DD158904A1

DD158904A1 - METHOD FOR THE PRODUCTION OF VISCOSE WITH GOOD FILTRATION FROM BAGASSEZELLSTOFF

Info

Publication number: DD158904A1
Application number: DD23006281A
Authority: DD
Inventors: Betancourt Oscar Quintela; Dieter Paul; Socarras Edilberto Ramirez; Roland Bayer; Hermann Lang
Original assignee: Betancourt Oscar Quintela; Dieter Paul; Socarras Edilberto Ramirez; Roland Bayer; Hermann Lang
Priority date: 1980-05-22
Filing date: 1981-05-19
Publication date: 1983-02-09

Abstract

Das Verfahren zur Herstellung von Viskose mit guter Filtrierbarkeit aus Bagassezellstoff besteht darin, dass die zerkleinerte Alkalicellulose mit einer Loesung von Polyethylenglykol eines Molekulargewichtes < 2500 und einer Menge von < 5 Masse-% - bezogen auf Cellulose - behandelt wird. Diese Viskose eignet sich zur Herstellung textiler Fasern, Faeden und Folien.The method for producing viscose with good filterability from bagasse pulp is that the comminuted alkali cellulose is treated with a solution of polyethylene glycol of molecular weight <2500 and an amount of <5% by weight, based on cellulose. This viscose is suitable for the production of textile fibers, threads and films.

Description

Oscar Quintela BetancourtOscar Quintela Betancourt

Dr, Dieter PaulDr, Dieter Paul

Sdilberto Ramirez SocarrasSdilberto Ramirez Socarras

Dr. Roland Bayer -A- *\ *** Dr. Roland Bayer -A- * \ ***

Dr ♦ Hermann lang . 4 JDr ♦ Hermann long. 4 y

Titel der Erfindung . Title of the invention .

Verfahren zur Herstellung von Viskose mit guter Filtrierbarke it aus BagassezellstoffProcess for producing viscose with good filterability from bagasse pulp

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Diese Erfindung betrifft die Herstellung von Cellulosexanthogenat und dessen alkalische Lösung - die Viskose - speziell mit Zellstoff von Einjahrespflanzen. Die so hergestellte Viskose ist geeignet für die Fabrikation von Textilfaser^, Folien und anderen Formkörpem. 'This invention relates to the production of cellulose xanthate and its alkaline solution - the viscose - especially with pulp of annual plants. The viscose produced in this way is suitable for the manufacture of textile fibers, films and other shaped articles. '

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Charakterist ik bekan the nth t echnical solutions

Traditionell v/erden Fasern und Filme aus Regeneratcellulose über den Viskoseprozeß aus Holzsellstoff hergestellt, D_er dazu notwendige technologische Prozeß besteht aus folgenden Schritten: Alkalisierung des Zellstoffs mit Natronlauge, Zanthogenierung der Alkalicellulose mit Schwefelkohlenstoff, Auflösen des .Xanthogenats in Natronlauge zu Viskose und Filtration derselben· Anschließend werden aus der Viskose in sauren Fällbädern Fasern und andere Produkte hergestellteTraditionally, v / ground fibers and films of regenerated cellulose over the viscose wooden Sell fabric manufactured, D _e r to necessary technological process consists of the following steps: alkalization of the pulp with sodium hydroxide solution, Zanthogenierung the alkali cellulose with carbon disulfide, dissolving the .Xanthogenats in sodium hydroxide solution viscose and filtration Next, fibers and other products are produced from the viscose in acidic precipitation baths

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Ii¹Ur Viskose aus Holzzellstoff hat man zum Zwecke der Verbesserung der Filtrierbarkeit verschiedene Varianten vorgeschlagen wie z, B. den Zusatz von Tallöl oder von Derivaten des Ethylenoxids, Mischung unterschiedlicher Viskosen usw. (US-PS 2 931 734, US-PS 3 758 458, BD-PS 206 217). Die zugegebenen Hilfsmittel haben im.allgemeinen die Aufgabe, die Viskoseeigenschaften wie z. B₀ die Filtrierbarkeit, die Transparenz, den Durchlauf durch die Lagerbehälter und die Eigenschaften der erhaltenen. Fasern zu verbessern, normalerweise sind diese Substanzen Tenside, und es · ist möglich, drei unterschiedliche Typen wie nichtionische, kationisch aktive und anionisch aktive Substanzen zu benutzen. Hichtionische Substanzen haben den Vorteil der Mischbarkeit mit geladenen Substanzen, ohne die ladung des Sir stems zu beeinflussen.Ii ¹ Ur viscose from wood pulp has the purpose of improving the filterability proposed various variants such, for example, the addition of tall oil or of derivatives of ethylene oxide, mixture of different viscose, etc. (US-PS 2,931,734, US-PS 3 758 458, BD-PS 206 217). The added auxiliaries have im.generally the task viscous properties such. B ₀ the filterability, the transparency, the passage through the storage containers and the properties of the obtained. Typically, these substances are surfactants, and it is possible to use three different types, such as nonionic, cationic active and anionic active substances. Hichtionic substances have the advantage of miscibility with charged substances without affecting the charge of the Sir stems .

Es sind viele Verfahren zum Holzaufschluß für die Zells toffee rs te llung bekannt (K. Götze: Chemiefasern nach dem Viskoseverfahren, 3. Auflage 1967, Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, ITew York).There are many methods for wood pulping for the Cell toffee rs te llung known (K. Götze: man-made fibers by the viscose process, 3rd edition 1967, Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, ITew York).

Der Holzmangel in der '.Veit zwang als Eonsequenz andere Cellulosequellen wie Ein.jahrespflanzen zu suchen_β Zum Beispiel wurde der Aufschluß von Hanf mit natriumsulfat bei Temperaturen oberhalb 413 X (GB-PS 841 382) oder von Baumwollinters mit natronlauge zur Herstellung von Zellstoff mit hohem o6-Cell^losegehalt (M. Omar, M.A. El-Tara boulsi, Tappi 43 (1960) Ur. 7, 260A-280A), angewendet» Auch für die Zuckerrohrbagasse ist ein Aufschluß notwendig, um einen Zellstoff mit genügend hohem Cellulosegehalt für die Produktion ve Fasern oder Folien aus Regeneratcellulose zu erhalten. Für Bagasse werden einige Aufschlußkochungen zur Gewinnen von Qualitätszellstoff vorgeschlagen, so z. 3. Aufschluß inileutralsulfitlosung mit Aluminium- und Magnesiumbisulfit.nach. Vorhydrolyse mit 0,09 ^iger Schwefelsäure (US-PS 2.731 345), Kochung mit Lauge und Eatriumsulfid (JP-PS 2 351 (1956)) oder mit Salpetersäure (SS-PS 213 734). Nach diesen Verfahren erhält man zweifelsohne einen guten Papierzellstoff, aber durch seinen Gehalt an Pentosanen, Asche und Ligninder-ivaten ist er wenig tauglich für die Viskoseherstellung.The lack of wood in the '.Veit forced as Eonsequenz _β to seek other sources of cellulose such as Ein.jahrespflanzen For example, the decomposition of hemp with sodium sulfate at temperatures above 413 X (GB-PS 841 382) or from cotton linters with sodium hydroxide solution for producing pulp with high o6 cellulose content (M. Omar, MA El-Tara boulsi, Tappi 43 (1960) Ur. 7, 260A-280A), applied "Also for the sugar cane bagasse a digestion is necessary to a pulp with sufficiently high cellulose content for to obtain the production of fibers or films of regenerated cellulose. For bagasse some digestive cooking for the recovery of quality pulp are proposed, such. 3. Disintegration inilutralsulfitlosung with aluminum and Magnesiumbisulfit.nach. Prehydrolysis with 0.09% strength sulfuric acid (US Pat. No. 2,731,345), boiling with brine and sodium sulfide (Japanese Pat. No. 2,351 (1956)) or with nitric acid (German Pat. No. 213,734). Without doubt, these papers give a good pulp but, due to their content of pentosans, ashes and lignin derivatives, they are not very suitable for the production of viscose.

Pur die Verbesserung der Eigenschaften von Zellstoffen aus linoahrespflanzen - darunter aus Bagasse - hat man vorgeschlagen, die Bagasse vor der Entmarkung und Kochung mit verdünnter Lauge zu behandeln (DD-PS 2Ö4 814), außerdem wurde die Mischung verschiedener Zellstoffe verwendet (P.P. Jadon, Indian Pulp and Paper 27, '1972, ITr. 314). Vergleichende U_ntersuchungen zwischen Bagasse und Holz in Australien bestätigen, daß nach dem Aufschluß mit Natronlauge nur Holz einen für den Viskoseprozeß tauglichen Zellstoff ergibt (JeUT.: Bull Imp.. Inst. 27, 1929, 1-9), Durch einen Aufschluß mit Natronlauge und Natriumsulfid erhält man einen Zellstoff aus Bagasse.mit guten Eigenschaften für den Viskoseprozeß (V. .Lo'puja," C. Triana: Cuba Azucar Enero/Marzo 1970, 31-39 und S.R.D..Gruha, M.M. Sing, V.B. Sabena: Indian Pulp and Paper 17, 1960). Aus diesem Bagassezellstofftyp wurden Viskosen nach dem.Standardprozeß hergestellt und es haben sich Schwierigkeiten bei der Filtrier- . barkeit gezeigt (L. Fuantes Aguilar:.lug. Quim. Mexico.1964, 10-15; G-.J. Sleijhan: "Silk Rayon Ind. India 4, Hr. 7, 1961, 14-15; S. El Shortano: Egypt J. Chern. 17, Hr. 3, 1974, 255-265 und G. Aguilar u. Mitarb.: Revista ICIDCA 7 (3) 42-49 (1973) undVZ (1) 18-32 (1978). Von G. Aguilar wurde aus.Bagasse-Zellstoff Viskose mit einem Filterwert von Kr = 3100 erreicht. Wie zu sehen ist, sind diese durchgeführten Arbeiten auf die Lösung des Problems der Filtrierbarkeit der Viskosen aus Zuckerrohrbagasse gerichtet, trotzdem hat man bis jetzt das Problem.nicht lösen können.Purely to improve the properties of cellulosic pulps, including bagasse, it has been proposed to treat the bagasse with dilute caustic solution prior to demarcation and boiling (DD-PS 2 841 814), and the mixture of various pulps was also used (PP Jadon, Indian Pulp and Paper 27, 1972, ITr 314). Comparative U confirm _n investigations between bagasse and wood in Australia that after digestion with sodium hydroxide solution only a timber suitable for the viscose pulp yields (JeUT .: Bull Imp .. Inst. 27, 1929, 1-9), by digestion with Caustic soda and sodium sulfide are obtained from bagasse pulp with good properties for the viscose process (V.Lo'puja, C. Triana: Cuba Azucar Enero / Marzo 1970, 31-39 and SRD.Gruha, MM Sing, VB Sabena: Indian Pulp and Paper 17, 1960). From this type of bagasse pulp, viscoses have been made by the standard process and difficulties in filterability have been demonstrated (L. Fuantes Aguilar: .Lug. Quim. Mexico. 1964, 10-15; G-J Sleijhan: "Silk Rayon Ind. India 4, 7, 1961, 14-15, S. El Shortano: Egypt J. Chern 17, Mr. 3, 1974, 255-265 and G. Aguilar and co-workers: Revista ICIDCA 7 (3) 42-49 (1973) and VZ (1) 18-32 (1978). G. Aguilar was prepared from .Bagasse pulp viscose with a filter value of Kr = Reached 3100. As can be seen, these work carried out are directed to the solution of the problem of filterability of the viscoses from sugar cane bagasse, but so far you have not been able to solve the problem.

Ziel der Erfindung Aim of the invention

Ziel der Erfindung ist es, eine Viskose aus Be.gassezellstoff zu erzeugen, die in ihrer Qualität geeignet ist, für die Erzeugung textiler Fäden bzw, Fasern verwendet zu werden.The aim of the invention is to produce a viscose made of Be.gassezellstoff, which is suitable in their quality, for the production of textile threads or fibers to be used.

230062230062

Explanation of the essence of the invention

- Aufgabenstellung- Task

Aufgabe der Erfindung ist, die Filtrierbarkeit der Viskose aus Bagassezellstoff zu verbessern«The object of the invention is to improve the filterability of viscose from bagasse pulp «

- Merkmale der ErfindungFeatures of the invention

Es wurde gefunden, daß die Filtrierbarkeit der Viskose aus, Bagassezellstoff sich deutlich verbessert, wenn die Alkalicellulose während des Zerfaserns mit einer Losung von PoIyethylenglykol von einem Molekulargewicht unter 2500 in Mengen bis zu 5-Massel auf eingesetzte Cellulose bezogen, behandelt wird· Man erreicht auch gute Ergebnisse, wenn die Behandlung mit Polyethylenglykol nicht vor sondern nach der Vorreife der Alkalicellulose vorgenommen wird. Die behandelte vorgereifte Alkalicellulose wird mit Schwefel kohlenstoff bis zu 50 % - auf eingesetzte Cellulose bezogen xanthogeniert bei einer Temperatur unter 305 K und einer Reaktionszeit bis zu 3 Stunden. Das Celluloser-canthogenat wird bei einer (Temperatur unterhalb von 298 K in Natronlauge bis zu 4 Stunden gelöst und ergibt eine Viskose mit einem Cellulosegehalt zwischen 4 und 12 % und einen Alkaligehalt awisch 3 und 8 %₀ It has been found that the filterability of the viscose from bagasse pulp improves markedly when the alkali cellulose, during pulping, is treated with a solution of polyethylene glycol of a molecular weight below 2500 in amounts up to 5 mass of cellulose used good results if the treatment with polyethylene glycol is not made before but after the pre-maturity of the alkali cellulose. The treated alkali cellulose is pre-treated with sulfur carbon up to 50 % - based on cellulose used xanthogeniert at a temperature below 305 K and a reaction time up to 3 hours. The Celluloser-canthogenat is dissolved at a (temperature below 298 K in sodium hydroxide solution up to 4 hours and results in a viscose having a cellulose content 4-12% and an alkali content awisch 3 and 8% ₀

. Statt „mit Polyethylenglykol ist auch eine Behandlung der Alkalicellulose mit einer Mischung von diesem und einigen Derivaten wie z, B. Alkylamino-polyethylenglykol möglich, , Instead of "with polyethylene glycol is also a treatment of the alkali cellulose with a mixture of this and some derivatives such as z, B. alkylamino-polyethylene glycol possible,

embodiments

1 * Der Vorhydrolyse-Suifat-Bagasse-Zellstoff wurde mit 17 /oiger Natronlauge bei einer Temperatur von 293 K und einem Verhältnis Cellulosegewicht : L_augevolumen von . 1 : 30 alkalisiert. Die zerkleinerte Alkalicellulose wurde mit 0,5 % (auf eingesetztes Cellulosegewicht bezogen) eines Polyethylengiykols in Lösung, dessen Molekulargewicht unter 2500 lag, behandelt»1 * The prehydrolysis Suifat bagasse pulp was treated with 17 / cent sodium hydroxide solution at a temperature of 293 K and a ratio of weight of cellulose: L _a of ugevolumen. 1: 30 alkalized. The comminuted alkali cellulose was treated with 0.5% (based on the weight of cellulose used) of a Polyethylengiykols in solution whose molecular weight was less than 2500 treated »

Die Alkalicellulose wurde 43 Stunden bei 293 K vorgereift, um den Polymerisationsgrad der Cellulose auf ungefähr 400 zu verringern. Die vorgereifte Alkalicellulose wurde mit 40 % Schwefelkohlenstoff - auf Cellulosegewicht in der Alkalicellulose bezogen - bei 301 K während 2 Stunden umgesetzt. Das durch die Reaktion erhaltene Ceilulosexanthogenat wurde in ITatronlauge bei 288 K zu einer Viskose mit 7,8? % Cellulose und 7,71 % Alkali gelöst. Die Viskose hatte außerdem eine Viskosität von 104 Kugelfallsekunden und einen Substitutionsgrad von ψ= 67,7. Die Filtrierbarkeit der so erhaltenen Viskose wird durch einen Kr-Wert von 376 (entsprechend 1504 nach der Methode von G. Aguilar) beschrieben. Ein Kriterium für die Beurteilung der Filtrationseigenschaften einer Viskose ist der gesamte viskositätskorrigierte Kr-Wert (TGL 142-2042 S.. 9, Gruppe 14700 "Produktion von Fasern aus Viakose", Methode der chemischen Kontrolle, Sept. 1971):The alkali cellulose was pre-matured at 293 K for 43 hours to reduce the degree of polymerization of the cellulose to about 400. The pretreated alkali cellulose was reacted with 40 % carbon disulphide - based on cellulose weight in the alkali cellulose - at 301 K for 2 hours. The cellulose xanthate obtained by the reaction was converted to ITA viscose at 288 K with 7.8? % Cellulose and 7.71 % alkali dissolved. The viscose also had a viscosity of 104 falling ball seconds and a degree of substitution of ψ = 67.7. The filterability of the viscose thus obtained is described by a Kr value of 376 (corresponding to 1504 according to the method of G. Aguilar). A criterion for the evaluation of the filtration properties of a viscose is the total viscosity corrected Kr value (TGL 142-2042 p. 9, group 14700 "Production of fibers from Viakose", method of chemical control, Sept. 1971):

Kr = F . 10⁵ (2 - b/a)/(a + b) 2T⁰'⁴ Kr = F. 10 ⁵ (2-b / a) / (a + b) 2T ⁰ ' ⁴

ρ wobei F die Filtrationsfläche in cm' , a die Filtratmasse in 20 Minuten Filtra.tions-ρ where F is the filtration area in cm ', a the filtrate mass in 20 minutes Filtra.tions-

zeit, ' . Time, ' .

b die Filtratmasse zwischen der 20. und 60. Minute der FiItrations zeit und IT die Viskoseviskosität in Kugelfallsekundenb is the filtrate mass between the 20th and 60th minute of the filtration time and IT the viscose viscosity in spherical fall seconds

Vergleichsbeispiel:Comparative Example:

In gleicher Weise wurde wie beschrieben - mit Ausnahme des Zusatzes von Polyethylenglykol - eine Viskose hergestellt. Die Alkalicellulose enthielt 15,88 % Alkali und 35j38 % Cellulose. Die Ausführung der Vorreife, Xänthogenierung und Lösung erfolgte wie oben beschrieben. Es'wurde eine Viskose mit 6,31 % Alkali, 7,58 Cellulose, eine Viskosität von 85 Kugelfallsekunden und einen y-Wert von 53,9. erhalten. Der Filtrationswert Kr war 727 (entsprechend 29O8 nach G» Aguilar). Dem großen Kr-Wert.nach ist die Filtrierbarkeit schlechter als in Beispiel 1„In the same way as described - except for the addition of polyethylene glycol - produced a viscose. The alkali cellulose contained 15.88 % alkali and 35j38 % cellulose. The execution of the pre-ripening, Xänthogenierung and solution was carried out as described above. It was a viscose with 6.31 % alkali, 7.58 cellulose, a viscosity of 85 falling ball seconds and a y value of 53.9. receive. The filtration value Kr was 727 (corresponding to 29O8 after G »Aguilar). According to the large Kr value, the filterability is worse than in Example 1 "

230062 4230062 4

Unter gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 wurde eine Alkalicellulose mit 15»4 % Alkali und 34,4-6 % Cellulose erhalten und mit 1 % (auf eingesetztes Cellulosegewicht bezogen) Polyethylenglykol des Molekulargewichts <£. 2500 behandelt. Der Prozeß wurde fortgeführt unter den gleichen Bedingungen.der Vorreife, Xanthogenierung und Lösung wie in.Beispiel 1.Es wurde eine Viskose mit 19,79 % Alkali, 9,10 % Cellulose, einer Viskosität von 127 Kugelfallsekunden und einem g^-Wert von 54,4 erhaltene Die Filtrierbarkeit entsprach einem Kr-Wert von 206 (entsprechend 824 nach G· Aguilar).Under the same conditions as in Example 1, an alkali cellulose with 15 »4 % alkali and 34.4-6 % cellulose was obtained and with 1 % (based on the weight of cellulose used) polyethylene glycol of molecular weight <£. 2500 treated. The process was continued under the same conditions of pre-ripening, xanthogenation, and solution as in Example 1. A viscose was added with 19.79 % caustic, 9.10 % cellulose, a viscosity of 127 falling-seconds and a g.sub The filterability corresponded to a Kr value of 206 (corresponding to 824 according to G · Aguilar).

30 g Bagassezellstoff wurden mit 17 %iger !Natronlauge bei gleicher Temperatur und PIotte wie in Beispiel 1 alkalisiert. Uach Z_usatz von 0,5 % Polyethylenglykol,. das auch in Beispiel 1 verwendet wurde, ergab-sich eine Alkalicellulose mit 14,79 % Alkali und 31,61 % Cellulose. Die Alkalicellulose wurde bei 293 K 48 Stunden vorgereift bis der Polymerisationsgrad der Cellulose sich auf ungefähr 400 verringert hatte. Die vorgereifte Alkalicellulose wurde in diesem Fall mit 50 % Schwefelkohlenstoff — . auf Cellulosegewicht in der Alkalicellulose bezogen - bei 301 K während 2 Stunden zur Reaktions gebracht. Nach Auflösung des Cellulosesanthogenats wie.in Beispiel 1 wurde eine Viskose mit 6,19 % Alkali und 7,42 % Cellulose erhaltene Die Viskosität betrug 85 Kugelfallsekunden, und der ^-Wert war 58,6. Die Filtrierbarkeit dieser Viskose entsprach einem Kr-Wert von 359 (entsprechend 1436 nach G. Aquilar).30 g of bagasse pulp were alkalized with 17% strength sodium hydroxide solution at the same temperature and steam as in Example 1. Uach Z _u rate of 0.5% polyethylene glycol ,. also used in Example 1, gave an alkali cellulose with 14.79 % caustic and 31.61 % cellulose. The alkali cellulose was pregraded at 293 K for 48 hours until the degree of polymerization of the cellulose had decreased to about 400. The pre-matured alkali cellulose was in this case with 50 % carbon disulfide -. based on cellulose weight in the alkali cellulose - brought to reaction at 301 K for 2 hours. Upon dissolution of the cellulosic anthogenate as in Example 1, a viscose was obtained with 6.19 % caustic and 7.42 % cellulose. Viscosity was 85 falling seconds, and the ^ value was 58.6. The filterability of this viscose corresponded to a Kr value of 359 (corresponding to 1436 according to G. Aquilar).

- Vergleichsbeispiel: 5a Unter gleichen Bedingungen wie in Beispiel 4 wurde eine Alkalicellulose mit 15,11 % Alkali und 37,97 % Cellulose erhalten und nach dem vorherbeschriebenen Prozeß unter V/eglassung der Polyethylenglykolzugabe eine Viskose mit 6,06 % Alkali, 7,36 % Cellulose, einer Viskosität von 99 Kugelfallsekunden und einem g-Wert von 57,5 hergestellt. Die Filtrierbarkeit entsprach einem Kr-Wert von. 638 (entsprechend 2552 nach G. Aguilar).Comparative Example 5a Under the same conditions as in Example 4, an alkali cellulose with 15.11 % caustic and 37.97 % cellulose was obtained, and after the previously described process, with the addition of polyethylene glycol added, a viscose with 6.06 % caustic, 7.36 % Cellulose, a viscosity of 99 falling ball seconds and a g value of 57.5. The filterability corresponded to a Kr value of. 638 (corresponding to 2552 after G. Aguilar).

Claims

8 L * ♦ 7

arfindungsanspruch

1, Process for the preparation of viscose with good filterability aus.Bagassezellatoff by means of alkalization with sodium hydroxide, zanthogenation of alkali cellulose with carbon disulfide, L ₀ * solution of cellulose xanthate in a sodium hydroxide to viscose and their filtration, characterized in that the crushed alkali cellulose of bagasse pulp with a Solution of a polyethylene glycol having a molecular weight of less than 2500 in a concentration of ingot, based on the cellulose, is treated

2o method according to Fungi 1, characterized in that said treatment is carried out before or after the pre-ripening of the alkali cellulose

3. The method according to item 1 and 2, characterized in that the treatment takes place.mit mixtures of polyethylene glycol and its derivatives.