DE1151494B - Process for the production of a viscose which is preferably suitable for film production - Google Patents
Process for the production of a viscose which is preferably suitable for film productionInfo
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Description
Es ist bekannt, Lösungen von Cellulosexanthogenat, nämlich Viskose, zu Filmen aus regenerierter Cellulose zu verarbeiten. Bei diesem Verfahren wird aus der Viskose mit Hilfe eines Filmgießers ein Film gegossen, der dann in entsprechenden Behandlungsbädern koaguliert, regeneriert, gewaschen, desulfuriert, gebleicht, glycerinisiert und getrocknet wird. Als Ausgangsprodukt für die Viskoseherstellung kommt natürliche CeEulose in Frage, wie sie aus Holzzellstoff, Baumwoll-Linters, Ramie, Hanf, Flachs oder Zuckerrohrrückständen gewonnen werden kann.It is known to convert solutions of cellulose xanthate, namely viscose, into films of regenerated cellulose to process. In this process, a film is cast from the viscose with the help of a film caster, which then coagulates, regenerates, washed, desulfurizes in appropriate treatment baths, is bleached, glycerinized and dried. It is used as the starting product for the production of viscose natural CeEulose in question, such as those made from wood pulp, cotton linters, ramie, hemp, or flax Sugar cane residues can be obtained.
Bei den einzelnen Arbeitsgängen zur Herstellung der Viskose muß man die Cellulose jedoch einem Reifeprozeß unterwerfen, um einen Abbau des Cellulosemoleküls in solchem Umfang sicherzustellen, daß eine Viskoselösung mit einer für Gieß- und Spinnzwecke geeigneten Viskosität vorliegt. Zu diesem Zweck hat man schon im Rahmen der ersten Arbeitsgänge die Alkalicellulose durch Behandlung mit Luftsauerstoff oder chemischen Oxydationsmitteln dem Reifeprozeß unterworfen. Dieses Verfahren erfordert jedoch viel Zeit, vor allem bereitete es große Schwierigkeiten, einen gleichmäßigen Molekülabbau sicherzustellen, insbesondere, wenn in Gegenwart von Katalysatoren auf der Basis von Kobalt und Mangan gearbeitet wurde. Im allgemeinen erhält man dann gereifte Alkalicellulose mit stark streuendem Molekulargewicht. In the individual work steps for the production of the viscose, however, you have to use the cellulose Subject to the ripening process in order to break down the cellulose molecule To such an extent ensure that a viscose solution with one for casting and spinning purposes suitable viscosity is present. For this purpose one has already in the context of the first work steps the alkali cellulose by treatment with atmospheric oxygen or chemical oxidizing agents Subject to maturation process. However, this procedure takes a lot of time and, above all, has been very difficult ensure even molecular breakdown, especially when in the presence of catalysts was worked on the basis of cobalt and manganese. In general one then obtains matured alkali cellulose with widely varying molecular weights.
Hier setzt die Erfindung ein. Nach dem neuen Verfahren kann der Molekülabbau der Cellulose während einer jeden Arbeitsstufe erfolgen. Besondere Vorteile liegen bei der fortlaufenden Herstellung der Viskose, da eine Unterbrechung zu irgendeinem Zeitpunkt des Herstellungsverfahrens unnötig ist.This is where the invention comes in. According to the new procedure the molecular degradation of the cellulose can take place during each work step. Special advantages lie in the continuous production of the viscose, because an interruption at some point in the Manufacturing process is unnecessary.
Das Verfahren der Erfindung betrifft die Her-Stellung von Viskose durch Alkalisieren von Cellulose, Sulfidieren der Alkalicellulose mit Schwefelkohlenstoff, Lösen des Cellulosexanthogenats in Alkalilauge und Filtrieren der Viskose und ist dadurch gekennzeichnet, daß man die Cellulose, die Alkalicellulose, das Cellulosexanthogenat und bzw. oder die Viskose einer ionisierenden Strahlung von 0,05 bis 60, insbesondere 10 bis 30 Wattsekunden je Gramm Cellulose aussetzt.The method of the invention relates to manufacturing of viscose by alkalizing cellulose, sulfiding the alkali cellulose with carbon disulfide, Dissolving the cellulose xanthate in alkali and filtering the viscose and is thereby characterized in that cellulose, alkali cellulose, cellulose xanthate and or or the viscose of ionizing radiation of 0.05 to 60, especially 10 to 30 watt seconds each Exposing grams of cellulose.
Durch den Begriff Wattsekunden wird die Strahlenleistung, also die in der Zeiteinheit abgestrahlte Gesamtenergie ausgedrückt. Diese ist das Produkt aus Aktivität (mit der Einheit Curie) und der Strahlungsenergie einer Quelle (MeV), also MeV mal Curie. Eine Wattsekunde entspricht 169 MeVCurie je Sekunde.The term watt seconds is used to describe the radiation power, i.e. the total energy emitted in the unit of time expressed. This is the product of activity (with the unit Curie) and the radiation energy a source (MeV), i.e. MeV times Curie. One watt second equals 169 MeVCurie each Second.
Unter ionisierender Strahlung ist im Sinn der Erfin-Verf ahren zur HerstellungUnder ionizing radiation is in the sense of the invention process for production
einer vorzugsweise für die Filmherstellungone preferably for film making
geeigneten Viskosesuitable viscose
Anmelder:Applicant:
E. I. du Pont de Nemours and Company,
Wilmington, Del. (V. St. A.)EI du Pont de Nemours and Company,
Wilmington, Del. (V. St. A.)
Vertreter: Dr.-Ing. A. v. Kreisler,Representative: Dr.-Ing. A. v. Kreisler,
Dr.-Ing. K. Schönwald und Dr.-Ing. Th. Meyer,Dr.-Ing. K. Schönwald and Dr.-Ing. Th. Meyer,
Patentanwälte, Köln 1, DeichmannhausPatent attorneys, Cologne 1, Deichmannhaus
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 2. Januar 1957 (Nr. 632 007)Claimed priority:
V. St. v. America 2 January 1957 (No. 632 007)
Bruce Emerson Englund, Richmond, Va.,Bruce Emerson Englund, Richmond, Va.,
und John Willard Jones, Wilmington, Del. (V. St. A.), sind als Erfinder genannt wordenand John Willard Jones, Wilmington, Del. (V. St. A.) have been named as inventors
dung Kernstrahlung in Form von hochbeschleunigten Bauteilen der Materie sowie Strahlung auf der Grundlage elektromagnetischer Wellen zu verstehen. Als Teilchenstrahlung wird eine Emission von beschleunigten Elektronen oder von Kernbestandteilen, wie Protonen, Neutronen, α-Strahlen, Deuteronen oder /5-Strahlen, bezeichnet, die dann auf die zu bestrahlende Cellulose auftreffen. Bekannte Anordnungen, wie Kathodenstrahlröhren, Hohlraumresonanzbeschleuniger, Van-de-Graaff-Beschleuniger, Betatronen, Synchrotronen oder Cyclotronen, dienen zur Beschleunigung der gewählten Teilchen. Man arbeitet mit Strahlenbündeln von mehr als 0,1 MeV. Neutronenstrahlung läßt sich durch Bestrahlung geeigneter, beispielsweise aus Beryllium bestehender Leichtmetallplatten mit positiven Teilchen hoher Energie erzeugen. Teilchenstrahlung läßt sich auch mit Hilfe eines Atomreaktors, mit Hilfe radioaktiver Isotopen oder anderer natürlicher oder künstlicher radioaktiver Stoffe erzielen.dung nuclear radiation in the form of highly accelerated components of matter as well as radiation based to understand electromagnetic waves. As particle radiation is an emission of accelerated Electrons or from core components such as protons, neutrons, α-rays, or deuterons / 5-rays, which then point to the to be irradiated Hit cellulose. Known arrangements, such as cathode ray tubes, cavity resonance accelerators, Van de Graaff accelerators, betatrones, synchrotrons or cyclotrons, are used for Acceleration of the chosen particle. One works with beams of more than 0.1 MeV. Neutron radiation can be made more suitable by irradiation, for example consisting of beryllium Create light metal plates with positive particles of high energy. Particle radiation can also with the help of a nuclear reactor, with the help of radioactive isotopes or other natural or artificial Achieve radioactive substances.
Eine ionisierende elektromagnetische Strahlung im Sinn der Erfindung entsteht durch Beschießen von Metallplatten, beispielsweise aus Wolfram, mit Elektronen entsprechender Energie. Man spricht dann von Röntgenstrahlen. Diese sind kurzwellig und besitzen im Gebiet der längeren Wellen eine Spektralvertei-Ionizing electromagnetic radiation within the meaning of the invention is produced by bombarding Metal plates, for example made of tungsten, with electrons of the appropriate energy. One then speaks of X-rays. These are short-wave and have a spectral distribution in the area of longer waves.
309 647/281309 647/281
lung, deren Energie durch das Plattenmaterial und die angelegte Spannung bestimmt wird. Ionisierende elektromagnetische Strahlung läßt sich außerdem durch Einschaltung eines Kernreaktors oder unter Anwendung von natürlichen oder künstlichen radioaktiven Stoffen, wie Kobalt 60, erzeugen, wobei dann Gammastrahlung entsteht, die sich von der Röntgenstrahlung nur durch ihren Ursprung und ihre Spektrenverteilung unterscheidet. Gammastrahlen sind im Gegensatz zu den durch Elektronenbeschießung von Platten erzeugten X-Strahlen im wesentlichen monochromatisch. treatment, the energy of which is determined by the plate material and the voltage applied. Ionizing electromagnetic radiation can also be reduced by switching on a nuclear reactor or under Application of natural or man-made radioactive materials, such as cobalt 60, generate, with then Gamma radiation arises, which differs from the X-ray radiation only by its origin and its spectra distribution differs. Gamma rays are in contrast to those produced by electron bombardment Panels produced X-rays essentially monochromatically.
Für die Energie der eingestrahlten ionisierenden Strahlung gelten die gleichen physikalischen Kenndaten, auch wenn verschiedene Strahlungsarten, wie beispielsweise Teilchenstrahlung oder elektromagnetische Strahlung, angewandt werden. Für das Verfahren der Erfindung ist eine Bestrahlung mit mindestens 0,000005 MeV erforderlich, vorzugsweise arbeitet man mit 0,000005 bis 0,003 MeV oder sogar bis ao 0,1 MeV. Eine besonders stark durchdringende Strahlung, wie sie bei fortlaufender Arbeitsweise von Vorteil ist, erfordert sogar Strahlungsenergien von 0,1 bis 5 MeV. Für den Pegel der Strahlungsenergie sind die Kosten der Strahlenerzeugung und die gewünschte Durchdringung maßgebend. Hinweise auf den Zusammenhang zwischen Durchdringung und Pegel der Strahlungsenergie sind in den Tafeln von L. E. Glenndenin wiedergegeben (vgl. »Nucleonics«, Bd. 2, Nr. 1, S. 21, 1948).The same physical characteristics apply to the energy of the irradiated ionizing radiation, even if different types of radiation, such as particle radiation or electromagnetic Radiation. For the method of the invention, irradiation with at least 0.000005 MeV required, preferably 0.000005 to 0.003 MeV or even up to ao 0.1 MeV. A particularly strong penetrating radiation, as is the case with continuous operation of The advantage is that it even requires radiation energies of 0.1 to 5 MeV. For the level of radiant energy are the cost of radiation generation and the desired penetration are decisive. Notes on the relationship between penetration and the level of radiant energy are given in the tables of L. E. Glenndenin reproduced (see "Nucleonics", Vol. 2, No. 1, p. 21, 1948).
Es hängt von den Besonderheiten des Viskoseherstellungverfahrens ab, in welcher Arbeitsstufe bestrahlt werden soll. Hier ist die Art der Ausgangscellulose von Bedeutung, wobei es darauf ankommt, ob Holzzellstoff in Form von Platten oder zerfaserten Flocken zugeführt wird oder ob Baumwoll-Linters verarbeitet werden sollen.It depends on the particularities of the viscose production process in which work step the irradiation is carried out shall be. The type of starting cellulose is important here, and it depends on whether wood pulp is supplied in the form of sheets or shredded flakes or whether cotton linters should be processed.
Mit den meisten üblicherweise verwendeten Bestrahlungsvorrichtungen, insbesondere mit Van-de-Graaff-Beschleunigern, läßt sich die für den gewünschten Celluloseabbau erforderliche Bestrahlungsdosis leicht von Hand oder automatisch regem, wobei die Strahlungsintensität und bzw. oder die Durchsatzgeschwindigkeit des Cellulosematerials eingestellt wird.With most commonly used radiation devices, especially with Van-de-Graaff accelerators, the for the desired Cellulose degradation required irradiation dose easily by hand or automatically agitated, wherein the radiation intensity and / or the throughput rate of the cellulose material is set will.
Die Depolymerisation kann im Bereich zwischen Raumtemperatur und Trockeneistemperatur erfolgen. Bestrahlt man Celluloseplatten, ist im Hinblick auf den Einfluß der Feuchtigkeit auf die abbauende Strahlungswirkung auf einen niedrigen Feuchtigkeitsgehalt Wert zu legen. Bei flüssigkeitsfeuchter Alkalicellulose ist die Strahlungswirkung vom Feuchtigkeitsgehalt im wesentlichen unabhängig. Sie entspricht hier in allen Fällen etwa 85«/» des für lufttrockenen Holzzellstoff gemessenen Wertes.The depolymerization can take place in the range between room temperature and dry ice temperature. If cellulose sheets are irradiated, it is with a view to the influence of moisture on the degradation It is important to ensure that the radiation effect has a low moisture content. For liquid-moist alkali cellulose the radiation effect is essentially independent of the moisture content. She corresponds here in all cases about 85% of that for air-dry ones Wood pulp measured value.
Für das durch Bestrahlung erreichte Reifen der Cellulose ist kein Sauerstoff erforderlich, und die Depolymerisation ist in Gegenwart von Luft von der Elektronenenergie und der Dosierung im wesentlichen abhängig. Wird bei der Viskoseherstellung HolzzeH-stoff in Form fortlaufender Bahnen von einer Rolle abgewickelt und in das Verfahren eingeführt, so kann die Bestrahlung unmittelbar beim Abwickeln von der Rolle erfolgen.No oxygen is required for the ripening of the cellulose, achieved by irradiation, and the depolymerization is in the presence of air of the electron energy and dosage essentially addicted. In the production of viscose, wood-cement is used in the form of continuous webs from a roll unwound and introduced into the process, the irradiation can be carried out immediately when unwinding from the Role.
Alkalicellulose kann in gepreßtem und in zerfasertem Zustand oder als in Lauge suspendierter Brei bestrahlt werden, während man das Cellulosexanthogenat selbst oder dessen Aufschlämmung in Alkalilauge bestrahlt. Schließlich kann der Reifeprozeß auch noch durch Betrahlung der Viskose herbeigeführt werden. Nach einer besonderen Ausführungsform bestrahlt man während mehrerer Arbeitsgänge, beispielsweise durch kurze Bestrahlung von Holzcellulose oder Alkalicellulose unter zusätzlicher Bestrahlung der Viskose.Alkali cellulose can be in a compressed and in a fiberized state or as a pulp suspended in lye be irradiated while taking the cellulose xanthate irradiated itself or its suspension in alkali. Finally, the ripening process can can also be brought about by irradiating the viscose. According to a special embodiment, irradiation takes place during several operations, for example by briefly irradiating wood cellulose or alkali cellulose with additional irradiation the viscose.
Im einzelnen haben sich folgende Ausführungsformen für das Verfahren der Erfindung bewährt: In detail, the following embodiments have proven themselves for the method of the invention:
A. Bei Bestrahlung von HolzcelluloseA. When irradiating wood cellulose
oder Baumwoll-Lintersor cotton linters
1. Die Cellulose wird unter Abwickeln von einer Walze durch die Bestrahlungskammer geführt und anschließend aufgeschlämmt oder fortlaufend mit Führungsrollen durch die Flüssigkeit geführt oder in Schnitzelmaschinen zerfasert. Man kann dann auch die bestrahlte, zerfaserte Cellulose vor der Weiterverarbeitung zu Viskose abfüllen und lagern oder durch Wiederaufwickeln Celluloseballen herstellen, falls die Weiterverarbeitung zu Viskose nicht unmittelbar erfolgt.1. The cellulose is passed through the irradiation chamber while being unwound from a roller and then slurried or continuously with guide rollers through the liquid guided or shredded in chopping machines. You can then also use the irradiated, frayed one Filling and storing cellulose before further processing into viscose or by rewinding Produce cellulose bales if the further processing into viscose is not immediate he follows.
2. Holz- oder Baumwollcellulose können als Platten auf Transportbändern durch die Bestrahlungskammer geführt und, wie unter A, 1 angegeben, weiterbehandelt werden. ·2. Wood or cotton cellulose can be guided through the irradiation chamber as plates on conveyor belts and, as indicated under A, 1, be treated further. ·
3. Holz- oder Baumwollcellulose werden als Schnitzel, Blätter oder in breiförmigem Zustand durch die Bestrahlungskammer geführt und, wie unter A, 1 angegeben, entweder gelagert oder sofort weiterverarbeitet.3. Wood or cotton cellulose are used as cutlets, leaves or in a pulpy state the irradiation chamber and, as indicated under A, 1, either stored or immediately further processed.
B. Bei Bestrahlung von AlkalicelluloseB. When irradiating alkali cellulose
1. Gepreßte Flocken von Alkalicellulose werden mit Hilfe eines Transportbandes hinter der fortlaufend arbeitenden Presse durch die Bestrahlungskammer geführt. Anschließend wird xanthogeniert.1. Pressed flakes of alkali cellulose are continuous with the help of a conveyor belt behind the working press passed through the irradiation chamber. Then it is xanthated.
2. Eine Aufschlämmung von Alkalicellulose wird durch die Bestrahlungskammer geführt, anschließend gepreßt und xanthogeniert oder unmittelbar ohne Pressen als Schlamm xanthogeniert. 2. A slurry of alkali cellulose is passed through the irradiation chamber, then pressed and xanthogenized or immediately xanthogenized as sludge without pressing.
C. Bei Bestrahlung des CeUulosexanthogenatsC. When the CeUulxanthogenate is irradiated
Man führt das Xanthogenat durch die Bestrahlungskammer. The xanthate is passed through the irradiation chamber.
D. Bei Bestrahlung der ViskoseD. When irradiating the viscose
Man führt die Viskose durch die Bestrahlungskammer. The viscose is passed through the irradiation chamber.
Die Kontrolle des gewünschten Depolymerisationsgrades erfolgt durch Messung der 1 °/o-CÄD-Viskosität nach der Methode von TAPPI, Methode T 230 Sm-50, F. L. Strauss und R. M. Levy, Paper Trade Journal, Bd. 114, Nr. 3, S. 31 bis 34, Januar 15, 1942.The desired degree of depolymerization is checked by measuring the 1% CED viscosity according to the method of TAPPI, method T 230 Sm-50, F. L. Strauss and R. M. Levy, Paper Trade Journal, Vol. 114, No. 3, pp. 31-34, January 15, 1942.
Durch eine im Bereich von 0,05 bis 60 Wattsekunden je Gramm Cellulose liegende Bestrahlung von Holzcellulose oder Alkalicellulose werden Produkte mit einer 1'%-CÄD-Viskosität von 5 bis 12 erhalten. Als 1%-CÄD-Viskositäten gelten die Viskositäten einer le/oigen Dispersion des Stoffes in Cupri-Äthylen-Diamin. Die Viskositätswerte müssen nach dem Tauchen gemessen werden, um den mit dem TauchenBy irradiating wood cellulose or alkali cellulose in the range from 0.05 to 60 watt seconds per gram of cellulose, products with a 1% CED viscosity of 5 to 12 are obtained. Than 1% -CÄD viscosities which viscosities of a l e / o dispersion of the substance in cupric ethylene diamine apply. The viscosity values must be measured after diving in order to ensure that they are measured with diving
verbundenen geringen Abfall der 1 °/o-CÄD-Viskosität auszuschalten.to eliminate the associated slight drop in the 1 ° / o-CÄD viscosity.
Die nachfolgenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung. Alle Mengenangaben sind, soweit nichts anderes angegeben, als Gewichtsmengen anzusehen.The following examples illustrate the invention. All quantities are, as far as nothing otherwise stated, to be regarded as amounts by weight.
Eine Probe von gebleichtem Sulfitholzzellstoff der Firma Brown DurNatus wurde zur Bestrahlung an einem 2-MeV-Van-de-Graaff-Beschleuniger, der bei 250 Mikroampere arbeitete, vorbeigeführt. Abtastbreite des Strahls: 20 cm; Fenster zu Probe-Abstand: 10 cm; Durchlaufgeschwindigkeit: 2 cm/Sekunde.A sample of bleached sulfite wood pulp from Brown DurNatus was sent for irradiation passed a 2 MeV Van de Graaff accelerator operating at 250 microamps. Scanning width of the beam: 20 cm; Window to sample distance: 10 cm; Passage speed: 2 cm / second.
In diesem und allen nachfolgenden Beispielen wurde die Dicke der Proben so eingestellt, daß 1 Wattsekunde je Quadratzentimeter einer Wattsekunde je Gramm entsprach. In gleicher Weise entsprachen 10 Wattsekunden dann 1 Megarad.In this and all subsequent examples, the thickness of the samples was adjusted to 1 watt-second per square centimeter corresponded to a watt-second per gram. Corresponded in the same way 10 watt seconds then 1 megarad.
Im vorliegenden Falle wurde mit 12,5 Wattsekunden je Quadratzentimeter bestrahlt. Die Probe wurde dann bei 30° C etwa 30 Minuten lang in eine 18°/oige NaOH-Lösung getaucht. Anschließend wurde auf ein Preßgewichtsverhältnis von 2,7 gepreßt (2,7 Teile des Preßlings enthielten also 1 Teil Trockensubstanz) und bei 25° C etwa 25 Minuten bis 55 Minuten zerfasert.In the present case, the irradiation was 12.5 watt seconds per square centimeter. The sample was then at 30 ° C for about 30 minutes in an 18% Immersed in NaOH solution. It was then pressed to a compression weight ratio of 2.7 (2.7 parts of Pressings thus contained 1 part of dry matter) and defibrated at 25 ° C for about 25 minutes to 55 minutes.
Während des Tauchprozesses und des Zerfaserns wurden zur Kontrolle des Depolymerisationsgrades in bestimmten Zeitabständen mehrere Proben entnommen, die mit einer 20*/»igen Essigsäurelösung neutralisiert wurden. Die Proben wurden dann gewaschen, getrocknet und ihre CÄD-Viskositäten nach dem vorstehend genannten Verfahren von Tappi bestimmt (vgl. Tafel).During the dipping process and the defibering process, the degree of depolymerization was checked Several samples were taken at certain time intervals with a 20% acetic acid solution were neutralized. The samples were then washed, dried and their CAD viscosities checked determined by the Tappi method mentioned above (see table).
Strahlungsdosis:
12,5 Wattsekunden-je QuadratzentimeterRadiation dose:
12.5 watt-seconds-per square centimeter
IOIO
3030th
3535
in MinutenTime
in minutes
Viskositätlo / o-CÄD-
viscosity
10
20
30
55
850
10
20th
30th
55
85
6,4
6,2
5,8
6,36.6
6.4
6.2
5.8
6.3
4040
4545
Innerhalb eines Viskositätsbereiches von 6,5 bis 7,5 lassen sich gute Filme aus regenerierter Cellulose herstellen. Am Schluß des Zerfaserns wurden die Proben unmittelbar ohne weiteres Nachreifen xanthogeniert und anschließend in Viskose übergeführt und gefiltert. Ein aus dieser Viskose in bekannter Weise hergestellter Film entsprach in seinem physikalischen Verhalten in vollem Umfang den nach den üblichen Herstellungsverfahren gewonnenen Filmen aus regenerierter Cellulose. Bei den bekannten Herstellungsverfahren müssen jedoch für die Viskosereifung Behandlungszeiten von 8 bis 40 oder mehr Stunden nach der Zerfaserung in Kauf genommen werden.Good films made of regenerated cellulose can be produced within a viscosity range from 6.5 to 7.5 produce. At the end of the defibering, the samples were xanthogenized immediately without further ripening and then converted into viscose and filtered. One from this viscose in a known manner The physical behavior of the film produced fully corresponded to that of the usual ones Manufacturing process obtained films from regenerated cellulose. In the known manufacturing processes however, treatment times of 8 to 40 or more hours must be required for the viscose maturation the defibration must be accepted.
Gebleichter Sulfitholzzellstoff der Firma Brown DurNatus wurde, wie im Beispiel 1 beschrieben, mit Elektronen bestrahlt. Strahlungsdosis: 12,5 Watt-Sekunden je Quadratzentimeter. Das bestrahlte Produkt wurde 30 Minuten lang bei 30° C in eine 18,O°/oige NaOH-Lösung getaucht, dann wurde die erhaltene Alkalicellulose auf ein Preßgewichtsverhältnis von 2,7 abgepreßt, 30 Minuten lang bei 30° C zerfasert und unmittelbar anschließend 90 Minuten lang bei 28° C xanthogeniert. Nach 90 Minuten langem Durchmischen wurde die Viskose bei einer Viskosität von 73 Poisen bei 14° C filtriert. Nach dem Zerfaserungsvorgang wurde eine Probe entnommen und eine 1'%-CÄD-Viskosität von 6,78 festgestellt. Es wurde eine völlig klare Viskose erhalten, die sich zu einwandfreien Filmen vergießen ließ.Bleached sulfite wood pulp from Brown DurNatus was, as described in Example 1, with Irradiated electrons. Radiation dose: 12.5 watt-seconds per square centimeter. The irradiated product was immersed in an 18.0% NaOH solution at 30 ° C. for 30 minutes, then the obtained alkali cellulose pressed to a compression weight ratio of 2.7, for 30 minutes at 30.degree fiberized and immediately afterwards xanthated for 90 minutes at 28 ° C. After 90 minutes After long mixing, the viscose was filtered at a viscosity of 73 poises at 14 ° C. After this A sample was taken from the defibering operation and found to have a 1% CED viscosity of 6.78. A completely clear viscose was obtained which could be cast into perfect films.
Eine gebleichte Sulfit-Hokcellulose der Firma Brown DurNatus wurde 30 Minuten bei 30° C in eine 18,0'°/oige NaOH-Lösung getaucht. Die anfallende Alkalicellulose wurde auf ein Preßgewichtsverhältnis von 2,86 abgepreßt, 45 Minuten bei 30° C zerfasert und sofort 60 Minuten lang xanthogeniert. Nach einer Mischdauer von 45 Minuten hatte die Viskose eine Viskosität von 357 Poisen bei 22° C.A bleached sulfite Hokcellulose from Brown DurNatus was 30 minutes at 30 ° C in immersed in a 18.0% NaOH solution. The accruing Alkali cellulose was pressed to a press weight ratio of 2.86, 45 minutes at 30 ° C frayed and immediately xanthated for 60 minutes. After a mixing time of 45 minutes, the viscose had a viscosity of 357 poises at 22 ° C.
Eine Probe der auf diese Weise hergestellten Viskose wurde, wie im Beispiel 1 beschrieben, einer Elektronenbestrahlung unterworfen. Dosis: 3,79 Wattsekunden je Gramm Cellulose. Die bestrahlte Viskose hatte bei 22° C eine Viskosität von 68 Poisen. Sie war von ausgezeichneter Klarheit und ließ sich zu völlig einwandfreien Filmen verarbeiten.A sample of the viscose produced in this way was, as described in Example 1, a Subjected to electron irradiation. Dose: 3.79 watt seconds per gram of cellulose. The irradiated Viscose had a viscosity of 68 poises at 22 ° C. It was of excellent clarity and left process themselves into completely flawless films.
Gute Filme aus regenerierter Cellulose können aus Viskose mit Viskositäten innerhalb des Bereiches von 15 bis 145 Poisen bei 18° C erhalten werden. Vorzugsweise verarbeitet man jedoch Viskosen mit Viskositäten zwischen 45 und 80 Poisen bei 18° C.Good regenerated cellulose films can be made from viscose with viscosities within the range of 15 to 145 poises can be obtained at 18 ° C. However, it is preferable to process viscose with viscosities between 45 and 80 poises at 18 ° C.
Die gebleichte Sulfit-Holzcellulose der Firma Brown DurNatus nach Beispiel 3 wurde 30 Minuten bei 30° C in eine 18,0°/oige NaOH-Lösung getaucht. Die anfallende Alkalicellulose wurde auf ein Preßgewichtsverhältnis von 2,86 abgepreßt, 45 Minuten lang bei 30° C zerfasert, 19 Stunden an der Luft getrocknet und 60 Minuten xanthogeniert. Nach 15 Minuten dauernder Durchmischung hatt die Viskose eine Viskosität von 87 Poisen bei 22° C. Eine Probe der auf diese Weise hergestellten Viskose wurde nach Beispiel 1 mit einer Dosis von 0,8 Wattsekunden je Gramm Cellulose mit Elektronen bestrahlt. Die bestrahlte Viskose hatte bei 22° C eine Viskosität von 53 Poisen. Sie zeigte eine ausgezeichnete Klarheit und ließ sich zu einwandfreien Filmen vergießen, die in ihrem physikaüschen Verhalten den nach den bekannten Verfahren hergestellten Filmen völlig gleichwertig waren.The bleached sulfite wood cellulose from Brown DurNatus according to Example 3 was 30 minutes immersed in a 18.0% NaOH solution at 30 ° C. The resulting alkali cellulose was reduced to a press weight ratio pressed from 2.86, defibrated at 30 ° C for 45 minutes, air-dried for 19 hours and xanthated for 60 minutes. After 15 minutes of thorough mixing, the viscose had a viscosity of 87 poises at 22 ° C. A sample of the viscose produced in this way was after Example 1 irradiated with electrons at a dose of 0.8 watt seconds per gram of cellulose. The irradiated Viscose had a viscosity of 53 poises at 22 ° C. It showed excellent clarity and allowed himself to be poured into impeccable films, whose physical behavior resembles the well-known The films produced by the method were completely equivalent.
Das Verfahren der Erfindung vereinigt eine Reihe von technischen Vorteilen, die auf anderen, zwecks Abbau des Cellulosemoleküls während der Viskoseherstellung bekannten Wegen in ihrer Gesamtheit nicht zu erreichen waren. Von größtem Wert ist es hierbei, daß das neue Verfahren nur unter Depolymerisationszeiten von einigen Sekunden oder noch weniger abläuft, wobei der Molekülabbau völlig unsystematisch und willkürlich erfolgt, so daß die gewünschte einheitliche Molekulargewichtsverteilung in hohem Maße erreicht wird. Sehr wichtig ist es auch, daß der durchschnittliche Depolymerisationsgrad genau eingestellt werden kann, indem man die eingestrahlte Energie entsprechend abstimmt.The method of the invention combines a number of technical advantages on other, for the purpose Degradation of the cellulose molecule during the production of viscose known in its entirety could not be reached. It is of the greatest value here that the new process only takes depolymerization times of a few seconds or even less, the degradation of the molecules being completely unsystematic and is done arbitrarily so that the desired uniform molecular weight distribution in is achieved to a high degree. It is also very important that the average degree of depolymerization is accurate can be adjusted by adjusting the radiated energy accordingly.
Eine Vereinigung sämtlicher erwähnter Vorzüge des neuen Verfahrens findet sich bei keinem der inNone of the in
der Technik bekannten Reifeprozesse. Eine Depolymerisation mit Luftsauerstoff in Anwesenheit von Kobaltkatalysatoren läßt sich zwar verhältnismäßig schnell erreichen, ist jedoch schwierig zu überwachen. Der chemische Abbau der Alkalicellulose durch Behandlung mit Wasserstoffsuperoxyd verläuft schnell und ist auch leicht einzustellen, führt jedoch infolge seiner topochemischen Natur zu Produkten mit uneinheitlicher Molekulargewichtsverteilung. Die säurekatalysierte hydrolytische Depolymerisation der CeI-lulose, wie sie beispielsweise bei der Holzzellstoffherstellung in Frage kommt, läßt sich schnell und kontrollierbar durchführen, ergibt jedoch unzureichende Ausbeuten. Unerwünscht ist bei diesem Verfahren auch das Arbeiten mit feststoffarmen Schlämmen, die hohe Betriebs- und Anlagekosten bedingen. Läßt man die Cellulose unter Behandlung mit Luft reifen, so werden Produkte von ziemlich einheitlicher Molekulargewichtsverteilung erhalten. Auch ist diese Arbeitsweise leicht zu überwachen, jedoch stellt eine Behandlungszeit bis 60 Stunden eine starke Belastung dar.ripening processes known in the art. Depolymerization with atmospheric oxygen in the presence of Cobalt catalysts can be reached relatively quickly, but are difficult to monitor. The chemical breakdown of the alkali cellulose by treatment with hydrogen peroxide is rapid and is also easy to adjust, but due to its topochemical nature leads to products with more non-uniform Molecular weight distribution. The acid-catalyzed hydrolytic depolymerization of cellulose, as it comes into question, for example, in the production of wood pulp, can be controlled quickly and easily perform, but gives insufficient yields. This procedure is undesirable also working with low-solids sludge, which results in high operating and system costs. One lets as the cellulose ripens under treatment with air, products of fairly uniform molecular weight distribution become products obtain. This working method is also easy to monitor, but a treatment time of up to 60 hours is a heavy burden represent.
Weitere technische Fortschritte des neuen Verfahrens liegen darin, daß infolge des mit großer Schnelligkeit ablaufenden Bestrahlungsvorganges keine zwischenzeitliche Stapelung zur Durchführung des Reifeprozesses nötig ist. Bei dem erreichten gleichmäßigen Molekülabbau fallen nur geringe Mengen von Cellulose mit sehr niedrigen Molekulargewichten an, so daß eine hohe Zellstoff ausbeute erreicht wird und nur geringe Mengen an Abfallprodukt abzuführen sind. Da nicht katalytisch gearbeitet wird, ist bei Betriebsstörungen die Gefahr einer unerwünschten nicht übersehbaren Nachreife ausgeschaltet. Eine sorgfältige Temperaturkontrolle entfällt, da der Bestrahlungsvorgang im wesentlichen temperaturunabhängig verläuft. Man kann die einzustrahlende Energie und die Viskosität der Viskose automatisch koppeln und auf diesem Wege ein besonders einheitliches Erzeugnis erhalten, das besonders für die Verarbeitung der Viskose zu Rayon oder Filmen aus regenerierter Cellulose von Bedeutung ist.Further technical advances in the new process are that as a result of the great rapidity ongoing irradiation process no intermediate stacking to carry out the Maturation process is necessary. With the uniform molecular breakdown achieved, only small amounts fall of cellulose with very low molecular weights, so that a high pulp yield is achieved and only small amounts of waste product have to be discharged. Since there is no catalytic work, is in the event of malfunctions, the risk of undesirable and not overlooked subsequent ripening is eliminated. One There is no need for careful temperature control, since the irradiation process is essentially temperature-independent runs. The energy to be radiated and the viscosity of the viscose can be automatically coupled and in this way obtain a particularly uniform product, which is particularly suitable for processing the viscose is important to rayon or regenerated cellulose films.
Das Verfahren der Erfindung läßt sich in modifizierter Form auf alle Ausführungsarten der Viskoseherstellung übertragen.The process of the invention can, in modified form, be applied to all types of viscose production transfer.
Claims (1)
Deutsche Patentschrift Nr. 834267.Considered publications:
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