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Verfahren zur Herstellung von leicht bleichbarem Zellstoff Es ist
bekannt, daß Lignin aus Pflanzenfasern u. dgl. durch organische Lösungsmittel für
Lignin bei Gegenwert von starken Säuren herausgelöst werden kann. Als solche Lösungsmittel
dienen einerseits insbesondere :Methylalkohol, Äthylalkohol, Aceton und Eisessig,
anderseits auch Phenole und Chlorphenole. Der Vorgang beruht auf einer-Spaltur@g
der in den Pflanzenfasern vorhandenen Cellulose-Lignin-Verbindung in Cellulose und
Lignin. Es ist aber nicht möglich, durch Verwendung der erstgenannten Lösungsmittel
auf diese Art alles Lignin herauszulösen und zu einem Zellstoff zu gelangen, der
beim Bleichen reinweiß wird.
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Bei Verwendung von Phenol und seinen Derivaten kann bleichbare Cellulose
erhalten «-erden, wozu bei einem der bekannten Verfahren die achtfache Menge des
Fichtenholzes an Phenol und bei einem anderen sogar die zwanzigfache Menge an p-Chlorphenol
benötigt wird. Der Anwendung dieser Verfahren steht aber die Kostspieligkeit der
Lösungsmittel in bezug auf Anschaffung sowie Rückge-\%-innung im Wege.
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:xfan erhält jedoch einen leicht bleichbaren Zellstoff aus Holz und
anderem cellulose- und ligninhaltigen Fasergut, wenn man dieses Material in angefeuchtetem
Zustande in an sich bekannter Weise mit Chlor behandelt und hierauf in Gegenwart
einer starken Mineralsäure, die die Spaltung der Cellulose-Chlor-Lignin-Verbindung
bewirkt, z«-eckmäßig in Gegenwart der. bei der Behandlung des Ausgangsmaterials
mit Chlor entstandenen Salzsäure oder nach Entfernung eines Teils derselben, mit
einem organischen, mit Wasser mischbaren Lösungsmittel erfindungsgemäß bei erhöhter
Temperatur behandelt.
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Als solche Lösungsmittel kommen hauptsächlich Methyl- und Acethylalkohol
sowie Aceton in Betracht. Die Arbeitsweise bei erhöhter Temperatur bewirkt, daß
im gleichen Arbeitsgang die hydrolytische Abspaltung des Chlorlignins von der Cellulose
und Lösung der inkrustierten Stoffe stattfindet, so daß ohne Nachbehandlung ein
weißer, libriinfreier Zellstoff erhalten wird. Ganz überraschenderweise hat sich
dabei gezeigt, daß entgegen der herrschenden Ansicht die Cellulosefaser durch diese
Behandlung in der Wärme in Gegenwart einer starken Säure nicht zerstört oder geschwächt
wird.
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Es wurde von anderer Seite (Z. f. angew. Chemie 1928 Seite
979 bis 98o und iooi bis ioo5) schon versucht, mit Hilfe von Sullitsprit aus gechlorter
Fichtenholzmasse die Inkrusten herauszulösen. Die Ergebnisse waren aber unbefriedigend,
indem maximal 37 °[" des Trockenholzes in Lösung gingen und der Rückstand, um zu
einer bleichfähigen Cellulose zu gelangen, noch mit kalter verdünnter Natronlauge
nachbehandelt werden mußte. Gleichzeitig wird darauf hingewiesen, daß die Chlorierung
der Lignocellulose an sich nicht ausreicht, um die Lösung des Lignins in Sulfitsprit
herbeizuführen, sondern offenbar eine
vorangehende Spaltung der
zwischen Lignin und Cellulose vorhandenen Bindung erforderlich sei. - Zu diesem
Zweck wird einerseits eine V orbehandlung des Holzes mit verdünnter Salzsäure in
der Wärme, wobei Gefahr einer Celluloseschädigung besteht, und anderseits eine Vorbehandlung
mit heißer und eine Nachbehandlung mit kalter verdünnter Alkalilange vorgeschlagen,
um zu einer unbeschädigten Cellulose zu gelangen. Ein technischer Fortschritt gegenüber
dem bekannten Sulfitverfahren dürfte hier sehr in Frage gestellt sein durch den
erhöhten Chemikalienverbrauch und der wie dort vorhandenen Kostspieligkeit einer
Wiedergewinnung der gelösten Holzbestandteile. Der dem erfindungsgemäßen Verfahren
zugrunde liegende Gedanke der gleichzeitigen hydrolytischen Spaltung des Lignocellulosekomplexes
und Lösung des Chlorlignins in dem organischen Lösungsmittel unter Anwendung von
erhöhter Temperatur war der zitierten Arbeit noch unbekannt.
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Bei Verwendung von rindenhaltigen Holzschnitzeln erhält man oft einen
Zellstoff, der noch dunkle Rindenbestandteile enthält, die nicht bleichbar sind
und durch kalte verdünnte Alkalien nicht herausgelöst werden können. Durch eine
Nachbehandlung des Zellstoffes mit verdünnten Alkalien in der Wärme, gegebenenfalls
unter erhöhtem Druck, werden die dunklen Rindenbestandteile restlos gelöst, und
man erhält auch :nit dem erwähnten Ausgangsmaterial einen rein weißen Zellstoff.
Beispiel Fichtenholzhackschnitzel werden in angefeuchtetem Zustand mit Chlorgas
in bekannter Weise chloriert; hierbei entsteht Salzsäure, von welcher unter Umständen
ein Teif zwecks ihrer Gewinnung entfernt wird. Das feuchte, salzsäurehaltige, chlorierte
Material wird nun mit kochendem Alkohol zweckmäßig nach dem Gegenstromprinzip erschöpfend
extrahiert. Arbeitet man nach dem Gegenstromprinzip, so findet die Abspaltung des
Chlorlignins bei der Behandlung mit dem an Salzsäure und Extraktstoffen angereicherten
Alkohol statt, während die Behandlung mit dem frischen Alkohol vollständige Reinigung
der Cellulose bewirkt. Der Rückstand besteht aus weißer, langfaseriger Cellulose.
Der alkoholische Extralot, der etwa 6o bis 85 ° jo Alkohol und 0,5 bis 5,0
°;o Salzsäure enthält, kann zur Gewinnung von Chlorlignin, Gerbstoff usw. aufgearbeitet
werden.