FI61033B - FRAMEWORK FOR CLEANING OF ALKALINE CELLULOSE - Google Patents
FRAMEWORK FOR CLEANING OF ALKALINE CELLULOSE Download PDFInfo
- Publication number
- FI61033B FI61033B FI793226A FI793226A FI61033B FI 61033 B FI61033 B FI 61033B FI 793226 A FI793226 A FI 793226A FI 793226 A FI793226 A FI 793226A FI 61033 B FI61033 B FI 61033B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- cellulose
- urea
- solution
- sodium
- alkali
- Prior art date
Links
Landscapes
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
Description
|·^Η*»·| ΓΒΐ /ιι\ KUULUTUSJULKAISU ^^77 4®ΪΑ lBJ 11) UTLAGGN I NGSSKRI FT Ö ' U ό ό • (45) j£r%]2f C Patentti myönnetty 10 05 1902 ^— (51) κ..«,.3,ι&*Η ^#^5/06 SUOMI—'FINLAND (21) P»t*nulh»k*mu* — Pat«nun*eknlnf 7 93226 (22) Hak«mitpilvl--Antekjiln|idtg 17.10.79 ^ * (23) Alkupllvl—Glltlghatsdag 17.10.79 (41) Tullut futklMkil — Bllvit offwtllg 18.0U . 8l| ^ Η * · »· | ΓΒΐ / ιι \ ANNOUNCEMENT ^^ 77 4®ΪΑ lBJ 11) UTLAGGN I NGSSKRI FT Ö 'U ό ό • (45) j £ r%] 2f C Patent granted 10 05 1902 ^ - (51) κ .. «,. 3, ι & * Η ^ # ^ 5/06 FINNISH —FINLAND (21) P »t * nulh» k * mu * - Pat «nun * eknlnf 7 93226 (22) Hak« mitpilvl - Antekjiln | idtg 17.10.79 ^ * (23) Alkupllvl — Glltlghatsdag 17.10.79 (41) Tullut futklMkil - Bllvit offwtllg 18.0U. 8l
Patentti· ja rekisterihallitus .... ...... ... , . .....Patent and Registration Office .... ...... ... , . .....
. * , . , (44) NIhrtvIkilpMen |· kuuL ulkalwn pvm.—. *,. , (44) NIhrtvIkilpMen | · moon ulkalwn pvm.—
Patent· och registerstyrelsen ' AmMun utltgd eeh utl.«krift«n publictnd 29.01.82 (32)(33)(31) Pjrfdttty «tuoUcaus — Begird prlorlMt (71) Neste Oy, Keilaniemi, 02150 Espoo 15, Suomi-Finland(FI) (72) Kurt Ekman, Porvoo, Jouko Huttunen, Porvoo, Olli Turunen,Patent · och registerstyrelsen 'AmMun utltgd eeh utl. ) (72) Kurt Ekman, Porvoo, Jouko Huttunen, Porvoo, Olli Turunen,
Porvoo, Suomi-Finland(FI) (7M Forssin & Salomaa Oy (5M Menetelmä aikaiiliukoisen selluloosayhdisteen valmistamiseksi -Förfarande för framställning av alkalilöslig cellulosaföreningPorvoo, Suomi-Finland (FI) (7M Forssin & Salomaa Oy (5M Method for the preparation of a time-soluble cellulose compound -Forfarande för framställning av alkalilöslig cellulosaförening
Keksintö koskee menetelmää alkaliliukoisen selluloosayhdisteen valmistamiseksi. Erikoisesti keksintö koskee menetelmää sellaisen selluloosayhdisteen valmistamiseksi, joka voidaan regeneroida alkaliliuoksesta selluloosakalvon tai -kuidun muodossa.The invention relates to a process for preparing an alkali-soluble cellulose compound. In particular, the invention relates to a process for preparing a cellulose compound which can be regenerated from an alkali solution in the form of a cellulose film or fiber.
Valmistettaessa regeneroitua selluloosaa käytetään selluloosan liuottamiseen yleisimmin ns. viskoosimenetelmää, jossa ensin valmistetaan alkaliselluloosaa, joka saatetaan reagoimaan rikkihiilen kanssa selluloosaksantogenaatin muodostamiseksi. Selluloosaksantogenaatti voidaan liuottaa alkaliliuokseen ja regeneroida seostamalla selluloosakalvona tai -kuituna. Menetelmässä käytettävä rikkihiili on erittäin myrkyllinen aine. Sen tilalle on yritetty löytää korvaavaa kemikaalia, jonka käyttö olisi riittävän taloudellista eikä aiheuttaisi samanlaisia ympäristöhaittoja kuin rikkihiili. Tässä ei toistaiseksi ole onnistuttu.In the manufacture of regenerated cellulose, the so-called a viscose process in which alkali cellulose is first prepared which is reacted with carbon disulphide to form a cellulose xanthogenate. The cellulose xanthogenate can be dissolved in an alkaline solution and regenerated by blending as a cellulose film or fiber. The carbon disulphide used in the process is a highly toxic substance. Attempts have been made to find a replacement chemical that is sufficiently economical to use and does not cause the same environmental damage as carbon disulphide. This has not been successful so far.
Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada menetelmä alkaliliukoisen selluloosayhdisteen valmistamiseksi, joka voidaan regeneroida alkaliliuoksesta selluloosakalvon tai -kuidun muodossa tunnetulla viskoosimenetelmällä saadun tuotteen tavoin. Keksinnön toisena tarkoituksena on aikaansaada sellainen menetelmä liukoisen selluloosayhdisteen valmistamiseksi, jossa ei tarvitse käyttää rikkihiiltä tai muita ympäristölle yhtä haitallisia kemikaaleja.The object of the invention is to provide a process for the preparation of an alkali-soluble cellulose compound which can be regenerated from an alkali solution in the form of a cellulose film or fiber in the same way as a product obtained by a known viscose process. Another object of the invention is to provide a process for the preparation of a soluble cellulose compound which does not require the use of carbon disulphide or other chemicals which are equally harmful to the environment.
2 61 0332 61 033
Keksinnön mukainen menetelmä alkaliliukoisen selluloosayhdisteen valmistamiseksi on tunnettu siitä, että selluloosaa kuumennetaan urean läsnäollessa nestemäisessä hiilivedyssä, joka sisältää yhtä tai useampaa seuraavista suoloista: natriumkarbonaatti, kaliumkarbonaatti, natriumsyanaatti, kaliumsyanaatti, ja johon urea on oleellisesti liukenematon.The process for preparing an alkali-soluble cellulose compound according to the invention is characterized in that the cellulose is heated in the presence of urea in a liquid hydrocarbon containing one or more of the following salts: sodium carbonate, potassium carbonate, sodium cyanate, potassium cyanate, and in which urea is substantially insoluble.
Selluloosajohdannaisten valmistus urean avulla on aikaisemmin tunnettua. US-patentin 2.134.825 mukaan esitetään menetelmä liukoisen selluloosajohdan-naisen valmistamiseksi selluloosasta ja ureasta. Menetelmässä selluloosakui-tuja imeytetään urean vesiliuoksella, vesi poistetaan haihduttamalla ja selluloosaa kuumennetaan selluloosan ja urean välisen reaktion aikaansaamiseksi.The preparation of cellulose derivatives by urea is previously known. U.S. Patent 2,134,825 discloses a process for preparing a soluble cellulose derivative from cellulose and urea. In the process, the cellulose fibers are impregnated with an aqueous solution of urea, the water is removed by evaporation, and the cellulose is heated to effect a reaction between the cellulose and the urea.
Kun ureaa kuumennetaan sulamispisteeseen tai korkeampaan lämpötilaan, se alkaa hajota isosyaanihapoksi ja ammoniakiksi. Isosyaanihappo ei sellaisenaan ole kovin pysyvä yhdiste, vaan pyrkii trimeroitumaan isosyanuurihapoksi. Edelleen isosyaanihappo pyrkii reagoimaan myös urean kanssa, jolloin muodostuu biureayhdisteitä. Isosyaanihappo reagoi myös selluloosan kanssa muodostaen alkaliin liukoisen selluloosayhdisteen, jota nimitetään selluloosakarbamaatiksi. Reaktio voidaan esittää seuraavasti:When urea is heated to melting point or higher, it begins to decompose into isocyanic acid and ammonia. Isocyanic acid as such is not a very stable compound, but tends to trimerize to isocyanuric acid. Furthermore, isocyanic acid also tends to react with urea to form biurea compounds. Isocyanic acid also reacts with cellulose to form an alkali-soluble cellulose compound called cellulose carbamate. The reaction can be represented as follows:
Cell - CH2 - OH + HNCO -a- Cell - CH20 - 0 - C - NH2Cell - CH2 - OH + HNCO -a- Cell - CH2O - 0 - C - NH2
Edellä mainitun US-patentin 2.134.825 mukaiselle menetelmälle on oleellista, että urea saatetaan selluloosaan liuoksen, sopivimmin NaOH-liuoksen muodossa ja että varsinainen reaktio tapahtuu liuottimen tai veden poistamisen jälkeen kuivassa faasissa. Toinen vähemmän suositeltava vaihtoehto on urean lisääminen selluloosaan sulatteena ja reaktion suorittaminen sulassa faasissa.It is essential to the process of the aforementioned U.S. Patent 2,134,825 that the urea is introduced into the cellulose in the form of a solution, preferably a NaOH solution, and that the actual reaction takes place after removal of the solvent or water in the dry phase. Another less preferred option is to add urea to the cellulose as a melt and perform the reaction in the molten phase.
US-patentin 2.134.825 mukaan valmistettu tuote on ainoastaan osittain alkaliliu-koista. Liuokset sisältävät huomattavia määriä liukenemattomia kuituosia, jotka vaikeuttavat suodatusta ja estävät kuitujen kehräämisen riittävän pienireikäisten suuttimien läpi. Liukoisuutta on patentin mukaan pyritty parantamaan lisäämällä natriumhydroksidiliuokseen sinkkisuoloja. Huono liukoisuus johtuu todennäköisesti reaktion suorittamisesta kuivassa faasissa. Kun kuiduista haihdutetaan vesi pois urea jakautuu epätasaisesti kuituihin pyrkien kulkeutumaan selluloosakakun reunaosiin. Tästä johtuen lopputuote on epähomogeenista. Lisäksi kun urean liuottimena on käytetty natriumhydroksidin vesiliuosta, aiheuttaa kuituihin haihdutuksen jälkeen jäävä natriumhydroksidi selluloosan polymeraatioasteen voimakasta alenemista, mikä on lopputuotteen laadun kannalta epäsuotavaa.The product made according to U.S. Patent 2,134,825 is only partially alkali soluble. The solutions contain considerable amounts of insoluble fiber parts, which make filtration difficult and prevent the fibers from spinning through sufficiently small-hole nozzles. According to the patent, the aim has been to improve solubility by adding zinc salts to the sodium hydroxide solution. Poor solubility is probably due to performing the reaction in the dry phase. When water is evaporated out of the fibers, the urea is unevenly distributed in the fibers, tending to travel to the edge portions of the cellulose cake. As a result, the final product is inhomogeneous. In addition, when an aqueous solution of sodium hydroxide is used as the urea solvent, the sodium hydroxide remaining in the fibers after evaporation causes a sharp decrease in the degree of polymerization of the cellulose, which is undesirable for the quality of the final product.
Keksinnön mukaisessa menetelmässä selluloosaa kuumennetaan urean läsnäollessa 3 61033 väliaineessa, johon urea on oleellisesti liukenematonta. Korotetussa lämpötilassa urea sulaa ja imeytyy välittömästi selluloosakuitujen sisään. Tämä havaitaan myös siitä, että selluloosakuidut turpoavat voimakkaasti, mikäli urean määrä on sopiva. Reaktiot tapahtuvat keksinnön mukaisessa menetelmässä suurimmaksi osaksi selluloosakuitujen sisällä. Tällöin haitallista urean kulkeutumista ei tapahdu. Tästä syystä syntyvä tuote on homogeenista ja sen liukoisuus alkaliin hyvä. Edelleen väliaine estää urean hajotessa syntyvää isosyaanihappoa trimeroitumsta isosyanuurihapoksi.In the process of the invention, the cellulose is heated in the presence of urea 3 61033 in a medium in which urea is substantially insoluble. At elevated temperatures, urea melts and is immediately absorbed into the cellulosic fibers. This is also observed in the fact that the cellulosic fibers swell strongly if the amount of urea is suitable. The reactions in the process of the invention take place mostly within the cellulosic fibers. In this case, no harmful urea migration occurs. For this reason, the resulting product is homogeneous and has good solubility in alkali. Furthermore, the medium prevents the isocyanic acid formed during the decomposition of urea from trimerizing into isocyanuric acid.
Väliaineeksi, jossa selluloosaa keksinnön mukaisesti kuumennetaan urean läsnäollessa, valitaan sellainen hiilivety, johon urea on oleellisesti liukenematon ja jonka kiehumispiste on mieluimmin korkeampi kuin reaktiossa käytettävä lämpötila. Urean hajoaminen isosyaanihapoksi tapahtuu sopivalla nopeudella välillä 130-150°C. Sopivia väliaineita keksinnön mukaisessa menetelmässä käytettäviksi ovat mm. suhteellisen korkealla kiehuvat aromaattiset hiilivedyt, jotka eivät liuota ureaa. Ksyleeni on osoittaunut erittäin sopivaksi väliaineeksi, mutta luonnollisesti voidaan muitakin vaatimukset täyttäviä hiilivetyjä käyttää.The medium in which the cellulose according to the invention is heated in the presence of urea is selected from a hydrocarbon in which the urea is substantially insoluble and whose boiling point is preferably higher than the temperature used in the reaction. The decomposition of urea to isocyanic acid takes place at a suitable rate between 130-150 ° C. Suitable media for use in the method of the invention include e.g. relatively high boiling aromatic hydrocarbons that do not dissolve urea. Xylene has proven to be a very suitable medium, but of course other compliant hydrocarbons can be used.
On havaittu, että keksinnön mukaisessa menetelmässä syntyvän selluloosayhdisteen ominaisuudet paranevat, jos reaktiossa käytetään tiettyjä suoloja, kuten natrium-tai kaliumkarbonaattia tai natrium- ja kaliumsyanaattia. Suolan vaikutusmekanismia ei tarkoin tunneta, mutta on mahdollista, että ko. suolojen liuetessa sulaan ureaan urea pääsee paremmin tunkeutumaan selluloosan ts. turvottamaan sellulosaa. Tällöin urean hajotessa muodostuvalla isosyaanihapolla on suuremmat mahdollisuudet reagoida tasaisemmin selluloosan hydroksyylien kanssa. Samoin jos selluloosa on ennen reaktiota imeytetty suola- tai alkaliliuoksella, selluloosa pysyy turvonneessa tilassa, joten urea pääsee tunkeutumaan selluloosaan. Suolan määrä voi vaihdella huomattavasti, mutta sopivaksi ylärajaksi on havaittu enintään urean määrää vastaava ekvivalentti määrä suolaa. Suola voidaan lisätä selluloosan ja liuottimen muodostamaan suspensioon yksinään ennen urean lisäämistä tai yhdessä urean kanssa jauheena tai sulana.It has been found that the properties of the cellulose compound formed in the process of the invention are improved if certain salts, such as sodium or potassium carbonate or sodium and potassium cyanate, are used in the reaction. The exact mechanism of action of the salt is not known, but it is possible that when the salts dissolve in the molten urea, the urea is better able to penetrate the cellulose, i.e. swell the cellulose part. In this case, the isocyanic acid formed when the urea decomposes has a greater chance of reacting more evenly with the hydroxyls of the cellulose. Similarly, if the cellulose is impregnated with a saline or alkali solution prior to the reaction, the cellulose remains in a swollen state, allowing urea to penetrate the cellulose. The amount of salt can vary considerably, but a suitable upper limit has been found to be at most an equivalent amount of salt. The salt may be added to the suspension of cellulose and solvent alone before the addition of the urea or together with the urea as a powder or melt.
Keksinnön mukaisessa menetelmässä käytettävä selluloosalähtöaine voi olla puu-selluloosaa tai puuvillaa tai muita selluloosaa sisältäviä luonnon ja keinokuituja. Selluloosa voi olla sellaisenaan tai sitten valkaistuna, selluloosahydraat-tina, alkaliselluloosana tai muulla tavoin, esimerkiksi hapoilla käsitellyssä muodossa. Edelleen voi käytettävä selluloosa olla kuitujen, lankojen, kankaiden, kalvojen, arkkien ym. muodossa.The cellulose starting material used in the process of the invention may be wood cellulose or cotton or other natural and man-made fibers containing cellulose. The cellulose may be as such or bleached, cellulose hydrate, alkali cellulose or otherwise, for example in acid-treated form. Furthermore, the cellulose used may be in the form of fibers, yarns, fabrics, films, sheets, and the like.
4 61033 Käytettävän selluloosan polymeraatioasteella on lopputuotteen viskositeetin kannalta tärkeä merkitys. Jos lähtöaineena on tavallinen puuselluloosa tai puuvilla, niin saadun liukoisen lopputuotteen viskositeetti on korkea ja siitä johtuen saadaan liuoksia, joiden selluloosapitoisuus on jätettävä suhteellisen alhaiseksi. Käytettäessä selluloosaa, jonka polymeraatioastetta on jonkin verran alennettu, voidaan valmistaa liuoksia, joiden selluloosapitoisuus on vastaavasti korkeampi. Lähtöaineena käytettävän selluloosan polymeraatioastetta voidaan säätää esimerkiksi käsittelemällä halutun pituinen aika 18 % natriumhydroksidiliuoksessa. Ilman vaikutuksesta tapahtuu selluloosan depolymeroitumista, joka voidaan halutussa depolyme-raatioasteessa keskeyttää pesemällä vedellä ja kuivaamalla. Tällä tavalla käsitelty ja kuivahajotettu selluloosa on erittäin sopivaa käytettäväksi keksinnön mukaisessa menetelmäässä lähtöaineena.4 61033 The degree of polymerization of the cellulose used is important for the viscosity of the final product. If the starting material is ordinary wood cellulose or cotton, then the viscosity of the resulting soluble end product is high and consequently solutions with a relatively low cellulose content are obtained. When using cellulose with a somewhat reduced degree of polymerization, solutions with a correspondingly higher cellulose content can be prepared. The degree of polymerization of the cellulose used as a starting material can be adjusted, for example, by treating the desired length of time in 18% sodium hydroxide solution. Under the influence of air, depolymerization of the cellulose takes place, which can be stopped at the desired degree of depolymerization by washing with water and drying. The cellulose treated and dry-decomposed in this way is very suitable for use in the process according to the invention as a starting material.
Urean lisääminen selluloosaan voi keksinnön mukaisessa menetelmässä tapahtua eri tavoin. Sopivimmin selluloosa lietetään ensin käytettyyn hiilivetyväliaineeseen ja tähän seokseen lisätään urea joko jauheena tai sulatteena. Sopiva nestemäärä on 10-30-kertainen selluloosaan verrattuna. Urean mukana voidaan lisätä myös natriumkarbonaattia tai muu käytettävä suola jauheena tai liuotettuna sulaan ureaan. Suola voidaan myös lisätä ensin käytettyyn väliaineeseen ja sen jälkeen lisätä urea edellä mainitulla tavalla.The addition of urea to cellulose can take place in different ways in the process according to the invention. Preferably, the cellulose is first slurried in the spent hydrocarbon medium and urea is added to this mixture as either a powder or a melt. A suitable amount of liquid is 10-30 times that of cellulose. Sodium carbonate or other usable salt may also be added with the urea as a powder or dissolved in molten urea. The salt may also be added first to the medium used and then to the urea as mentioned above.
Keksintöä kuvataan lähemmin oheisissa esimerkeissä. Lähtöaineena esimerkeissä käytettiin depolymeroitua ja kuivahajotettua sellua, joka valmistettiin viskoosin valmistukseen tarkoitetusta liukosellusta, jonka DP oli noin 700 ja alfaselluloosa-pitoisuus 94 %.The invention is described in more detail in the following examples. The starting materials used in the examples were depolymerized and dry-decomposed pulp prepared from soluble pulp for viscose production with a DP of about 700 and an alpha-cellulose content of 94%.
Selluloosa-arkit imeytettiin 18-prosenttisella NaOH-liuoksella. Arkeista puristettiin pois lipeäliuosta, kunnes niiden paino oli 3,5-kertainen kuivan selluloosan painoon verrattuna. Näin saatu alkaliselluloosa kuivahajotettiin potkurisekoitta-jalla ja sijoitettiin suljettuun pulloon.The cellulose sheets were soaked in 18% NaOH solution. The lye solution was squeezed out of the sheets until they weighed 3.5 times the weight of dry cellulose. The alkali cellulose thus obtained was dry-decomposed with a propeller mixer and placed in a sealed bottle.
Selluloosa depolymeroitui ilman hapen vaikutuksesta 30°C:n lämpötilassa. Depoly-merointiaika säädettiin niin, että selluloosan DP käsittelyn jälkeen oli tasolla 450. Tähän tarvittava aika oli noin 17 tuntia. Sen jälkeen suoritettiin neutralointi etikkahapolla, pesu vedellä ja kuivaus tyhjössä 60-70°C:ssa. Näin saatua depolymeroitua selluloosaa käytettiin lähtöaineena esimerkeissä.Cellulose depolymerized under the influence of air oxygen at 30 ° C. The depoly immersion time was adjusted so that the DP of the cellulose after treatment was at 450. The time required for this was about 17 hours. Neutralization with acetic acid, washing with water and drying in vacuo at 60-70 ° C were then carried out. The depolymerized cellulose thus obtained was used as a starting material in the examples.
Selluloosakuituja ja kalvoja valmistettaessa eräs tärkeimmistä ominaisuuksista on selluloosaliuoksen suodatettavuus. Suodatettavuus, jota tässä kuvataan ns. tukkeu-tumisluvulla, määritettiin menetelmällä, joka on esitetty artikkelissa H. Sihtola, Paperi ja Puu 44^ (1962):5, s. 295-300. Menetelmässä käytetään pienoissuodatinta, 5 61033 . 2 jonka tehollinen pinta-ala on 3,8 cm ja suodatinmateriaalina paperi Machevey-Nagel MN 616. Suodatettavuus lasketaan kaavalla: v 1 , ,n4 ,60 20 .In the manufacture of cellulosic fibers and films, one of the most important properties is the filterability of the cellulosic solution. The filterability described here is the so-called clogging number, was determined by the method described in H. Sihtola, Paper and Wood 44 ^ (1962): 5, pp. 295-300. The method uses a miniature filter, 5,61033. 2 with an effective surface area of 3.8 cm and the filter material is Machevey-Nagel MN 616. The filterability is calculated by the formula: v 1,, n4, 60 20.
K = . !0 (_---— ) , missä "20,60 60 20 P20 = 20 minuutissa suodattimen läpi tullut selluloosaliuosmäärä (g)K =. ! 0 (_---—), where "20,60 60 20 P20 = amount of cellulose solution passed through the filter in 20 minutes (g)
PgQ = 60 minuutissa suodattimen läpi tullut selluloosaliuosmäärä (g) IC, = tukkeutumisluku W20,60PgQ = amount of cellulose solution passed through the filter in 60 minutes (g) IC, = clogging number W20,60
Esimerkki 1Example 1
Johdannaisselluloosaa, joka oli pilkottu alkalin avulla DP-taeolle 413 neutraloitiin etikkahapolla ja pestiin vedellä kuten aikaisemmin on kuvattu. 20 g näin käsiteltyä selluloosaa imeytettiin 10 % KOCN-liuoksella ja puristettiin puristussuhteeseen 2,5. Sen jälkeen selluloosa revittiin ja sen annettiin kuivua huoneenlämpötilassa ilma-kuivaksi. Selluloosan KOCN-pitoisuus oli tällöin 23,6 %.The derivative cellulose digested with alkali for DP taeo 413 was neutralized with acetic acid and washed with water as previously described. 20 g of the cellulose thus treated were impregnated with a 10% KOCN solution and compressed to a compression ratio of 2.5. The cellulose was then torn and allowed to air dry to dry at room temperature. The KOCN content of the cellulose was then 23.6%.
Täten käsitelty selluloosa hajotettiin Warring-Blender-kuivahajottimella ja suspen-doitiin 600 g:aan ksyleeniä. Suspension lämpötila nostettiin reaktioastiassa 135°:een öljyhauteella. Seoksesta tislattiin pois vesi-ksyleeniseosta noin 100 ml käyttäen alennettua painetta.The cellulose thus treated was decomposed on a Warring-Blender dry disperser and suspended in 600 g of xylene. The temperature of the suspension in the reaction vessel was raised to 135 ° with an oil bath. About 100 ml of the water-xylene mixture was distilled off from the mixture under reduced pressure.
Reaktioastia varustettiin pystyjäähdyttäjällä ja lisättiin 18 g ureaa, jolloin lämpötila laski muutamia asteita. Jäähdyttäjän kautta alkoi poistua ammoniakkia ja samalla lämpötila nousi takaisin 135°C:een. Kuumennusta jatkettiin 3 tunnin ajan. Reaktioseos suodatettiin, kuitumainen rakeinen aine pestiin 3 kertaa vedellä, 3 kertaa metanolilla ja uudelleen 3 kertaa vedellä 60°C:ssa. Tuote kuivattiin ilma-kuivaksi ja analysoitiin. Sen DP oli 344 ja typpipitoisuus 3,5 %. Tuote liuotettiin 10-prosenttiseen NaOH-liuokseen -5°C:n lämpötilassa. Liuoksen kuulaviskositeetti pyrittiin säätämään noin 50 sekunniksi. Liuoksesta saatiin tukkeutumisluvuksi 2470 edellä olevalla menetelmällä. Selluloosapitoisuus oli 5,9 %.The reaction vessel was equipped with a condenser and 18 g of urea was added, decreasing the temperature by a few degrees. Ammonia began to escape through the condenser and at the same time the temperature rose back to 135 ° C. Heating was continued for 3 hours. The reaction mixture was filtered, the fibrous granular material was washed 3 times with water, 3 times with methanol and again 3 times with water at 60 ° C. The product was air-dried and analyzed. It had a DP of 344 and a nitrogen content of 3.5%. The product was dissolved in 10% NaOH solution at -5 ° C. An attempt was made to adjust the ball viscosity of the solution to about 50 seconds. A clogging number of 2470 was obtained from the solution by the above method. The cellulose content was 5.9%.
Orgaaniset karbamaatit ovat kestäviä hapanta hydrolyysia vastaan, mutta hajoavat helposti alkalissa keitettäessä. Samoin keksinnön mukaisella menetelmällä saatu tuote ei hajoa keitettäessä laimeissa hapoissa, mutta sen sijaan laimeassa natrium-hydroksidissa se hajoaa selluloosaksi, natriumkarbonaatiksi ja natriumsyanaatiksi, jotka voidaan todeta titraamalla. Tällä perusteella lasketun typpimäärän havaittiin vastaavan läheisesti teoreettista karbamaattiryhmissä olevan typen määrää.Organic carbamates are resistant to acid hydrolysis but readily decompose in alkali cooking. Similarly, the product obtained by the process according to the invention does not decompose on boiling in dilute acids, but instead decomposes in dilute sodium hydroxide into cellulose, sodium carbonate and sodium cyanate, which can be detected by titration. The amount of nitrogen calculated on this basis was found to correspond closely to the theoretical amount of nitrogen in the carbamate groups.
Myös IR-spektrissä havaittiin adsorptio likimain samalla kohdalla kuin orgaanisil- 6 61033 la karbamaateilla, mikä osoittaa, että kysymyksessä on karbamaattiyhdiste.Adsorption was also observed in the IR spectrum at approximately the same point as with organic 6,61033 Ia carbamates, indicating that it is a carbamate compound.
Esimerkki 2Example 2
Suoritettiin vertailukoe käyttäen US-patentin 2.134.825 mukaista menetelmää urea-selluloosayhdisteen valmistamiseksi. Imeytettiin 24,3 g edellä kuvatulla tavalla depolymeroitua selluloosaa liuoksella, jossa oli 25 % ureaa, 5 % natriumkarbonaattia ja loput vettä. Seos suodatettiin ja puristettiin 618, g:n painoon ja siirrettiin lämpökaappiin 130°C:n lämpötilaan 2,5 tunnin ajaksi.A comparative experiment was performed using the method of U.S. Patent 2,134,825 for preparing a urea-cellulose compound. 24.3 g of cellulose depolymerized as described above were impregnated with a solution of 25% urea, 5% sodium carbonate and the rest water. The mixture was filtered and compressed to a weight of 618 g and placed in an oven at 130 ° C for 2.5 hours.
Liuotuskokeita tehtiin keski- ja reunaosista otetuille näytteille, jotka oli pesty esimerkin 1 mukaisella tavalla. Näytteitä yritettiin liuottaa 10 % NaOH-liuokseen. Silmämääräisesti näytti siltä, että tuote liukeni, mutta mikroskooppi-tarkastelu osoitti, että sekä keski- että reunaosista otetuista näytteistä jäi suuri määrä liukenemattomia kuituja. Tästä syystä tukkeutumislukua ei voitu edes määrittää. Typpianalyysi antoi 10,2 % typpeä reunaosissa ja 7,5 % sisäosassa.Dissolution experiments were performed on samples taken from the middle and edge portions and washed as in Example 1. Attempts were made to dissolve the samples in 10% NaOH solution. Visually, the product appeared to be soluble, but microscopic examination showed that a large amount of insoluble fibers remained from the samples taken from both the middle and edge portions. For this reason, the clogging number could not even be determined. Nitrogen analysis gave 10.2% nitrogen at the edges and 7.5% at the interior.
Edellä oleva osoittaa, että tällä menetelmällä saatu tuote on epähomogeenista ja vain osittain liukenevaa. Tukkeutumisluvun perusteella arvioiden liuosten suoda-tettavuus on niin huono, että kuitujen kehräys liuoksista ei ole käytännössä mahdollista.The above shows that the product obtained by this method is inhomogeneous and only partially soluble. Based on the clogging number, the filterability of the solutions is so poor that it is practically not possible to spin the fibers from the solutions.
Esimerkit 3-5Examples 3-5
Esimerkin 1 mukaisella tavalla suoritettiin kokeita, joissa lähtöaineselluloosaa imeytettiin eri väkevyisillä KOCN-liuoksilla ja annettiin kuivua huoneenlämpötilassa ilmakuivaksi. Jatko tapahtui samalla tavalla kuin esimerkissä 1. Tulokset samoin kuin käytetyt reaktio-olosuhteet ilmenevät taulukosta 1.As in Example 1, experiments were performed in which the starting cellulose was impregnated with different concentrations of KOCN solutions and allowed to air dry to dry at room temperature. The continuation proceeded in the same manner as in Example 1. The results as well as the reaction conditions used are shown in Table 1.
Esimerkit 7-9Examples 7-9
Esimerkin 1 mukaisella tavalla suoritettiin joukko kokeita, joissa selluloosalähtö-ainetta imeytettiin 5 %:lla Na-karbonaattiliuoksella, 10 %:lla natriumsyanaatti-liuoksella ja 5 %:lla kaliumkarbonaattiliuoksella. Jatkokäsittely suoritettiin kuten esimerkissä 1. Tulokset samoin kuin käytetyt olosuhteet on esitetty taulukossa 1.As in Example 1, a series of experiments were performed in which the cellulose starting material was impregnated with 5% Na carbonate solution, 10% sodium cyanate solution and 5% potassium carbonate solution. Further work-up was carried out as in Example 1. The results as well as the conditions used are shown in Table 1.
7 61033 TAULUKKO 17 61033 TABLE 1
Esim. Suola Väkevyys Urea/ Typpi- DP Liuotuskokeen % sellu % Sellupit. Viskosi- Tukkeu- teetti tumis-% (s) luku 3 KOCN 5 3 4,8 346 5,8 48 1378 4 " 2,5 3 4,5 333 5,7 47 1768 5 " 2,5 3 4,5 371 5,7 56 2160 6 1 2,5 3,3 380 5,0 53 11301 7 Na2C03 5 4,5 3,9 372 5,6 46 3820 8 NaOCN 10 3 3,4 316 5,8 35 3620 9 K2C03 5 4,5 4,1 380 5,8 51 7250Eg Salt Concentration Urea / Nitrogen DP Dissolution test% pulp% Pulps. Viscosity Clogging% (s) Chapter 3 KOCN 5 3 4.8 346 5.8 48 1378 4 "2.5 3 4.5 333 5.7 47 1768 5" 2.5 3 4.5 371 5.7 56 2160 6 1 2.5 3.3 380 5.0 53 11301 7 Na2CO3 5 4.5 3.9 372 5.6 46 3820 8 NaOCN 10 3 3.4 316 5.8 35 3620 9 K2CO3 5 4.5 4.1 380 5.8 51 7250
Esimerkit 10-13Examples 10-13
Esimerkin 1 mukaisella tavalla suoritettiin joukko kokeita, joissa selluloosalähtö-ainetta ei imeytetty suolaliuoksella vaan suola lisättiin jauheena urean lisäyksen yhteydessä. Jatkokäsittely suoritettiin kuten esimerkissä 1. Tulokset samoin kuin käytetyt olosuhteet on esitetty taulukossa 2.As in Example 1, a series of experiments were performed in which the cellulose starting material was not impregnated with saline but the salt was added as a powder with the addition of urea. Further work-up was carried out as in Example 1. The results as well as the conditions used are shown in Table 2.
TAULUKKO 2TABLE 2
Esim. Suola % sellu- Urea/ Typpi- DP Liuotuskokeen loosasta sellu % .Eg Salt% pulp- Urea / Nitrogen DP From the leaching test leach pulp%.
^ Sellupit. Viskosi- Tukkeutu- % teetti misluku (s) 10 KOCN 10 2 3,8 358 5,7 43 5600 11 ·· 7,4 3 4,0 328 5,6 32 13700 12 NaOCN 50 3 3,5 322 5,5 48 18000 13 Na2C03 25 3 3,8 360 5,4 51 4000 8 61033^ Sellupit. Viscosity Clogging% ratio (s) 10 KOCN 10 2 3.8 358 5.7 43 5600 11 ·· 7.4 3 4.0 328 5.6 32 13700 12 NaOCN 50 3 3.5 322 5.5 48 18000 13 Na2CO3 25 3 3.8 360 5.4 51 4000 8 61033
Esimerkit 14-16Examples 14-16
Sulasta urasta tehtiin suolan kanssa sulate, joka lisättiin esimerkkien 10-13 mukaisella tavalla selluloosalähtöaineeseen. Jatkokäsittely kuten edellä. Tulokset taulukossa 3.The molten groove was made into a melt with the salt, which was added to the cellulose starting material in the same manner as in Examples 10-13. Further processing as above. Results in Table 3.
TAULUKKO 3TABLE 3
Esim. Suola % sellu- Urea/ Typpi DP Liuotuskokeen loosasta sellu % Sellupit. Viskosi- Tukkeu- % teetti tumis- (s) luku 14 KOCN 30 3 3,8 346 5,8 57 15000 15 " 15 1,6 4,0 377 5,7 55 13700 16 Na2C03 25 4,5 4,0 331 5,7 46 18700 —< I ______ - 1 -Eg Salt% pulp- Urea / Nitrogen DP From the lodge of the dissolution test pulp% Pulps. Viscosity Clogging% ratio (s) figure 14 KOCN 30 3 3.8 346 5.8 57 15000 15 "15 1.6 4.0 377 5.7 55 13700 16 Na2CO3 25 4.5 4.0 331 5.7 46 18700 - <I ______ - 1 -
Esimerkit 17-19Examples 17-19
Kuivahajotettu valkaistu sulfaattimassa (DP = 750) suspendoitiin 600 g:aan ksylee-niä, lämmitettiin 136°C:een ja lisättiin sitten yhdessä jauhettuna 24 g ureaa ja 20 g suolaa. Jatkokäsittelyt kuten esimerkissä 1. Tulokset samoin kuin käytetyt olosuhteet taulukossa 4.The dry-decomposed bleached sulphate pulp (DP = 750) was suspended in 600 g of xylene, heated to 136 ° C and then co-ground with 24 g of urea and 20 g of salt. Further treatments as in Example 1. Results as well as conditions used in Table 4.
TAULUKKO 4TABLE 4
Esim. Suola Typpi- DP Liuotuskokeen % Sellupit. Viskositeetti Tukkeutumiset (s) luku 17 KOCN 3,1 643 3,06 53,4 6690 18 NaOCN 2,6 652 3,03 46,8 9010 19 Na2C03 2,4 660 3,18 53,5 12220Eg Salt Nitrogen DP Dissolution Test% Pulps. Viscosity Clogging (s) Chapter 17 KOCN 3.1 643 3.06 53.4 6690 18 NaOCN 2.6 652 3.03 46.8 9010 19 Na 2 CO 3 2.4 660 3.18 53.5 12220
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI793226A FI61033C (en) | 1979-10-17 | 1979-10-17 | FRAMEWORK FOR CLEANING OF ALKALINE CELLULOSE |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI793226A FI61033C (en) | 1979-10-17 | 1979-10-17 | FRAMEWORK FOR CLEANING OF ALKALINE CELLULOSE |
FI793226 | 1979-10-17 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI793226A FI793226A (en) | 1981-04-18 |
FI61033B true FI61033B (en) | 1982-01-29 |
FI61033C FI61033C (en) | 1982-05-10 |
Family
ID=8512959
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI793226A FI61033C (en) | 1979-10-17 | 1979-10-17 | FRAMEWORK FOR CLEANING OF ALKALINE CELLULOSE |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FI (1) | FI61033C (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1983002279A1 (en) * | 1981-12-30 | 1983-07-07 | Mandell, Leo | Procedure for precipitating cellulose derivative |
WO1983002278A1 (en) * | 1981-12-30 | 1983-07-07 | Turunen, Olli | Procedure for producing soluble cellulose derivatives |
WO1983003433A1 (en) * | 1982-03-30 | 1983-10-13 | Turunen, Olli, T. | Procedure for treating cellulose derivative fibres |
US7662953B2 (en) | 2002-01-29 | 2010-02-16 | Valtion Teknillinen Tutkimuskeskus | Method for manufacturing cellulose carbamate |
-
1979
- 1979-10-17 FI FI793226A patent/FI61033C/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1983002279A1 (en) * | 1981-12-30 | 1983-07-07 | Mandell, Leo | Procedure for precipitating cellulose derivative |
WO1983002278A1 (en) * | 1981-12-30 | 1983-07-07 | Turunen, Olli | Procedure for producing soluble cellulose derivatives |
WO1983003433A1 (en) * | 1982-03-30 | 1983-10-13 | Turunen, Olli, T. | Procedure for treating cellulose derivative fibres |
US4583984A (en) * | 1982-03-30 | 1986-04-22 | Neste Oy | Procedure for treating cellulose derivative fibres |
US7662953B2 (en) | 2002-01-29 | 2010-02-16 | Valtion Teknillinen Tutkimuskeskus | Method for manufacturing cellulose carbamate |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI793226A (en) | 1981-04-18 |
FI61033C (en) | 1982-05-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI62318B (en) | FORM OF CELLULOSE DERIVATIVES OF FRAMSTAELLNING AV ETT ALKALILOESLIGT CELLULOSADERIVAT | |
FI64602B (en) | FORM OF CELLULOSE DERIVATIVES | |
EP3789406B1 (en) | Recycling of cellulosic textiles | |
FI77252B (en) | FOER FARING FOR FRAMSTAELLNING AV CELLULOSAKARBAMATER. | |
EP2895653A1 (en) | Method of producing dissolving pulp, dissolving pulp and use of method | |
BR0110890B1 (en) | pulp, liocel fiber, and processes for producing a composition for conversion to liocel fiber, and for producing liocel fibers. | |
CA2452145A1 (en) | Method for producing pulp and lignin | |
FI67562B (en) | FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV CELLULOSAKARBAMAT | |
Iakovlev et al. | SO 2–ethanol–water (SEW) fractionation process: production of dissolving pulp from spruce | |
Harlin | Cellulose carbamate: production and applications | |
FI61033B (en) | FRAMEWORK FOR CLEANING OF ALKALINE CELLULOSE | |
EP0872489A2 (en) | Process for modified production of cellulose carbamates | |
US5385641A (en) | Delignification of cellulosic raw materials using acetic acid, nitric acid and ozone | |
US4298428A (en) | Use of additives in pulp bleaching processes to preserve pulp strength | |
US4342600A (en) | Process for the manufacture of viscoses | |
US4295928A (en) | Phenolic compounds as viscosity preservatives during hypochlorite pulp bleaching | |
EP3216917A2 (en) | Cellulose production method | |
Kvarnlöf | Activation of dissolving pulps prior to viscose preparation | |
DE4107357C1 (en) | ||
US2120513A (en) | Manufacture of nitrogenous cellulose derivatives | |
RU2822575C2 (en) | Cross-linked cellulose masses, cellulose ether-based products obtained therefrom and corresponding methods of producing cellulose masses and cellulose ether-based products | |
CA1189067A (en) | Procedure for producing soluble cellulose derivatives | |
US3567708A (en) | Process for the preparation of fibrous water-insoluble cellulose sulfater salts | |
CS484688A2 (en) | Method of carbamanoic groups' contents reduction in products with cellulose's carbamate | |
DE4107356C1 (en) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM | Patent lapsed |
Owner name: NESTE OY |