DE714434C

DE714434C - Verfahren zur Herstellung von homogenen Celluloseloesungen in Mineralsaeuren oder deren Gemischen zur Herstellung von Kunstseide, Filmen, Baendchen und aehnlichen Erzeugnissen

Info

Publication number: DE714434C
Application number: DEN35174D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1933-04-25
Filing date: 1933-04-25
Publication date: 1941-11-28

Description

Verfahren zur Herstellung von homogenen Celluloselösungen in Mineralsäuren oder deren Gehnischen zur Herstellung von Kunstseide, Filmen, Bändchen und ähnlichen Erzeugnissen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung homogener Lösungen von Cellulose in Schwefelsäure und anderen Säuren bzw. Gemischen von Säuren und von Kunstseide, Filmen, Bändchen und ähnlichen Erzeugnissen.
Bei der Herstellung von Lösungen von Cellulos,e in Schwefelsäure und anderen Säuren kaxin die Schwierigkeit auftreten, daß die Lösung mehr oder weniger ungelöste Teilchen enthält, die sogar durch Filtration schwierig entfernt werden können.
Zur Behebung dieser Schwierigkeit wird nach :der Erfindung die Cellulose, bevor sie aufgelöst wird, zunächst in eine homogene Fasersuspension umgewandelt; die Umwandlung findet statt, indem man die Cellulose während kurzer Zeit mit einer hinreichenden Menge Säure von .einer Konzentration behandelt, die unterhalb der Lösekonzentration liegt und :eine Aufhebung des Zusammenhanges zwischen den Einzelfasern der Cellulose bewirkt, um die gemeinte Suspension zu bilden.
So kann man nach der Erfindung- die Cellulose mit Schwefelsäure von ungefähr 57 bis 630/0 behandeln, einer Konzentration, die ungenügend ist, um die Cellulose zu lösen, worauf man zu der vorbehandelten Cellulose unter Rühren oder Kneten schnell Schwefelsäure in solcher Menge und Konzentration zusetzt, daß die Cellulose sich löst. Es hat sich gezeigt, wie schon .erwähnt, daß man die Lösesäure schnell zusetzen soll, damit sie durch die Fasersuspension verarbeitet ist, bevor die Cellulose in kolloiden Zustand übergeht.
Die Vorbehandlung kann mit einer Schwefelsäuremenge stattfinden, die ungefähr das Zehnfache derjenigen der Cellulose beträgt.
Zur Erläuterung der Erfindung dient das folgende Ausführungsbeispiel: Lufttrockenen Celluloseblättern wird die zehnfache Gewichtsmenge 6oo;oiger Schwefelsäure von 15' zugesetzt. Dabei findet fast unmitttelbar eine Aufhebung des Zusammenhanges zwischen den Einzelfasern statt, so daß eine Fasersuspension gebildet wird, ohne daß Lösung eintritt. Die gebildete brüheartige Masse wird durch kurzes Rühren in eirner Knetmaschine homogenisiert, worauf unter weiterem Rühren schnell und auf einmal die Lösesäure zugesetzt wird, und zwar so viel, bis die Konzentration der Schwefelsäure, von der Cellulose abgesehen, 6301'0 beträgt. Die Lösung ist nahezu sofort danach vollständig homogen und faserfrei und kann, gegebenenfalls :nach Ausführung irgendeiner weiteren Bdhandlung, wie L'berführung in den metastabilen Zustand, in bekannter Weise versponnen «-erden.
Es hat sich gezeigt, daß je nach der Art der Cellulose und der Temperatur der zur Suspendierung verwendeten Säure unter einer Konzentration von 6o bis 75#'o Schwefelsäure keine oder nahezu keine Aufhebung des Zusammenhanges zwischen den Einzelfasern auftritt, so daß in solchen Fällen eine Fasersuspension nur auf mechanischem Wege erhalten werden kann. je kälter die Säure ist, bei desto niedrigerer Konzentration wird die Suspension gebildet. Für jede Temperatur gibt es jedoch eine entsprechende Konzentration der Säure; so hat sich z. B. gezeigt, daß für eine Temperatur von ungefähr 15 die beste Konzentration der Säure 6o0;0 ist. Falls dann Schwefelsäure von 570'o verwendet wird, wird es nicht möglich sein, eine vollkommen homogene Lösung in kurzer Zeit herzustellen.
Das neue Verfahren hat die folgenden Vorteile: i. Mit keinem anderen Verfahren kann eine vollständig homogene Lösung erhalten werden. Wenn man jedoch nach der Erfindung zunächst eine Fasersuspension herstellt, gelingt es in ausgezeichneter `'eise, eine hervorragende, absolut homogene Lösung herzustellen, da es bei diesem Verfahren ausgeschlossen ist, daß Celluloseteilchen nur teilweise oder gar nicht von der Lösesäure befeuchtet werden.
z. Bei Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung kann man das Lösen mit der geringsten theoretisch notwendigen Konzentration der Schwefelsäure ausführen, d. h. auch bei der technischen Ausführung kann man die kleinste Schwefelsäurekonzentration verwenden, bei der die Einzelfasern klar kolloidal gelöst werden. So kann man z. B. bei i0' mit -einer Schwefelsätireendkonzentration von 63 Gewichtsprozent, voll der Cellulose abgesehen, gute Lösungen herstellen, lvas ohne Anwendung des @'erfahrens nach der Erfindung unmöglich war.
3. Das Herstellen der Suspension wie auch das Lösen erfordern nur wenige lIinuten, was ein bedeutender wirtschaftlicher Vorteil und insbesondere für die Qualität des Endproduktes von Wichtigkeit ist, da solange wie die Lösung sich nicht im metastabilen Zustand befindet, die Cellulose verzuckert.
q.. Die Lösung kann mit den einfachsten Apparaten hergestellt werden.
5. Das Verfahren nach der Erfindung gestattet, eine Lösung mit dem höchstmöglichen Cellusosegehalt herzustellen, ohne daß die Lösung inhomogen wird oder ungelöste Teilchen enthält. Bei der Vornahme der Versuche, die zti der vorliegenden Erfindung geführt haben, hat sich gezeigt, daß andere Wege nicht zum -ewünschten Ziel führen. So wurde versucht, das lufttrockene, lose C,-Ilul:,sematerial mit Lösesäure zu besprühen. Dabei zeigte sich, daß immer ungelöste Teilchen in der Lösung vorhanden blieben. während die Viscosität der Lösung örtlich sehr verschieden war. Die gleichen Nachteile zeigten sich, falls man die Cellulose vorher mit einer Säure behandelte, die nicht eine Aufhebung des Zusammenhanges zwischen den Einzelfasern der Cellulose verursacht. Sogar das Feinverteilen der Masse zu sog. Krümeln in einer sog. Krümelmühle gab keine besseren Erfolge.
Die Erfindung besitzt also unerwartete und technisch. sehr bed,-uteiide Vorzüge: diese beruhen auf der Erkenntnis, allgemein Fasersuspensionen zu verwenden und im 13esoiideren den Unterschied der Schwefelsäurekonzentration auszuwerten, nämlich zwischen jener, bei der nur eine Aufhebung des Zusammenhanges zwischen den Einzelfasernder Cellulose stattfindet rund von selbst eine Suspension bildet" und jener, bei der diL, Cellulose sich löst.
Die Herstellung von Lösungen, ausgehend von einer Fasersuspension, kann mit Erfolg auch für andere Cellulose sofort lösende Säuren, wie Salzsäure und Phosphorsäure, wie auch Säurengemische, z. B. eine Mischung von Schwefelsäure und Salzsäure, angewandt werden.
Zu lufttrockenen Celluloseblättern wird die i 2fache Gewichtsmenge ,-S O oig:-r Phosphorsäure von 18- zugesetzt. Es findet eine Aufhebung des Zusammenhanges zwischen den Einzelfasern der Cellulose statt. so dal'3 eine Fasersuspension gebildet wird, ohne dal3 die Cellulose sich löst. Die gebildete brüheartige Masse wird in einer Knetmaschine nur einen Augenblick geknetet; dann wird die Lösesäure zugesetzt, und zwar so viel, bis die Konzentration der Phosphorsäure 83@ 'o ist. Es entsteht eine homogene klare Lösung.
Wie bereits erwähnt. hat sich gezeigt, daß das neue Suspensionsverfahren die einzige Methode darstellt für die Herstellung von vollkommen homogenen Lösungen von Cellulose in Säuren, zufolge der im allgemeinen sehr schnell lösenden Eigenschaften der Säure. Falls die Fasern nicht gleichzeitig von allen Seiten gelöst werden, was der Fall ist, wenn die Cellulos.e zunächst in sog. Krümeln verteilt wird, so «-erden die Krümel nur teilweise an der Außenseite gelöst, bevor die Lösesäure das Innere der Krümel erreicht hat. Zufolge der- -hohen Viscosität der Lösung, die sich um das Innere der Krümel bildet, kann die Lösesäure das Innere der' Krümel nicht erreichen, so daß eine homogene Lösung unmöglich ist.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstelliulg von homogenen- Celluloselösungen in Mineralsäuren oder deren Gemischen zur Herstellung von Kunstseide, Filmen, Bändchen und ähnlichen Erzeugnissen, dadurch gekennzeichnet, daß die Cellulose zunächst mit etwa der zehnfachen Menge Lösesäure oder Lösesäurengemisch von einer Konzentration behandelt wird, die gerade unterhalb der Lösekonzentration liegt, worauf die Säure für das Lösen der vorbehandelten Cellulose der gebildeten sauren Fasersuspension schnell und auf einmal zugesetzt wird.