DE1186617B - Process for reducing the swelling value of products made from regenerated cellulose in water - Google Patents
Process for reducing the swelling value of products made from regenerated cellulose in waterInfo
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Description
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Internat. Kl.: C 08 bBoarding school Class: C 08 b
Deutsche Kl.: 39 b-14German class: 39 b-14
Nummer: 1186 617Number: 1186 617
Aktenzeichen: N 22192IV d/39 bFile number: N 22192IV d / 39 b
Anmeldetag: 9. Oktober 1962 Filing date: October 9, 1962
Auslegetag: 4. Februar 1965Opening day: February 4, 1965
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verringerung des Quellwertes von Produkten aus regenerierter Cellulose in Wasser.The invention relates to a method for reducing the swelling value of products from regenerated Cellulose in water.
Es ist bereits ein Verfahren zur Veränderung des Quellwertes von Produkten aus regenerierter Cellulose in Wasser bekannt, bei dem die Produkte nacheinander mit einer wäßrigen Lösung eines Alkalihydroxydes und mit Acrylnitril behandelt wurden.It is already a process for changing the swelling value of products made from regenerated cellulose known in water, in which the products successively with an aqueous solution of an alkali metal hydroxide and treated with acrylonitrile.
Bei diesem Verfahren wird der Quellwert von den Celluloseprodukten, z. B. von Stapelfasern, in Wasser erhöht. Ein solcher verhältnismäßig hoher Quellwert kann vorteilhaft sein, wenn z. B. die Stapelfasern als gazeartige Binden oder medizinische Watte verwendet werden.In this process the swelling value is derived from the cellulose products, e.g. B. of staple fibers, in water elevated. Such a relatively high swelling value can be advantageous if, for. B. the staple fibers as gauze pads or medical cotton wool can be used.
Im allgemeinen ist es jedoch wünschenswert, daß Stapelfasern oder Fäden aus regenerierter Cellulose einen verhältnismäßig niederen Quellwert besitzen, insbesondere dann, wenn sie auf verwobene oder gestrickte Gewebe verarbeitet werden, denn es ist bekannt, daß die Abmessungen von verwobenen oder gestrickten Geweben aus regenerierter Cellulose weniger beständig sind als solche von Baumwollfasergeweben, welche einen niedrigeren Quellwert in Wasser zeigen als Stapelfasern oder Fäden aus regenerierter Cellulose.In general, however, it is desirable that staple fibers or filaments made from regenerated cellulose have a relatively low swelling value, especially if they are based on interwoven or knitted fabrics are processed because it is known that the dimensions of woven or knitted fabrics made from regenerated cellulose are less resistant than those made from cotton fiber fabrics, which show a lower swelling value in water than staple fibers or threads regenerated cellulose.
Es wurde nunmehr ein Verfahren zur Behandlung von Produkten aus regenerierter Cellulose gefunden, nach dem Produkte erhalten werden, die im Gegensatz zu den Produkten, die nach dem bekannten Verfahren erhalten werden, einen niederen Quellwert in Wasser zeigen als die unbehandelten Produkte.A method for treating products made from regenerated cellulose has now been found, after which products are obtained, unlike the products obtained by the known method obtained show a lower swelling value in water than the untreated products.
Das als bekannt erwähnte Verfahren wird in der Weise abgewandelt, daß die wäßrige Hydroxydlösung eine Normalität nicht über 0,70 aufweist und wenigstens ein Salz eines Alkalihydroxydes und einer anorganischen Säure enthält, die sich von den Anionen SO4", F', NO3', Cl' oder Br' ableitet.The process mentioned as known is modified in such a way that the aqueous hydroxide solution has a normality of not more than 0.70 and contains at least one salt of an alkali hydroxide and an inorganic acid which is different from the anions SO 4 ", F ', NO 3 ' , Cl 'or Br'.
Unter Produkten aus regenerierter Cellulose sind zu verstehen: Fäden, Stapelfasern, gewobene Gewebe, gestrickte Gewebe, Filme, Bänder, Folien und Produkte, die entweder ganz oder teilweise daraus hergestellt wurden.Products made from regenerated cellulose are to be understood as meaning: threads, staple fibers, woven fabrics, knitted fabrics, films, tapes, foils and products made either in whole or in part therefrom became.
Durch die erfindungsgemäße Behandlung kann der Quellwert der Produkte aus regenerierter Cellulose, der in der Regel ursprünglich bei 75 liegt, z. B. auf 55 gesenkt werden.The treatment according to the invention can increase the swelling value of the products made from regenerated cellulose, which is usually originally 75, e.g. B. be lowered to 55.
Es ist überraschend, daß bei höherer Normalität der Hydroxydlösung als 0,70 die behandelten Produkte statt einem niedrigeren einen höheren Quellwert als die unbehandelten Produkte zeigen. Der Quellwert der behandelten Produkte erhöht sich in dem Maße, wie die Normalität der alkalischen Lösung steigt.It is surprising that if the normality of the hydroxide solution is higher than 0.70, the treated products show a higher swelling value than the untreated products instead of a lower one. The source value of treated products increases as the normality of the alkaline solution increases.
Verfahren zur Verringerung des Quellwertes von Produkten aus regenerierter Cellulose in WasserProcess for reducing the swelling value of products made from regenerated cellulose in water
Anmelder:Applicant:
N. V. Onderzoekingsinstituut Research,N. V. Onderzoekingsinstituut Research,
Arnheim (Niederlande)Arnhem (Netherlands)
Vertreter:Representative:
Dipl.-Chem. Dr. phil. E. Jung, Patentanwalt,Dipl.-Chem. Dr. phil. E. Jung, patent attorney,
München 19, Romanplatz 10Munich 19, Romanplatz 10
Als Erfinder benannt:Named as inventor:
Dr. Pieter Paulusma, Arnheim (Niederlande)Dr. Pieter Paulusma, Arnhem (Netherlands)
Beanspruchte Priorität:Claimed priority:
Niederlande vom 9. Oktober 1961 (270 070) --Netherlands 9 October 1961 (270 070) -
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können Lithiumhydroxyd, Natriumhydroxyd, Kaliumhydroxyd Rubidiumhydroxyd und Caesiumhydroxyd verwendet werden. Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit wird die Verwendung von Natriumhydroxyd bevorzugt.Lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide can be used in the process according to the invention Rubidium hydroxide and cesium hydroxide can be used. For reasons of economy, the Use of sodium hydroxide preferred.
Obgleich die Salze, die der alkalishen Lösung zugesetzt werden, Lithiumsalze, Natriumsalze, Kaliumsalze, Rubidiumsalze oder Caesiumsalze sein können, wird ebenfalls, aus wirtschaftlichen Gründen, die Verwendung von Natriumsalzen bevorzugt.Although the salts that are added to the alkaline solution are lithium salts, sodium salts, potassium salts, Rubidium salts or cesium salts can also be, for economic reasons, the Use of sodium salts preferred.
Die Salze, die erfindungsgemäß verwendet werden können, sind diejenigen, welche sich von Alkalihydroxyden und den Säuren H2SO4, HF, HNO3, HCl und HBr ableiten.The salts which can be used according to the invention are those which are derived from alkali hydroxides and the acids H 2 SO 4 , HF, HNO 3 , HCl and HBr.
Die Anionen dieser Säuren sind die ersten fünf Glieder der lyotropischen Reihe nach Hofmeister (vgl. E. A. H a u s e r: »Colloidal Phenomenae«, S. 132, 1. Ausgabe 1939).The anions of these acids are the first five members of Hofmeister's lyotropic series (cf. E. A. Hauser: "Colloidal Phenomenae", p. 132, 1st edition 1939).
Nach der Erfindung wird der Zusatz von Natriumsulfat oder Natriumchlorid zu der alkalischen Lösung bevorzugt, weil diese Salze wirtschaftlich bei niedrigen Preisen erhältlich sind.According to the invention, sodium sulfate or sodium chloride is added to the alkaline solution preferred because these salts are commercially available at low prices.
Durch Erhöhung der Salzmenge in der alkalischen Lösung kann die Reaktion beschleunigt werden. Die zugesetzte Salzmenge hängt von der erwünschten Herabsetzung des Quellwertes der behandelten Produkte ab.The reaction can be accelerated by increasing the amount of salt in the alkaline solution. the The amount of salt added depends on the desired reduction in the swelling value of the treated products away.
Die Temperatur bei der Behandlung mit der Hydroxydlösung kann gemäß der Erfindung in weiten Grenzen schwanken.According to the invention, the temperature during the treatment with the hydroxide solution can be wide Boundaries fluctuate.
Es wurde gefunden, daß eine hohe Temperatur vorteilhaft ist, weil in diesem Falle die Naßfestigkeit der Produkte in geringerem Grade abnimmt.It has been found that a high temperature is advantageous because of the wet strength in this case of products decreases to a lesser extent.
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Die Behandlungsdauer, während der die Produkte mit der Hydroxydlösung behandelt werden, soll im Hinblick auf die Abnahme der Naßfestigkeit der Produkte so kurz wie nur möglich gewählt werden. Wenn erwünscht, kann der Hydroxydlösung ein Netzmittel zugesetzt werden.The duration of treatment during which the products are treated with the hydroxide solution should be im With a view to reducing the wet strength of the products, they should be as short as possible. If desired, a wetting agent can be added to the hydroxide solution.
Nach der Behandlung der Produkte mit der Hydroxydlösung wird der Überschuß, z. B. durch Zentrifugieren oder Auspressen, entfernt.After treating the products with the hydroxide solution, the excess, e.g. B. by Centrifugation or squeezing, removed.
Anschließend werden die Produkte mit Acrylnitril, das Wasser enthalten kann, behandelt. Die Temperatur wird so hoch wie möglich gewählt, damit die Behandlungsdauer kurz ist und das Verfahren kontinuierlich ausgeführt werden kann.The products are then treated with acrylonitrile, which can contain water. The temperature is chosen as high as possible so that the treatment time is short and the process is continuous can be executed.
Die Behandlung kann z. B. mittels eines azeotropen Gemisches, bestehend aus 88% Acrylnitril und 12% Wasser, bei etwa 70° C erfolgen. Wenn die Behandlung unter Druck ausgeführt wird, kann sogar eine höhere Temperatur angewendet werden; wenn erwünscht, kann die Behandlung unter Verwendung einer Mischung aus Acrylnitril und einem Verdünnungsmittel wie Benzol, Toluol, Aceton, Chloroform u. dgl., erfolgen.The treatment can e.g. B. by means of an azeotropic mixture consisting of 88% acrylonitrile and 12% Water, at about 70 ° C. If the treatment is carried out under pressure, it can be even higher Temperature to be applied; if desired, treatment can be carried out using a Mixture of acrylonitrile and a diluent such as benzene, toluene, acetone, chloroform and the like, take place.
Die Menge an Acrylnitril, welche mit den Produkten reagiert, kann, in Abhängigkeit von der erwünschten Herabsetzung des Quellwertes der Produkte, in weiten Grenzen schwanken. Die erfindungsgemäß behandelten Produkte haben nicht nur einen niedrigeren Quellwert in Wasser, sondern sie nehmen auch in der Luft weniger Feuchtigkeit auf. Als Ergebnis der Behandlung kann angesehen werden, daß der Prozentgehalt der aufgenommenen Feuchtigkeit, welcher im allgemeinen bei regenerierter Cellulose in Luft bei 20° C und bei einer relativen Feuchtigkeit von 65% bei 12% liegt, auf etwa 8% gesenkt werden kann. Die Erfindung soll an Hand von Beispielen erläutert werden.The amount of acrylonitrile that reacts with the products can, depending on the one desired Decrease in the swelling value of the products, fluctuate within wide limits. The treated according to the invention Products not only have a lower swell value in water, they also absorb less in the air Moisture on. As a result of the treatment it can be seen that the percentage of ingested Moisture, which in general with regenerated cellulose in air at 20 ° C and at a relative humidity of 65% is 12%, can be reduced to about 8%. The invention should be explained using examples.
Viskoserayon-Stapelfasern von. 1 1I2 den wurden mit wäßrigen Natriumhydroxydlösungen verschiedener Normalität behandelt. Die Natriumhydroxydlösungen enthielten 5% Natriumsulfat. Die Temperatur der Lösung war 900C. Bei allen Versuchen dauerte die Behandlung 1 Minute. Nach der Behandlung wurden die Muster der verschiedenen Versuche zentrifugiert und gewogen. Anschließend wurden die Muster bei 20° C mit Acrylnitril, das 2% Wasser enthielt, behandelt.Viscose rayon staple fibers from. 1 1 I 2 den were treated with aqueous sodium hydroxide solutions of various normalities. The sodium hydroxide solutions contained 5% sodium sulfate. The temperature of the solution was 90 ° C. In all experiments, the treatment lasted 1 minute. After the treatment, the samples from the various tests were centrifuged and weighed. The samples were then treated at 20 ° C. with acrylonitrile containing 2% water.
Bei den verschiedenen Versuchen wurde die Behandlungsdauer so gewählt, daß gleiche Prozentanteile Acrylnitril an die Muster gebunden wurden, mit Ausnahme von Versuch 4.In the various tests, the duration of the treatment was chosen so that the percentages were equal Acrylonitrile was bonded to the specimens, with the exception of Experiment 4.
Nach der Acrylnitrilbehandlung werden die Muster anschließend mit verdünnter Essigsäure und warmem Wasser gewaschen und zuletzt getrocknet.After the acrylonitrile treatment, the samples are then washed with dilute acetic acid and warm Washed with water and finally dried.
Der Quellwert wurde wie folgt bestimmt. A Gramm lufttrockene Fasern wurden 2 Stunden in Wasser eingeweicht. Die feuchten Stapelfasern wurden 10 Minuten zentrifugiert und anschließend gewogen (B Gramm). Der Quellwert ist B a The swelling value was determined as follows. A gram of air-dry fibers were soaked in water for 2 hours. The wet staple fibers were centrifuged for 10 minutes and then weighed (B grams). The source value is B a
B~A A .100%. B ~ A A. 100%.
Die Bedingungen und Ergebnisse der Versuche 1 bis 10 werden in Tabelle I angegeben.The conditions and results of Runs 1 to 10 are given in Table I.
Die Tabelle zeigt, daß bei Verwendung einer Natriumhydroxydlösung einer Normalität von 0,7 oder niedriger ein verminderter Quellwert erhalten wird. Die ursprüngliche Faser hatte einen Quellwert von 75, und die Fasern, welche nach den Versuchen 1 bis 5 behandelt wurden, zeigten einen Quellwert von 55, 58, 60, 44 bzw. 71.The table shows that when using a sodium hydroxide solution, a normality of 0.7 or lower a reduced swell value is obtained. The original fiber had a swelling value of 75, and the fibers treated according to Tests 1 to 5 showed a swelling value of 55, 58, 60, 44 and 71, respectively.
Versuch 10 zeigt, daß Kaliumhydroxyd den gleichen Effekt ergibt wie Natriumhydroxyd.Experiment 10 shows that potassium hydroxide gives the same effect as sodium hydroxide.
Die Stapelfasern des Beispiels 1 wurden auf die im Beispiel 1 angegebene Weise mit Natriumhydroxyd behandelt. Lediglich bei den Versuchen 11 bis 15 wurde der Natriumsulfatgehalt variiert. Die mit der Natriumhydroxydlösung vorbehandelten Fasern wurden mit einem azeotropen Gemisch aus 88 Gewichtsprozent Acrylnitril und 12 Gewichtsprozent Wasser bei etwa 70° C, anstatt mit Acrylnitril, enthaltend 2/0 Wasser (bei 20° C), behandelt.The staple fibers of Example 1 were in the manner indicated in Example 1 with sodium hydroxide treated. The sodium sulphate content was only varied in experiments 11 to 15. The one with the Sodium hydroxide solution pretreated fibers were mixed with an azeotropic mixture of 88 weight percent Containing acrylonitrile and 12 percent by weight water at about 70 ° C instead of acrylonitrile 2/0 water (at 20 ° C), treated.
Bei den Versuchen 16 bis 21 wurden zu der Natriumhydroxydlösung andere Salze als Na2SO4 hinzugefügt. Bei Versuch 22 war die Temperatur der alkalischen Lösung 20°C statt 90° C, wie in Beispiel 12 angewendet. In experiments 16 to 21, salts other than Na 2 SO 4 were added to the sodium hydroxide solution. In experiment 22, the temperature of the alkaline solution was 20 ° C. instead of 90 ° C., as used in example 12.
Die Ergebnisse werden in Tabelle II gezeigt.The results are shown in Table II.
>1•O
> 1
sm
!gierenincrease
sm
!yaw
rylnitrilnature
ryl nitrile
jebundentril to the
bound
ion in Luft
C (relative
gkeit 65°/o)opportunity
ion in air
C (relative
ability 65 ° / o)
nach d<
ZentrifiWeight
after d <
Centrif
von AcTemper
by Ac
Faser gAcrylni
Fiber g
absorpt
bei 20°
FeuchtiFeuchti
absorpt
at 20 °
Feuchti
em
Ligierenits increase
em
Ligating
pen
hes Acryl-
Wasser• nature of
pen
hes acrylic
water
• Fasertril
• fiber
eitl
egg
.Ί * δ
.Ί
m I.
m
nach d
ZentrifiWeight
after d
Centrif
azeotro
Gemisc
nitril—Tempei
azeotropic
Mix
nitrile
auf deiAcrylni
on your
Die Versuche 11 bis 15 zeigen, daß bei einer Erhöhung des Natriumsulfatgehaltes die Reaktion beachtlich beschleunigt wird, so daß in kürzerer Zeit eine Faser mit niederem Quellwert erhalten werden kann.Experiments 11 to 15 show that the reaction occurs when the sodium sulphate content is increased is accelerated considerably, so that a fiber having a low swelling value can be obtained in a shorter time can.
Die Versuche 16 bis 19 zeigen, daß zur Erzielung des erwünschten Effekts auch die Salze NaCl, K2SO4, NaNO3 und NaF der alkalischen Lösung zugefügt werden können.Experiments 16 to 19 show that the salts NaCl, K 2 SO 4 , NaNO 3 and NaF can also be added to the alkaline solution in order to achieve the desired effect.
Die Versuche 20 und 21 zeigen, daß die Verwendung von Salzen, welche sich nicht von den ersten fünf Anionen der lyotropischen Reihe nach Hofmeister ableiten, nicht zu einer Erniedrigung des Quellwertes der Fasern führt.Experiments 20 and 21 show that the use of salts which are not different from the first five Deriving anions of the lyotropic series according to Hofmeister, does not lead to a lowering of the swelling value the fibers leads.
Versuch 22 beweist, daß es vorteilhaft ist, . die Temperatur der Hydroxydlösung hoch zu wählen, da die Anwendung von niederer Temperatur bei der Behandlung eine Faser mit wesentlich geringerer Festigkeit ergibt als die Anwendung einer hohen Temperatur.Experiment 22 proves that it is beneficial to. to choose a high temperature of the hydroxide solution, because the application of lower temperature in the treatment of a fiber with much lower Strength results from the application of a high temperature.
Ein Gewebe, dessen Kette aus kontinuierlichen Viskoserayonfäden mit 120 den und dessen Schuß aus Viskosestapelfasern mit 1V2 den bestand, wurde durch ein wäßeriges Bad von 90° C, enthaltend 1 Gewichtsprozent NaOH und 5 Gewichtsprozent Na2SO4, geführt. Die Verweilzeit des Gewebes im Bad war 1 Minute. Anschließend wurde die überschüssige Flüssigkeit aus dem Gewebe mittels Preßwalzen entfernt. Darauffolgend wurde das Gewebe durch ein Bad von 7O0C, enthaltend 88 Gewichtsprozent Acrylnitril und 12 Gewichtsprozent Wasser, geführt. Die Verweilzeit im Bad war 2 Minuten. Anschließend wurde die überschüssige Flüssigkeit vom Gewebe mittels Preßwalzen entfernt, worauf das Gewebe nacheinander mit verdünnter Essigsäure und warmem Wasser behandelt wurde. Zuletzt wurde das Gewebe getrocknet. Das Gewicht des behandelten Gewebes war 124,7 °/0 des ursprünglichen Gewichtes des Gewebes. Das Gewebe wurde in Wasser getaucht und anschließend zentrifugiert. Es enthielt hierauf 63 Gewichtsprozent Wasser. Das unbehandelte Gewebe zeigte eine höhere Wasseraufnahmefähigkeit und enthielt nach dem Befeuchten und Zentrifugieren etwa 97 Gewichtsprozent Wasser.A fabric, the warp of which consisted of continuous viscose rayon threads with 120 den and the weft of viscose staple fibers with 1V 2 den, was passed through an aqueous bath at 90 ° C. containing 1 percent by weight NaOH and 5 percent by weight Na 2 SO 4 . The residence time of the fabric in the bath was 1 minute. The excess liquid was then removed from the fabric by means of press rollers. Subsequently, the fabric was passed through a bath of 7O 0 C, containing 88 weight percent acrylonitrile and 12 percent by weight water out. The residence time in the bath was 2 minutes. The excess liquid was then removed from the fabric by means of press rollers, whereupon the fabric was treated successively with dilute acetic acid and warm water. Finally the fabric was dried. The weight of the treated fabric was 124.7 ° / 0 of the original weight of the fabric. The tissue was immersed in water and then centrifuged. It then contained 63 percent by weight of water. The untreated fabric showed a higher water absorbency and after moistening and centrifuging contained about 97 percent by weight water.
Eine selbsttragende Folie aus Viskose zeigte nach dem Eintauchen in Wasser und dem Zentrifugieren eine Gewichtszunahme von 98 %·A self-supporting sheet made of viscose showed after immersion in water and centrifugation a weight gain of 98%
Die Folie wurde durch ein wäßeriges Bad von 90° C, enthaltend 1 Gewichtsprozent NaOH und 5 Gewichtsprozent Na2SO4, geführt. Die Verweilzeit der Folie im Bad war 1 Minute. Anschließend wurde die Folie zwischen zwei Walzen geführt, um die überschüssige Flüssigkeit zu entfernen. Daraufhin wurde die Folie während 1V2 Minten durch ein Bad von 70° C, enthaltend 88 Gewichtsprozent Acrylnitril und 12 Gewichtsprozent Wasser, geführt.The film was passed through an aqueous bath at 90 ° C. containing 1 percent by weight NaOH and 5 percent by weight Na 2 SO 4 . The residence time of the film in the bath was 1 minute. The film was then passed between two rollers in order to remove the excess liquid. The film was then passed through a bath at 70 ° C. containing 88 percent by weight of acrylonitrile and 12 percent by weight of water for 1V 2 minutes.
Die so behandelte Folie wurde durch zwei Walzen abgepreßt und anschließend mit verdünnter Essigsäure und warmem Wasser gewaschen. Nach dem Trocknen wurde die Folie in Wasser getaucht und zentrifugiert. Die Gewichtszunahme der Folie war lediglich 65°/o» im Gegensatz zur unbehandelten Folie, deren Gewichtszunahme unter den gleichen Bedingungen 98% betrug.The film treated in this way was pressed through two rollers and then with dilute acetic acid and washed in warm water. After drying, the film was immersed in water and centrifuged. The increase in weight of the film was only 65% in contrast to the untreated one Film whose weight gain was 98% under the same conditions.
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