DE600470C - Verfahren zum Quellen, Pergamentieren oder Gelatinieren faserfoermiger Cellulose - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 24. JULI 1934

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 55 f GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 28. März 1933 ab

ist in Anspruch genommen.

Die früher üblichen Verfahren zum Pergamentieren von Cellulose mit starker Schwefelsäure, der man gelegentlich auch Salpetersäure oder Nitrate zusetzte, sind heute meist zugunsten der Pergamentierung mit konzentrierten, wäßrigen Zinkchloridlösungen verlassen, die bessere Ergebnisse liefern, aber sehr lange Einwirkungszeiten bei höherer Temperatur erfordern.

Andere quellungsfördernde Salze, z. B. Nitrate, ohne Zusatz eigentlicher Quellungsmittel sind nur ausnahmsweise zur oberflächlichen Verkleisterung von Papier vorgeschlagen worden, weil ihre Wirkung noch schwäeher ist. Auch hat man Schweizers Reagenz (Kupferoxydammoniak in wäßrig-ammoniakalischer Lösung) allein oder in Mischung mit Natrium-, Kalium- oder Ammoniumchromat oder -bichromat als Quellungsmittel zur Behandlung faserförmiger Cellulose benutzt.

Die vorliegende Erfindung beruht nun auf

der Beobachtung, daß Kalium-, Natrium- und Ammoniumsalze, insbesondere die Nitrate und Jodide, die in wäßriger Lösung eine nur geringe Quellwirkung auf Cellulose ausüben, zu ausgezeichneten, auch schon bei gewöhnlicher Temperatur sehr rasch wirkenden Quell-, Pergamentier- und Gelatiniermitteln für faserige Cellulose werden, wenn man sie in flüssigem, wasserfreiem oder fast wasserfreiem Ammoniak auflöst. Man kann dann je nach Art und Konzentration der Lösung in mehr oder minder kurzer, nach Minuten zählender Zeit zähes, widerstandsfähiges Pergamentpapier, aber auch lederartiges Papier oder plastische Cellulose und gegebenenfalls auch Celluloseprodukte von hoher Saugfähigkeit erzeugen. Eine vollständige Auflösung muß aber vermieden werden.

Man hat schon vorgeschlagen, Seegras, Kohlblätter o. dgl. durch Kochen mit wäßrigem Ammoniak in eine plastische Masse zu verwandeln, was offenbar auf einer teilweisen chemischen Umwandlung der Inkrusten beruht, durch die die Fasern aus ihrem Verbande gelöst werden. Eine Pergamentierung von Cellulose mit Hilfe wäßriger Ammoniaklösung ist jedoch nicht durchführbar.

Weiter ist es bekannt, daß Cellulose durch Behandlung mit flüssigem Ammoniak in ein leichtes, trockenes Pulver übergeführt werden kann, das sich durch hohe Reaktionsfähigkeit auszeichnet und zur Herstellung von Celluloseestern, Cellulosexanthat ο. dgl. verwendet wird.

Es war demnach nicht vorauszusehen, daß eine Auflösung quellungsfördernder Salze in flüssigem, wasserfreiem oder nahezu wasser-

freiem Ammoniak zu einem starken, rasch wirkenden Quell-, Gelatinier- und Pergamentiermittel für Cellulose führen würde.

Als brauchbar für das Verfahren gemäß S der Erfindung empfehlen sich z. B. Natriumchlorid, Natrium j odid, Natriumsulf ocyanat, Natriumnitrat, Kalium j odid, Kaliumsulf ocyanat, Kaliumnitrat, Ammoniumchlorid, Ammonium j odid, Ammoniumsulföcyanat und ίο Ammoniumnitrat.

Von diesen Salzen haben sich Ammoniumnitrat, Natriumnitrat, Natrium] odid und Kaliumiodid als besonders geeignet erwiesen. Bei einigen Salzen, z. B. bei Natriumchlorid und Ammoniumchlorid, ist die Löslichkeit in flüssigem Ammoniak genügend beschränkt, so daß eine vollständige Auflösung der Cellulose ausgeschlossen ist. Bei Anwendung anderer in flüssigem Ammoniak leichter löslicher Salze dagegen kommt es darauf an, entweder die Konzentration der Lösung oder die Behandlungsdauer oder beide so weit zu begrenzen, daß die Cellulose ihren faserförmigen Charakter nicht völlig verliert. Bei Verwendung von Salzen, ναη denen sich z. B. bei 20 bis 25⁰ C metir als 40 g_ in 100 ecm flüssigem Ammoniak lösen, z. B. bei Ammoniumnitrat, Natriumnitrat oder Kaliumnitrat, beträgt die Konzentration der Lösung zweckmäßig 40 bis 80 g in 100 ecm. Bei Verwendung solcher Lösungen schwankt die zweckmäßige Behandlungsdauer für das Pergamentieren, Gelatinieren oder Quellenlassen der faserförmigen Cellulose zwischen etwas weniger als 1 Minute und etwas mehr als 30 Minuten, je nach dem verwendeten Salz, der Konzentration der Lösung und der zu erzielenden Wirkung. Man kann auch mit höheren Konzentrationen arbeiten, muß dann aber die Einwirkungsdauer schärfer kontrollieren. Bei stärker löslichen Salzen, z. B. Natriumjodid und Kaliumiodid, wird die Wirkung des flüssigen Ammoniaks auf die Cellulose bei sehr hoch konzentrierten Lösungen verzögert. Setzt man aber die Konzentration solcher Lösungen z. B. durch Zugabe kleiner Mengen flüssigen Ammoniaks etwas herab, so werden diese Lösungen sehr wirksam.

Man kann bei gewöhnlicher, aber auch bei niedrigerer oder höherer Temperatur arbeiten. Oberhalb — 34⁰ C wird zweckmäßig unter vermindertem Druck gearbeitet. Am besten eignet sich eine Temperatur von 20 bis 30⁰ C.

Die Erfindung kann z. B. in folgender Weise ausgeführt werden:

Papier oder Papierstoff werden zwecks

Pergamentierung bei einer Temperatur von —■ 34⁰ bis +30° C in eine Lösung von Ammoniumsulföcyanat, Ammoniumchlorid, Ammoniumnitrat oder Natriumnitrat in flüssigem Ammoniak eingebracht. Bei Verwendung einer Lösung von 40 g Ammoniumsulföcyanat in 100 ecm flüssigem Ammoniak kann die Behandlung 5 bis 30 Minuten, bei Verwendung einer ähnlichen Lösung von Ammoniumnitrat ι bis 3; Minuten, bei Verwendung einer Lösung gleicher Konzentration von Natriumnitrat 2 bis 10 Minuten dauern, bei einer gesättigten Ammoniumchloridlösung 20 Minuten bis mehrere Stunden.

Nach der Behandlung wird das Salz aus dem Papier oder dem Papierstoff mit flüssigem Ammoniak oder mit Wasser ausgewaschen. Sehr . geringe Wassermengen im flüssigen Ammoniak beschleunigen oft die Umwandlung. Zur Pergamentierung der faserförmigen Cellulose haben sich besonders die Ammoniumsalze, zur Gelatinierung dagegen Natriumnitrat, Natriumiodid oder Natriumsulfocyanat, und zwar in höheren Konzentrationen als geeignet erwiesen. So kann man z. B. Cellulosefasern bei — 34° bis + 30⁰ C in eine Lösung von 80 g Natriumnitrat, Natriumjodid oder Natriumsulfocyanat in 100 ecm flüssigem Ammoniak einlegen. Bei dieser Konzentration empfiehlt sich für Natriumnitrat eine Behandlungsdauer von mehr als 30 Minuten, für Natrium- iodid eine solche von 2 bis 10 Minuten, für Natriumsulfocyanat eine solche von 10 bis 30 Minuten. Die so erhaltene gallertartige Masse wird durch Waschen mit flüssigem Ammoniak oder .Wasser von dem Salz befreit. Um ein möglichst stark gelatiniertes Produkt zu erhalten, wird zweckmäßig trockene Cellulose verwendet. Spuren von Wasser im flüssigen Ammoniak scheinen keine wesentliche Herabsetzung der Stärke der Gelatinierung zu bewirken.

Zum Gelatinieren können im übrigen zweckmäßig auch Lösungen von Salzgemischen verwendet werden. Z. B. ist Behandlung mit einer Lösung von 65 g Natriumnitrat und 15 g Ammoniumchlorid in 100 ecm flüssigem Ammoniak während 30 bis 50 Minuten empfehlenswert.

Diese in erster Linie zum Gelatinieren faserförmiger Cellulose geeigneten Salze haben sich auch zum Pergamentieren als geeignet erwiesen, jedoch muß dann entweder die Konzentration oder die Behandlungsdauer oder beide verringert werden. Z. B. kann man zum Zweck der Pergamentierung eine Lösung von 30 bis 40 g Natriumnitrat oder Natriumjodid in 100 ecm flüssigem Ammoniak 0,5 bis 2 Minuten auf faserförmige Cellulose einwirken lassen.

Durch Verwendung von Kaliumsulfocyanat, Kaliumiodid oder Kaliumnitrat kann unter geeigneten Arbeitsbedingungen die Cellulose

so brüchig gemacht werden, daß sie nach gründlichem Auswaschen mit flüssigem Ammoniak oder Wasser gemahlen werden kann. Das gemahlene Produkt besitzt eine hohe Saugfähigkeit und kann vorteilhaft zur Herstellung von Filtrierpapier, saugfähigen Binden und anderen Produkten verwendet werden, bei denen es mehr auf hohe Saugfähig-/ keit als auf mechanische Widerstandsfähigkeit

ίο ankommt. Zu diesem Zweck verwendet man zweckmäßig Lösungen aus wasserfreiem, flüssigem Ammoniak bei Temperaturen von — 34° bis + 30° C und läßt ζ. Β. eine Lösung von 40 g Kaliumsulf ocyanat in 100 ecm während 0,5 bis 2 Minuten, eine solche von 80 g Kaliumjodid in 100 ecm während 2 bis 5 Minuten, eine solche von 80 g Kaliumnitrat in 100 ecm flüssigem Ammoniak während 5 bis 30 Minuten einwirken.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Quellen, Pergamentieren oder Gelatinieren von' faserförmiger Cellulose unter Benutzung quellungsfordernder Salze, dadurch gekennzeichnet, daß man die Cellulose mir einer Lösung eines löslichen Natrium-, Ammonium- oder Kaliumsalzes, z. B. Natriumiodid, Natriumnitrat, Ammoniumnitrat oder Kaliumjodid, in flüssigem, wasserfreiem oder nahezu wasserfreiem Ammoniak behandelt und die Konzentration und Behandlungsdauer so bemißt, daß keine vollständige Auflösung der Cellulose eintritt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Lösung eines Gemischs von mindestens zwei Salzen gearbeitet wird.