DE364563C - Verfahren zur Behandlung von Zellulose zwecks Erzeugung hydratisierter Derivate - Google Patents

Description

• Verfahren zur Behandlung von Zellulose zwecks :Erzeugung hydratisierter Derivate. Die Wirkung alkalischer Hydrate in starker Lösung auf Zellulosefasern besteht in Strukturveränderungen in der Faser, welche sich insbesondere durch Schrumpfen kennzeichnen. Bei ausgewählten Baumwolltextilfabrikaten wird die Behandlung mit gewissen mechanischen Hilfsmitteln vorgenommen, um die bekannten Wirkungen der »Merzerisationx< zu erreichen. Praktisch besteht das Merzerisierungsverfahren darin, daß unter geeigneten Verhältnissen eine wässerige Lösung kaustischer Soda von 15 bis 17,5 Prozent (Na O H) bei gewöhnlicher Temperatur angewendet wird. Die Wirkung wird vermindert, wenn nachdem die Konzentration der kaustischen Sodalösung .unter 15 Prozent herabgesetzt wird. Bei Laugen von 15,5 bis z0,5 Prozent (Na O $) ist die vermindernde Wirkung eine sehr schnelle, und es kann gesagt werden, daß bei Stärken unter r2,5 Prozent die kaustische Sodalösung keine wesentliche merzerisierende Wirkung mehr besitzt. So wird Baumwolle oder Baumwollstoff, welcher -mit einer alkalischen Lauge aus einer neunprozentigen kaustischen Soda- (Na OH) Lösung behandelt wird, nicht wesentlich hinsichtlich der Merzerisation beeinflußt.
• Für die Erzeugung von Alkalizellulose bei der Synthese von wasserlöslichen Zellulose-,derivaten (durch nachfolgendeEinwirkung`von Schwefelkohlenstoff), wie solche in der britischen Patentschrift 87004892 beschrieben ist, ist es bekannt, daß die Zellulose in dem Zustand der vollen Merzerisation verwendet werden muß, weshalb die Zellulosefaser mit einer Lauge behandelt werden muß,, welche über 15 Prozent kaustische Soda (Na OH) enthält. Alkalizellulose für die industrielle Erzeugung von Viscosefaser, welche eine vollständige Umwandlung in wasserlösliche Der!-vate bei der nachfolgenden Reaktion erfährt, wird durch Behandlung lufttrockener Zellulose mit kaustischer Sodalauge- von 17 Prozent Stärke und Pressung des Produktes, so daß die Fasermasse Lauge etwa in dem dreifachen Gewicht der Zellulose einschließlich des absorbierten Alkalis zurückhält, dargestellt. Wenn anderseits eine weniger konzentrierte Lauge verwendet wird, so ist die Bildung löslicher Derivate bei der nachfolgenden oder gleichzeitigen Behandlung mit Schwefelkohlenstoff unvollkommen. So wird, wenn Baumwolle oder andere Zellulose gleichmäßig mit einer neunprozentigen Lauge (Na O H) im Verhältnis des zweifachen Gewichtes der Faser oder des Stoffes getränkt und dann der Einwirkung von Schwefelkohlenstofi ausgesetzt wird, nur ein geringer Bruchteil des Materials in wasserlösliche Derivate umgewandelt.
• Die folgende Bildung wasserlöslicher Xanthate erfolgt gleichfalls nur zu einem Bruchteil. Wie jedoch festgestellt ist, findet eine Reaktion statt und die Zellulose wird wesentlich geändert. Die neuen Kennzeichen kommen zum Ausdruck bei der weiteren Reaktion mit Wasser. Die Strukturveränderungen in der Faser bestehen in starker Vergrößerung des Durchmessers und Verdickung der Zellwände; in der Masse sind sichtbare Wirkungen einer Hydratisierung zu erkennen. Die Fasermasse schwillt beträchtlich und hält einen bedeutend vergrößerten Prozentsatz Wasser zurück, nachdem sie ausgepreßt oder ausgeschleudert ist. Obwohl die Fasern stark ausgedehnt sind, bleiben sie frei und können gut und schnell durch Auswaschen von einem Alkaliüberschuß und einer kleinen Menge löslicher Zelluloseverbindungen befreit werden. Für die nachfolgende Entfernung des Alkalirestes und Zersetzung der fraktionalen Xanthate ist eine Behandlung mit verdünnter Säure zweckmäßig.
• Dieser vollhydratisierte Zustand der Zellulose und die dem Stoff erteilte entsprechende Plastizität ergibt neue technische Wirkungen. Die Erfindung besteht darin, die Zellulose für die nachfolgende Hydratisierung zu verbessern durch Behandlung derselben mit Alkalilauge von einer Stärke zwischen 6 bis i i. Prozent (NaOH) und gleichzeitig oder nachträglich eine Behandlung mit Schwefelkohlenstoff einzuleiten. Als Behandlungsbeispiel kann rohe Baumwollfaser mit dem doppelten Gewicht neunprozentiger kaustischer Sodalösung getränkt und in eine geschlossene Kammer mit etwa 15 Prozent des Gewichtes der ursprünglichen Faser Schwefelkohlenstoff zusammengebracht werden. Nach einer Zeit von 6 bis i o Stunden wird die Masse bei gewöhnlicher Temperatur in eine Vorrichtung gebracht, in welcher das Erzeugnis mit Wasser gewöhnlicher Temperatur für die Entfernung und Wiedergewinnung des Alkalis und Hervorrufung der Wirkungen der Hydratisierung gewaschen wird.
• Die Strukturveränderungen z. B. in der Baumwollfaser und die durch die Schwellung der Faser hervorgerufenen Veränderungen ähneln denen, die durch salzige Zelluloselösungsmittel bei früheren Behandlungsstufen hervorgerufen werden, hauptsächlich hinsichtlich der Verdickung durch Aufschwellung der Zellwände. Eine besondere Wirkung ist die Vergrößerung des mittleren Kanales, welche durch symmetrische wellenartige Außenlinien erkennbar ist. Bei starker Behandlung erscheint eine fortlaufende Spirallinie auf der geschwollenen Fasermasse. Diese Entwicklung der späteren Spiralerscheinungen auf den Außenseiten der Baumwollgewebe wird noch mehr verstärkt, wenn die Vorbehandlung mit alkalischen -Lösungen bei höheren Temperaturen, etwa 8o bis 9o° C, vorgenommen wird.
• Die hydratisierenden Wirkungen werden gesteigert durch Erhöhung der Alkalirnenge in der Faser bei der ersten Stufe der Behandlung, z. B. durch Verwendung von kaustischer Sodalösung in etwa dem 2,5- bis dreifachen Fasergewicht. Die Wirkungen können auch abgestuft werden durch Veränderung der Temperatur der Alkalilösung, wobei die Wirkung der letzteren hinsichtlich der Hydratisierung größer ist, je geringer die Temperatur ist. Andererseits ändert eine Erhöhung der Temperatur die Struktureigenschaften des hydratisierten Stoffes, insbesondere in dem Sinne, daß bei der Formung zu Massen oder Bogen und Ausübung eines Druckes ein pergamentartiges Material entsteht.
• Das endgültig umgewandelte lufttrockene Erzeugnis enthält gewöhnlich io bis ii Prozent Feuchtigkeit im Vergleich zu den 6 bis Prozent normaler Feuchtigkeit der rohen Baumwollfaser, wodurch sich eine im allgemeinen erhöhte Färbefähigkeit ergibt.
• Anstatt das durch den Schwefelkohlenstoff angegriffene Material mit Wasser zu waschen, kann es mit einer starken Lösung eines neutralen alkalischen Salzes, z. B. einer einfachen Salzlösung, gewaschen werden, um den Akaliüberschuß zu entfernen. Die hydratisierende Wirkung wird auf diese Weise verzögert und kann nachträglich durch Behandlung mit Wasser hervorgerufen werden. Diese Salzbehandlung ist zweckmäßig für die Wiedergewinnung des Alkalis, welches in stärker konzentriertem Zustande erhalten wird, als es möglich ist bei Lieferung eines Erzeugnisses, welches später durch Auswaschen der Salzlösung hydratisiert werden kann.
• Für die Zwecke der Erfindung schließt der Ausdruck »Zellulosefaser« die bekannten industriellen Formen der Zellulose ein, nämlich Baumwolle, Flachs, Hanf, Spartofaser, Holzzellulose usw. Auch rohe Baumwolle, welche nur geringe Mengen löslicher Alkalibestandteile enthält. Bei Flachs andererseits ist es vorteilhaft, mit dem von Alkali befreiten Material zu arbeiten, ebenso bei dem Halbstoff oder der Pülpe in der Papierfabrikation im gebleichten oder ungebleichten Zustande, in welchem die Reste von Bestandteilen zurückgehalten werden, welche keine Zellulose ent halten.
• Die Erfindung kann auch für Zellulosever-Bindungen nach Art der Jutefaser angewendet werden, bei deren Behandlung die obere Konzentrationsgrenze der bei der Vorbehandlung verwendeten Alkalilösung nötig ist.
• Hinsichtlich der technischen Verwendung des Produktes ist bereits die Verwendung bei der Papierherstellung hervorgehoben.
• Es ist zu bemerken, daß die Hydratisierung die nötigen Eigenschaften für die Papierherstellung verleiht. Diese Wirkung ist vollständig unabhängig von der im gewöhnlichen Holländer oder Wäscher stattfindenden. Daher kann auch Zellulosefaser von beliebiger Länge in den für die nasse Behandlung nötigen Zustand gebrächt werden unter Erhaltung der Länge. Auf diese 'Weise können schön gefilzte' Bogen von 15 g Gewicht je Quadratmeter Fläche erzeugt werden, welche die bedeutende Adhäsion in dem umgewandelten Endzustand zeigen.
• Die hydratisierte Faser bringt in Mischung mit gewöhnlicher Papierstoffzellulose, d. h. mit gemischter Faser, die geeignete Wirkung hervor, und es ist charakteristisch für diese Umwandlung, daß die Faser ihre Elastizität und Größe beibehält.
• Bei der Behandlung von Textilmaterial kann das Verfahren für das Durchzugverfahren angewendet werden, um die Faser dann zu spinnen und mittels des nassen Verfahrens zu Garn zu verarbeiten. Garn und Tuche können gleichfalls mit oder ohne Spannung behandelt werden, um dem Schrumpfen des Materials entgegenzuwirken, welches bei der Hydratisierung eintritt.
• Auf diese Weise läßt sich eine große Reihe verschiedener Wirkungen erreichen, welche Ähnlichkeit mit der Merzerisation besitzen, jedoch hinsichtlich der Elastizität und Masse der Faser oder des Materials im Endzustande von der merzerisierten Faser verschieden sind.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Behandlung -von Zellulose zwecks Erzeugung hydratisierter Derivate, dadurch gekennzeichnet, daß die Faser mit Alkalilauge, vorzugsweise kaustischer Sodalösung, in einer Stärke zwischen 6 und i i Prozent (Na O H) behandelt wird, wobei gleichzeitig oder nachfolgend eine Behandlung mit Schwefelkohlenstoff vorgenommen wird. z. Verfahren nach Patentanspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Behandlung mit Alkalilauge und Schwefelkohlenstoff eine Weiterbehandlung mit Wasser stattfindet. 3. Verfahren nach Patentanspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Behandlung mit alkalischer Lauge und Schwefelkohlenstoff eine Behandlung mit einer starken Lösung eines neutralen alkalischen Salzes stattfindet.