DE849092C - Verfahren zur Herstellung wasserloeslicher Celluloseverbindungen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung wasserloeslicher Celluloseverbindungen

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DE849092C
DE849092C DEP48657A DEP0048657A DE849092C DE 849092 C DE849092 C DE 849092C DE P48657 A DEP48657 A DE P48657A DE P0048657 A DEP0048657 A DE P0048657A DE 849092 C DE849092 C DE 849092C
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DE
Germany
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sulfuric acid
water
cyanamide
cellulose
soluble
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DEP48657A
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English (en)
Inventor
Frank Ward
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Akzo Nobel UK PLC
Original Assignee
Courtaulds PLC
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06MTREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M13/00Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M13/322Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing nitrogen
    • D06M13/402Amides imides, sulfamic acids
    • D06M13/432Urea, thiourea or derivatives thereof, e.g. biurets; Urea-inclusion compounds; Dicyanamides; Carbodiimides; Guanidines, e.g. dicyandiamides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B15/00Preparation of other cellulose derivatives or modified cellulose, e.g. complexes
    • C08B15/05Derivatives containing elements other than carbon, hydrogen, oxygen, halogens or sulfur
    • C08B15/06Derivatives containing elements other than carbon, hydrogen, oxygen, halogens or sulfur containing nitrogen, e.g. carbamates

Description

  • Verfahren zur Herstellung wasserlöslicher Celluloseverbindungen Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung einer Celluloseverbindung, welche in Wasser löslich ist.
  • In der britischen Patentschrift 634 690 ist ein Verfahren zum Imprägnieren von Cellulosetextilfasern, Garnen oder Zeug mit einer wässerigen Lösung beschrichen, welche eine nicht flüchtige starke Mineralsäure und Cyanamid enthält, worauf die imprägnierten Fasern, Garne oder das Zeug getrocknet und gedörrt werden, um eine Reaktion zweischen der Cellulose, der Mineralsäure und dem Cyanamid zu bewirken. Das Verfahren wird unter solchen Bedingungen für die Mengen, Temperaturen und Zeiten ausgeführt, daß das Endprodukt mindestens 1 Gewichtsprozent angelagerte Säure, berechnet auf das Gewicht der Fasern, Garne oder des Zeugs, und vorzugsweise einen Gesamtanteil von mindestend 3 Gewichtsprozent der angelagerten Säure und des Cyanamids zusammen, berechnet auf das Gewicht der Fasern, Garne oder des Zeugs, enthält. Bei der Ausführung diese Verfahrens erhält man eine bestimmte chemische Kombination zwischen der Cellulose, der Säure und dem Cyanamid durch den ganzen Körper des Materials hindurch. Das Verfahren verbessert die Eigenschaften des behandelten Materials, z. B. ihren Widerstand gegen Faltenbildung und gegen Entzündbarkeit. zweck der vorliegenden Erfindung ist die Herstellung wasserlöslicher Celluloserverbindungen.
  • Erfindungsgemäß ist das Verfahren zur Herstellung wasserlöslicher Celluloserverbindungen dadurch gekennzeichnet, daß das Cellulosematerial mit einer wässerigen Lösung imprägniert wird, die Schwefelsäure und Cyanamid enthält, und das imprägnierte Material zur Vollendung der Umsetzung zwischen der Cellulose, der Schwefelsäure und dem Cyanamid einer Behandlung unterworfen wird, wobei das imprägnierte Material genügend Schwefelsäure enthält, um ein wasserlösliches Endprodukt mit mindestens etwa 25 Gewichtsprozent angelagerter Schwefelsäure zu erhalten.
  • Bei der Ausführung der Erfindung wird zu der Imprägnierungslösung vorzugsweise ein Alkalisulfat oder Ammoniumsulfat zugegeben.
  • Das Verfahren wird vorzugsweise auf nicht getrocknetes regeneriertes Cellulosematerial, das ist Cellulosematerial, welches sich noch in gequollenem Zustand befindet, angewendet.
  • Die zur Vervollständigung der Reaktion zwischen der Cellulose, der Schwefelsäure und dem cyanamid erforderliche Behandlung kann aus einem Trocknungsvorgang allein oder einem Trocknungsvorgang mit darauffolgendem Dörrverfahren bestehen.
  • Die Wasserlnslichkeit des erhaltenen Endproduktes bei dem Verfahren nach der Erfindung scheint von der Menge angelagerter Schwefelsäure und von der Gleichmäßigkeit der Behandlung abzuhängen. Beispielsweise ist ein MAterial, welches unter gleichmäßigen Bedingungen bearbeitet wirde und einen Gehalt von 25% angelagerter Schwefelsäure besitzt, in Wasser bei 20° lnslich. Infolge der Schwierigkeit, vollständige Gleichmäßigkeit in dem Produkt zu erhalten, ist aber ein Gehalt von mindestens 26 bis 26,5% an angelagerter Schwerfelsäure notwendig, um eine Löslichkeit bei 20° zu erzielen, obwohl ein Produkt mit einem Gehalt von 25 bis 23,5% an angelagerter Schwefelsäure sich in Wasser bei 50° auflösen wird. Der Gehalt an angelagerter Schwefelsäure in dem Endprodukt hängt von dem Betrag an freier Schwefelsäure ab, welche von dem Material aus dem Imprägnierungsbad aufgenommen worden ist. Kleine Änderungen in dem Betrag von aufgenommener freier Schwefelsäure oder Änderungen in der Konzentration der Schwefelsäure, welche in dem Imprägnierungsbad vorhanden ist, oder ungleichmäßiges Trocknen wird notwendigerweise die Löslichkeitseigenschaften des Endproduktes beeinflussen. Das Produkt scheint ein Ammoniumsalz des Halbesters von Schwefelsäure und Gellulose zu sein.
  • Das vorzugsweise verwendete Cellulosematerial ist regeneriertes Cellulosematerial, z. B. Kunstseidefasern, welche nach dem Viskoseverfahren hergestellt sind. Es kann aber auch anderes Cellulosematerial, z. B. natürliche Fasern, wie Baumwolle, verwendet werden. Bei den natürlichen Fasern ist die Wassereinsaugung in der Regel gering, und es ist notwendig, die natürlichen Fasern einem Aufquéllverfahren, z. B. mit Natronlauge, zu unterwerfen, bevor man das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung auf sie anwendet. Das zur.
  • Ausführung des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung benutzte regenerierte Cellulosematerial kann in ungetrocknetem zustand sein, z. B. ungetrocknetes Kunstseidegarn, welches durch Waschen der nach dem Viskoseprozeß erzeugten Kunstseidekuchen erhalten wird, ein ungetrocknetes Kabel von fortlaufenden Fäden von Kunstseide, welches nach dem Viskose- oder Cuprammoniumverfahren hergestellt wurde, oder Kunstseidestapelfasern, welche durch Zerschneiden eines nicht getrockneten Kabels von fortlaufenden Fäden erhalten wurde, oder ein regenerierter Cellulosefilm, welcher keinem Trocknungsprozeß unterworfen wurde. Trockenes, regeneriertes Cellulosematerial kann auch als Ausgangsmaterial verwendet werden, vorausgesetzt, daß die nötigen Maßnahmen getroffen werden, um sich zu versichern, daß genügend Imprägnierungslösung von dem Material aufgenommen wird, um den erforderlichen Betrag von angelagerter Schwefelsäure zu erhalten; das kann beispielsweise erreicht werden, indem man die Konzentration der Schwefelsäure und des Cyanamids in der Imprägnierungslösung erhöht, oder indem man das Gewicht der Lösung, welche nach dem Zentrifugieren auf dem Cellulosematerial verbleibt, vermehrt.
  • Die Imprägnierung wird vorzugsweise ausgeführt, indem man die Imprägnierungslösung unter Raumtemperatur hält, um die Stabilität der Lösung zu vervessern. Zugabe eines Alkalisulfats oder Ammoniumsulfats zu der Imprägnierungslösung verhindert eine unverhältnismäßige Entwertung des Cellulosematerials. Nach der Imprägnierung wird ein Überschuß des Imprägnierungsbades, z. B. durch Zentrifugieren, entfernt, wobei zu beachten ist, daß eine genügende Menge vom Imprägnierungsbad auf dem Cellulosematerial zurückbleibt, um die Erzeugung eines wasserlöslichen Endproduktes zu sichern. Das Material wird dann der Behandlung zur Vervollständigung der Reaktion ziwchen der Celulose, der Schwefelsäure und dem Cyanamid unterworfen.
  • Diese Behandlung kann aus einem Trockenvorgang allein oder aus einem Trokcenvorgang mit darauffolgendem Dörren bestehen. Wenn die Behandlung durch Trocknen allein erfolgen soll, wird das tRocken z. b. für eine Dauer von 10 bis 30 Minuten bie einer Temperatur zwischen 85 und 100° ausgeführt. Wenn aber auf das Trocknen ein Dörren folgen soll, so kann das Trocknen beispielsweise für eine Dauer von 5 bis 30 Minuten bei 50 bis 80° ausgeführt werden und das Dörren beispielsweise durch Erhitzen bei Temperaturen über 100°, z. B. 120 bis 160° während 5 bis 30 Minuten, Das Trocknen wird so gleichmäßig wie möglich ausgeführt, da unterschiedliches Trocknen verursacht, daß lösliche Salze von einem Teil des Materials zu anderen Teilen des Materials wandern, Das Trocknen kann in einem Ofen mit einem sich schnell bewegenden Luftstrom ausgeführt werden.
  • Nach der Vollendung der Behandlung wird das Material in Lösungen, welche das Material nicht auflösen oder übermäßig anschwellen lassen, gewaschen, um die wasserlöslichen Salze zu entfernen.
  • Zum Beispiel kann das Waschen in einer Lösung ausgeführt werden, welche 50 Teile Alkohol und 50 Teile Wasser enthält, worauf man, wenn erforderlich, in einer Lösung, welche 50 Teile Alkohol und 50 Teile Wasser und genügend Ammoniak enthält, neutralisiert, um nicht angegriffene Säure, welche in dem Material zurückblieb, zu neutrialisieren. Das Material wird dann getrockent.
  • Das nach der vorliegenden Erfindung behandelte Cellulosematerial widersteht dem Feuer. Wasserlösliche Garne, welche nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt sind, können als Trägergarn oder als Kerngarn bei der Herstellung von Effektgespinsten oder -stoffen verwendet werden.
  • Zum Beispiel kann das wasserlnsliche Garn als Gerüstfaden als TRäger für ein Garn verwendet werden. welches für das normale Webverfahren nicht widerstandsfähig ist, und das wasserlösliche Garn kann nachher durch Waschen entfernt werden. Die erhaltenen wasserlnslichen Celluloseverbindungen können auch zur Herstellung von Schlichten benutzt werden, indem man die Celluloseverbindung in Wasser auflöst und die wässerige Lösung nach den üblichen Methoden anwendet. Die Schlichte kann durch Waschen leicht entfernt werden.
  • In folgenden Beispielen sind die Teile Gewichtsteile.
  • B e i s p i e l 1 Ein Gebinde Kunstseidegarn vom Gewicht von 3 bis 4 g. welches aus einem Spinnkuchen bei dem Viskoseverfahren erhalten wurde und welches gewaschen, aber nicht getrocknet wurde und 30 bis 50% trockene Cellulose enthielt, wurden 10 Minuten lang in einer wässerigen Lösung von 13.3% Cyanamid, 15,5% Schwefelsäure und 16,9% Ammoniumsulfat imprägniert. Das Gebinde wurde derart zentrifugiert, daß es am Schluß nicht mehrals 28% trockene Cellulose entheilt, bei 54° 7 Minuten lang getrocknet und bei 140° 10 Minuten lang gedörrt. Das Trocknen und Dörren wrude in einem Ofen mit einem schnellen Luftstrom ausgeführt.
  • Das Gebinde wurde in einer Lösung mit 50 Teilen Alkohol und 50 Teilen Wasser gewaschen und dann getrocknet. Das erhaltene Garn war in kaltem Wasser vollständig löslich. Die Analyse zeigt, daß das trockene Garn 28,8% angelagerte Schwefelsäure enthielt.
  • B e i s p i e l 2 Ein ähnliches Gebinde, wie das in Beispiel 1 benutzte, wurde mit einer wässerigen Lösung, die 27,6% Cyanamid, 17,2% Schwefelsäure und 9,3% Ammoniumsulfat enthielt, 10 Minuten lang bei 0° imprägniert. Das imprägnierte Gebinde wurde unter denselben Bedingungen, wie in Beispiel 1 beschrieben, gewaschen und 10 Minuten lang bei 95° getrocknet. Das Garn wurde, wie in Beispiel 1 beschrieben, gewaschen und dann getrocknet.
  • Das Garn war in kaltem Wasser gut löslich und enthielt 31,5% kombinierte Schwefelsäure.
  • B e i s p i e l 3 Eine nach dem Viskoseverfahren gewonnene konditionierte kunstseide, welche 3,41g wog, wurde in einer wässerigen Lösung, die 21,9% Cyanamid, 22,7% Schwefelsäure und 12,4% Ammoniumsulfat enthielt, 10 Minuten lang bei 0° bis 5° imprägniert.
  • Nach dem Zentrifugieren während 2 Minuten wog das Gebinde 8,11 g und hatte 1,160 g Schwefelsäure aufgenommen. Das Gebinde Wurde 7 Minuten land bei 70° getrocknet und dann 10 Minuten lang bei 140° gedörrt. Das Gebinde wirde, wie in Beispiel 1 beschrieben, gewaschen und getrocknet. Die Analyse zeigte, daß das Garn 27,5% angelagerte Säure enthielt. Das Garn war in kaltem Wasser leicht löslich.
  • B e i s p i e l 4 Ein trockenes 150 m langes Baumwollgebinde von 3,09 g Gewicht wurde 10 Minuten lang bei Raumteperatur in eine 20%ige Natronlauge eingetaucht. Das Gebinde wurde von Natronlauge freigewaschen und zentrifugiert. Das Gebinde wog 6,75 g. Das Gebinde wurde 10 Minuten lang bei 0° in eine wässerige Lösung eingetaucht, die durch Zusammenmischen von 30 ccm 57%iger cyanamidlösung, 28 ccm 52%iger Schwefelsäure und 5 g Ammoniumsulfat zubereitet war. Das Gebinde wurde aus der Lösung herausgenommen und unter solchen Bedingungen zentrifugiert, daß es 8,4 g wog. Das Gebinde wurde 10 Minuten lang bei 60° getrocknet und 10 Minuten lang bei 140° gedörrt.
  • Das Gebinde wurde in 50%igem wässerigem Alkohol gewaschen und nochmals getrocknet. Das Garn war bei 50° in Wasser löslich.
  • B e i s p i e l 5 Ein Gebinde von Viskosekunstseide im Gewicht von 3 bis 4 g, welches aus einem Kuchen erhalten wrude, der gewaschen, aber nicht getrocknet war und ungefähr 50% trockene Cellulose enthielt, wurde 2 bis 3 Minuten lang in einer wässerigen Lösung getränkt, die enthielt: 18 g Natriumbisulfat, 7 ccm einer 10 n-Schwefelsäure und 30 ccm einer 33%igen Lösung von Cyanamid. Das Gebinde wurde zentrifugiert, bei 60° getrocknet und 2 Minuten lang bei 140° gedörrt. Das Gebinde wurde in einer Lösung, die 50 Teile Alkohol und 50 Teile Wasser enthielt, gewaschen und dann in einer ähnlichen Lösung, welche genügend Ammoniak enthielt, um alle in dem Garn anwesende Säure zu neutralisieren. Hierauf wurde das Gebinde getrocknet. Das erhaltene Garn war feuerbeständig, hatte gute physikalische Eigenschaften und war in Wasser gut löslich.
  • B e i s p i e l 6 Ein dem nach dem Beispiel 5 verwendeten ähnliches Gebinde wurden mit einer wässerigen Lösung imprägniert, die 12 g Ammoniumsulfat, 13 ccm 15 n-Schwefelsäure und 30 ccm einer 33%igen Cyanamidlösung ehthielt. Das imprägnierte Gebinde wurde zentrifugiert, getrocknet, gedörrt und gewaschen wie in Beispiel 1, und das Gebinde wurde schließlich getrocknet. Das erhaltene Garn war feuerbeständig, hatte gute physikalische Eigenschaften und war in Wasser gut löslich. Die Analyse zeigte, daß das trockene Garn 4,7% Stickstoff und 26,5% angelagerte Schwefelsäure enthielt.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung wasserlöslicher Celluloserverbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß das Cellulosematerial mit einer wässerigen lösung imprägniert wird, die Schwefelsäure und Cyanamid enthält, und das imprägnierte Mate-= rial zur Vollendung der Umsetzung zwischen der Cellulose, der Schwefelsäure und dem Cyanamid einer Behandlung unterworfen wird, wobei das imprägnierte Material genügend Schwefelsäure enthält, um ein wasserlösliches Endprodukt mit mindestens etwa 25 Gewichtsprozent angelagerter Schwefelsäure zu erhalten.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die imprägnierung unter Zusatz von Alkalisulfat oder Ammoniumsulfat erfolgt.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung durch Trocknen und gegebenenfalls darauffolgendes Dörren des imprägnierten Materials vollender wird.
DEP48657A 1948-07-27 1949-07-13 Verfahren zur Herstellung wasserloeslicher Celluloseverbindungen Expired DE849092C (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9499347B2 (en) 2013-05-13 2016-11-22 Caterpillar Global Mining Europe Gmbh Drive connection with integrated chain tensioning apparatus for face conveyors

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US9499347B2 (en) 2013-05-13 2016-11-22 Caterpillar Global Mining Europe Gmbh Drive connection with integrated chain tensioning apparatus for face conveyors

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