DE1176989B - Verwendung eines oberflaechenaktiven Mittels als Zusatz zu Holzzellstoff - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. KL: D 21 c

Deutsche KL: 55 b-5/01

Nummer: 1 176 989

Aktenzeichen: B 48896 VI b / 55 b

Anmeldetag: 13. Mai 1958

Auslegetag: 27. August 1964

Die vorliegende Erfindung betrifft einen HolzzellstofF, der sich besonders für die Herstellung von Produkten aus Zelluloseestern oder regenerierter Zellulose, wie beispielsweise Fäden für die Herstellung von Textilien und Reifenkord, Filmen, wie beispielsweise durchsichtigen Blättern aus Viskose und Zelluloseacetat, eignet.

Bei der Herstellung von Viskose, die zu den obenerwähnten Produkten weiterverarbeitet werden soll, wird Holzzellstoff bei gewöhnlicher oder erhöhter Temperatur mit starker Natronlauge versetzt, zur Entfernung von überschüssigem Alkali abgepreßt und dann zerfasert. Nach einer Alterung, während der das Molekulargewicht der Alkalizellulose absinkt, wird der Alkalizellulose Schwefelkohlenstoff zugesetzt und die xanthogenierte Zellulose in schwacher Natriumhydroxydlösung dispergiert, wobei die Viskoselösung gebildet wird. Bevor diese Lösung zu Filmen oder Fäden ausgepreßt wird, läßt man sie reifen und filtriert sie dann, um nicht gelöste Zellulose, Fremdteilchen und undispergierte Gele zu entfernen. Diese Filtration ist zeitraubend, da insbesondere die unvollkommen dispergierte Zellulose die Poren der Filtermedien verstopft, so daß das Verfahren häufig unterbrochen werden muß, um diese auszuwechseln.

Es ist schon bekannt, daß die Filtrierbarkeit von Viskoselösungen verbessert werden kann, wenn man für ihre Herstellung einen Holzzellstoff mit einem Zusatz an einem oberflächenaktiven Mittel verwendet. Beispielsweise werden gemäß der britischen Patentschrift 735 481 Polypropylenoxyd- und Polyäthylenoxyd-Polymerisationsprodukte, gemäß der britischen Patentschrift 590 064 bestimmte kationaktive Aminoverbindungen und gemäß der USA.-Patentschrift 2 710 861 Polyalkylenderivate von Polyaminen als oberflächenaktive Mittel verwendet, und es konnte mit diesen Mitteln eine beträchtliche Verbesserung der Filtrierbarkeit erzielt werden.

Es ist auch bekannt, daß die Filtrierbarkeit der Viskoselösungen bzw. die Verbesserung der Filtrierbarkeit durch den Zusatz oberflächenaktiver Mittel zu dem Holzzellstoff noch davon abhängen, nach welchem Verfahren der verwendete Holzzellstoff hergestellt wurde.

Während beispielsweise mit einem nach dem »Sulfatverfahren«, bei dem zum Aufschluß Natriumhydroxyd und Natriumsulfid verwendet werden, hergestellten Holzzellstoff außerordentlich schlecht filtrierbare Viskoselösungen erhalten werden, erfordert ein Holzzellstoff, dessen Herstellung nach dem »Sulfitverfahren« erfolgte, oft keinen Zusatz an oberflächenaktiven Mitteln, und die Filtrierbarkeit Verwendung eines oberflächenaktiven Mittels als Zusatz zu Holzzellstoff

Anmelder:

The Buckeye Cellulose Corporation,

Cincinnati, Ohio (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. I. Ruch, Patentanwalt, München 5, Reichenbacbstr. 47/49

Als Erfinder benannt:

Donald Francis Durso, Memphis, Tenn.

(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 16. Mai 1957 (659 491) - -

der damit hergestellten Viskoselösungen wird im allgemeinen durch einen solchen Zusatz nicht wesentlich verbessert.

Auch wird die Filtrierbarkeit von Viskoselösungen aus Sulfatzellstoff nur dann durch den Zusatz oberflächenaktiver Mittel verbessert, wenn bei der Herstellung des Zellstoffs in allgemein bekannter Weise eine Vorhydrolyse erfolgte. Für eine solche Vorhydrolyse werden Holzspäne oder andere ligninhaltige Zellulosematerialien zweckmäßig mit Wasser, Dampf oder verdünnter Säure (bis zu etwa 0,3% an Säure) bei einer Temperatur zwischen etwa 150 und etwa 190⁰C bei überatm'osphärischem Druck für eine Zeit bis zu etwa 120 Minuten behandelt. Als Säure wird Essigsäure, Zitronensäure, Salpetersäure, Oxalsäure, Phosphorsäure, schweflige Säure (Schwefeldioxyd), Schwefelsäure oder eine Kombination dieser Säuren verwendet. Alternativ kann die 'Azidität, wenn die Verwendung einer Säure nicht erwünscht ist und vorausgesetzt, daß keine alkalischen Mittel zugesetzt wurden, das Ergebnis der Hydrolyse des erwärmten zellulosehaltigen Ausgangsmaterials sein. Nach der Beendigung dieser Behandlung läßt man die Hydrolyseflüssigkeit ablaufen, und das zurückbleibende feste Material kann an Ort und Stelle gewaschen werden, oder die Kochflüssigkeit der nächsten Verfahrensstufe kann direkt ohne Waschen hinzugefügt werden.

Schließlich hängt der Grad der Verbesserung der Filtrierbarkeit durch die Verwendung eines Holzzellstoffs mit einem Zusatz an einem oberflächenaktiven

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Mittel noch davon ab, wie die Alkalisierung erfolgt. Hierfür sind im wesentlichen zwei Methoden in Anwendung. Bei der im folgenden mit a) bezeichneten Methode werden trockene Zellstoffplatten bei etwa Zimmertemperatur in einer Presse in die Natriumhydroxydlösung getaucht, nach etwa einer Stunde abgepreßt und dann zu einer krümeligen Masse zerkleinert. Bei der im folgenden mit b) bezeichneten Methode wird die Zellulose mit gleichmäßiger Geschwindigkeit in einen Behälter mit konzentrierter Natriumhydroxydlösung eingeführt und dort zu einer Aufschlämmung von Fasern zerkleinert. Das erfolgt gewöhnlich bei einer Temperatur zwischen Zimmertemperatur und 65 C. Die Faseraufschlämmung wird dann zwischen rotierenden Walzen hindurchgeleitet, die mit Löchern versehen sind, um das Ablaufen der Natriumhydroxydlösung zu ermöglichen, und der so erhaltene Preßkuchen von Alkalizellulose wird zu einer krümeligen Masse zerfasert. Ein Holzzellstoff mit einem Zusatz an einem oberflächenaktiven Mittel wird insbesondere dann verwendet, wenn die Alkalisierung nach dem ersten dieser beiden Verfahren erfolgen soll.

Gemäß der Erfindung wird zu nach dem Vorhydrolyse-Sulfatverfahren hergestelltem, für die Herstellung von Celluloseestern oder regenerierter Cellulose dienendem Zellstoff als oberflächenaktives Mittel ein Produkt der Polymerisation von Äthylenoxyd an ein Polyoxypropylenäthylendiamin der allgemeinen Formel

H-(OH₂C-HaC)_x-

H-(OH₃C-H₃C)*-

H₃C^ OH₂C—HCj

OH₂C-HCj H₃C

N-CH₂-CH₂-N /CH₃
CH-CHoO

/CH-CH₂O
CH_:5

-(CH₂-CH₂Ob-H

-(CH₂-CH₂O)₁-H

worin χ im Mittel einen Wert von etwa 12 und y im Mittel einen Wert von etwa 7 hat, zugesetzt.

Die Verbesserung der Filtrierbarkeit der Viskoselösung durch das erfindungsgemäß verwendete oberflächenaktive Mittel ist insbesondere dann auffallend, wenn für die Alkalisierung die oben mit a) bezeichnete Methode zur Anwendung kommt.

Durch den erfindungsgemäßen Zusatz des oben gekennzeichneten oberflächenaktiven Mittels wird nicht nur die Filtrierbarkeit der Viskoselösung verbessert, sondern es werden auch Verbesserungen der Eigenschaften der aus der Viskose hergestellten Produkte erzielt.

Die Erfindung soll an Hand von Beispielen näher erläutert werden.

Beispiel 1

Unter gleichen Bedingungen wurden drei aus einem nach dem Vorhydrolyse-Sulfatverfahren gewonnenen Holzzellstoff unter Anwendung der oben mit a) bezeichneten Alkalisierungsmethode hergestellte Viskoselösungen filtriert, und zwar:

Versuch 1:

Eine Viskoselösung aus einem Zellstoff ohne Zusatz an einem oberflächenaktiven Mittel.

Versuch 2:

Die gleiche Viskoselösung wie in 1, jedoch aus einem Zellstoff mit einem Zusatz von 0,1% eines Polypropylenoxyd-Polyäthylenoxyd-Mischpolymerisats gemäß der britischen Patentschrift 735 481, das durch Aufsprühen in Form einer wäßrigen Lösung gleichmäßig auf den Oberflächen der Zellstoffplatten verteilt war.

Versuch 3:

Die gleiche Viskoselösung wie in 1, jedoch mit einem Zusatz von 0,1%) des oberflächenaktiven Mittels der Erfindung, das wie bei 2 gleichmäßig auf den Oberflächen der verwendeten Zellstoffplatten verteilt war.

Die Menge Filtrat, die. bevor das Filter verstopfte, durch eine Filterfläche von 1,6 cm² hindurchtrat, ergab sich wie folgt:

Versuch 1 315 ± 65 g

Versuch 2 1225 ± 255 g

Versuch 3 3190 ± 480 g

B ei sp i el 2

Die Verbesserung der Eigenschaften von Viskosegarn, das aus einer Viskoselösung hergestellt war, für deren Herstellung nach dem Vorhydrolyse-Sulfatverfahren gewonnener Holzzellstoff mit einem Zusatz an dem oberflächenaktiven Mittel der Erfindung in Gewichtsprozent, bezogen auf trockenen Zellstoff, verwendet wurde, ist aus der folgenden Tabelle ersichtlich :

Oberflächenaktives Mittel
gemäß der Erfindung

kein
0,1%
0,2%

Denier

151,7
152,8
152,7

Konditionierte Eigenschaften

Zugfestigkeit g/Denier

1,97 2,06 2,07

Dehnung

16,8 18,5 19,2 Produkt aus
Zugfestigkeit
und Dehnung

33,0
38,1
39,8

Zähigkeit
g/Denier

0,88
0,93
0,95

Naßeigenschaften

Produkt aas

Dehnung Zugfestigkeit und Dehnung

34,7 39,4 40,3

30,5 36,9 38,3

Aus den obigen Werten ist ersichtlich, daß die physikalischen Eigenschaften des Garnes durch den erfindungsgemäßen Zusatz des oben gekennzeichneten oberflächenaktiven Mittels wesentlich verbessert werden.

H-(OH₂C-H₂C)*-

H-(OHuC-H₈Qs-

H₃C

OH₂C-HC

OH₂C-HC
H₃Cj

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verwendung eines oberflächenaktiven Produktes der Polymerisation von Äthylenoxyd an ein Polyoxypropylenäthylendiamin der allgemeinen Formel

/CH₃

N-CH₂-CH₂-N ICH-CH₂O^-(CH₂-CH₂O)₁-H

/CH-CH₂O) -(CH₂-CH₂O)₁-H CH₃

worin χ im Mittel einen Wert von etwa 12 und y im Mittel einen Wert von etwa 7 hat, als Zusatzmittel zu nach dem Vorhydrolyse-Sulfatverfahren hergestelltem, für die Herstellung von Celluloseestern oder regenerierter Cellulose dienendem Zellstoff.

2. Die Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polykondensationsprodukt in Mengen von 0,02 bis 0,2 und vorzugsweise 0,1 bis 0,2 Gewichtsprozent, bezogen auf trockenen Zellstoff, angewandt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschriften Nr. 735 481, 590 064; USA.-Patentschrift Nr. 2 710 861.

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