DE1243506B - Verfahren zur Herstellung von mit Alkalihydroxid in der Kaelte gereinigter Cellulose - Google Patents

Description

^BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

Deutsche Kl.: 55 b - 5/01

Nummer: 1 243 506

Aktenzeichen: R 37271IV a/55 b

Anmeldetag: 21. Februar 1964

Auslegetag: 29. Juni 1967

Die Erfindung betrifft die alkalische Kaltreinigung von Cellulose unter Vermeidung einer Mercerisierung.

Bei der alkalischen Kaltreinigung von Holzzellstoff und anderem Cellulosematerial beginnt die Mercerisierung bei Zimmertemperatur normalerweise bei Alkalikonzentrationen von etwa 6 bis 7°/o und verläuft im wesentlichen vollständig bei Konzentrationen von etwa 9 bis 12%. Diese Konzentrationen können je nach Temperatur, Herkunft und Vorbehandlung der Cellulose etwas höher oder niedriger sein. Normalerweise nimmt die Mercerisierung mit steigender Konzentration und fallender Temperatur zu und umgekehrt. Allgemein jedoch gilt der angegebene Bereich für die üblichen Arbeitsgänge bei der alkalischen Kaltreinigung in ihrer gegenwärtigen Ausführung recht gut.

Um die Cellulose besonders wirksam von Polysacchariden, insbesondere von Mannose, zu reinigen, ist ein Verfahren bekannt, bei dem einer zur Reinigung der Cellulose verwendeten 16°/oigen wäßrigen Kaliumhydroxidlösung 3 bis 4% Borsäure zugesetzt werden.

Alkalische Kaltreinigungsverfahren unter Verwendung von mercerisierenden Alkalikonzentrationen (7 bis 8 % und höher) bieten viele Vorteile gegenüber bei höheren Temperaturen erfolgenden, drastischeren Verfahren. Bei sonst gleichen Ergebnissen liefert die Kaltreinigung eine bessere Ausbeute eines weniger gespaltenen besser gereinigten Produktes von höheren cv-Cellulosegehalt. Gereinigte Cellulose dieser Art dient allgemein bei Xanthogenierung, Verätherung usw. als Ausgangsmaterial, wo eine Mercerisation nicht stört. Die Reinigungswirkung einer kalten Alkalilösung auf Cellulosematerial hängt weitgehend von ihrer Alkalikonzentration ab. Erfahrungsgemäß werden mit einer 8 bis 14 Gewichtsprozent Alkali enthaltenden Lösung die besten Ergebnisse erzielt.

Obwohl die alkalische Kaltreinigung von Cellulose bei mercerisierender Konzentration recht vorteilhaft ist, konnte sie zur Herstellung getrockneter Celluloseprodukte für Acylierungszwecke bisher nicht angewendet werden. Mercerisierte Faser scheint in gewissem Umfang beim Trocknen zu verhornen und sich zu verschließen, was sie gegenüber den relativ großen Acylgruppen inaktiv werden läßt. Verfahren zur Acylierung von »nicht getrockneten«, mercerisierten CeI-lulosefasern durch Lösungsmittelverdrängung sind zwar bekannt, konnten sich aber in der Praxis nicht durchsetzen. Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit, der vereinfachten Handhabung und der Haltbarkeit bei der Lagerung wird Holzzellstoff sowohl in Blatt- wie

Verfahren zur Herstellung von mit
Alkalihydroxid in der Kälte gereinigter Cellulose

Anmelder:

Rayonier Incorporated,

New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. E. Maier, Patentanwalt,

Stuttgart 1, Werastr. 24

Als Erfinder benannt:
Edward Vernon Partlow,
Shelton, Wash. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 25. Februar 1963
(260 822)

in Krümelform vor der Weiterverarbeitung immer getrocknet (normalerweise durch Führen über geheizte Rollen einer Zellstofftrocknungsanlage). Deswegen war bisher die Verwendung mercerisierter Fasern für die technische Acylierung nicht möglich. Die Unterschiede in den physikalischen und chemischen Eigenschaften von nativer Cellulose (Cellulose I) und mercerisierter Cellulose (Cellulose II) und deren allgemeine Anwendungsgebiete sind bekannt und in der Literatur beschrieben.

Zu den drei gebräuchlichsten und qualitativen und quantitativen Bestimmungsmethoden für mercerisierte Cellulose (Cellulose II) in einer gegebenen Probe eines gereinigten Cellulosematerials zählen:

1. Acetylierung einer getrockneten Probe des Materials.

Durch Mercerisierung wird Cellulose gegenüber Acetylierung inaktiviert. Getrocknete, besonders bei erhöhter Temperatur getrocknete, mercerisierte Cellulose kann nach einer der gebräuchlichen Methoden nur unter großen Schwierigkeiten acetyliert werden.

2. Der O'Connor-ÄCrystallinity-Index«.

Bei dieser Methode werden nach dem O'Connor-Verfahren Infrarotspektren angefertigt. Das Absorptionsverhältnis der Maxima bei etwa 1430 und 890 cm-¹ läßt die äußerst günstige Bestimmung des Mercerisierungsgrades der Cullulose zu.

709 608/122

3. Bestimmung der Grenzviskosität (Limit I. V.)
Die Mercerisierung verwandelt die Grundstruktur von nativer Cellulose (Cellulose I) in die von mercerisierter Cellulose (Cellulose II). Dies zeigt sich in einem scharfen Abfall der Grenzviskosität, normalerweise ohne entsprechenden Abfall der normalen Viskosität. Ein scharfer Abfall der Grenzviskosität (mit oder ohne entsprechenden Abfall der normalen Viskosität) bietet dementsprechend eine empfindliche und genaue Methode zur Feststellung und Messung von Mercerisierung in einer Celluloseprobe.

Wegen der bislang erfolglosen Versuche zur Überwindung der bei der Trocknung mercerisierten Zellstoffs auftretenden Inaktivierung war man seither gezwungen, jede Spur einer Mercerisierung des zu acylierenden Zellstoffs zu vermeiden. Dies wurde nach bekannten Verfahren dadurch erreicht, daß man den Alkaligehalt der auf die Faser einwirkenden kalten Lösung auf unter 6 bis 7% beschränkte, und das, obwohl man auf Grund der besseren Reinigungswirkung einer höherkonzentrierten Lösung ein reines Produkt mit höherem a-Cellulosegehalt hätte erhalten können. Ein über 6 bis 7% übersteigender Alkaligehalt wirkt sich nämlich ohne Rücksicht auf die Einwirkungsdauer der Lösung auf die Faser auf die Acylierbarkeit des getrockneten Endprodukts sehr nachteilig aus.

Versuche, die im Rahmen der Erfindung durchgeführt wurden, haben zu der überraschenden Beobachtung geführt, daß der mercerisierende Effekt von konzentrierten kalten alkalischen Lösungen auf native Cellulose, wie sie z. B. im Holzzellstoff vorkommt, durch den Zusatz löslicher Borate unterbunden werden kann, wenn spezielle Temperatur und Konzentrationsbedingungen eingehalten werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren, bei dem Cellulose bei Temperaturen zwischen etwa 5 und etwa 50⁰C mit einer wäßrigen, ein Borat enthaltenden, 8- bis 16°/oigen Alkalilösung gereinigt wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung einer Mercerisation der Cellulose die der Alkalihydroxidlösung zugesetzte Boratmenge zwischen 6 und 28 Gewichtsprozent, berechnet auf Borax, beträgt und daß das Verfahren innerhalb der angegebenen Grenzen für Temperatur und Alkaligehalt in höheren Temperaturbereichen unter Anwendung niedriger Alkalihydroxidkonzentrationen und in niedrigen Temperaturbereichen unter Anwendung höherer Natriumhydroxidkonzentrationen durchgeführt wird.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Cellulosematerial mit einer wäßrigen Lösung der folgenden Konzentrationen an

titrierbarem Gesamtalkali,
bezogen auf %> NaOH

10
11
12
13
14
15
16

Borverbindung,

bezogen auf °/o Borax

Na₂B₄O₇ ■ 10 H₂O

In der Tabelle ist der Gehalt an Borverbindungen auf Borax Na₂B₄O₇ ■ 10 H₂O bezogen. Als Borverbindungen können lösliche Verbindungen wie Natriummetaborat, Borax und Borsäure verwendet werden. Unter gesamt titrierbarem Alkali wird die Menge an Alkali, ausgedrückt als NaOH, verstanden, die durch Titration bis pH 7 mit einer Standard-Säurelösung erfaßt werden kann.

Bei einer Durchführung des Verfahrens bei

ίο tieferen Temperaturen solte die verwendete Bormenge erhöht, bei einer Durchführung bei höheren Temperaturen verringert werden.

Wie sich der Tabelle entnehmen läßt, entsprechen die Werte der Gleichung χ = 3,25 y — C, worin χ den Prozentgehalt an kristallwasserhaltigem Borax, y den Prozentgehalt an titrierbarem Alkali in NaOH ausdrückt und C eine Größe zwischen 24,5 und 26,5 darstellt.

Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren her-

ao stellbare Cellulosematerial hat seine native, der Cellulose I zugehörige Struktur beibehalten. Es weist einen hohen a-Cellulosegehalt auf und kann auch nach dem Trocknen wirksam acyliert werden. Bei der Acetylierung des Materials wird ein besseres CeIIuloseacetat mit günstigeren Werten für Trübung, Tönung und Klarheit erhalten, als dies bisher mit anderen trockenen zur Acetylierung verwendeten Zellstoffarten möglich war. Dabei ist bemerkenswert, daß der durch die Verwendung der höherkonzentrierten, kalten alkalischen Lösung erreichte Reinigungsgrad durch die Gegenwart der Borationen nicht vermindert wird.

Die folgenden Beispiele sollen dazu dienen, das Verfahren der Erfindung näher zu erläutern. Die in diesen Beispielen auftretenden Begriffe »False Viscosity«, »Rayonier I. V.« und »TAPPI K No.« haben die folgende Bedeutung:

False Viscosity

wird bestimmt durch Vergleich der Viskosität einer konzentrierten Lösung von Celluloseacetat in Aceton mit einer gleichkonzentrierten Lösung von Baumwollabfall.

Rayonier I. V.

bedeutet die Messung der Strukturviskosität eines Cellulosematerials in einer Standard-Cupriäthylendiaminlösung. Der bei dieser Messung erhaltene Wert ist dem durchschnittlichen Polymerisationsgrad langkettiger Verbindungen, wie beispielsweise Cellulose, proportional. Man erhält die Strukturviskosität durch Messung der Viskosität einer verdünnten (O,5°/oigen) Lösung des Probematerials in einer Standard-Cupriäthylendiaminlösung als Lösungsmittel und extrapoliert die jeweilige Viskosität-Konzentrations-Funktion auf die Konzentration Null gemäß der folgenden Formel:

6,0 bis 8,0
9,2 bis 11,2

12.4 bis 14,6
15,7 bis 17,8
19,0 bis 21,0
22,2 bis 24,2

25.5 bis 27,5

bei Temperaturen zwischen etwa 30 und 35° C behandelt.

worin C g/100 ml Lösung und

τ_ η Lösung — η Lösungsmittel
sp — —" ——— — ■ ■ — ■■ ———————
η Lösungsmittel
bedeutet.

TAPPI K No.

Anzahl Milliliter Vio n-KMnO₄-Lösung, von 1 g feuchtigkeitsfreier Cellulose ver-

ist die

die

braucht wird.

Beispiel 1

Eine größere Probe eines teilweise gebleichten Sulfitzellstoffs aus Kiefernholz der Art, wie er zur Herstellung von Cellulosederivaten aufgelöst wird, wird dem Reinigungsteil eines Ganz-Holländers entnommen. Zum Zeitpunkt der Entnahme hatte diese Probe bereits folgende Behandlung erfahren:

Aufschluß des Zellstoffs bis zu einer Strukturviskosität von 8,44 (Rayonier I. V. von 8,44) und einem Verbrauch von 8,6 ml 0,1 n-KMnO₄-Lösung pro Gramm trockener Cellulose (TAPPI K No. 8,6), eine Waschbehandlung, eine Behandlung mit Chlor und weitere Waschbehandlung sowie eine Extraktion mit heißem verdünntem Alkali (NaOH) und eine weitere Waschbehandlung.

Der teilweise gebleichte Holzzellstoff wurde, ohne getrocknet zu werden, in sieben Anteile geteilt, die wie folgt behandelt wurden:

Anteil A

Dieser Anteil der Zellstoffprobe diente als Kontrollprobe. Er wurde einer standardisierten ClO₂-Bleichung unterworfen und gewaschen. Anschließend wurden daraus für Untersuchungszwecke auf einer Saugform Probeblätter hergestellt, die in einem Trockenschrank bei 60⁰C getrocknet wurden.

Anteil B

Dieser Zellstoffanteil wurde bei einer Temperatur von 35° C bei einem Gehalt von 3 Gewichtsprozent Stofftrockenmasse 4 Minuten lang mit einer — bezogen auf die Lösung — 8 Gewichtsprozent NaOH enthaltenden Alkalilösung extrahiert. Der extrahierte Zellstoff wurde dann ge

10 waschen und derselben ClO₂-Bleichung usw. unterzogen wie Anteil A.

Anteil C

Dieser Stellstoffanteil wurde in derselben Weise wie Anteil B behandelt, außer daß die zur Extraktion verwendete 8%ige Alkalilösung zusätzlich 2,9 Gewichtsprozent Borax enthielt.

Anteil D

Dieser Zellstoffanteil wurde in derselben Weise wie Anteil B behandelt, außer daß die Alkalikonzentration der Extraktionslösung von 8 auf

9 Gewichtsprozent gesamt titrierbares Alkali erhöht war.

Anteil E

Dieser Zellstoffanteil wurde in derselben Weise wie Anteil C behandelt, außer daß die Alkalikonzentration der Extraktionslösung auf 9 % gesamt titrierbares Alkali und die Boraxkonzentration auf 3,9 Gewichtsprozent erhöht waren.

Anteil F

Dieser Zellstoffanteil wurde auf die gleiche Weise wie Anteil B behandelt, außer daß die Alkalikonzentration der Extraktionslösung auf

10 Gewichtsprozent gesamt titrierbares Alkali erhöht war.

Anteil G

Dieser Zellstoffanteil wurde auf die gleiche Weise wie Anteil C behandelt, außer daß die Alkalikonzentration der Extraktionslösung auf 10⁰/o gesamt titrierbares Alkali und die Borax konzentration auf 6,7 Gewichtsprozent erhöht waren.

Die folgende Tabelle enthält die Ergebnisse aus verschiedenen Standardversuchen, die mit den — wie beschrieben — behandelten Proben durchgeführt wurden.

	A (Kontrollprobe)	B	C	Probe D	E	F	G	10	5,30	6,12
NaOH5 %	0 6,76	ί 6,32	7,36	ξ 5,62	7,58	0,78	1,14
Normalviskosität	1,33	1,13	1,18	0,94	1,16	98,0 0,4 0,9	96,9 0,6 0,8
Grenzviskosität	92,3 1,8 2,2	95,7 0,5 1,2	95,3 0,8 1,4	96,6 0,4 1,1	95,9 0,6 0,9	93,2	94,7
Alpha, %	94,5	94,7	94,9	93,8	94,1	1,42	2,25
Xylan, «/0	2,28	2,58	2,32	1,63	2,50
Mannan, %
G. F. Weißgehalt
Crystallinity-Index

Beispiel 2

Es wurde eine größere Probe eines »nicht getrockneten«, vollständig gebleichten, zur Acetylierung besonders geeigneten Sulfitzellstoffs aus Schierlingstannen verwendet und in sechs Anteile geteilt. Jeder Anteil wurde dann mit einer der in der folgenden Tabelle aufgeführten alkalischen Lösungen bei einer Temperatur von 35° C und einem Gehalt von 3 Gewichtsprozent Stofftrockenmasse extrahiert. Nach der Extraktion wurde jeder Anteil mit Wasser neutral gewaschen und auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 auf »Cristallinity-Index« und »Grenzviskosität« unter-

sucht. Die Ergebnisse sind	Extraktionslösung	Borax	in der folgenden Tabelle	Grenz
aufgeführt:	NaOH, °/o	0,0		viskosität
	8,0	5,3	Crystallinity-	0,95
Probe	8,0	0,0	Index	0,98
A	10,0	6,7	2,05	0,68
B	10,0	0,0	2,66	0,92
C	12,0	12,5	1,59	0,55
D	12,0	2,50	0,90
E	0,62
F	1,89

Aus den Ergebnissen ist zu ersehen, daß bei den Zellstoffanteilen, die mit den Alkalihydroxid-Borat-Lösungen extrahiert wurden, nur eine geringe oder gar keine Mercerisierung eingetreten ist, während bei den Anteilen, deren Extraktionslösungen kein Borat enthielten, eine beträchtliche Mercerisierung stattgefunden hat. Wie der Gehalt an Xylan und Mannan sowie die Werte für den Weißgrad (G. E. Brigthness) zeigen, bringt die Gegenwart von Borat keinen nennenswerten Nachteil für die Reinigungskraft der Lösung mit sich.

Zur Bestimmung einer Grenzviskosität werden 0,3 g des zu prüfenden Holzzellstoffs bis zu einer feinen Teilchengröße zermahlen und dann bei 100⁰C 35 Minuten lang in 75 ml einer 2 n-HCl hydrolysiert. Die Probe wird dann filtriert, mit Wasser und Methanol gewaschen und dann bei 115⁰C getrocknet. Der normale Cupriäthylendiamin-Strukturviskositäts-Tsst wird dann mit 0,2 g dieses Materials durchgeführt.

Zur Bestimmung des »Cristallinity-Index« werden die KBr-Preßlinge folgendermaßen hergestellt: 1,5 mg der Probe werden mit 300 mg KBr in Form von vorgepreßten Scheiben, die aus pulverisierten, für IR-Spektren geeigneten KBr nach H ar shaw gefertigt wurden, vermischt. Preßlinge, die unter Verwendung von vorgepreßten KBr-Scheiben hergestellt werden, sind in ihrer Qualität mit solchen vergleichbar, die man unter Verwendung von KBr mit einer den Siebgrößen 24 bis 30 ungefähr entsprechenden Teilchengröße erhält. Die Mischung wird 5 Minuten lang vermählen, in die Preßform gebracht, dann 5 Minuten lang evakuiert und anschließend 5 Minuten lang bei einem Manometerdruck von etwa 1750 kg/cm- gepreßt. Die erhaltene Scheibe wird dann 15 Minuten lang bei 105⁰C getempert, wobei Trübung eintritt. Nach vorsichtigem Vermählen in einer Achatreibschale wird sie wieder gepreßt, wobei man eine stabile, durchsichtige Scheibe erhält.
, Der »Cristallinity-Index« wird aus der nach der Grundlinientechnik bestimmten Absorption der Banden bei 1430 und 890 cm"¹ berechnet. Die Grundlinien für diese zwei Banden werden zwischen den Punkten bei etwa 1400 und 1500 cm"¹ bzw. bei etwa 850 und 925 cm"¹ gezogen.

Beispiel 3

Dieses Beispiel zeigt die Wirksamkeit von Borsäure oder Borat zur Verhinderung einer Mercerisierung des Cellulosematerials und der Inaktivierung des getrockneten Materials gegenüber Acylierung. Als Ausgangsmaterial wurde eine Probe eines ungebleichten, handelsüblichen Sulfitzellstoffs aus Kiefernholz der Art verwendet, wie er zur Herstellung von Cellulosederivaten aufgelöst wird. Sie wurde aus einem Wäscher eines Ganz-Holländers entnommen und ohne vorherige Trocknung einer milden Chlorbehandlung, einer Waschung und einer kurzen Schnellkochung mit verdünnter Natronlauge bei 12O⁰C unterworfen. Sie wurde dann sorgfältig gewaschen und für die folgende Bleichung in vier Anteile geteilt:

Anteil A

Er wurde dann auf die übliche Weise in einer Stufe mit Hypochlorit und in einer weiteren Stufe mit Chlordioxid gebleicht, wobei zwischen und nach den einzelnen Stufen gründlich gewaschen wurde.

Anteil B

wurde bei 30° C und einem Gehalt wie Anteil A ίο 3 Minuten lang mit einer 10%igen Natronlauge

extrahiert. Er wurde dann mit Hypochlorit und Chlordioxid auf die gleiche Weise wie Anteil A gebleicht.

Anteile

wurde bei 35° C 3 Minuten lang mit einer 10% gesamt titrierbares Alkali und 6,7 % Borax enthaltenden Lösung extrahiert. Er wurde dann in ao einer Stufe mit Chlordioxid wie die Anteile A

und B gebleicht.

Anteil D

wurde genauso wie Anteil C behandelt.

Anschließend wurden die gebleichten Anteile A, B, C und D zu Probeblättern geformt und an der Luft getrocknet, um sie für die Acetylierung nach einer standardisierten, für die Bestimmung des Gehalts an inaktiver Faser in einem Acylierungszellstoff geeigneten Methode vorzubereiten. Bei dieser Methode werden die zu untersuchenden, sorgfältig vorbereiteten Faserproben in einem speziellen durch Schwefelsäure katalysierten Verfahren ohne Vorbehandlung 6 Stunden lang bei 2O⁰C acetyliert und anschließend nach Zugabe einer Essigsäure hemmenden Säure bei 30⁰C 38 Stunden lang zum Diacetat hydrolysiert. Das Produkt wird dann mit Aceton zu einer niedrigen Konsistenz verdünnt, von den nicht umgesetzten Fasern abfiltriert und nach sorgfältiger Trocknung gewogen. Die folgende Tabelle vergleicht den Prozentgehalt nicht umgesetzter Faser in den einzelnen Anteilen.

Nicht umgesetzte
Faser in %

Anteil A B CID

3,1

56,2

0,07

0,05

Beispiel 4

Dieses Beispiel veranschaulicht die hinsichtlich Trübung und Tönung durch Verwendung einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten Cellulosefaser erzielte Verbesserung.

Eine Probe eines gebleichten, zur Acylierung geeigneten Sulfitzellstoffs aus Kiefernholz wurde dem auf die letzte Bleichung folgenden Wäscher eines Ganz-Holländers entnommen. Ohne Trocknung wurde sie in drei Anteile geteilt, die wie folgt behandelt wurden:

wurde bei 30⁰C und mit einem Gehalt von 2 Gewichtsprozent Stofftrockenmasse 3 Minuten lang mit einer 9%igen Natronlauge extrahiert.

Anteil A

wurde als Kontrollprobe zur Acylierung

Probeblättchen ausgeformt und bei 60° C bis zu annähernd 94% Trockenheit getrocknet.

Anteil B

Anteil A

wurde bei 35° C und einem Gehalt von 3 Gewichtsprozent Stofftrockenmasse einer 10% gesamt titrierbares Alkali und 6,7% Borax enthaltenden Lösung 20 Minuten lang extrahiert. Er wurde dann sorgfältig mit Wasser gewaschen und wie zuvor zu Probeblättern für die Acylierung ausgeformt und bei 60% bis zu annähernd 94% Trockenheit getrocknet.

IO

Anteil C

Trübung (haze)
Tönung (color) .

55
370

Anteil B

15
190

15

170

Beispiel 5

wurde bei einer Temperatur von 30⁰C und einem Gehalt von 2 Gewichtsprozent Stofftrokkenmasse 3 Minuten lang mit einer 6%igen Natronlauge extrahiert. Er wurde dann gewaschen, mit Hypochlorit gebleicht, wieder gewaschen, mit Chlordioxid gebleicht und anschließend noch einmal gewaschen. Dann wurde er zu Probeblättern ausgeformt und bei 60⁰C bis zu etwa 94% Trockenheit getrocknet.

wurde bei einer Temperatur von 35° C und einem Gehalt wie Anteil B mit einer 10% gesamt titrierbares Alkali, 6,7 % Borax und 0,5 % aktives Chlor enthaltenden Lösung 20 Minuten lang extrahiert. Er wurde dann auf die gleiche Weise wie die beiden vorigen Proben zu Probeblättern für die Acylierung ausgeformt und bei 6O⁰C bis zu annähernd 94%iger Trockenheit ao getrocknet.

Jede dieser Proben wurde acyliert, worauf die Bestimmung der Trübung und Tönung gemäß ASTM Standard D 871 erfolgte. Die Ergebnisse sind in der ^a^ folgenden Tabelle enthalten:

Anteil B wurde bei 3O⁰C und einem Gehalt wie Anteil A 3 Minuten lang mit einer 10%igen Natronlauge extrahiert. Er wurde dann genau wie Anteil A gewaschen, gebleicht, zu Probeblättern für die Acylierung ausgeformt und getrocknet.

Anteil C wurde bei 30⁰C und einem Gehalt wie Anteil A mit einer 10% gesamt titrierbares Alkali und 6,7% Borax enthaltenden Lösung 5 Minuten lang extrahiert. Er wurde dann wie die Anteile A und B gebleicht, gewaschen, zur Acylierung zu Handblättern ausgeformt und getrocknet.

35

Eine Probe eines ungebleichten, handelsüblichen Sulfitzellstoffs aus Kiefernholz der Art, wie er zur Herstellung von Cellulosederivaten aufgelöst wird, wurde dem Wäscher eines Ganz-Holländers entnommen und ohne vorherige Trocknung einer milden Chlorbehandlung, Waschung und einer kurzen Schnellkochung mit verdünnter Natronlauge bei 120⁰C unterworfen. Sie wurde dann sorgfältig gewaschen und zur Bleichung in vier Anteile aufgeteilt:

3° Anteil D wurde bei 30° C und einem Gehalt von 12 Gewichtsprozent Stofftrockenmasse mit einer 12% gesamt titrierbares Alkali, 12,4% und 0,5% aktives Chlor (bezogen auf den Zellstoff) enthaltenden Lösung 60 Minuten lang extrahiert. Er wurde dann gewaschen und mit Chlordioxid gebleicht, wieder gewaschen, zu Probeblättern ausgeformt und für die Acylierung bei 6O⁰C wie die vorhergehenden Anteile getrocknet.

Jeder Anteil des gebleichten Zellstoffs wurde dann nach einer standardisierten, von C. V. Malm beschriebenen Methode acetyliert. Die folgende Tabelle enthält eine vergleichende Darstellung der Ergebnisse:

Anteil

Triacetat

Trübung (haze) ...
Tönung (color) ...

Diacetat

Trübung in Aceton
Tönung in Aceton .
Trübung in DMF .
Tönung in DMF ..

Tönung der Scheibchen
»False Viscosity« in %
Stopfwert in Gramm ...

0,317 0,007

0,183 0,051 0,068 0,056

0,307 85 98 0,135
0,024

0,136
0,048
0,066
0,044

0,272
62
146

0,073
0,037

0,126
0,045
0,053
0,025

0,237
54
227

0,071
0,020

0,108
0,037
0,029
0,037

0,227
66

234

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Verfahren zur Herstellung von mit Alkalihydroxid in der Kälte gereinigter Cellulose mit hohem a-Celluloseanteil aus ungebleichtem oder teilweise gebleichtem Sulfitzellstoff durch Behandeln des Cellulosematerials bei Temperaturen

   709 608/122

   zwischen etwa 5 und 50⁰C mit einer wäßrigen Alkalihydroxidlösung mit einem Gehalt von 8 bis 16% an titrierbarem Alkali, berechnet auf Natriumhydroxid, der ein lösliches Borat, beispielsweise in Form von Natriummetaborat, Borax oder Borsäure zugesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung einer Mercerisation der Cellulose die der Alkalihydroxidlösung zugesetzte Boratmenge zwischen 6 und 28 Gewichtsprozent, berechnet auf Borax, beträgt und daß das Verfahren innerhalb der angegebenen Grenzen für Temperatur und Alkaligehalt in höheren Temperaturbereichen unter Anwendung niedriger Alkalihydroxidkonzentrationen und in niedrigen Temperaturbereichen unter Anwendung höherer Natriumhydroxidkonzentrationen durchgeführt wird.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Cellulosematerial mit einer 12

   wäßrigen Lösung der folgenden Konzentrationen an

   titrierbarem Gesamtalkali,
   bezogen auf %> NaOH

   10
   11
   12
   13
   14
   15
   16

   Borverbindung,

   bezogen auf %> Borax

   Na₂B₄O₇ · 10 H₂O

   6,0 bis 8,0 9,2 bis 11,2

   12.4 bis 14,6 15,7 bis 17,8 19,0 bis 21,0 22,2 bis 24,2

   25.5 bis 27,5

   bei Temperaturen zwischen etwa 30 und 35⁰C behandelt wird.

   In Betracht gezogene Druckschriften: TAPPI, 39, S. 139 bis 141, März 1956.