DE1546386A1 - Celluloseprodukte und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

PATE NTAN WALTE \

PATENTANWALT DIPL.-ING. RICHARD MÜLLER-BÖRNER PATENTANWALT DIPL.-ΓΝβ. HANS-HEINRICH WEY BERLW-DAHLEM · poDBiELSKiALLEE εβ > München 22 · widenmayerstrasse « TELEFON: 76 29 07 · TELESRAMME: PROPINDUS TELEFON ! 22 55 85 · TELEGRAMME : PROPINDUS

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Dr. Expl.

Kurasiaiki Layori Qouk any .biiaited, - liumshiki JIt₁/ (Japan)

Qelluloaeprodulto und Verfahren zu ihrer Herat .-Hunt;

Die Erfindung bezieht oich ■-.:if 7si^;b&33ert; deliulc.-^jroduküe .uid ein 7erfahren au ihrer Herstellung, insbesondere au—' Jr.^iex¹ -it lier-v"orra₀ indeia Cflaus und auo^^aeiclaietoi* C j^rxlclcl:3n?brii"^j.'Cc cirkeit und ein 7erfahren au seiner Heratellunj. Die ^rfinuun, b^trifit außerdem verbesserte 7i£ilco,:.■■_ro... onfasarn und ein 7_erijihren 3u ihrer Herstellung j insbuoondere flache und hohle ?i^ko^.er ~_i 0nfs.30j.-1 .::it oeluytbindeeigenschaften una ein 7erfahran su ihrer .!".erstell.;.,.__. Jchlieijlich bezieht ,jich uxj Erfindung i.jah aiif 7isV:o3i_y----.i3 zur Verarbeitung su ν jx-btoöertci. ll_?yonw;;:r:*en ^eijnet i^t, 3o;:ie v.uf 3in VoriJ ;hren zu de:.'j.i I:er;;tellnii_c;.

'/jrf^r^u tiui¹ Her,jt jllan_w von Viskosary^on üind osit lan_os:u ^ekan^t. ^Io ist Jj-'ocli imner .^o...-leri^ ,j-^ess.:, x'?_ier unter 7CrV-SHaUn₁^ von Rohotofi:'3n herzustellen, die iviL· -uf üblio^.s 'Jgioe gewonnenen .71dii.osar.: /onfasern beot'.;Iien. Die 3chv/i-iri_oiC5iten ergaben sich dadurch, ο au bisher b^kaurteu 7iok03er'^j^on nicht me Papierbrei

iurch Johla ;.; fi.^rilliert werden kt.nr:, v^eil die bekannten Yiskose-. rayonfajern ±t';ine "Jol^rdtbirideeitjenüCiiaftoii auivveisän. Deshalb vva.r

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BAD ORIQiNM.

r "i ^i-=r_c^imiu^p r.i... bt;> :,!-.:."■: ^n Ti ".lio^r ./or.?- :..·.. , "."jii-^e.-ittel .1 j Ροΐ,/vi.·^ 1ε._τ~..ohol olsr .jelcottiui

iöt --vs.o'.. vi-i ^Teri";.hr-=L*2iir Zieri'j ,----^ i-oL^. =r ^.-,..'Oi.gsrne fll -.tilieii äurcl; S^innei: von lait ocl-^'u^un^iinit-j-ili^ v;ie .i^^i

i'ä^erii si-., ^suooii iiioiit Tl^oh una l:s.c=n Ic3ine .,illit Schafte-., "iei.1 kein Binaeiuit bei su^eöet^t worden ist, 63 UiIuIU_-.Iioii, au~ soloL^.i Faearn Papier h

ΑΛ-.6Γ5:..Ό.= ΐ~ό ·;.·"λγ:.ο· 7or .:ui;^e:-;· Zeit ein '/erfahren zur Herstellung ri^cLsr ι,ϊΐ-1 ε^ΐο utliiiiioi-usr Ti&koaaf soern entv/ickalt, aas. darin oeötei:^, äai eine "Viskose versponnen 'vira, eier Guerflilohenaktive l-iitel, '..loäifizierungsiiittel und unter Rühren fein dispergierte js.se bei:;er.ischt v/orö.en sind, oder de.ß eine Tiskose versponnen 7,'ird, di. Derivate von Celluloseethern im G-emisch mit oberili'.chenaktiven Ilitteln, laodifizierungsraitteln und fein dispergierten 3-asen enthV.lt. Es ist m":^;glioh, aus diesen flachen und seIbschinden den 3¹ESSr-I, uie auf vorst'shend beschriebene Weise gewonnen worden sind, Papier herzustellen» 'Dabei ist jedoch erforderlich, eine Tiakose mit rel-ativ niedrigem Cell-ulosegehalt, hohem Alkaligehalt " und einem teuren Modifizierungsmittel in ein Spinnbad zu verapiny- nen_t das eine niedrige Sclr.vefelsäure- und eine hohe Zinksulfatkonzentration aufweist. Das bedeutet aber, daß die Durchführung ■ dieses Verfahrens kostspielig ist. Außerdem muB eins sehr große Q-asflienge unter axe Viskose gemischt und in. ihr d^spergiert #erdeh^:, ν;as besondere Anlagen und Verfahrensweisen erfordert» Außerdem

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haften die a&s dieae*: ijV&ern hergestellten Papiere nur -eine /ür

Ast äas *^rav,tziwl^; u.3;rS-rfihäun^ aie ,Schaffung von Papier rait fcervorragenaüii 'Slaiiz iHici.iiol.er Soaiii^Iz^it, ■ insbesondere holier Gberfläeiiensbriebfestl^-iei ίί, so"/is die 3ohaffung eines Yerfahrent zu seiner HerstellüEg*

Ein weiteres Ziel-der iiriiiiäkngiat die: ρ ei: äff un^ Von flachen und ^iekpserayonfasern-und ein Yerfalirsii zu ihrer Herstellung.

Ein nooh weitere ε Ziel der Erfiulun^ ist die SchafXunt vc-n fasernmit ausgejsiohneter papiferbildender Affinität ttnä Selbiätbindeeigeaachaft und ein Verfahren zu ihrer Herstellung

g·

Bin iiooh weiteres Siel der Brfinauni; ist sie Schaffung von zur Papierge«in.nun_fc· geeigneten Pas&rni die leicht in Wasser dd^pergiert ■werden könnea und die gut mit ".Vasser Verhafteiij ohas daiE sie -^esci gen werden müssen, und ein Verfahren 2u ihrer Herstellung,

Ein noch weiteres Siel der Erfindung ist aie Schaffung von Fasern, die zur Herstellung von Papier mit ausgezeichneten Eigenschaften, insbesondere außerordentlich hohem G-lan-z, geignet sind, wobei diesen Pasern auch andere Papiergewinnungsrohstoffe zugesetzt sein können, und ein Verfahren zu ihr.er Herstellung.

Zum "besseren Verständnis-der Erfindung dienen die beigefügter. Zeichnungen. Es zeigen:

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BAD

Fig. 1 ein Diagramm, in dem der Siedepunkt eines Gemisches aus Schwefelkohlenstoff und Acrylnitril gegen das. Mischungsverhältnis dieser beiden Stoffe aufgetragen ist, und

Fig. 2 ein Diagramm, in dem die Beziehung zwischen dem Druck in dem Reaktionsgefäß und der Reaktionszeit, die für die gleichzeitige Umsetzung von Alkalicellulose mit CS2" und CHp=OH-CIi im Vakuum innerhalb dieses Gefäßes erforderlich ist, aufgetragen ist.

Erfindungsgemäß wei-den die verbesserten Viskoserayonfasern daduroh hergestellt, daß durch Auflösen des Produktes,,das durch gleichzeitige umsetzung" von Alkalicellulose mit Schwefelkohlenstoff und Acrylnitril jrewcnnen wurde, in verdünnter alkalischer Lösung unter uindestens Atmcspharendruck eine Viakose hergestellt wird, daß die entstandene Lösung der Entlüftung und der Reifung bei mindestens Atmoßi-härendruck unterworfen wird, iaü die Lösung sodann nach Druckverminderung auf Ataosphäreniruck geschockt wird, wobei die in der Lösung enthaltene: Luft in Schaum umgewandelt und die geecuäumte Lu i~ in der Lösung dispsrgiert wird und daß diese Viskos eic s-ung schließlich in ein Spinnbad versponnen wird.

Diese verbesserten Viskoserayonfasern können allein oder im aemisch nit anderen rapierg-winnunrsfasern zu Papier mit hervor- ' ragender, o-laiiz uni hoher Festigkeit, insbesondere außerordentlich hoher Cberfllcnenacriebfeitigkeit, verarbeitet werden.

Alkalicellulose-l-csrm durch Eintauchen von Papieri^asse in eine alkalische Lösung und anschließendes Auspressen und Zerkleinern

^8AD

-5-

der Masse hergestellt werden« Erfindungs,_;emäß wird die so erhaltene Alkalicellulose gleichzeitig mit Schwefelkohlenstoff und Acrylnitril umgesetzt, wobei sie vorher gealtert werden, kann. 4 bis 10 °?<> Cellulose und 3 bis 8 ^ü/o G-esamtalkali enthaltende Viskose wird durch Auflösen des obengenannten Reaktionsproduktes in verdünnter alkalischer lösung unter Atmosphären- oder höherem Druck erhalten. Das erfindungsgemäß verwendete Viskosegemisch ist entweder Viskose, wie sie für die Gewinnung von gewöhnlichen Viskosefasern verwendet wird, oder eine Viskose mit einem niedrigen, etwa 0,5 bis 0,75 betragenden Alkali-Cellulose-Verhältnis. . *

Die Alterungsperiode der Viskose soll vorsugs/jeise so kurz T;ie möglich^eiiio Es ist notwendig,, die Ent lüftung - und Reifung unter Atmosphären- oder erhöhtem Druck durchzuführen. Vfenn Viskose durch Auflösen von Oellulosexanthogenat hergestellt wird, wird durch das Rühren zwangsläufig eine große Luftaien^e unter die Viskose gemischt, so daß in der Viskose unraittelbcr nach dem Lösen uni Rühren eine große Anzahl Luftblasan verschiedener G-röße enthalten sind. Deshalb werden bei den bekannten Verfahren zur Herstellung von. Eayonfasern Entlüftung und Altern bei vermindertem Druck durchgeführt. Erfindungsgemäß wurde jedoch festgestellt, daß die Viskoso'.direkt nach dem Lösen nicht nur zahlreiche'"' Luftblas'en unterschiedlicher G-röße, sondern selbst auch erhebliche Ivlengen gelöste Luft"'enthält. Dementsprsehend werden durch die Entlüftung und Alterung auf bekannte Weise, d.h, unter vermindertem Druck, nicht nur die zahlreichen in der Viskose enthaltenen Luftblasen entfernti sondern" auch 'die in der Viskose gelöste Luft, nachdem

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sie aus der Viskose herausgeschäumt ist. Wenn andererseits Entlüftung und Alterung unter Atmosphärendruck anstatt unter vermindertem Druck vorgenommen werden, schäumen zwar die in der Viskose enthaltenen Luftblasen mit der Zeit an der Oberfläche heraus, W-lhrend die in der Viskose gelöste Luft nicht entfernt wird. Wenn Entlüftung und Alterung unter erhöhtem Druck vorgenommen werden, r werden alle oder ein Teil der zahlreichen Luftblasen, die beim Auflösen von teilweise cyaiiosLthylisrtem Cellulosexanthat in die Viskose gemischt werden, in der Viskose gelöst $ und die verbleibenden Luftblasen schäumen auf die gleiche '//"eise wie'bei Entlüftung und Alterung unter Atniosphär endruck an der Oberfläche heraus. Deshalb enthält unter At..iosphärenaruck, vorzugsweise unter erhöhtem Druck, entlüftete und geeiterte Viskose ebenso wie bei vermindertem Druck entlüftete und gealterte Viskose zwar keine Luftblasen, aber doch eine große !,!enge gelöste Luft, während bei vermindertem Druck entlüftete und gealterte Viskose keine gelöste Luft enthält.

Obwohl die !.!enge an gelöster Luft' desto größer ist, je höher der Druck beim Entlüften und Altern ist, können auch bei Anwendung von Atmosphärendruck erxindungsgemäß ausreichend hohle und flache lasern erhalten werden. In'Abhängigkeit von der DiGke der Zasem,-der Menge an zugesetztem Acrylnitril und 03^-» ^en gewünschten Eigenschaften und anderen Erfordernissen werden entweder Atmo- y sphärendruck oder erhöhter Druck angev;endet. Bei der Alterung unter Druck ist ein solcher, der 5 kg/cm überschreitet, nicht erf order-* lieh. " ■-.- --'".·

0Φ f mm !

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Beim Auflösen von luft in vorher hergestellter Viskose unter Verwendung von Außenluft besteht die Schwierigkeit, die Luft gleichiiäflig über die ganze Viskose zu verteilen.

Wenn teilweise oyanoäthyliertes Cellulosexanthat unter erhöhtem. JDruQk anstatt unter Atmosphärendruck gelöst wird, värd die in der Viskose gelöste Luftmenge weiter erhöht. Die gelöste Luft enthaltende, Viskose wird geschockt, damit die {relöste Luft in Form von Blasen auSiohäumt· Zum Schäumen der in der Viskose enthaltenen gelösten luft 1st es notwendig, die Viskose in geeignetem; LiaiZe IU sohoo)(i$f und zwar entweder nach Verminderung des Druckes auf Atmosphärettdruok für den Fall, daß die Viskose-unter Druck gestanden hat| oder ohne Druckänderung für den Fall, daß die Viskose ohne Anwendung von Druck gelüftet und gealtert worden ist. WLlhrend ! Luftblasen beispielsweise leicht durch Umgießen der Viskose von iinem defäl in ein anderes oder durch Herabtropf enlassen o.er Vi 3-kose aue geeigneter Höhe gebildet werden können, ist es zur Schaumbildung «weokniäßig, die Viskose mit einer geeigneten Rührvorrichtung itt rühren odar sie rait eines Vibrator kontinuierlich ^u BfhUtteln«

•3>ie se gebildeten Biesen haben rindere Eigenschaften als selche, die durch absichtliches Einblasen von AuSenluft-entstanden sind, die erstgenannten aus der in der Viskose gelösten latenten durch Schocken gebildet, sind. Die auf diese Weise blasen- <

dispfrgierte Viskose enthält·lediglich feine Bläschen einheitlicher ;

SO daß eine ausgezeichnete Verspinnbarkeit erzielt wird, ;

Die 1:tente luft wird zunächst in Form feiner blasen entweichen, die rait dem \Λολζ*χ Au_u*e nicht sichtbar Bind, dann werden die· Blasen kurz bis au einer Größe anwachsen, die für die Gewinnung hohler Fi^üi-n _.j eignet ist, und diese tev/achaenen Blasen- werden in der ^nzen. Viskose gleichmäßig verteilt. Da die Viskose eine irr. Vergleich zu 7/ab,ifjr hochviskose Plüösi-t^it ist, werden die so ei:tv;iclieii&n feinen Blasen in der Viskose dispergiert und für lange Zeit in ihr £e,-st,^ehalten, ohne daß sie sich gegenseitig berühren. Sei cl.er .iildun^ cer Blasen aus der gelösten luft durch Schocken i^t BL· ίΐ'.;ΐΓ,"«π~χ_, den Zutritt von Autwnluft zu verhindern, und die verhör in eier Viskose anwesenden luftblasen v/erden vor der Schockanwenuun_e fast vollständig entfernt. Dieae Blasen sind unnötig bei der liei-ctellun holler, BtLr flacher Pasern, da sie nur ein Brechen uer Einzelfäden und ein Verkleben der Düsen beim Spinnen bewirken. Ein 5 bis 15 .'j ,'iclv^efslsuare, 10 bis 3C ;S ITv.triumsulfat und 0,5 bis 3 ~',3 "iiilcfculxL-.t enthaltendes gebräuchliclies Spinnbad kann verwendet ".eraen; aie Zus-ir^eiisetzung dei Spinnbades ist jedoch sei'--. ..."tverc^-i-äl:^;..ch nicht auf diese A:i_o-,Oen beschränkt. Die geeignete TeEi_,eratu:· les 3rmir:oades beträgt <o bis 7O⁰C.

Auf di-:- beschri-Lbns '.Teij'e l.ergectellte Fasern mit v/eniger als 3 /o Aci',; l..i~ri_, ..^^c-ger. »uf Alkalicellulose, haben unzureichenden-* de öelCi'j'v-in'-.eei _-^ schaft en. ~i!en.n_t be^o_een auf Alkalicellulose! mehr als 4C ^ Acryliiitril nit der ÄlkalicelluTcse umgesetzt werden, werden die erhc-.l~:ei.=n Fäden v.'asserlöslicL oder haben einen unvorteilhaft liehen ^ueligraa, ',c daß sie für d^J j Papierherstellung ungeeignet werden. . ■ ' . * -

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Was den Cyanoäthylierungsgrad anseht, so betrügt die geeignete Menge an Cyanoäthylresten, bezogen auf die lleiige an wasserfreien Grlukoseeinheiten des öellulosemoleküls, 0,05 bis 0,!?» Wie vorstehend be s ohr leben, bewirken weniger als 0,05 Oyanoätiiylreste unzureichende Klebkraft als Bindemittel, während mehr als 0,5 die Pasern wasserlöslich machen, was naturgemäß unerwünscht ist. Der am besten geeignete Bereich liegt zwischen 0,1 und 0,4.

Wenn bei der Herstellung der Fasern auf die vorstehend beschriebene Weise die Alkalicellulose mit weniger als 20 5» Acrylnitril, bezogen auf Alkalicellulose,- umgesetzt wird, sind die gey;omi3nen Fasern allein, d.diio ohne andere Pasern, cur Papiergevännung verwendbar, -,i'enn malir als 20 )'■> und weniger als 40 fo Acrylnitril, jeweils bezogen auf Alkalicellulose, :ult dieser umged&tst werden., sind die entstehenden Fasern im G-enisch üiit anderen Papierjewinnungsrohstoffen verwendbar.

Die für das Erzeugnis nach der Erfindung geeigneten Fasern können auch durch Ums et zsn von Viskose ■geⁱ.;onnen werden, die durch Auflösen von ■"atriumcellulosexantiiogenat hergestellt worden ist, das d-urch Umsetzen von Alkalicellulose mit bciiwefelkohlenstoff in Wasser oder verdünnt alkalischer Losung mit Acrylnitril, Entschäumen und Altern der entstandenen LÖsun^. unter Atmosphärendruck oder erhöhtem. Druck, Schocken der Lösung unter MmoSphärendruck zum Ausschäumen der in der Losung gelösten Luft und Verteilen der Luft in der Lösung gewonnen worden ist, und anschließendes Verspinnen der .;.., . . ,■ Löaung in ein Spinnbad. Die Keaktion der Viskose mit Acrylnitril . bewirkt, jedoch einen Verlust von 20 bis 50 ,1 Acrylnitril, weil oCS* ^und ITapS die folgenden chmiiiischenHeaktionen' auslösen:

- —- λ

O'O 96 30/02 7 4' BADORiQiNAt

. - ■-" ; ■■■■■"■■.: ■.-■■■■ - ίο -

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2 CH₂=CH-GI + 1Ia₂CS₅ +

.CHp-CH₉-OW 2 ITaOH +S + CS

2 CH₂=CH-CN'+ Ha₂S +

.CHo-CH₉-CN 2 NaOH +S. *

CHCHCH

-CH.-CHo-CU

S. ¹V ^ +2 NaOH + 2 H₉O

■ OH₂-CH₂-CN *

.CH₀-CH₀-COOITa NH, + B ^{d 2}

⁰ ■ ^sCH₂-CH₂-00ONa

hat das vorstehend beschriebene Verfahren, bei dem Viskose mit Acrylnitril umgesetzt v;ird, den Nachteil, daß die für die Reaktion mit der Cellulose.nutzbare Menge Acrylnitril auf 80 bis 50 ^cJa vermindert vvird.

Erfindung3etiäß werden Zanthogenierung und. Cyanoäthylierung der Alkalicellulose mit CS₂ und CH₂=CH-CN gleichzeitig durchgeführt. Deshalb treten nicht einaal Spuren von Reaktionsprodukten von CJS₂ und IaOH, insbesondere Na₂CS₅, auf, so daß im wesentlichen kein Acrylnitril in liebenr.eaktionen verbraucht y;ird» Dadurch stehen far die Reaktion mit Cellulose 9L· bis 100 fo Acrylnitril zur Verfügung,

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Y/enn mit Bezug auf Fig, 1 das Mischungsverhältnis von Aorylnitril, bezogen auf Schwefelkohlenstoff, weniger als 1 _t 5 beträgt, entsteht

— J 1 —

ein azeotrop«B Gemisch aus Schwefelkohlenstoff und Acrylnitril, dessen Siedepunkt dem von Schwefelkohlenstoff entspricht. *<7enn deshalb Isei der gleichzeitigen Umsetzung von Alkalicellulose mit Schwefelkohlenstoff und Acrylnitril ein solches Llischun^sverliältnis ausgewählt wird, steigt der Dampfdruck und die Reaktion^- geschwindigkeit nimmt stark zu, wie aus Fig. £ leicht au entnehmen ist* Die Änderung der Reaktionsgeschwindigkeit ist in Fig. 2 gezeigt, in dir Kurve 1 die Druckänderung in. dem Gefäß anzeigt, wenn Alkalicellulose mit einem Semisch von 45 ^ Schwefelkchlenstoff und 30 ff 'Acrylnitril, jeweils bezogen auf Alkalicelluleoe, umgesetzt wird· Kurve 2 zeigt die Druckänderung, wenn nur 45 $ Schwefelkohleastoff mit Alkalicellulose umgesetzt werden. Au3 3?igl 2 kann geschlossen werden, daß bei der Reaktion mit deu Gr_einisel: aus SohVftfelkohlenstoff und Acrylnitril nach 70 bis 6G Minuten ein Druckgleiohgewicht zur Beendigung der Reaktion erreicht wird, während fcei Verwendung von Schwefelkohlenstoff allein 1^0 tis 1.60 .Hinuten nur Beendigung der Reaktion gebraucht werden. Die negativen Druokwerte in iig. 2 zeigenan, daß die Reaktion in Yökuui:: durchgefllhrt wird.

Bei der gleichzeitigen tJmsetsung von GS« und OHo=CH^OK mit Allcalioelluiosi oolite üie CSo-Keng'e, bezogen auf Alkalicellulose, jilndestens 1Ö ^ betragen. Es ist deshalb ivxr eine se kleine Scnvvefelkohlenstöffiuenge ausreichend, weil· "bei der. Simultanreaktioiier. von Sohwefelkohlenstoff und Acrylnitril die -Xaiitliogenierung und C^anoder Alkalicellulose zu gleicher Zeit ablaufen. 3eide machen die Alkalicellulose löslich·-Wenn deshalb eine

_BAD

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, relativ gro£.e...'.^:age-Acrylnitril vorhwlen ist, ist-die erf order- . liehe äcli'.ve-felköiaienstcfi^tieii^e .-geriru,,. und für 3ßlativ kleine Aory 1-nitriliuen^fcn ist viel "Schwei.wlkouluiiot.ou^. erforderlich. In Jedem ." Fall iot se J.ödocxi nicht erfordei'licli,'.melir als· 60 $ Sehwefeliiioiilenstofi,--.bezogen auf- Alkalicellulose, _;zu ver-wendenj eine 8Ö fo ücer schreit ende..LÄen^e igt -ausschließlich Verlust «Die Heaktionvon Alltalicellulcfeo mit einem u-emiach aus 10 bis SO tfaι-Sohwefelkohlen-" stoff und 3 bis 4Q.-$ Acrylnitril, jeweils beiäogen auf Alkalicellulose, ist "bei 25⁰C in '60 eis 120 Llinuten; beendet.

Da die ITestigfcait der ^üi'"-.TarsteIie-iiä Cfisclirie"bene Weise gesponnenen Fasern durch. ■ hccli^radiges S tr eck eil nacl: dem Spinnprözeß yerstärkt, die iiachlieit der fasern jedoch Terfliindert wird," ist ein Strecken um 10 bis 100-$> vorzugsweise 30 bis. 60 fa_f zi/veckmäßig# G-egebenenfalls kann nach dem'Spinnprozeß ein zweites Bad verwendet werden.

Um den Fasern-erfindungsgemäß ausreichende Wasserhaftfähigkeit und Selbstbindeeigenschaften~zn verleihen und sie-für die Verarbeitung zu Papier geeignet zu machen, ist es erforderlich, daß die große Aciiee mehr als siebenmal so" groß wie die kleine Achse des Faserquerschnittes ist und der hohle Anteil der Faser mehr als 50 tfo beträgt. Wenn der Flachheitsgrad, wie: vorstehend beschrieben, ί

kleiner als das- siebenfache ist, werden verechieden^* bereits genannte Eigenschaften nicht erzielt, so daß ein Papier der ange-- ". ι strebten Qualität nicht erreicht werden kann* Der "hohle Anteil", bezeichnet das Verhältnis der Hohlfaser zahl zu der Qresamtfaserzai&^""· Wenn dieser Anteil weniger als 50 fe beträgt, wird die Selbstbinde- ' ** "

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eigenschaft herabgesetzt./Wehr vorteilhaft ist es, nerxix der Flach*

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heitsgrg,d mehr al^. das. aQLtfache und der xiolile Anteil mskr als 80 /5 betragtc -■-..■ - ' _: ■

Erfindungsgemäß beträgt die Dicke der flrohe, hohlen Pasern .0,5 biü 20 Denier; "besonders vorteilhaft Bind i_t2 bis 12 Dealer. Fasern von weniger als 0,5 Denier sind schwierig zu spinnen und ergeben kein festes Papier, und bei mehr- ^Is 20 Denier ist ,lie Selbstbindeeigenschaft herabgesetzt, jiirfinuungugemai; beträft' die Länge der flachen und hohlen lasern sov.'ie anderer, gegebenenfalls beigeinischter lasern 2 bis 40 mm; für PapierherstellungsmascLinen sind liänge von 2 ,bis 25 mia besonders ,:e eignet, IPur α ie handwerkliche fertigung können Fasern von 25 bis 40 mm lange verwendet werden, wobei Papier mit besonderem unu eigenartigem G-efüge erhalten werden kann« Bei weniger als 2 mm Länge hat das ge7;onn3ne ... Papier keine ausreichende Festigkeit, und bei mehr als 40 mm Länge ist die Terteilung zu schlecht, als daß ohne Schwierigkeiten ein einheitliches Papier erhalten werden könnte«

-B_eim Reinigungsprozeß muß die Entschwefelung ausfallen, weil sie eine zu starke Quellung hervorrufen würde. Eine kurz geschnittene laser vermindert die lestigkeit des Papiers, und eine lange laser kann nur schwierig zu einem einheitlichen Papier verarbeitet werden, so daß die Schnittlänge 1 bis20 mm, vorzugsweise 3 bis 7 mm, betragen sollte„

Obwohl unter alleiniger Verwendung der erfihdungsgemäß hergestellten lasern ein Papier mit ausreichender lestigkeit hergestellt werden kann, können gewün3chtenfalls Klebemittel wie Polyvinylalköholfasera

BAD RGfNAi.

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oder -pulver öov-'ie !.'vvtv.rfaserr ν; ie Iapierniasue, Hit sum α ta,. IÜ0.20, ja/.pi, I^a-iilaLiuif usv/o ouer Syi-t::. ^efaseri. wie -? lon, Tii^lon csv/.

Ja -aturfaser.: oelbstbiudeeigenachaften aufweisen und sich zu' xapior Yort.rciitsii lassen, kv:in^n ^n erfindu^gs^em^ß Uer^o st eilten ?3.3βΐτ- 0 ciö 97 ^ IJaturfasern -Leigei^iscbt vierieri» SyiatlieHefasern

&o aa^ ol;ns 7er?;eüäun~ von

i-le":·. ..lit"" jln cler^ S'e^ern ^ach der ^:: bindung G ^;ji_o 30 70 JyiithesefoLSirr. zUoS^cjZt werden können. 7enn das Fasergemisch, bezogen auf ...ie ü^si^trasercexige, 1CC "bis 6C ;-i Ps.ssrn nach d^r ₌r firfinaung enthillt, erhalt das gev,onn.j;n6 Papier einen vollkcuimsnen Ob^rfli'oL^n- ^ia.-2, ond v.'eiin oC ^::is ^O ' enthalten sind, hat das Papier 3-lanz uiii. rCLr._oä, als ob die gleiche Ilsr.^^ Glasfaser sugesstat 7/orden . v;£jL's_e 2--ji wa.i^ei· als 3 >^ sind die 3-la^STirkunjen erheblich ver-

Id-j Torteile, die die Erfindung mit sich bringt, und die bsreiti-j vcr-üt y.-iiid beschrieben worden sind, sollen "im folgenden, noch einmal kurz zusammengefaßt werdens

1, Die Herstellungskosten sind sehr niedrig, und die Fasern Each : der Erfindung sind sehr viel wirtschaftlicher als mit bekannten Yiskoseverfahren hergestelltes Gelb3tbin*derayon. Außerdem bereitet die Herstellung der Fasern nach der Erfindung viel weniger Schwierigkeiten.

._, 1 tr
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■>2· Die Flachheit und die 3^rühruö,^s±it.ciieii zwioclien ^en !fasern sind ^röß, und sie haben -ausgezeichnete '!Papierbilöun^iei^enodhc so da£ aus den !Fasern uacii cl-ar Erfindung all sin ein sehr festes Papier gewonnen y/eru.en kann.

5« Die WasserdiSjjergierbsrkeit una die V/asserhsftf'ülhi-keit sind gut, so α aß Schlagen nicht ".erforderlich ist und die Papierherstellung außerordentlich vereinfacht wird»

4* Das Papier naoh ö.ex Erfindung Iiat hervorragenden (Ranz, so dai θβ als hoohwertigea Paj^ier, Kunst-, und Sclimuck.sapier ^iit Loher

■-'■.■"■■*.■ "■ ■ "' - ■'■

öberflächenfestigkeit (Oberflachenabriebf.esti-keit) werden kaoni das nur sehr wenig flust.

..- Die Erfindung wird nachstehend im einzelnen.anhand.von"Beispielen

- TK

¹V^. erläutert, die ^edooh keineswegs eine Beschränkung der Erfindung

ial 1 \

;f. übliche Weij|e erhaltene Alkalicellulose wurde gealtert, to Semlaßh aus 35 fiewi-fo CS^ und 30 Gfev/.- Acrylnitril, bezogen auf Öellulose, versetzt und das Semiaoh bei 25⁰G . pyei¹ Stunden umgesetzt» Nach Beendigung der Reaktion wurde das * trhaltö/ns Produkt in verdünnter alkalischer lösung unter Atmo-

gelöet» wobei eine 8|5 φ Gellulose und 5,o i>

enthaltende Viakoae erhalten wurde.

·■ v ^:f' ■■'■■■-.■■..■ ■" ■■ .

A - ■ BAD ORiGiNAL

Ö/Ö2i

Die. VL-UiOs'i vmrde filtriert, unter Atciob^häreiiürucic entlüftet und gealtert,, noch Erreichen eines Ammoniumchloridv/ertes von 18 ecm eiitncßi..cn und in einen -Behälter übergeführt, in dom die _ elöste luft '„:it,-."ickeIt -nd durch Rühren mit einem. Flü^elrührer während ρ lür.utofi aisper^iert rmrde. Dann wurde\di.e Lösung in ein 9 i° ' Schvi&iölsäure, 1,5./° Zinl:sulfat . unü 28 <f<> Uatriumsulfat enthaltendes-FL^:.llt'id von 4S⁰C zu .Fäden von 8 Denier versponnen. Die erhaltenen Fader, wurden mit Wasser, gründlich gev/a^eilen und zu Fasern von 10. mm Länge zerschnitten. D_ann wurden JC <jt> dios.er Fasern mit 70 $> geschlagener Papiermasse vermischt und auf übliche Weise zu Papier verarbeitet.. . ,;. . ' ."

Das ge-Äonnene Papier enthielt Fasern mit einem Cyanoäthylierungsgrad von 0,21, einem Flachheil;sgrad von 9,2-fach und einem hohlen Anteil von ß9 ^. Es hatte einen sehr schönen Glanz, eine Bruchlän^e von...4».8 km und. einen Scherfaktor von 142, Ein aus 100 $ Papierm?.sse auf die gleiche Weise hergestelltes Papier war glänz* los uni hatte eine 3ruehlange von 2,9.km-und einen Soherfaktor von 1.14. ^:

Beispiel 2 „

Ein Gemisch aus 3; > OS^ und 15- i* Acrylnitril v/urae mit Alkali-

cellulcse zur 3ilüuiig e,iner Viskose mit 6 % Cellulose und 5»5 $> Alkali auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise umgesetzt« Die Viskose wurde zuei Entschäumen 10 stunden unter einem Druck von 4 kg/cm gehalten. Dann wurde der Druck auf Atmosphärendruok herabgesetzt und die Lösung 3 Minuten mit einem Flüge!rührer ' '

* ι

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mit 140 TJpM gerührt, wobei die gelöste Luft entwich und dispergiert wurde. Dann wurden in ein Fällbad der in Beispiel' 1 angegebenen Zusammensetzung fäden von 5 Denier versponnen. Die laden wurden zu Fasern von 5 mm länge zerochnitten, welche ohne Zusatz zu Papier verarbeitet wurden. -

Das gewonnene Papier enthielt Fasern mit einem Cyanoäthylierungsgrad von 0,18, einer durchschnittlichen Flachheit von 8,6-fach und einem hohlen Anteil von 91 $· Zum Vergleich wurde auf gleiche Weise ein Papier ohne Acryl nitrilzusatz hergestellt. Die Eigenschaften der beiden Papiere sind in I_abelle 1 aufgeführt..

Tabelle 1

Acrylnitril Bruohlänge Scherfaktor Abriebfestigkeit W (km)-

3,28 2,74

313
198

gut (geringe S-Ausflusen)

nicht gut
(Starkes Flusen)

Beispiel 3 ."■'.- - '

Alkalicellulose wurde gleichzeitig mit 42 ^σ/ο OS₂ und 10 $ Acrylnitril_} jeweils bezogen auf Cellulose, versetzt. Das durch Umsetzen des Gemisches bei 25°"0 für zwei Stunden erhaltene Reaktionsprodukt .-wurde zu einer Viskose mit 7 i° Cellulose und 6 ^Alkali gelöst* Die Viskose wurde unter einem Druck von 3 kg/cm entschäumt und gealtert» Dann-wurde der .Druck wieder auf Atmosohärendruck herabgesetzt, nachdem der Hottenrothwert 12 betrug. Dann wurde mit

BAD

- 18 -

- is -

einem Vibrator eine schwache Vibration von etwa 1000 Drehungen pro LIinute (cycles/min.") für 60 Minuten auf die Viskose ausgeübt, wobei die Blasen entwichen.

Die so erhaltene Viskose -wurde zur einheitlichen Dispersion der Blasen gerührt und dann in ein 8 $> Schwefelsäure, -3 # Zinksulf at und 25 fo Natriumsulfat enthaltendes Fällbad von 55⁰O gesponnen. Die erhaltenen Fäden wurden in einem zweiten Bad um. 40 $ gestreckt und mit einer Geschwindigkeit von 45 m/min aufgenommen. Es wurden flache und hohle Fäden von 1,5 Denier erhalten. Sie hatten einen Cyanoäthylierungsgrad von 0,17» eine durchschnittliche Flachheit von 8,4-faoh und einen hohlen-Anteil von 74 $.-

Die Fäden wurden zu Fasern von 4 mm Länge zerschnitten und auf übliche V/eise zu Papier verarbeitet. Diese Papier hatte Hochglanz, eine Bruchlänge von 4,3 km, einen Scherfaktor von 412 und eine ausgezeichnete Abriebfestigkeit» Zum Vergleich wurden auf die gleiche Weise Fasern ohne Acrylnitrilzusatz· zu einem Papier mit i einer Bruchlänge von 1 _tb km, und einem SehSrfaktor von 153 verarbeitet·

Patentansprüche ι

-Ba - 16 555 ^BAD

Claims (1)

1. at e η t a η a ρ r U. ο η e

   i'.ljapier mib hervorragenclem Glanz und ausgezeichneter Oberflächenat>riebiestigkeit_t dadurch gefcermseichnet, deß es mehr als 5 >S teilweise cyanoätii5^rlierte Paserft mit einem Gyarioäth^lierüngsgrad von ÖjÖf bis 0,5» einer flaoülieit von mebr als ?-fack, ausgeärUöii^l Gturon 4as T_erliöltnis der großen Achse zu der kleinen Äohse des J'aseräjueyBOhaittesi einer laserlan^e von 2 "bis 4C ma und «iriem hohlen Anteil von mehr als 5G #_f ausgedrlickt durch das Verhältnis α er Eofllf as eräsahl zu der G-esamtfaserzahli enthält.

   zur Herstellung von Papier mit hervorragendem Gianz aüegezeiohneter Öberiläohenabriebfestigkeit, dadurch «ekennieiohaet#-daß 4aB tr.ßduki;» äas durch gleichzeitiges Umsetzen von llkalioellulose mit 10 bis 80 ?6 Schwefelkohlenstoff und 3 bis 40 $ Acrylnitril, jeweils bezogen auf Cellulose, erhalten v?ird, in einer verdünnten alkalischen Iiösun^ gelöst und unter Atmosphären- oder erhöhtem Druck gehalten v.ird, daß der Druck über dar lösung, nachdem siese entlüftet und gealtert ist, auf Atmosph&rendruck herabgesetzt wird, wonach die Lösung zum Ausschäumen

   BAD ORIGINAL

   der in ihr enthalt3noη gelösten Luft und Dispersion dieser geschuinten Luft in ihr gescheckt wird, daß die Lösung dann in ein Schwefelsäure, !^.triuiniulfat. und Zinksulfat enthaltendes Spinnbad versponnen und aie erhaltenen Faden zu.teilweise cyanoäthyllierten Fasern mit einem Dyanoäthylierungsgrad Ton 0,05 bis 0,5, ■ einer Flachheit von mehr als 7-fach,.ausgedrückt durch das Ver- ■ hälti^is der größen Acase zu der kleinen Achse des Querschnittes, einer raeerliui^e von 2 bis - 40 ftia und einem hohlen Anteil von mehl als ρ C- fs,- angedrückt α ure Ii das. Verhältnis- der HoBiIf as erzähl zu der Se SE^tTa ο er zahl, - verarbeitet --erden und daß schließlich. Papier "•hergestellt -:ι±τΔ',' das -sii-ndestens 3 ί-·< der genannten flachen und hohler: 'Sis^x-r, entLj.lt. ■ . ■ ' ' . "...--.-

   ^alireii cur Hers^.llv.n^ -flacher .und hohler Ifiakoserayonfasern für. iie H-ir-.-t-iliunv .yon Papier 2i±i ausgezeichneter Selbstbindeei*;e-r.ä"c_r---.f^ⁱär-., i^uurcii eskeiiiiz-eiciiiiet,. daß das Produkt, das aur.oi: .^leiohsaiti^ei Unsetzen von. Alkalicellulose iait 10 bis 80. °_r 'ich^eiOlkohie^stcfl un5. 3 bis 40 $.Acrylnitril, jeweils bezogen Euf Cillu_.o.;5, -i-rKalteii ^ird, uater Atciosniiärexi&ruek oder erhöhten D:-uck i,- -^:..:»r vei-dünntsn εikalischejaLösun.^ gelöst wird, da£ ier Dr.,clr l',··..-.-"^ :.^r -ösung, nachuesi diese bei Atiaosphärendruck euer srr.:l.".-.::. Z)r..o.: e^.ililfi:.st ι:ηα gealtert ist, auf Atmosphärenäru-jk \-ζ-^:..-.^~~"Λ ·λ:-._·.ϊ, -Ί&ΐ- äie lös-^r, zum AusschäuKün der in ihr s.i*:i.-i.2;-ⁱ;-^-.-_;r^&l":it=i;i Luft unä gum Sispergierert der geschäum-j te.i ΐΛ^'τ I.: ihr ^sö^h-C-ck- -vrira, -nä äa2 die LöyAng schließlich Ir-" =-:r. LcL-^iils--.::. ΐ, Zdiikiv.lf-&.t und l^.triumsalfet snthaltena.es

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