DEP0000574MA - Verfahren zum Herstellen von Viskose aus Kiefernzellstoff - Google Patents

Description

Bei der Herstellung von Viskose wird Zellstoff mit Alkalilauge getränkt und im allgemeinen nach einer sogenannten Vorreife, d.h. nach einer längeren Lagerung der Alkalicellulose an der Luft bei erhöhter Temperatur durch Einwirken von Schwefelkohlenstoff in Cellulosexanthogenat übergeführt. Die Vorreife kann auch durch Einwirken von Oxydationsmitteln, welche der Alkalicellulose schon bei der Herstellung zugegeben werden können, bewerkstelligt werden. Eine nicht vorgereifte Alkalicellulose ergibt Xanthogenate, welche sich verhältnismässig schwer lösen und Viskosen von ungewöhnlich hoher Viskosität liefern, die sich praktisch nicht verspinnen lassen.

Versucht man dieses bekannte Verfahren auf die Herstellung von Viskosen auf Kiefernzellstoff zu übertragen, welcher nach dem Sulfatverfahren gewonnen ist, so zeigt sich überraschenderweise, dass eine Viskosierung nur unvollkommen gelingt. Zwar setzt sich der in Alkalicellulose übergeführte und vorgereifte Zellstoff wie gewöhnlich mit Schwefelkohlenstoff um, das Lösen des gewonnenen Xanthogenats macht jedoch ungewöhnliche Schwierigkeiten. Trotz gründlichster Vermischung des Xanthogenats mit der Löselauge ergeben sich in der fertigen Viskose viele ungelöste Teile, die Viskose zeigt Faserbruchstücke und nur unvollständig gelöste, stark gequollene Fasern.

Eine solche Viskose lässt sich praktisch nicht filtrieren, da die Filter nach kurzer Zeit verstopfen. Es hat sich daher in Fachkreisen die Meinung eingebürgert, dass ein nach dem Sulfatverfahren gewonnener Kiefernzellstoff zur Viskoseherstellung nicht ge- eignet ist.

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, dass eine glatte Überführung von nach dem Sulfatverfahren gewonnenem Kiefernzellstoff in Viskose dann gelingt, wenn der Polymerisationsgrad des Zellstoffs vor der Einwirkung der Alkalilauge auf einen Betrag herabgesetzt wird, der, nach den üblichen Methoden bestimmt, unter etwa 610 liegt. Eigentümlicherweise lässt sich der gleiche Erfolg durch eine Verlängerung der Vorreife der fertigen Alkalicellulose, ein Verfahren, welches bekanntlich ebenfalls eine Verminderung des Polymerisationsgrades herbeiführt, nicht erzielen. Während ein entsprechend vorbehandelter Zellstoff mit vermindertem Polymerisationsgrad vorzügliche, gleichmässige Viskosen liefert, welche den aus anderen Zellstoffen, z.B. Sulfitzellstoffen, gewonnenen Erzeugnissen in keiner Weise nachstehen, liefern Kiefernzellstoffe von höherem Polymerisationsgrad, auch bei stark verlängerter Vorreife, keine gleichmässigen, gut verspinnbaren Viskosen, obwohl die Viskosität dieser Lösungen bei entsprechender Durchführung der Vorreife durchaus innerhalb der üblichen Grenzen liegen kann.

Die Herabsetzung des Polymerisationsgrades des nach dem Sulfatverfahren gewonnenen Kiefernzellstoffs erfolgt nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung am einfachsten durch eine Oxydationsbehandlung, insbesondere durch Einwirkung von Chlor in alkalischer Lösung. Diese Arbeitsweise hat sich besonders deswegen als günstig erwiesen, weil der Zellstoff an sich vor seiner Verarbeitung auf Viskose einer Bleiche unterworfen werden muss, die meist mit Alkalihypochloritlösungen vor sich geht. Erfindungsgemäss genügt jedoch keine einfache Bleiche, vielmehr muss diese so geführt werden, dass dabei gleichzeitig die gewünschte Verminderung des Polymerisationsgrades eintritt, wobei aus wirtschaftlichen Gründen darauf zu achten ist, dass möglichst geringe Anteile des Zellstoffs zu Hemicellulose oder gar völlig löslichen Verbindungen abgebaut werden, welche die Ausbeute vermindern und unter Umständen die Festigkeit der aus der Viskose hergestellten Fasern schädigen.

Am günstigsten hat sich die Durchführung der Bleiche in einem 4-Stufen-Verfahren erwiesen, wie es grundsätzlich als Thorne-Bellmer-Verfahren bekannt ist. Hierbei müssen die einzelnen Stufen so lange ausgedehnt bzw. die Behandlungstemperaturen so eingestellt werden, dass der gewünschte Polymerisationsgrad erreicht wird.

Die folgenden Beispiele sollen das Verfahren erläutern:

Beispiel 1Es wird ein Kiefernsulfatzellstoff verwendet, der nach der Kochung nur kurz mit Chlorwasserstoff gebleicht ist und einen Polymerisationsgrad von etwa 1050 aufweist. 100 kg dieses Zellstoffes, der eine Kupfer-Viskosität von cP 20 besitzt, werden mit 1500 kg 18%iger Natronlauge 60 Min. alkalisiert, anschliessend auf 300 kg abgepresst und zerfasert. Die Alkalicellulose reift man 48 Std. bei 23° und erreicht dann eine Cu-Viskosität von cP = 5. Die vorgereifte Alkalicellulose wird mit 35% CS(sub)2 - bezogen auf Cellulose - sulfidiert und zu einer Viskose von 8% Cellulose und 7% NaOH gelöst. Die Viskose hat eine Viskosität von 40 Sek. und zeigt viele ungelöste Teilchen wie Faserbruchstücke, Quellfasern und undefinierbare Schmutzteilchen. Die Filtrationsfähigkeit dieser Viskose ist sehr schlecht und gibt nach der Methode der Fachgruppe einen KW = 350.

Beispiel 2

Ein nach dem Sulfatverfahren hergestellter Kiefernzellstoff wird einer 4-Stunden-Bleiche mit Chlorwasser, Natronlauge und Natriumhypochlorit unterworfen. In der ersten Stufe wird der Stoff in einer Quirlbütte mit Wasser auf eine Stoffdichte von 3-6% gebracht und mit 2 - 2,5% Chlor, auf den trockenen Stoff berechnet, bei Temperaturen von 20 - 25° etwa 45 Min. behandelt. Das Chlor kann am einfachsten in Form von Chlorwasser zugegeben werden, welches etwa 5 g Chlor im Liter enthält. Der p(sub)H-Wert der Lösung wird auf etwa 2- 3 eingestellt.

Nach dieser Behandlung wird der Stoff mit Chlorwasser abfiltriert und gelangt nach einer Zwischenwäsche mit Wasser in ein Mischgefäss, in welchem er auf eine Stoffdichte von 3 - 7% gebracht wird. In diesem Mischgefäss erfolgt die Einwirkung einer Natronlauge, deren Konzentration 1% NaOH, auf den trockenen Stoff berechnet, beträgt. Die Behandlungsdauer wird auf etwa 1 Stunde bemessen.

Der alkalisch behandelte Stoff wird beispielsweise auf einem Zellenfilter von der Natronlauge soweit wie möglich befreit und nach kurzer Wäsche mit Wasser auf eine Stoffdichte von 14 - 18% gebracht. In dieser Form wird der Stoff in einem weiteren Mischgefäss mit einer Natriumhypochloritlösung, die 1 - 1,5% aktives Chlor enthält, etwa 2 1/1 Stunden bei Raumtemperatur behandelt. Statt der Natriumhypochloritlösung kann auch eine Calciumhypochloritlösung benutzt werden, welche dieselbe Konzentration an aktivem Chlor aufweist. Der p(sub)H-Wert der Lösung beträgt etwa 8 - 10.

Nach nochmaliger Filtration und Wäsche gelangt der Stoff schliesslich in einen Bleichholländer, in dem er auf eine Stoffdichte von 6% eingestellt wird, und wird hier bei etwa erhöhter Temperatur von etwa 40 - 45° nochmals mit einer Natrium- oder Calciumhypochloritlösung, die 1 - 1,3% aktives Chlor enthält, fertig gebleicht. Die Chlorkonzentrationen sind jedesmal auf den absolut trockenen Stoff bezogen. Die Dauer der Fertigbleiche richtet sich nach dem gewünschten Farbton und dem Polymerisationsgrad. Sie dauert etwa 6 - 8 Stunden und soll so geführt werden, dass der Polymerisationsgrad des fertigbehandelten Stoffes bei etwa 600 liegt.

Der so behandelte Stoff wird dann, wie üblich, gewaschen, abgesäuert und fertiggewaschen.

100 kg eines derart vorbehandelten Kiefernsulfatzellstoffes, der eine Kupferviskosität von cP 10,5 aufweist, werden, wie nach Beispiel 1, mit 1500 kg 18%iger Natronlauge 10 Min. alkalisiert, anschliessend auf 300 kg abgepresst und zerfasert. Die Vorreife der Alkalicellulose wird auf 18 Std. verkürzt, wodurch man wieder zu einer Alkalicellulose von cP = 5 gelangt. Die weitere Verarbeitung ist wie in Beispiel 1. Die resultierende Viskose ist faserfrei und klar. Der KW wird mit 45 ermittelt.

Die textilen Daten der aus dieser Viskose erhaltenen Fäden unterscheiden sich in keiner Weise von den Daten einer aus Kunstseiden-Sulfitzellstoff in gleicher Weise hergestellten Kunstfaser.

Claims (2)

1) Verfahren zum Herstellen von Viskose aus nach dem Sulfat-Verfahren hergestellten Kiefernzellstoff, dadurch gekennzeichnet, dass der Zellstoff vor seiner Alkalisierung auf einen Polymerisationsgrad unter etwa 610 gebracht wird.

2) Verfahren nach Anspruch 1), dadurch gekennzeichnet, dass die Verminderung des Polymerisationsgrades des Zellstoffs durch Behandeln mit Alkalihypochloritlösungen erfolgt.