DE1107928B

DE1107928B - Verfahren zur Herstellung von nahtlosen Schlaeuchen aus viskose-regenerierter Cellulose

Info

Publication number: DE1107928B
Application number: DEV11323A
Authority: DE
Inventors: Edward Arnold Shiner
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1955-10-13
Filing date: 1956-10-05
Publication date: 1961-05-31
Also published as: US2910380A; GB803193A; BE551624A

Description

Die Erfindung betrifft dieHerstellung vonSchläuchen aus regenerierter Cellulose. Sie betrifft insbesondere die Herstellung von nahtlosen Schläuchen aus regenerierter Cellulose, die mit einer eingebetteten Fasereinlage verstärkt sind.

Umhüllungen in Form nahtloser Schläuche aus regenerierter Cellulose mit Fasereinlage werden in umfangreichem Maße zur Verpackung von Fleischerzeugnissen und für andere Zwecke verwendet Nach einem bekannten Verfahren werden derartigeSchläuche hergestellt durch Aufbringen von Viskose bei Raumtemperatur auf eine oder beide Seiten eines Schlauches, der durch Biegen eines dünnen, langfaserigen Papierstreifens hergestellt ist. In diesem Papierstreifen werden die Fasern mittels aus Viskose regenerierter Cellulose verleimt. Die Streifen werden um ihre Längsachse gewölbt, bis die Längskanten überlappen; nach dem Eindringen der Viskose in das Papier wird das gebildete Schlauchmaterial einer Behandlung zur Koagulierung der Viskose und Regenerierung der Cellulose unterworfen, so daß die regenerierte Cellulose in Form eines nahtlosen Schlauches anfällt, in dem ein verstärkender Papierschlauch eingebettet ist.

Das vorgenannte Verfahren wurde kontinuierlich in einer Maschine durchgeführt, in der -die genannten Arbeitsstufen nacheinander vollzogen wurden. Um die regenerierte Cellulose fest mit dem Trägerschlauch zu verbinden, muß die Viskose vor der Koagulation und Regeneration der Cellulose in den Trägerschlauch eindringen; hierzu ist ein entsprechender Zeitraum zwischen dem Aufbringen der Viskose und der Koagulation bzw. Regeneration erforderlich. Um eine vollständige Durchdringung der Viskose zu erreichen, wäre eine so große Zeitdauer erforderlich, daß das Verfahren hierdurch unwirtschaftlich würde. Demgemäß wurde als Kompromiß für die Eindringung der Viskose ein Zeitraum vorgesehen, der das Verfahren einerseits wirtschaftlich macht, andererseits ein bereits verkaufsfähiges Produkt liefert. In jedem Fall begrenzt jedoch die zum Eindringen der Viskose erforderliche Zeit die mögliche Geschwindigkeit und damitLeistungsfähigkeit der Maschine. Wenn es also gelingt, die Zeit zur hinreichenden Eindringung der Viskose zu vermindern, so kann die Maschine mit höherer Geschwindigkeit betrieben und das Verfahren wirtschaftlicher gestaltet werden. Wenn andererseits die gleiche Dauer für die Eindringung der Viskose angesetzt wird, aber die Viskose leichter in den Trägerschlauch eindringt, als das bisher möglich war, so wird ein Produkt mit verbesserten physikalischen Eigenschaften erhalten, was natürlich ebenfalls eine Steigerung der Wirtschaftlichkeit bedeutet.

Verfahren zur Herstellung

von nahtlosen Schläuchen

aus viskose-regenerierter Cellulose

Anmelder:

Union Carbide MHHM* Corporation,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. L. Hirmer, Patentanwalt,
Berlin-Halensee, Katharinenstr. 21

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 13. Oktober 1955

Edward Arnold Shiner, Chicago, 111. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

Das Merkmal der Erfindung liegt nun darin, die bei der Herstellung von nahtlosen Schläuchen aus regenerierter Cellulose miteinem eingebetteten faserigen Grundgewebe erforderliche Zeitdauer für die Imprägnierung und das Eindringen der Viskose wesentlich herabzusetzen. Nach dem Verfahren der Erfindung wird eine vollständigere Durchdringung des Träger-Schlauches aus dem faserigen Gewebe und der einzelnen Fasern des Gewebes erzielt. Andere Merkmale der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung deutlich.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird im wesentlichen dadurch gelöst, daß die Viskosität der Viskose in irgendeinem Verfahrenszustand vor der Regeneration der Celluose erniedrigt wird. Es kommen normale Viskosemischungen, wie sie auch bei den bekannten Verfahren zur Einbettung des Papierschlauches in einem nahtlosen Schlauch aus regenerierter Cellulose Anwendung finden, zur Verwendung. Die Viskositätserniedrigung erfolgt durch Erhitzen; sie kann vor oder nach dem Aufbringen der Viskose auf dem Papierträgerschlauch erfolgen. Die Regeneration der Cellulose erfolgt in situ.

Wenn die Viskose bereits in erhitztem Zustand auf den Papierträgerschlauch aufgebracht werden soll, wird die ursprünglich Raumtemperatur aufweisende Viskose durch einen Wärmeaustauscher und dann durch Rohrleitungen zur Auftragsvorrichtung geführt. Ist der Abstand zwischen Wärmeaustauscher und Auftragsvorrichtung so groß, daß die Viskose beim

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Durchsatz durch die Verbindungsleitung merklich unter die Temperatur, die beim Auftragen gewünscht wird, absinkt, so müssen entsprechende Maßnahmen, wie etwa eine Wärmeisolierung der Rohrleitungen, ergriffen werden. Die Auftragsvorrichtung kann ebenfalls isoliert sein.

Generell sind beliebige Temperaturen der Viskose oberhalb Raumtemperatur, aber unterhalb der Temperatur geeignet, bei der die Viskosität der Viskose während des Durchsatzes durch den Wärmeaustauscher und die Auftragsvorrichtung ansteigt.

Theoretisch sollte die Temperatur eingehalten werden, bei der die Viskosität der Viskose am geringsten ist, da dann die schnellmögliche Durchdringung des faserigen Papierträgers gewährleistet ist. Bei einem gegebenen Reifezustand der Viskose, gewöhnlich als Index bezeichnet, ist die Viskosität um so niedriger, je höher die Temperatur liegt. In der Praxis wird jedoch die höchstmögliche Viskosetemperatur durch die Verfahrensstufe bestimmt, in der die Viskose erhitzt wird, also entweder vor oder nach Aufbringen auf das Papier.

Wenn die Viskose vor dem Aufbringen erhitzt wird, so begrenzen der Wärmeübergang im Wärmeaustauscher und der Viskoseindex die Maximaltemperatur, die ohne Störungen des Verfahrens angewendet werden kann. Erhitzung steigert die Geschwindigkeit der Gelierung der Viskose mit dem Ergebnis, daß eine Viskose von geringem Index bei Einwirkung einer zu hohen Temperatur über eine Zeitdauer von einigen Minuten zu gelieren beginnt; das führt zu einer Steigerung der Viskosität und im Extremfall zu einer Verstopfung der Viskosezuführungsleitungen. Als Beispiel sei angeführt, daß eine Viskose mit einem Index von 20 bei einer Temperatur von 90⁰C in einer Zeitdauer von etwa 5 Minuten geliert. Für Viskose mit 6 bis 8 Gewichtsprozent Cellulose und 5 bis 7 Gewichtsprozent Ätznatron und einem Reifegrad im 30- bis 50-Indexbereich liegt die obere Temperaturgrenze zwischen 80 und 90⁰C. Gute Ergebnisse wurden bei Temperaturen von 30,40, 50, 60 und 75° C erhalten.

Wenn die Viskose nach Aufbringung auf das Papier erhitzt wird, wird die maximale Viskosetemperatur bestimmt durch die Verdampfungsgeschwindigkeit des Wassers aus der Viskose, durch die die Viskosität erhöht und der Effekt der Viskositätserniedrigung durch die Temperatursteigerung gegenläufig beeinflußt wird. Wenn die Viskose nicht in der gleichen Operation durch Wärmeeinwirkungkoaguliert werden soll, was bei höheren Temperaturen durchaus erreicht werden kann, so sollte für eine optimale Geschwindigkeit des Eindringens der Viskose in das Papier die Temperatur der Viskose 65 bis 75⁰C nicht überschreiten.

Die Zusammensetzung der Viskose kann im wesentlichen übereinstimmen mit den Gemischen, wie sie nach dem Stand der Technik zur Herstellung von nahtlosen und mit Fasereinlagen, wie Papier, verstärkten Schläuchen aus regenerierter Cellulose Anwendung rinden. Eine Viskose nachfolgender Zusammensetzung ist besonders geeignet:

Cellulose 6 bis 8%

Ätznatron 5 bis 7 %

Index*) 28 bis 35

Polymerisationsgrad der Cellulose . 300 bis 800

*) Der Index ist definiert durch die Anzahl an Kubikzentimeter einer 10 °/_oigen Essigsäurelösung, die erforderlich ist, um 100 g Viskose bei Raumtemperatur vollständig zu koagulieren.

Es können beliebige geeignete Koagulier- und

Regenerierbäder verwendet werden. Gute Ergebnisse sind erzielt worden mit wäßrigen Lösungen, die 3,5 bis 12% Schwefelsäure und 10 bis 15% Natriumsulfat (oder 10 bis 20% Ammoniumsulfat) enthielten.

Als faseriger Trägerschlauch wird vorzugsweise ein

Papier aus Hanffasern, verleimt mit regenerierter Cellulose aus Viskose, verwendet. Trägerschläuche aus anderen faserigen Geweben oder nicht verwobenen

ίο Fäden aus solchen Fasern, wie sie beispielsweise bei der Herstellung von Yoshino-Papier, Reispapier verwendet werden, aus Hanf, Kunstseide, Baumwolle, Nylon, Polyäthylen-Terephthalat, Acrylnitril oder Gewebe, wie Musselin, Marquisette, Organdy, Voile, sind ebenfalls geeignet.

Die Erfindung kann in Verbindung mit den Verfahren und Vorrichtungen gemäß den USA.-Patentschriften 2105273 und 2144900 ausgeführt werden; die Viskose kann auf die äußere, auf die innere oder auf beide Flächen des Grundschlauches aufgebracht werden.

Das Schlauchmaterial aus regenerierter Cellulose mit einem eingebetteten faserigen Gewebe ist bei einer Herstellung gemäß der Erfindung stärker durchscheinend als entsprechende Produkte, die mit gleicher Durchdringungsdauer, aber unter Verarbeitung von Viskose bei Raumtemperatur hergestellt wurden. Hierdurch wird deutlich, daß im Erzeugnis gemäß der Erfindung weniger unbenetzteFasernvorliegen und/oder die Einzelfasern stärker durchdrungen sind als bei Erzeugnissen herkömmlicher Verfahren bei gleicher Einwirkungsdauer, aber Raumtemperatur der Viskose.

Darüber hinaus hat das Erzeugnis gemäß der

Erfindung größere Festigkeit als entsprechende Produkte der bekannten Verfahren. Das wird aus der nachfolgenden Tabelle deutlich, in der die Drücke zusammengestellt sind, bei denen der Schlauch zerreißt. Es sind Schläuche verglichen, die einmal bei Raumtemperatur (20⁰C), das andere Mal mit zwar gleicher Viskose, aber von verringerter Viskosität überzogen wurden; im letzteren Falle wurde die Viskose auf 55°C erhitzt.

Tabelle 1

Eindringdauer
in Sekunden

39 bis 40
30 bis 31
23 bis 25

Zerreißdruck in mm Hg*)
20°C-Viskose I 55° C-Viskose

395
390
370

415
415
410

*) Das Verfahren ist in der USA.-Patentschrift 1 978 134 beschrieben.

Die nachfolgende Tabelle 2 veranschaulicht den Einfluß auf die Festigkeit des Produkts bei besserer Durchdringung infolge der durch Erhitzung der Viskose verringerten Viskosität.

	Tabelle 2	Zerreißdruck mm Hg
Temperatur der ⁰C	Viskose	390 415 425
65 - 25 30 40

Claims

5 6

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Er- gleichen Substanzen und unter den gleichen Bedin-

findung beschrieben: gungen, aber mit Viskose von Raumtemperatur her-

. -I₁ gestellt wurden, zeigten die Erzeugnisse gemäß der

Beispiel 1 Erfindung verbesserte Transparenz und größere Festig-

Ein Papierstreifen aus Manilahanf, verleimt mit 5 keit.

regenerierter Cellulose, wurde durch Biegung um die Erfindungsgemäß hergestellte Umhüllungen geLängsachse bis zur Überlappung der Längskanten zu nügen den Bedingungen, die bei der Herstellung und einem Schlauch gebogen, worauf Viskose folgender Verarbeitung von Wurst gegeben sind, eignen sich Zusammensetzung und einer Temperatur von 55° C vortrefflich für dieses Verwendungsgebiet und für den auf die Innenkante und die gesamte Außenfläche des io Gebrauch zur Lagerung solcher Artikel. Die Umhül-Papierschlauches aufgebracht wurde. lungen können auch zur Verpackung und Lagerung

Cellulosegehalt 6 bis 8 % ^vo* vorbearbeiteten Fleischprodukten, Käse und für

Ätznatron 5 bis 7°/ andere Anwendungsgebiete eingesetzt werden.

τ. 28 bis 35 ^*^e Erfindung ermöglicht eine Verkürzung der für

Polvmerisationserad der ^{15 das Eindrin}§^{en der} Viskose erforderlichen Zeitdauer,

Cellulose 300 bis 800 ^{so da}^ ^*^e Maschine, ^m der das Produkt hergestellt

wird, mit höheren Geschwindigkeiten betrieben werden

Die Eindringdauer für die Viskose in den Papier- kann als bislang. Wird die Maschine jedoch bei bisher schlauch betrug 40 Sekunden. Danach wurde der über- üblichen Geschwindigkeiten betrieben, so wird ein zogene und imprägnierte Faserschlauch in einem 20 transparenteres Produkt erhalten. In jedem Falle wäßrigen Koagulier- und Regenerierbad behandelt, zeigt das Erzeugnis verbesserte Eigenschaften,
das 15 bis 25% Ammoniumsulfat und 1 bis 4%
Schwefelsäure enthielt. Der Schlauch aus regenerierter
Cellulose mit der eingebetteten faserigen Einlage
wurde durch Behandlung mit einem Weichmacher, 25 I. Verfahren zur Herstellung von nahtlosen wie Glycerin, Sorbit, Propylenglykol, Harnstoff, Schläuchen aus viskose-regenerierter Cellulose mit plastifiziert. Das weichgemachte Produkt wurde dann eingebetteter schlauchförmiger Fasereinlage vergetrocknet, vorzugsweise in gasgefülltem, aufgebla- mittels Aufbringen der Viskose auf eine Wand senem Zustand, und nach Flachdrücken auf eine eines faserartigen Schlauches und Regenerieren der Haspel aufgespult. Entweder vor oder nach dem 30 Cellulose aus der Viskose in situ auf dem Schlauch, Aufspulen wird das Produkt in Stücke geeigneter dadurch gekennzeichnet, daß man die Viskose vor Länge geschnitten zur Fertigstellung von Umhüllungen dem Auftragen oder vor dem Inberührungbringen für die verschiedenen Verwendungszwecke. mit dem faserartigen Schlauch auf eine Temperatur τ,· -ίο von 55 bis 90° C kurz erwärmt und die erwärmte P 35 Viskose in den faserartigen Schlauch nur 20 bis Durchführung wie im Beispiel 1, mit der Ausnahme, 40 Sekunden vor der Ausführung der Regeneriedaß die Viskose bei Raumtemperatur aufgebracht und rung eindringen läßt.

der überzogene Faserschlauch vor der Koagulation 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

und Regeneration in einem wäßrigen Bad gemäß zeichnet, daß man die Viskose vor dem Auftragen

Beispiel 1 auf eine Temperatur von 65 bis 75° C über 40 auf den faserartigen Schlauch auf eine Temperatur

eine Zeitdauer von 20 bis 30 Sekunden erhitzt wurde. von 55° C erwärmt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

Beispiel 3 zeichnet, daß man die Viskose erst in Berührung

Durchführung gemäß Beispiel 2, mit der Ausnahme, mit dem faserartigen Schlauch vor der Regene-

daß die Regeneration durch Erhitzung auf eine 45 rierung auf eine Temperatur von 65 bis 75° C

Temperatur von 95 bis 110° C erfolgte. erwärmt.

Die Erzeugnisse der vorstehenden Beispiele bilden

also nahtlose Schläuche aus regenerierter Cellulose In Betracht gezogene Druckschriften:

mit einer verstärkenden Papiereinlage aus Manila- Österreichische Patentschrift Nr. 126 128;

hanffasern, die in der Cellulose eingebettet sind. Im 50 Johann Eggerl, »Die Herstellung und Verarbei-

Gegensatz zu entsprechenden Produkten, die aus den tung der Viskose«, 1926, S. 45.

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