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Verfahren zur Herstellung von Gellulosederivaten. Um die Bildung von
Cellulosederivaten, z. B. Celluloseester, ferner sogenannter Hydratcellulose zu
erleichtern, hat man vor der chemischen Behandlung des Fasergutes vorbereitende
Verfahren eingeschaltet, welche dazu bestimmt sind, den Eintritt der chemischen
Reaktion zu begünstigen. So ist es z. B. bekannt, vor der Veresterung eine Behandlung
mit starker Natronlauge oder eine solche mit verdünnter Säure vorzunehmen. Bei derartiger
Vorbehandlung wird im ersten Falle eine Mercerisation, im zweiten Falle eine Hydrolyse
erreicht, die je nach dem Grade der Einwirkung der Säure bis zur Bildung von Hydrocellulose
gehen kann.
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Es ist nun aber bekannt, daß eine solche Idvdrolyse vor der Esterbildung
durchaus unerwünscht ist, weil die beginnende Hydrolyse die Viskosität z. B. der
gebildeten Ester ungünstig beeinflußt. Der erfolgte Abbau der Cellulose macht sich
in einer geringeren Viskosität der Celluloseesterlösungen bemerkbar. In gleicher
Weise wirkt eine vorherige 1Tercerisation.
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Es wurde nun gefunden, daß man diesen Übelständen dadurch begegnen
kann, daß man eine N'orbehandlung mit Säuren derart durchführt, daß eine Hydrolyse
überhaupt nicht eintreten kann. Unter diesen Umständen kann nämlich .die Säure quellend
wirken, ohne die Gellulose zu hydrolv sieren. Es hat sich nun gezeigt, daß die gequollene
Cellulose bei der eigentlichen Veresterung mit wesentlich vergrößerter Reaktionsgeschwindigkeit
gegenüber nicht vorgequollener Faser reagiert. Wenn man z. B. die zur Acetylierung
bestimmte Cellulose mit einer iprozentigen Essigsäure vorbehandelt und das mit Essigsäure
imprägnierte Fasergut, ohne es zu waschen, abschleudert und trocknet, so enthält
die Faser eine gewisse Menge Essigsäure, die bekanntlich eine Hydrolyse nicht hervorruft.
Wird derartige Faser in üblicher @V eise acety liert, so erreicht man die Veresterung
mit dem nur halben Zeitaufwand, der früher für diesen Vorgang notwendig war.
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Das günstige Verhalten der Faser erklärt sich wohl durch eine starke
Auflockerung durch die Essigsäure, eine Auflockerung, die sich durch den seidenartigen
Griff derartig präparierter Pflanzenfaser bemerkbar macht. Es war nicht bekannt,
daß Fasern, welche diesen seidenähnlichen Griff haben, sich rascher verestern lassen
als Fasern in normalem Zustand.
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Das Verfahren der Vorquellung ist in seiner Wirkung nicht auf die
Veresterung beschränkt. Auch bei der Herstellung sogenannter Hydratcellulose, mercerisierter
Cellulose, von Pergament und Vulkanfiber, von Kupferoxydammoniakcellulose und Viskose
zeigt sich der günstige Einfluß der Vorbeha.ndlung, bei welcher das Quellmittel
im Fasergut verbleibt.
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Man kann mit Vorteil z. B. bei der Mercerisierung,
Pergamentisierung
und Vulkänisierung die Faser in einem mit Essigsäure vorbehandelten Zustand anwenden.
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Bei der Herstellung der genannten Stoffe ist es nicht nötig, die vorgequollene
Faser im getrockneten Zustand zu verwenden, wie dies bei der Herstellung von Nitrocellulose
oder Acetylcellulose notwendig ist. Man kann entweder die mit Essigsäure vorgequollene
Faser in üblicher Weise mit den chemischen Reagenzien für Mercerisierung, Pergamentisierung
usw. im feuchten Zustande zusammenbringen oder auch an Stelle von Essigsäure in
.diesem Falle, wenn auch weniger gut eine Quellung mit verdünnter Natronlauge vornehmen.
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Der Grundgedanke der Erfindung ist, eine möglichst weitgehende Quelhmg,
d. h. Auflockerung der Fasermembran herbeizuführen, ohne daß eine chemische Veränderung,
insbesondere ein Abbau zustande kommt. Beispiel i. Lose Baumwolle wird während etwa
q. bis 8 Stunden in eine 1prozentige Essigsäure eingelegt, abgeschleudert und bei
mäßigen Temperaturen, die zweckmäßig 3o bis q.0° nicht überschreiten, getrocknet.
Das so behandelte Fasergut wird in üblicher Weise mit Aeetyliergemisch behandelt,
wobei das Glasigwerden des Reaktionsgemisches nur etwa die Hälfte der bisher üblichen
Zeit beansprucht. Beispiel e. Das Fasergut wird mit einer 2prozentigen Lösung von
Natriumacetat während q. bis 8 Stunden behandelt, hierauf abgeschleudert, getrocknet
und in diesem Zustande zur Herstellung von Nitrocellulose oder Acetylcellulose nach
üblichen Verfahren verwendet. Beispiel 3.
Baumwollpapier(Filtrierpapieru.dgl.)
wird in eine 1prozentige Essigsäure während 4 bis 8 Stunden eingelegt, hierauf vorsichtig
abgequetscht, getrocknet und dann, wie üblich, der Wirkung einer Pergamentisiersäure
ausgesetzt. Das Eindringen der Pergamentisiersäure geht dann rascher und vollständiger
vor sich als ohne diese Vorbehandlung. Beispiel q.. Baumwollpapier wird mit einer
2prozentigen Natriumacetatlösung behandelt und hierauf abgequetscht getrocknet und
nunmehr mit einer gesättigten. Chlorzinklösung in der für Vulkanfiber üblichen Weise
unter Erwärmen behandelt. Man erreicht auf diese Weile eine raschere und gründlichere
Quellung des Papiers. Beispiel s Holzzellstoff wird mit 1prozentiger Essigsäure
vorgequollen, gut abgeschleudert und dann mit einer Natronlauge behandelt, deren
Konzentration so hoch gehalten wird, daß unter Zurechnung der in der Faser verbliebenen
Wassermenge die Endkonzentration .der Natronlauge den zur Mercerisierung oder Alkalicelluloseherstellung
erfahrungsgemäß erforderlichen Gehalt, 17,5 Prozent Ätznatron, erreicht.
Beispiel 6.
Zur Viskosefabrikation bestimmter Zellstoff wird in Pappenform
in 1prozentige Natronlauge eingelegt und während 8 Stunden der Quellung überlassen.
Nach dieser Zeit wird abgepreßt, .die abgepreßte Pappe wird dann in die Natronlauge
stärkerer Konzentration (3o Prozent) gebracht und in üblicher Weise weiterverarbeitet.