DE1068686B - Verfahren zur Alkalisierung von Zellstoff - Google Patents

Description

• Verfahren zur Alkalisierung von Zellstoff Die Erfindung bezieht sich auf die Umwandlung von Zellstoff in Alkalicellulose durch Behandlung mit einer wäßrigen Lösung von NaOH (Alkalisierungslauge). Sie zielt auf die Schaffung eines verbesserten Verfahrens zur Herstellung- von Alkalicellulose durch Alkalisierung in Breiform ab.
• Die Alkalisierung von Zellstoff in Breiform wird gewöhnlich ausgeführt, indem man kleine rechteckige Celluloseblätter oder -bahnen in ein geeignetes Gefäß einführt, das 16- bis etwa 200/obige NaOH enthält, in dem die Cellulose mechanisch zu einem Brei zerfasert und gerührt wird. Die Arbeiten werden häufig bei einer Stoffdichte der Cellulose von etwa 2 bis 60/o und bei Temperaturen von etwa 20 bis 50° C ausgeführt.
• Nach derartigen Alkalisierungsverfahren wird zwar gewöhnlich Alkalicellulose für das Viskoseverfahren hergestellt, man kann nach diesen Verfahren jedoch auch Alkalicellulose für andere Verfahren erzeugen wie zur Herstellung von Oxyäthoxycellulose. Man kann andererseits oberflächenaktive Mittel zusetzen, um ein Schwimmen und Zusammenklumpen von Fasern bei denjenigen Raffinierungsverfahren zu verringern, bei denen die Cellulosefasern mit Lösungen extrahiert, gereinigt oder gewaschen werden, die Natriumhydroxyd oder andere Alkalien enthalten. Bei der Alkalisierung von Zellstoff in Breiform treten beträchtliche Schwierigkeiten hauptsächlich - durch Schäumen der Alkalisierungslauge und Schwimmen und Zusammenklumpen der Fasern auf, was die Alkalisier- und Abpreßarbeiten wie auch die nachfolgende Verarbeitung sehr erschwert. Es scheint, daß sich auf den Fasern des Breis kleine Gasbläschen (wahrscheinlich Luft) bilden, die das unerwünschte Schäumen, Schwimmen, Zusammenflocken und Zusammenklumpen verursachen.
• Aus Holz hergestellter Zellstoff enthält gewöhnlich bis zu 0,35 0/o (bezogen auf das Trockengewicht der Fasern) an rückständigen-natürlichen und mit Äther extrahierbaren Harzen. Hochraffinierter Zellstoff enthält gewöhnlich bis zu 0,15Q/o an diesen Harzen.
• Diese mit Äther extrahierbaren Stoffe stellen in der Hauptsache Wachse, Fette und echte Harze dar, welche letztgenannten oft in einer kleinen Menge enthalten sind, von der ein Teil verseifbar und ein Teil nicht verseifbar ist.
• Bei der Herstellung von Zellstoff, der einen hochraffinierten Holzzellstoff darstellt, ist es unzweckmäßig, aus dem Brei alle Harze zu entfernen.
• Einige dieser Harze besitzen bestimmte spezifische oberflächenaktive Eigenschaften oder bilden bei der Alkalisierung in Breiform mit dem Natriumhydroxyd Seifen, die bestimmte oberflächenaktive Eigenschaften besitzen, welche das Schäumen, Schwimmen und Zu- sammenklumpen verursachen oder zu diesem beitragen können. Die Fasern des Breis können auch bestimmte physikalische Eigenschaften haben, wie Neigung zur Kräuselung, welche die Ursache dafür sind, daß sich Gasblasen, wahrscheinlich kleine Luftblasen, auf der Fasermasse bilden und in dieser eingeschlossen werden. Erstaunlich ist, daß durch Zusatz bekannter und sonst wirksamer Antischaummittel und Emulsionsmittel zum Faserbrei diese Schwierigkeiten nicht beseitigt werden.
• Es wurde überraschenderweise gefunden, daß die bekannten Blockcopolymeren von Polyäthylenoxyd und Polypropylenoxyd der Zusamensetzung sehr wirksame oberflächenaktive Mittel darstellen und, dem Faserbrei oder der Alkalisierungslauge zugesetzt, das Schäumen, Schwimmen und Zusammenklumpen der Fasern des Breis in starker Natronlauge fast vollständig beseitigen. In der allgemeinen Formel haben x und y folgende durchschnittliche Werte: 10 und 19, 3,3 und 28, 6 und 28, 15,5 und 28 bzw. 106 und 28. Bei einem besonders wirksamen Blockcopolymeren sind die Durchschnittswerte von x und y gleich 15,5 bzw. 28, wobei x 11 bis 17 beträgt, was von dem Gesamtmolekulargewicht abhängt, und y 26 bis 31, was von dem Gesamtmolekulargewicht und dem Wert von x abhängt. Das unter dem Namen Pluronic L-64 im Handel befindliche Blockcopolymere mit Durchschnittswerten von x gleich 15,5 und y gleich 28 ist für die Zwecke gemäß der Erfindung besonders gut geeignet. Bei Ausführung der Erfindung können diese Blockcopolymeren allein oder im Gemisch verwendet werden.
• Bei Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung kann das oberflächenaktive Mittel dem Alkalisierungsbrei in jeder geeigneten Weise zugesetzt werden. Zum Beispiel wird es dem Zellstoffbrei am zweckmäßigsten während seiner Herstellung oder der Alkalisierungslauge zugesetzt. Es ist nur eine verhältnismäßig kleine Menge an oberflächenaktivem Mittel notwendig, und zwar etwa 0,02 bis 0,25 Gewichtsprozent, bezogen auf das Trockengewicht der Fasern. Unter »trocken« ist hier »im wesentlichen« trocken zu verstehen, nämlich sowohl absolut trocken als auch lufttrocken (z. B. 6 6°/o Feuchtigkeit). Es ist also hierunter eine Fasermasse mit einem ungefähren Feuchtigkeitsgehalt von 0 bis 10 O/o zu verstehen.
• In der Zeichnung sind Proben von Zellstoffbrei während der Alkalisierung dargestellt. Sie zeigen Glasgefäße vor einem schwarzen Hintergrund; der weiße Teil stellt die Alkalicellulose dar, während der dunkle Teil die Alkalisierungslauge darstellt, von der sich die Alkalicellulose getrennt hat.
• Jede der in der Zeichnung dargestellten Proben wurde in Breiform alkalisiert, indem man Faserblätter aus 96°/o Alphacellulose, welche 0,120/0 mit Äther extrahierte Stoffe enthielten, mechanisch behandelte. Die Fasern wurden in einer Alkalisierungslauge, die 18,6 0/o Natriumhydroxyd und 1,5 oele Hemicellulose enthielt, bei 450 C auf eine Konsistenz von 2,20/0 aufgeschlämmt. Den dargestellten Proben wurden jeweils 0,1 Gewichtsprozent, bezogen auf das Trockengewicht der Faser, folgender oberflächenaktiver Mittel einverleibt:

  Oberflächenaktives Mittel

  Probe HO(CH2CH2O)a CHCH2O O)(CH2 CH2 O)zH

  Probe I

  Mittelwert von x CH3 Mittelwert von y

  A 15,5 28

  B 6 28

  C 3,3 28

  D 10 19

  E 106 28

  Kondensationsp rodukt von Nonylphenol

  mit zu mit Äthylenoxyd, bei welchen 9 bis 10

  F Äthylenoxydeinheiten in p-Stellung zur

  Nonylgruppe einkondensiert sind

  G keines

  Die Blockcopolymeren,4 bis E gemäß der Erfindung insgesamt und das bei der Probe A verwendete Mittel im besonderen sind sehr wirksame oberflächenaktive -Mittel für das beanspruchte Verfahren.
• Wenn man die Cellulose aufschlämmt, um Alkalicellulose für die Umwandlung in Viskose zu gewinnen, sind die Blockcopolymeren, insbesondere das bei der Probe A verwendete Blockcopolymere, besonders wirksam, da sie die anschließende Viskoseherstellung nicht nachteilig beeinflussen. Einige der Verfahrensstufen der Viskoseherstellung werden durch die Verwendung der Blockcopolymeren sogar verbessert.
• Eine mechanische Behandlung der Zellstoffasern trägt zur Glättung von Faserkräuselungen bei und macht diese für den Einschluß oder die Mitnahme von Luft bei Aufschlämmen in starker Natronlauge weniger empfindlich. Durch eine solche Behandlung kann man bei Verwendung geringerer Zusätze an oberflächenaktivem Mittel doch einen guten Brei erzielen, der nicht schäumt oder zusammenklumpt.
• PATnNrANspnücnn: 1. Verfahren zur Maischalkalisierung von Zellstoff, der bis zu 0,35 O/o vom Fasergewicht an natürlichen, mit Äther extrahierbaren Stoffen enthält, unter Zusatz eines oberflächenaktiven Mittels, dadurch gekennzeichnet, daß man die Alkalisierung in Anwesenheit einer geringen Menge eines Blockcopolymeren der Zusammensetzung ausführt, wobei x einen Mittelwert von 3,3 bis 106 und y einen solchen von 15,5 bis 28 hat.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Blockcopolymeres verwendet, bei welchem x und y Mittelwerte von etwa 15,5 bzw. 28 haben.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Zellstoffasern einer mechanischen Behandlung unterwirft.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift Nr. 291 782; USA.-Patentschrift Nr. 2 451 558; Götze, Chemiefasern, 2. Auflage, 1951, S.245, 246, 266, 267.