SE445926B - Forfarande for framstellning av formade produkter av en losning av cellulosa i en tertier aminoxid - Google Patents

Description

'vi 7808039-7 h) kositeten. Lösningarna kan gjutas till filmer eller formas till fibrer. Som anges i exemplen i nämnda patentskrift kan endast lösningar med lågt innehåll fast material framställas när cellulosa är en av de föreningar som användes vid framställ- ningen av lösningen.

Uppfinningen innefattar ett förfarande för framställning av formade produkter, i synnerhet filmer och fibrer, av cellulosa, varvid cellulosan bringas i lösning genom upphettning i en tertiär aminoxid och den erhållna lösningen strängsprutas, kännetecknad av att fast cellulosa innehållande en turtiär aminoxid upplöses direkt i en strängsprutanordning, varefter den resulterande lösningen strängsprutas. Enligt upp- finningen erhålles ett förfarande för framställning av luft- fria lösningar av cellulosa i en aminoxid vilken har ett högt innehåll av fast material och motsvarande hög viskositet vilka är svåra eller omöjliga att framställa med konventionell tek- nik använd vid framställning av filmer, fibrer och garner av cellulosa. Enligt uppfinningen erhålles en cellulosa-aminoxid- lösning lämpad för att sprutas och spinnas. Enligt uppfinningen erhålles ett förfarande för upplösning av cellulosa i aminoxid och vatten varvid erhålles en sats av i huvudsak jämn samman- sättning, vilken är lämpad för framställning av formade cellu- losaprodukter, såsom filmer och fibrer.

Uppfinningen belyses av bifogade figurer där: Fig. 1 sche- matiskt visar en utföringsform av en apparat, vilken kan användas vid utövande av uppfinningen. Fig. 2 visar en modi- fikation av en sprutanordning använd vid förfarandet där in- matat material kan föreligga i form av en uppslamning och flyk- tiga icke-lösningsmedel kan avlägsnas från cellulosa-amin- -oxid-vattenblandningen för spinning eller sprutning.

Enligt uppfinningen erhålles ett förfarande där en sönder- delad fast produkt för bildning av en cellulosalösning- -aminoxid tillföres en sprutanordning vilken upphettas till \'\-' ff. : 7808039-7 en temperatur där aminoxiden löser celäulosan under bild- ning av en sprutbar lösning av cellulosa och den resulteran- de lösningen sprutas genom ett munstycke till bildning av ett extrudat med i huvudsak jämn sammansättning. Cellulosa innehållande absorberad amínoxid-lösningsmedel kan sönder- delas om den inte redan befinner sig i partikelform och inmatningstratten i en sprutanordning där den upphettas till en temperatur där cellulosan upplöses. Den resulteran- de satsen sprutas därefter.

Råmaterialen vilka användes vid utförande av uppfinningen kan framställas genom ett förfarande vid vilket en fast cellulosaprodukt innehåller en tillräcklig mängd aminoxid för upplösning av cellulosan enbart genom upphettning av produkten. Cellulosafibrerna kan svällas genom att ett icke-lösningsmedel inhlandas i amlnoxiden så att lösningar med hög fastmaterialinnehåll än de som tidigare kunnat framställas erhålles. Icke-lösningsmedlet kan vara vatten eller en blandning av vatten och ett organiskt icke-lös- ningsmedel för cellulosa, blandbart med vatten.

Ett lämpligt förfarande för framställning av cellulosa inne- hållande aminoxid och vatten, vilket kan omvandlas till en sats vilken är lämplig för formning till filmer och fibrer enligt vad föreliggande uppfinning visas i svenska patentet 7808o37-1. Enligt när förfarandet enligt detta patent blan- das cellulosa med en lösning av en flytande aminoxid och vatten med eller utanettblandbart flytande organiskt icke- -lösningsmedel för cellulosa i sådana proportioner och sådana temperaturer och tryckförhållanden att ingen väsent- lig upplösning av cellulosan i aminoxiden sker. Den resul- terande suspensionen genomdränkes vid en sådan temperatur till dess cellulosan absorberar aminoxiden i en mängd för upplösning av uellulosan när denna senare upphettas. Icke- -lösníngsmedlet eller blandningen av icke-lösningsmedel och aminoxid sväller fibrerna i cellulosan och underlättar ab- sorption av aminoxid och gör det möjligt att framställa en produkt lämpad att omvandlas med värme till en lösning med 'l J (j: Lu _ -~ 7808039-7 högre fastmaterialhalt än som kunnat erhållas vid tidigare kända förfaranden. Varje organiskt icke-lësningsmedel vilket användes måste avlägsnas och vattnet måste minskas till om- kring 1 mol eller mindre per mol aminoxid. Enligt med nämn- da patent kan detta uppnås genom att blandningen slutföres i vakuum följt av torkning.

De bästa resultaten erhålles om den torkade produkten inne» håller omkring 10 till 40 viktprocent cellulosa, 0 till 20 viktprocent vatten och omkring 90 till 50 viktprocent amin- oxid. Den resulterande fasta produkten kan sönderdelas ge- nom malning eller sönderhuggning för bildning av stycken eller flingor, vilka lagras för omedelbar eller senare om» vandling till en lösning enligt föreliggande uppfinning.

De fasta produkterna kan nu matas till en sprutanordníng och upphettas till upplösning av cellulosan i aminoxid~ -vattenblandningen. Den resulterande lösningen sprutas därefter. Den föredragna temperaturområdet i inmatnings- tratten till sprutanordningen för upplösning av cellulosan är från omkring 90 till omkring 140%. Sprutan kan drivas med varje lämplig skruvhastíghet. Den resulterande satsen utsprutade spínnes i form av en film eller garn genom fäll~ ning av de upplösta ämnet. Fällningen inträffar exempelvis genom deaktivering av aminoxidlösningsmedlet genom att det extruderade presipitatet kommer i kontakt med det icke~ -lösningsmedlet, såsom vatten.

Istället för att tillföra en fast produkt avsedd för en cellulosalösning av cellulosa-aminoxid-vatten till sprut- anordningen som nämnes i ovanstående samtidiga patent kan en uppslamning av cellulosa, aminoxidlösningsmedel och ett hlandhart icke-lösningsmedel direkt tillsättes sprutanord- ningen, varvid blandning sker under tryck och värme. Det blandbara icke-lösningsmedlet kan vara vatten eller en blandning av vatten och ett organiskt icke-lösningsmedel för cellulosa blandbart med aminoxid och vatten. Sedan cellulosan svällt genom aminoxiden-lösningsmedelsystemet, EU 7808039-7 k!! avlägsnas det organiska lösníngsmedlet med en del av vatt- net genom ett avloppshål i sprutanordnínqen under vakuum till dess endast den mängd vatten kvarstår som är nödvändig för att möjliggöra upplösning av cellulosan i aminoxiden när Förhöjd temperatur och tryck ïåföres blandningen.

Sprutanordningen behöver inga avloppshål om exakta förhål- landen cellulosa och aminoxíd-vatten maila direkt till sprutanoronïngen.

Varje lämplig tertiär aminoxid vilken är blandbar med vat- ten och med de organiska lösningsmedlet, vilket icke är ett icke-lösningsmedel för cellulosa kan användas, såsom exempelvis det som anges i ovan nämnda patent. Emellertid föredrages tertiära aminoxider vilka är cyklisa mono(N- -metylamin-N-oxid)-föreningar, såsom exempelvis N-metyl- -morfolin-N-oxid, N-metylpiperidin-N-oxid, N-metylpyrroli- don-oxid, dimetylcyklyhexylamínoxid och liknande.

Varje lämpligt aprotiskt organiskt flytande ícke-lösnings- medel för cellulosa vilket är blandbart med vatten och icke reagerar med aminoxiden kan användas, exempelvis en alkohol såsom metylalkohol, n-propylalkohol, isopropylalkohol, buta- nol och liknande samt toluen, xylen, dimetylsulfoxid, dime- tylformamíd och liknande.

De spunna trådarna kan kylas med luft, ytan av trådarna kan vätas med vattnet för att minska deras tendens att klibba närliggande trådar och utmatas genom en matarrulle till en draghaspel. Produkten kan tvättas på matarrullen och här- vorna torkas eller skäras till stapelfiberlängd och renas för avlägsnande av all aminoxid.

I följande exempel anges viktdelar och viktprocent om inte annat anges. §2_<_<:212__@1__I.

Omkring 1070 g N-metylmorfolin-oxid innehållande omkring 78080394 ,27% vatten blandat med omkring 200 ml isopropylalkohol och upphettas till 80%. Omkring 200 g sönderdelad trämassa tillsattes den resulterande blandningen och den resulteran- de suspensíonen blöttes till dess trämassan svällde. Om- kring 400 ml isopropylalkohol tillsattes och efter 10 minu- ter avlägsnades isopropylalkohol och en del av vattnet under vakuum vid 60% och 0,68 m kvicksilvertryck. Vatteninnehål- let i cellulosa-aminoxidprodukten var 6%.

Fig. 1 visar den resulterande cellulosa flingprodukten innehållande aminoxid och vatten placerad i inloppstratten i sprutanordningen 11. En enda skruv i sprutanordningen drives vid 20 rpm med ett tryck i sprutans trumma omkring 13,8 - 20,7 MPa. Temperaturen i sprutanordningen vid in- matningstratten är omkring 80% och ökar genom zoner på 90 och 100% till en temperatur av 120% i mätdelen 12 nära utloppsänden av trumman. Den nödvändiga värmen tíllföres på konventionellt sätt, såsom genom elektriska motstånds- trådar omgivande spruttrumman eller lämplig mantling för cirkulerande hetvatten. Cellulosan upplöser sig i aminoxi- den och vattnet bildar en lösning vilken sprutas genom munstycket 13 eller spinndysor. I Exempel II Cellulosaflingor framställda enligt exempel I tillfördes till matningstratten 10 i strängsprutan 11 och sprutades vid en hastighet på omring 20 rpm. Temperaturen i sträng- sprutans trumma vid inmatningstratten 10 är omkring 100% och ökar till 110%, vilken temperatur hölls genom resten av trumman. Cellulosan upplöstes i aminoxid-vattenblandning- en i sprutanordningen och den erhållna satsen utsprutades genom ett munstycke.

Aminoxiden använd vid utförande av föreliggande uppfinning kan framställas genom oxidation av aminen beskriven i amerikanska patentskriften 3 333 000 och 3 447 939 eller liknande förfaranden. För praktiska skäl betecknar aminoxid här alltid en tertiär aminoxid. 7808039-7 Exemgel III Istället för tillsats av flingor till strängsprutan som i exempel I tillsattes en uppslamning av samma mängder som i exempel I av samma aminoxid, vatten och isopropylalkohol och icke-lösningsmedel tillsattes till en strängspruta liknande den som visas i fig. I med undantag av att den var utrustad med ett inloppsrör, en ledning 14 till tilloppstratten 10 för tíllförande av tillsatsvätska eller uppslamning till inmatningstratten 10. En omrörare är också anordnad för att blanda tillsatt material eller att vidmakthålla uppslam- ningen. Strängsprutans trumma 12 upphettades till 100% och blandningen fortsattes i strängsprutan till dess cellulosa svällt genom aminoxid-vatten-isopropylalkoholsystemet. När isopropylalkoholen och överskottsvatten avlägsnats upplös- tes cellulosan fullständigt i aminoxiden och vatten genom en kombination av värme, tryck och skuvkrafter i sträng- sprutan. För att avlägsna isopropanolen och överskottsvatt- net från lösningen vilken framställs tillföras vakuum ventilen 15. Den resulterande satsen sprutades genom spinn- dysor eller munstycket 13.

Claims (8)

78Û8039~7 šgtentkrav

1. Förfarande för framställning av formade produkter, i synner- het filmer och fibrer, av cellulosa, varvid cellulosan bringas i lösning genom upphettninq i en tertiär aminoxid och den er- hållna lösningen strängsprutas, k ä n n e t e c k n a t av att fast cellulosa innehållande en tertiär aminoxid upplöses direkt i en strängsprutanordning, varefter den resulterande lösningen strängsprutas.

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att den tertiära aminoxiden ytterligare innehåller ett icke-lös- ningsmedel.

3. Förfarande enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t av att icke-lösningsmedel är vatten.

4. Förfarande enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t av att icke-lösningsmedel är en blandning av vatten och ett orga- niskt icke-lösningsmedel för cellulosa, blandbart med vatten.

5. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att tryck och skjuvkrafter tillföres nämnda fasta cellulosa.

6. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att den fasta cellulosan utgöres av cellulosa impregnerad med aminoxid och vatten.

7. Förfarande enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t av att den fasta cellulosan utgöres av en lösning av cellulosa vid nämnda aminoxid-icke-lösningsmedel.

8. Förfarande enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t av att cellulosan och den tertiära aminen tillsättes direkt till nämnda strängsprutanordning.