DE929064C

DE929064C - Process for making viscose from wood pulp

Info

Publication number: DE929064C
Application number: DER4405A
Authority: DE
Inventors: Kenneth Russell Gray; Paul Henry Schlosser
Original assignee: Rayonier Inc
Current assignee: Rayonier Inc
Priority date: 1944-11-06
Filing date: 1950-10-04
Publication date: 1955-06-20

Description

Verfahren zur Herstellung von Viskose aus Holzzellstoff Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Viskose aus Holzzellstoff und dient insbesondere der erleichterten Dispergierung von Mattierungsmitteln in der Spinnlösung, so daß die Bildung von Ablagerungen in den Spinndüsen wirksam verhindert wird. Erfindungsgemäß werden dem Zellstoff oder der Viskose 0,OI bis 0,2 Gewichtsprozent, berechnet auf Cellulose, eines gemischten Äthers zugesetzt, der der Formel entspricht, wobei x eine ganze Zahl größer als I, Rj Wasserstoff oder die Methylgruppe und R einen Arylrest bedeutet, der durch mindestens einen Alkylrest oder Acylrest mit mehr als 2 Kohlenstoffatomen oder einen Cycloalkylrest substituiert ist.Process for the production of viscose from wood pulp The invention relates to a process for the production of viscose from wood pulp and is used in particular to facilitate the dispersion of matting agents in the spinning solution, so that the formation of deposits in the spinnerets is effectively prevented. According to the invention, 0.1 to 0.2 percent by weight, calculated on cellulose, of a mixed ether of the formula is added to the pulp or viscose where x is an integer greater than I, Rj is hydrogen or the methyl group and R is an aryl radical which is substituted by at least one alkyl radical or acyl radical having more than 2 carbon atoms or a cycloalkyl radical.

Weiße, weitgehend gereinigte Zellstoffe sind für die Herstellung hochwertiger Kunstseide mit guter Reißfestigkeit und Farbe besonders gut geeignet und aus diesem Grunde im Handel stark gefragt. White, largely purified pulps are used for the production high quality rayon with good tear resistance and color particularly suitable and for this reason it is in great demand in the retail sector.

Derartige Zellstoffe sind im allgemeinen durch einen Ätherextrakt von weniger als 0,15 0,I5°/o gekennzeichnet. Obwohl das erfindungsgemäße Verfahren bei Verwendung eines solchen Zellstoffes mit besonderem Vorteil anwendbar ist, kann es auch bei normalen Zellstoffen mit einem Ätherextrakt von melir als o, I 5 e/o Verwendung finden.Such pulps are generally by means of an ether extract marked by less than 0.15 0.15%. Although the inventive method is applicable with particular advantage when using such a pulp, can it also with normal pulps with an ether extract of melir as o, I 5 e / o Find use.

Die erfindungsgemäß zu verwendenden Mischäther sollen mindestens in Wasser dispergierbar und vorzugsweise im wesentlichen wasserlöslich sein. Die Polyoxyäthylenkette soll vorzugsweise 5 bis 25 Oxyäthylengruppen besitzen. Es wird angenommen, daß für die Anzahl dieser Gruppen in dem Polyoxyäthylenrest praktisch keine obere Grenze besteht. Es können sogar Stoffe mit einem P olyoxyäthylenrest einwandfrei verwendet werden, welcher bis zu I60 Oxyäthylengruppen enthält. The mixed ethers to be used according to the invention should at least be dispersible in water and preferably be substantially water soluble. the Polyoxyethylene chain should preferably be 5 up to 25 oxyethylene groups own. It is believed that the number of these groups in the polyoxyethylene radical there is practically no upper limit. There can even be substances with a polyoxyethylene radical can be used properly, which contains up to 160 oxyethylene groups.

Falls ein hoher Grad von Wasserlöslichkeit bei den Mischäthern verlangt wird, wie z. B. bei der Bereitung von konzentrierten Lösungen für die Behandlung des Zellstoffes oder beim Viskoseverfahren, kann es vorteilhaft sein, die Mischäther mit dispergierenden Mitteln zu mischen. Derartige zusätzliche Dispersionsmittel sollen vorzugsweise nicht iomsiert sein. If a high degree of water solubility is required in the mixed ethers will, such as B. in the preparation of concentrated solutions for treatment of the pulp or in the viscose process, it can be advantageous to use the mixed ethers to mix with dispersing agents. Such additional dispersants should preferably not be iomized.

Die vorzugsweise verwendeten Verbindungen sind gemischte Äther, die einen Polyoxyäthylenrest und einen Allcarylrest enthalten, wobei die Arylgruppe durch mindestens einen Alkylrest mit mehr als 2 Kohlenstoffatomen substituiert ist. Vorzugsweise werden gemischte Äther verwendet, die einen Polyoxyäthylenrest und einen Alkylphenylrest mit mindestens 3 bis 30 und vorzugsweise 7 bis 20 Kohlenstoffatomen im Alkvlrest enthalten. Am vorteilhaftesten ist es, wenn der Phenylrest nur durch einen einzigen Alkylrest mit 7 bis so Kohlenstoffatomen substituiert ist. Die besten Ergebnisse erhält man, wenn der Polyoxyäthylenrest 5 bis 25 Oxyäthylengruppen enthält. Derartige Verbindungen sind auch besonders wirksam zur Verhinderung von Ablagerungen in den Spinndüsen. The preferred compounds used are mixed ethers, the contain a polyoxyethylene radical and an alkaryl radical, the aryl group is substituted by at least one alkyl radical having more than 2 carbon atoms. Mixed ethers are preferably used which contain a polyoxyethylene radical and an alkylphenyl radical having at least 3 to 30 and preferably 7 to 20 carbon atoms contained in the Alkvlrest. It is most advantageous if the phenyl radical only passes through a single alkyl radical with 7 to so carbon atoms is substituted. The best Results are obtained when the polyoxyethylene radical contains 5 to 25 oxyethylene groups. Such compounds are also particularly effective in preventing scale in the spinnerets.

Als Beispiele für die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Mischäther von Polyoxyäthylenen und den folgenden Phenolen angeführt: Alkylphenole: p-n-Butylphenol, p-tert.-Butylphenol, p-Tetramethylbutvlphenol, Decylphenol, Dodecylphenol, Cetylphenol, Octadecylphenol, Oleylphenol, Polyalkylphenole, wie Di- und Trioctylphenoie Amylkresol, Dodecylkresol, substituierte Naphthole, wie I soprnpylnaphthoi, Isobutylnaphthol und Dodecylnaphthol. As examples of the implementation of the method according to the invention mixed ethers of polyoxyethylenes and the following phenols are listed: Alkylphenols: p-n-butylphenol, p-tert-butylphenol, p-tetramethylbutylphenol, decylphenol, dodecylphenol, Cetylphenol, octadecylphenol, oleylphenol, polyalkylphenols such as di- and trioctylphenol Amyl cresol, dodecyl cresol, substituted naphthols, such as isopylnaphthol, isobutylnaphthol and dodecylnaphthol.

Cycloalkylphenole: p-Cyclohexylphenol, Cyclohexyl-cyclohexylphenol, Bornylphenol. Cycloalkylphenols: p-Cyclohexylphenol, Cyclohexyl-cyclohexylphenol, Bornylphenol.

Acylphenole: Butyryl-, Valeryl-, Lanroyl-, Stearoylphenole und die entsprechenden Kresole, Naphthole und Xylenole. Acylphenols: butyryl, valeryl, lanroyl, stearoyl phenols and the corresponding cresols, naphthols and xylenols.

Wie schon erwähnt, werden vorzugsweizse gemischte Äther mit einem Monoalkylphenolrest verwendet. Ein Beispiel für einen derartigen Mischäther, der besonders wirksam hinsichtlich der Dispergierung von Mattierungsmitteln und der Verbesserung der Spinnfähigkeit ist, entspricht der folgenden Formel: wobei x eine ganze Zahl zwischen 5 und 25 ist. Bei der praktischen Verwendung wird diese Verbindung gewöhnlich ein Gemisch von Verbindungen mit verschieden langen Polyoxyäthylenresten sein.As already mentioned, mixed ethers with a monoalkylphenol residue are preferred. An example of such a mixed ether, which is particularly effective in terms of dispersing matting agents and improving spinnability, corresponds to the following formula: where x is an integer between 5 and 25. In practical use, this compound will usually be a mixture of compounds with polyoxyethylene radicals of different lengths.

Die Mischäther erweisen sich als besonders wirksam in einer Viskose, welche ein Mattierungsmittel enthält, und besonders, wenn sie unmittelbar an der Spinndüse zur Wirkung kommen.The mixed ethers prove to be particularly effective in a viscose, which contains a matting agent, and especially if they are directly attached to the Spinneret come into effect.

Wenn die Kunstseide durch Zusetzen eines geeigneten Matilerungsmittels zur Viskose glanzlos gemacht werden soll, wozu gewöhnlich ein Öl oder ein Pigment, wie Titandioxyd, verwendet wird, so muß ein Emulgator oder ein Dispergiermittel zugesetzt werden, um eine gleichmäßige Emulsion oder Dispergierung des Mattierungsmittels in der Viskose zu erzielen. Die erfindungsgemäß verwendeten gemischten Äther ergeben eine sehr gute emulgierende und dispergierende Wirkung, was in Anbetracht der geringen zur Verwendung kommenden Mengen sehr beachtlich ist. Die Emulgierfähigkeit zeigt sich in der Feinheit und Gleichmäßigkeit der mittleren Teilchengröße, so daß die fertige Viskose fast keine größeren Kügelchen mehr enthält, die beim Ausspinnen der Fäden störend wirken könnten. If the rayon by adding a suitable sizing agent to be made dull to viscose, for which usually an oil or a pigment, such as titanium dioxide, an emulsifier or dispersant must be used can be added to ensure a uniform emulsion or dispersion of the matting agent to achieve in the viscose. The mixed ethers used in the present invention result a very good emulsifying and dispersing effect, which in view of the low amounts to be used is very considerable. The emulsifiability shows differ in the fineness and uniformity of the mean particle size, so that the Finished viscose almost no longer contains any larger globules that are spun out the threads could have a disruptive effect.

Viskose für Kunstseide wird üblicherweise durch Spinndüsen aus Metall versponnen, deren Lochdurchmesser meistens zwischen 0,05 bis 0,1 mm beträgt. Die sich an der Innenwandung der metallischen Spinndüsen bildenden Ablagerungen bestehen, besonders bei saurem Spinnbade, zum größten Teil aus Natrium-, Zink- und Magnesiumsulfat, wodurch der Spirinvorgang ernstlich gestört wird. Es ist ein wesentlicher Gegenstand der Erfindung, die Mischäther so anzuwenden, daß sie während des Spinnvorganges mit den metallischen Spinndüsen in Berührung kommen, so daß die Bildung solcher Krater in den Spinndüsen nur in geringem Umfange erfolgt. Die Mischäther sind von so starkem Einfluß, daß nur 0,OI bis o,2e/o vom Trockengewicht des Zellstoffs erforderlich sind, um die angestrebte Wirkung zu erzielen. Meistens genügen zur Verbesserung der Spinnfähigkeit o,o8 bis o,IO/o. Viscose for rayon is usually made through metal spinnerets spun, the hole diameter of which is usually between 0.05 and 0.1 mm. the there are deposits forming on the inner wall of the metallic spinnerets, especially in acidic spinning baths, mostly made of sodium, zinc and magnesium sulphate, whereby the spirin process is seriously disturbed. It's an essential item the invention to apply the mixed ether so that it can be used during the spinning process come into contact with the metallic spinneret, so that the formation of such Crater in the spinneret occurs only to a small extent. The mixed ethers are from so strong that only 0. OI to 0.2e / o of the dry weight of the pulp is required are to achieve the desired effect. Mostly enough to improve the spinning ability o, o8 to o, IO / o.

Die Mischäther können auch schon dem Zellstoff zugesetzt werden. In diesem Fall werden sie entweder dem Zellstofibrei vor der Bogenbildung oder den fertigen Zellstoffbogen durch Aufsprühen als wäßrige Lösung oder Dispersion bzw. durch Eintauchen der Bogen in eine Lösung oder Dispersion einverleibt. Sehr zweckmäßig ist es, die erforderliche Menge an Mischäther auf der Papiermaschine aufzusprühen oder durch eine umlaufende Walze aufzutragen. The mixed ethers can also be added to the pulp. In this case they are either the pulp before arching or the finished cellulose sheets by spraying on as an aqueous solution or dispersion or incorporated by dipping the sheets in a solution or dispersion. Very functional is to spray the required amount of mixed ether on the paper machine or to be applied by a rotating roller.

Das beste Dispergiervermögen wird im allgemeinen durch den-Zusatz von 0,025 bis 0,05 O/o, vorzugsweise 6,b3 0/c, Mischäther erreicht. Um außerdem die Bildung von Ablagerungen in den Spinndüsen zu verhindern, sollten aber o,o8 bis 0,10 0/o oder noch mehr Mischäther bis zu 0,20/0 zugesetzt werden. Bei einem solchen Zusatz werden die Dispersionen des Mattierungsmittels fast ebenso fein und gleichmäßig wie bei dem Optimum von 0,025 bis 0,050/0. Unter gewissen Umständen haben jedoch die so unter Zusatz eines höheren Betrages an Mischäther bereiteten Dispersionen die Neigung, sich teilweise als Schaum, z. B. während der Alterung der Viskose, abzusetzen. The best dispersibility is generally achieved by the addition from 0.025 to 0.05 o / o, preferably 6, b3 o / c, mixed ether achieved. To moreover to prevent the formation of deposits in the spinneret, but should o, o8 up to 0.10 0/0 or even more mixed ethers up to 0.20 / 0 can be added. At a such addition, the dispersions of the matting agent are almost as fine and uniformly as with the optimum from 0.025 to 0.050 / 0. Under certain circumstances However, they have prepared them with the addition of a higher amount of mixed ether Dispersions have a tendency to partially form a foam, e.g. B. during aging the viscose to settle.

Dementsprechend sollen vorzugsweise o,o25 bis o,os°/o Mischäther verwendet werden, wenn sowohl eine gute Dispergierung als auch eine Verhinderung von Ablagerungen in den Spinndüsen erreicht werden soll; außerdem kann dann noch eine kleine Menge einer kationenaktiven Aminoverbindung zugegeben werden. In diesem Falle soll der Mischätherzusatz vorzugsweise ungefähr 0,03 °/o und der Zusatz an kationenaktiver Aminoverbindung vorzugsweise 0,050/0 oder sogar bis zu 0,200/0 betragen. Accordingly, 0.025 to 0.05% mixed ethers should preferably be used used when both good dispersion and prevention of deposits in the spinnerets is to be achieved; also can then still a small amount of a cationic amino compound can be added. In this In the case of the mixed ether additive should preferably be about 0.03% and the additive cation-active amino compound are preferably 0.050 / 0 or even up to 0.200 / 0.

Als Beispiel solcher kationenaktiver Verbindungen, deren Verwendung jedoch nicht den Gegenstand der Erfindung bildet, sei ein Gemisch der Mono- und Diamide aus Diäthylentriamin und Kokosnuß fettsäuren genannt. As an example of such cationic compounds, their use but does not form the subject of the invention, be a mixture of the mono- and Diamides from diethylenetriamine and coconut called fatty acids.

Es hat sich im allgemeinen als vorteilhaft erwiesen, die Mischäther bereits dem Zellstoff zuzusetzen, sowohl wegen der dadurch erleichterten Herstellung der Viskose als auch aus dem Grunde, weil auf diese Weise eine sehr gleichmäßige Verteilung der Mischäther in der Viskose erreicht wird. Bei Verwendung von Mischäthern, die Alkylphenylreste enthalten, ist deren Zugabe wegen der Gefahr der Schaumbildung dann von besonderer Bedeutung, wenn die Viskose nachträglich noch mit Mattierungsmitteln versetzt werden soll. Vorzugsweise sollen aber auch diese dem Zellstoff selbst vor der Viskoseherstellung zugesetzt werden. It has generally proven advantageous to use the mixed ethers to be added to the pulp, both because it makes production easier the viscose as well for the reason because in this way a very uniform Distribution of the mixed ethers in the viscose is achieved. When using mixed ethers, which contain alkylphenyl radicals, their addition is due to the risk of foam formation then of particular importance if the viscose is subsequently coated with matting agents should be moved. Preferably, however, these should also be in front of the pulp itself can be added to the production of viscose.

Claims

PATENT'S CLAIMS: I. A process for the production of viscose from ffolz cellulose, characterized in that from 0.1 to 0.2 percent by weight, calculated on cellulose, of a mixed ether of the formula is added to the cellulose or the viscose where x is an integer greater than I, Rt is hydrogen or the methyl group and R is an aryl radical which is substituted by at least one alkyl radical or acyl radical having more than 2 carbon atoms or a cycloalkyl radical.

2. The method according to claim I, characterized in that the mixed ether a polyoxyethylene radical with 5 to 25 oxyethylene groups and an alkylphenyl radical in which the alkyl group has 7 to 20 carbon atoms.

3. The method according to claim I and 2, characterized in that the treated pulp does not contain more than 0.15% ether extractable substances.

4. The method according to claim I, characterized in that a mixed ether of the formula is used, where x is an integer from 5 to 2'5.

Referred publications: German Patent Specifications No. 54I og8, 605,973; U.S. Patent No. 2 I25 031.