóza mala tieto hodnoty: obsah alfa-celulózy 33,5 hmot.%

Na OH 12,1 hmot.56 - Vzorka V-2 bola spraoovaná zhodne ako vzorka V-l, avšak bezprostredne po prvej alkali-záoii následovala ihneó. druhá alkalizácia za rovnakých podmienok. Alkalioelulóza sa rozvlák nila a predzrela, dim sa- dosiahli nasledujúce hodnoty: * 4 20S 388

alfa-celulózaKa OK 34,2 lunot.^ó12,01. hmot.#.

Po predzreti obe vzorky bolí sulfidované za použitia 22 hmot.^ sírouhlíka - počítanéna alfa-celulózu - pri 30 °C po dobu 90 minút. Připravené vzorky viekózy mail tietohodnoty:

Vzorka číslo alkalicelulózačíslo rozpustnostipřed po rozvlákneni viskóza viskozita v sek. gama hodnota filtračný faktor KW V-l 2,77 76 49 126 V-2 1,97 3,49 91 44 237 Příklad 2

Vzorka sulfitovej buničiny V-l až V-6 s obsahom 92 hmot.$ alfa-oelulózy boli pri 20 °Cpo dobu 60 minút alkalizované v namáčaoom luhu o konoentráoii NaOH 280 g/liter. - Vzorky V-l až V-4 po odlisovaní boli predzrievané vo formě listov pri teploto 30 °C podobu 25 hodin. Potom v druhom stupni boli alkalizované pri nasledujúcioh konoentréciáohNa OH: V-l 90 e/1 V-2 100 g/l V-3 lio e/1 V-4 120 g/l - Vzorka V-5 a V-6 bola bezprostředná po prvej alkalizáoii alkalizované v druhom stupnizhodne s príkladom č.l. - Vzorky V-l a V-2 boli sulfidované za použitia 22 hmot.^ sírouhlíka pri teploto 30 °Cpo dobu 60 minút. Vzorka V-5 a V-6 boli sulfidované za týoh istýoh podmienok ale po dobu90 minút. Připravené viskózy z týchto vzoriek mail 8,05 hmot.% alfa—oelulózy a 6,47 hmot.%Na OH a tieto SalSie hodnoty:

Vzorka číslo alkalioelulózapo predzretiNaOH v hmot.% NS visviskozitav sek. k ó sira hmot.?J z a gama hodnota KW V-l 11,2 2,68 89 1,5 37 960 V-2 11,5 2,82 95 1,52 4l 470 V-3 11,8 2,90 79 1,55 42 195 V-4 12,4 3,11 71 1,57 46 189 V-5 11,9 3,50 99 1,49 44 190 V-6 12,0 3,70 91 1,51 42 192 5 , 203368 Přiklad 3

Vzorky sulfitovej smrekovej buniéiny V-l až V-4 ako v příklade ¢.1. boli alkallzované pod-lá příkladu ¢.1. Vzorky V-l a V-2 boli predzrievané vo formě listov, kým vzorky V-3 a V-4bolí predzrievané vo vlo¢ke po predchádzajúcej druhéj alkalizácii. Priebeh druhéj alkali-zácie bol zhodný ako v příklade ¢.1. Vzorka V-l a V-2 sa sulfldovala po dobu 45 minut avzorka V-3 a V-4 po dobu 90 mlnút. Ostatně podmlenky přípravy boli zhodné. Získaná viskó-za mala obsah alfa-celulózy 8,10 hmot.^ a NaOH 6,37 bmot.$. Z takt*o připravených viskózsa připravili vlákna běžným zvláknením a mali titer 133 dtex.

Alkalicelulóza mala tieto hodnoty:

Vzorka éíslo alkalicelulózapo predzretíNaOH v hmot./ó NS v i sviskozitav sek. k ó síra hmot.^ z a gama hodnota KW V-l 11,87 2,76 65 1,47 38 130 V-2 11,93 2,93 71 1,50 40 125 v-3 12,01 3,50 87 1,49 43 170 V-4 ii,97 3,40 80 1,50 45 160

Vlákna připravené z týchto viskóz mali tieto parametre: Vzorka éislo titerv dtex Fpk v cN/dtex fpmv $ Fpm v cN/dtex CPm v V-l 134,2 1,82 17,7 0,70 22,0 V-2 133,7 1,87 17,2 0,74 21,0 V-3 135,1 1,80 15,8 o,69 20,7 v-4 135,3 1,72 16,7 0,66 21,2

Fpk je pevnost’ klimatizovaného vláknaFpm je pevnost’ mokrého vlákna£pk je ťažnosť klimatizovaného vláknaCpm je ťažnosť mokrého vlákna Příklad 4

Vzorka V-l zo sulfitovej smrekovej buniéiny a vzorka V-2 z buksulfátovej buniéiny vo for-mě listov sa alkalizovala postupom podl’a příkladu ¢.1. Obe vzorky po prvej alkalizáciiboli ihnecí alkallzované po druhý raz a po odlisovaní boli predzrievané podobu 25 hodinpri 32 °C. Získaná alkalicelulóza mala nasledujúce hodnoty: ' V-l alfa-celulóza 34,5 hmot.?», NaOH 12,0 hmot.% V-2 alfa-celulóza 35,0 hmot.$, NaOH 12,1 hmot.$. 6 20S 368

Vzorky sulfidovali aa množstvom 22 hmot.fó sírouhlíka, počítané na obsah alfa-celulózy.

Doba sulfidácie v obooh prípadoch bola 90 minút a teplota 32 °C. Viskóza klasického zloženiabola ohodnotená a zvláknená ako v predohádzajúcom přiklade. ,Ziskali sa tieto hodnoty 'vis-kózy a vláken:

Vzorka číslo alkalioelulózapo rozvl&kneníNaOH v hmot.0/ NS visviskozita▼ sek. k ó síra hraot.^ z a gama hodnota KW V-l 12,0 3,5 99 1,51 43,5 170 V-2 12,1 2,7 63 1,50 37,7 375 Hodnoty získaná u vláken: Vzorka titer dtex ffck oN/dtex Cpk % Bpm cN/dtex Cpm % V-l 135,2 1,81 17,2 0,69 21,3 V-2 136,7 1,73 15,1 0,66 17,2 Příklad 5

Vzorky V-l až V-8 zo sulfitovej smrekovej buničlny vo formě listov ako v predoSlých príkla-dooh sa alkalizovali dva rázy za sebou za zhodnýoh podmienok ako v příklade č.3. Pri sul-fidáoii alkalioelulózy sa použilo od 29 do 21 hmot.% sírouhllka. Sulfidáoia prebiehalapo dobu 90 minút pri teplota 30 °C. Z připraveného xantogenátu sa připravila viskózao rdznom zloženi - obsahu NaOH vo viskóze, ale konštantnom obsahu alfa-oelulózy 8,10 hmot.^ó. U viskózy sa dosiahli tieto hodnoty:

Vzorka číslo spotřeba CS„ nasuífidáoiuv hmot.% vis sira hmot.$ k ó NaOH hmot.% z a . KW počet nerozpustnýchvlákenok vo viskózev M/ml V-l 29 1,86 6,47 132 2-6 V-2 21 1,48 6,48 216 5-8 v-3 29 1,76 6,03 158 3-7 v-4 21 1,42 6,00 314 9-12 V-5 29 1,72 5,47 262 4-18 V-6 21 l,4l 5,51 434 9-15 V-7 29 1,76 4,97 306 9-13 V-8 21 i,4l 5,05 637 12-16 Příklad 6 V poloprevádzkovom meradle boli připravené overovaoie položky viskózy za použitia smroko-vej sulfitovej buničiny vo formě listov 30 x 40 om s obsahem 92 hmot.$ alfa-celulózyalkalizované boli vo dvooh stupňooh v klasiokýoh namáčaoíoh lisoch. Priebéh prvej alkali-

Claims (1)

1. >zácie bol klasický, zhodný s príkladom 8*1. Takto připravená alkalioelulóza sa podrobilaalkalizácii v druhem stupni za podmienok v přiklade 8.1. Pri sulfidáoii sa použilo 22 hmot.5o CSg-prepoSítané na obsah alfa-celulózy. Sulfidovalo sa pri teplote 30 °C po dobu v roz-sahu od 45 do 105 minút. Z takto připraveného xantogenátu celulózy.sa připravila viskózaa podrobila filtraóným skúákam na kalolisovom zariadení pri bežne používanom obložení,a,to 2x flanel, lx molino, lx batist. Viskózy mali tieto hodnoty: Vzorka číslo doba sulfidáoie síra gama M e/h KE F číslokg/tn M/mi v minút a oh v hmot.% V-l 105 1,44 39,8 150 230 83,1 17-21 V—2 90 1,42 40,6 261 121 144,7 7-9 V-3 75 i,4o 37,5 172 144 140,0 10-13 V-4 60 1,36 36,8 143 312 80,1 18-24 V-5 45 1,30 34,7 114 463 52,3 22-30 M v g/hodinu je prietočné množstvo viskózy K Číslo je filtračná skúSka na frite v kg/m2 M/ml je podet nerozpuštěných vlákenok v ml. viskózy Filtrovateltaosť viskózy oez kalolis v uvedenom obložení pri tlaku 0,6 MPa a množstve vis—kózy pripravenej zo 6 ke buničiný bola vo vSetkýeh prípadooh pod 30 minút. PREDMET VYNÁLEZŮ Spdsob výroby viskózy dvojstupňovou alkalizáciou buj_ičiny, za ktoreu následuje predzrie-vanie alkalicelulózy, sulfidácdLa a rozpúšťanie připraveného xantogenátu, Vyznačujúoi sa„tým, že na alkalioelulózu vo formě lis^pv v druhom stupni Sa pdsobí vodným roztokom hydro-xidu sodného o koncentrácii ýO až 190 g/liter.