DE972448C - Verfahren zur Nachbehandlung von Cellulosematerial - Google Patents

Description

• Verfahren zur Nachbehandlung von Cellulosematerial Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Nachbehandlung von Cellulosematerial, das, während es mit starker Alkalilauge, z. B. einer Alkalilauge, enthaltend wenigstens 6 Gewichtsprozent NACH, getränkt ist, einem oxydativen Abbau unterworfen wird.
• Die Behandlung von Cellulose mittels Alkalilauge von einer Konzentration über 6°/o ist ein Verfahrensschritt bei der Herstellung von Viskose und wird auch zur Veredelung von Cellulose angewendet. Ferner ist es bekannt, starke Alkalilauge auf Cellulose auch in Gegenwart eines Oxydationsmittels einwirken zu lassen und die so behandelte Cellulose schließlich einer Bleiche mit geringen Mengen von Hypochlorit zu unterwerfen (USA.-Patentschrift I 773 320). Bei der Herstellung von Viskose wird die mit Alkalilauge getränkte (mercerisierte) Cellulose normalerweise durch eine sogenannte Vorreife abgebaut, d. h. durch Oxydation an der Luft, nachdem überschüssige Lauge abgepreßt worden ist. Es ist weiterhin bekannt, daß man den Abbau statt dessen durch Zusatz eines Oxydationsmittels zur Mercerisieranlage bewerkstelligen kann. Ebenso ist es bekannt, Chlorit und Chlordioxyd zum Bleichen von Cellulosematerial, z. B. Holzzellstoff, Baumwolle und Rayon, zu verwenden.
• Schließlich ist es auch bekannt (britische Patentschrift 538 023), ligninhaltiges Ausgangsmaterial nacheinander mit Chlorit (PH 3 bis 6), IO-bis 350/obiger Natronlauge und nochmals mit Chlorit oder Hypochlorit zu behandeln. Zum Unterschied von den erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt bei dieser Methode kein oxydativer Abbau in Gegenwart der starken Alkalilauge.
• Erfindungsgemäß läßt sich, indem man in der noch zu beschreibenden Weise an sich bereits bekannte Behandlungsmethoden kombiniert, eine Cellulose herstellen, die für gewisse Verwendungszwecke überlegene Eigenschaften aufweist. Wichtig ist dabei, daß die während des Abbaus im alkalischen Medium verwendete Lauge ganz oder zum größten Teil entfernt wird, ehe das Material der Bleiche mit Chlordioxyd oder Chlorit unterworfen wird.
• Es ist an sich bekannt, daß cellulosehaltiges Material, wie Baumwolle, Holzcellulose, Kunstseidefasern usw., vorteilhaft durch Chlordioxyd oder Chlorit gebleicht werden kann in sowohl saurem als auch in neutralem und alkalischem Medium. Es ist auch bekannt, daß diese Bleichmittel eine sehr schonende Einwirkung auf das Cellulosematerial haben.
• Die Erfindung zeichnet sich im wesentlichen dadurch aus, daß das Cellulosematerial nach, vorzugsweise durch Auswaschen, erfolgtem Entfernen der Alkalilauge der Einwirkung eines Bleichmittels ausgesetzt wird, das die Viskosität der Cellulose nicht herabsetzt, sondern nur die Verunreinigungen bleicht bzw. entfernt, z. B. eines Bleichmittels, enthaltend eine oder hestehend aus einer Sauerstoffverbindung des 4- und bzw. oder 3wertigen Chlors.
• Durch die erfindungsgemäße Kombination von Behandlungsschritten erhält man im Vergleich mit den bekannten und oben angedeuteten Verfahren einen Stoff von ganz besonderen Eigenschaften.
• Dieser Stoff weist eine sehr gleichmäßige Molekulargewichtsverteilung (= niedrige Polymolekularität) auf, weil der Abbau besonders gleichmäßig erfolgt und eine Neubildung von kurzen Molekülen während der Endbleiche nicht auftritt.
• Der Stoff weist große Reinheit auf. auch wenn das Ausgangsmaterial an Verunreinigungen reich ist, und er ist besonders wertvoll für die Herstellung von Rayon nach dem Viskoseverfahren, weil die erhaltenen Fasern große Dauerfestigkeit, hohe Thermostabilität, hohen Weißgehalt und gute Farbenbeständigkeit aufweisen. Die Anzahl von Carboxyl- bzw. Carbonylgruppen pro Molekül ist niedrig trotz sehr hoher Stoffausbeute. Außer zur Herstellung von Rayon eignet sich dieser Stoff auch für die Darstellung von regenerierter Cellulose anderer Art, wie Cellulosehydratfolien, und von Cellulosederivaten. Als Ausgangsmaterial können beispielsweise Holzzellstoff, Baumwolle, Stroh, Bambus, Bagasse und andere cellulosehaltige Pflanzenteile dienen.
• Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren braucht das verwendete Ausgangsmaterial keinen hohen Weißgehalt zu zeigen, was dagegen zur Zeit auf den meisten Gebieten, für die regenerierte Cellulose verwendet wird, notwendig ist. Deshalb ist es z. B. möglich, den Aufschluß und die Bleiche eines Cellulosematerials, wie Holz, in einer Weise durchzuführen, die keinen hohen Weißgehalt zu ergeben braucht, die aber als Endprodukt eine Cellulose von großer Reaktionsfähigkeit ergibt. Die fraglichen Koch- und Bleichverfahren können mithin unter Bedingungen durchgeführt werden, die geringere Verkürzung der Kettenlänge des Cellulosemoleküls als die zur Zeit bekannten Methoden ergeben. Eine Folge hiervon ist, daß das Endprodukt, z. B. Viskoseseide, aus einem gewissen Ausgangsstoff, z. B. Holz, in größerer Ausbeute erhalten wird. Außerdem wird unter Beibehaltung der Reaktionsfähigkeit der Cellulose eine niedrigere Polymolekularität des Endproduktes erzielt als mit bisher bekannten Methoden.
• Als Ausgangsmaterial kann man einen aus Nadel-oder Laubhölzern hergestellten Sulfitzellstoff verwenden, der gegebenenfalls mittels üblicher Bleichmittel, wie Chlor oder Hypochlorite, mehr oder weniger gebleicht sowie gegebenenfalls einerAlkalibehandlung und bzw. oder einer Entharzung nach bekannten Methoden unterworfen worden ist. Man kann auch von (gegebenenfalls vorhydrolysierten) Sulfatzellstoffen aus Nadelhölzern, Laubhölzern, Stroh oder ähnlichem Material ausgehen, die, falls gewünscht, nach üblichen Methoden gebleicht worden sind. Ein anderes für das Verfahren geeignetes Material bilden Baumwollabfälle, die gegebenenfalls einer Veredelung mittels Alkali oder Bleichung unterworfen worden sind.
• Die Bleichbehandlung gemäß der Erfindung kann mit Chlordioxyd durchgeführt werden, zweckmäßig bei einem pH-Wert unter 7. Das Chlordioxyd kann vorher fertiggebildet sein und mit inertem Gas, z. B. Stickstoff oder Luft, verdünnten das Bleichbad eingeleitet werden. Das Chlordioxyd kann auch in der Bleichfiüssigkeit oder im Bleichbad selbst gebildet werden, beispielsweise durch sogenannte Aktivierung eines Chlorits mittels Chlor oder eines anderen Oxydationsmittels Andere Bleichmittel innerhalb des Rahmens der Erfindung sind Chlorite, wie Natriumchlorit, die im Bleichbad vorteilhaft bei einem pH-Wert unter 7 verwendet werden können.
• Man kann auch eine kombinierte Bleiche, gegebenenfalls in zwei oder mehreren Stufen und, falls dies als zweckmäßig erscheint, bei verschiedenen pH-Werten, mit Chlordioxyd und Chloriten durchführen.
• Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfaßt der oxydative Abbau eine Vorreife von der durch Mercerisierung von Cellulosematerial und nachfolgendes Entfernen der Lauge, z. B. durch Pressen oder Zentrifugieren, erhaltenen Alkalicellulose. In gewissen Fällen kann es geeignet sein, das erfindungsgemäße Verfahren auf Zellstoff anzuwenden, der aus einer Alkalicellulose regeneriert wurde, welch letztere derart hergestellt wurde, daß cellulosehaltiges Material, wie z. B. Holzzellstoff, einer Mercerisierung in zwei Stufen mit Entfernen der überschüssigen Mercerisierlauge unterworfen wird, wobei zwischen den Stufen die Alkalicellulose einer Vorreife unterworfen wird und hierbei gebildete alkalilösliche Produkte somit in der letzten Mercerisierstufe ausgelöst werden.
• In einer anderen Ausführungsform des Verfahrens umfaßt der oxydative Abbau eine Mercerisierung in Gegenwart von Oxydationsmitteln, wie Hypochloriten oder Peroxyden, die die Cellulose im alkalischen Medium abbauen.
• Nach der Bleiche wird das Material zweckmäßig mit Wasser, z. B. bei gewöhnlicher Temperatur, ausgewaschen, wonach es mit Säure, beispielsweise verdünnter Salzsäure oder Antichlormitteln, z. B.
• SO2-Wasser, behandelt werden kann. Die Erfindung wird im folgenden durch ein Ausführungsbeispiel erläutert: Ein Papierzellstoff von der Viskosität 75 Centipoises, der nach der Sulfitmethode aus Tanne hergestellt worden war, wurde mittels Ig°/oiger Natronlauge bei 20°C während 60 Minuten in Flocken mercerisiert. Die Mischung wurde dann während 20 Minuten zentrifugiert. Die Zusammensetzung der erhaltenen Alkalicellulose nach Zerfaserung war die folgende: Cellulose ..................................... 22,6% NaOH .......................................... 20,6% Na2CO3 0,50 Die Alkalicellulose wurde bei 350 C vorgereift.
• Nach 15 Stunden wurde sie mit 12%iger Natronlauge während 30 Minuten bei 200 C behandelt. Die Lauge wurde abgepreßt und durch Wasser verdrängt, wonach die Cellulose einer Bleiche mit Chlordioxyd bei einem pu-Wert von etwa 4 und bei 600 C während einer Stunde unterworfen wurde.
• Dabei wurde mit Luft oder Stickstoff verdünntes, im voraus gebildetes Chlordioxyd in die Bleichflüssigkeit eingeleitet.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zur Nachbehandlung von Cellulosematerial, welches in Gegenwart von starker Alkalilauge, enthaltend mindestens 6 Gewichtsprozent Na O H, einem oxydativen Abbau unterworfen wurde, dadurch gekennzeichnet, daß das Cellulosematerial nach Entfernung der Alkalilauge, insbesondere durch Auswaschen, mit Chlordioxyd oder einem Chlorit, zweckmäßig bei pH-Werten unter 7, behandelt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der oxydative Abbau eine Vorreife der durch Mercerisierung von Cellulosematerial und nachfolgende Entfernung der Lauge, z. B. durch Pressen oder Zentrifugieren, erhaltenen Alkalicellulose umfaßt.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschriften Nr. 380 488, 538 023, 560 995 ; USA.-Patentschriften Nr. I 773 320, I 774403, I 859 89I, 2 I27 765, 2 I45 062, 2194956,2195 302, 2 203 212, 2 424 797, 2 494 542; canadische Patentschrift Nr. 278 543; schwedische Patentschriften Nr. 93 525, IOI 592, 118 790; Otto Faust, Celluloseverbindungen, I. Band, Berlin 1935, 5. 69 (Referat der deutschen Patentschrift Nr. 53940I); 5. 71 (Referate der USA.-Patentschriften Nr. 1 773 320, 1 774 403); S. 74 (Referate der USA.-Patentschrift Nr. 1 859 891 und canadischen Patentschrift Nr. 278 543); Auszüge deutscher Patentanmeldungen, Bd. I8, I948, S. 102 (Referate der Anmeldungen D 79232 IVb/55c, D g2Igo IVb/55c, D 92433IVa/ 55 c, U I6154 IVb/55 c, W I0929I IVb/55 c) ; Der Papierfabrikant, Jg. 1941, S. 193 bis I99; Cellulosechemie, Jg. 1943, 5. 7 bis I4; Holzforschung, Jg. I947, 5. 48 bis 6I, 65 bis 79; Paper Trade Journal vom 19.9.1940, S. 159 bis 164; Industrial Engineering Chemistry, Jg. 1940, S. 899 bis 903 ; Jg. 1942, S. 782 bis 792; Chemical Industries, Jg. I940 (September), S. 280 bis 282; Technical Association Papers, Jg. 1940, S. 251 bis 256.

   In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 753 531.