CH234797A

CH234797A - Verfahren zur Herstellung von Zellstoff aus nicht oder nur wenig verholztem cellulosehaltigem Material.

Info

Publication number: CH234797A
Authority: CH
Inventors: Waldhof Zellstofffabrik
Original assignee: Waldhof Zellstoff Fab
Priority date: 1941-09-06
Filing date: 1942-08-25
Publication date: 1944-10-31
Also published as: NL107598B; BE447019A

Description

Yerfahren zur Herstellung von Zellstoff aus nicht oder nur wenig verholztem eellulosehaltigem Haterial. Man hat bereits versucht, Zellstoff aua nicht oder nur wenig verholztem cel,lulose- halügem Material, wie Stroh, Schilf, Mais- stengen, Espartagra@s, garto,ffelkraut usw.,

nach dem sauren Suilfit- oder einem alkali schen Verfahren zu gewinnen. Dach entspre chen diese Verfahren bezw. die nach ihnen erhaltenen Produkte nicht den an sie gestell- ten Erwartungen.

Es ist auch bekannt gewor- ,den, zerkleinertes Holz mit Hilfe von Chlorit- lösungen aufzuschliessen. Abgesehen davon, dass hierzu -grosse Mengen des genannten Salzes (10% und mehr) benötigt werden, lässt sich diese Aufschlussweise deshalb nicht auf Einjahrespflanzen übertragen,

weil das so er haltene Produkt sich im Gegensatz zu dem aus I3aliz nicht zerfasern. lässt.

Es; wurde nun gefunden, dass Zellstoff in g-ute-r Ausbeute aufs nicht oder nur wenig verholztem cel1uloseh.altigem Material gewon nen wird, wenn man auf den zerkleinerten Ausgangsstoff Chlioritlösungen einwirken lässt in Verbindung mit einer Beh@audlung mit einer aJkaliisfchen Lösung geringer Konzen tration zwecks Zemfas:

erung. Die Chloritlösun- gen können saure, neutrale oder alkalüthe Re- @akHon aufweisen. Die alkaansiche Behandlung kann sowohl vor als auch nach dem Chloritauf- ochluss stattfinden und erfolgt mit alkalischen Lösungen :

geringer Konzentration. Als Salze der chlarigen Säure kommen für die B.ehan,l- lung vor allem die des Natriums oder Cal- ciu:ms in Frage, wobei höchstens 40 % der 1\Tatriumverbindung oder eine äquivalente Menge üines, andern Salzes benötigt werden, bezogen auf den Ausgangsstoff.

Die Chlorit- bebandtlum:g kann bei Zimmertemperatur statt finden und zum Beschleunigung der Reaktion bei .erhöhter Temperatur biss etwa 60 C unter Druck durchgeführt werden.

Als vorteilhaft hat sich hierbei die Einstellung der Lösung auf einen pn-Wert zwischen 5-7 erwiesen. Zur Beschleunigung des neuen Verfahrens Ü5t es zweckmässig, die Lösung zur Einleitung der Reaktion stärker anzusäuern, z. B. ent sprechend einem PH-Wert von ?-3, und sie dann mit puffernd: wirkenden Substanzen.

%vie Pyridin, Chinolin, Alkali- oder Erd - a:lkaliaceta:ten bezw. -:phosphaten und andere, auf den benannten Säuregrad wieder einzii- stellen. Die Zugabe der Ch:loritlösung kann Sowohl auf einmal als auch absatzweise erfol gen.

Im letzteren Fa:llie wird die Real@tion:- misc-hung mittels Pufferwiibssubst:inzen er neut auf den zuerst genannten Säuregrad ge- bracht. Auf diese Weise wird eine Hydro lyse des Zellstoffes zurüchbe@drängt und da.s Reaktionsprodukt in seiner Farbe verbessert.. Doch besitzt das Reaktionsprodukt den grossen Nachteil,

da.ss es für die weiters technische Verarbeitung in wenig brauchbarer Form anfällt.

Wie überrasfchenderweise festgestellt wurde, wird das durch die Clilorit.beh@and- lung .anfallende Produkt in einen Zellstoff von hoher Güte umibetva.ndelt, der sowohl zur Herstellung von flächenartigen Gebilden als auch zur chemischen Weiterverarbeitung- recht geeignet ist,

wenn man zwecks Defibriu-- rung alkalische Lösungen geringer Konzen tration auf das Produkt einwirken lässt. Es ist dabei glächgültig, ob die alkalische Be- handlung vor oder nach der Chloritbehan:l- lung, und unter Druck, vorgenommen wird.

Es genüg 1, zur Defibrierung auch, das Ans- gang3material. in Natronlauge oder Soda- lösung kurz aufzukochen. Bei Verwendung von Natronliauge werden etwa 0,1-5%ige Lösungen benutzt.

Dis Konzentration der selben richtet sich nach derjenigen für die Ch.lo-ritstu@fe; je stärker die Chloritlösung- in der angegebenen Konzentration gewählt wird.. um -so schwächer ist diejenige der alkali.sclieii Behandlung anzusetzen und umbekehrt.

Die Dauer des Aufschlusses ist natur- gemäss von den angewandten Chemikalien, deren Konzentration, der gewählten Reak- tion,stemperatu.r und, ähnlichen Umständen abhän ging. Im alltgeme.inen schwankt sie zwi- sc:hen 8-36 Stunden.

Die erhaltenen Aus beuten sind gegenüber den üblichen V erfah ren sehr gut; sie betragen z. B. beim Kurtot'- felkraut etwa 4(1-62%. Die Farbe des er- lwItenen. Zel ,stoffes isst gelblich bis weiss.

Die erfindungsgeniiäss gewonnenen Stoffe zeigen -@ttte physikalische Eigens,cliaften. So besitzt z. B. aus Kartoffelkraut hergestelltes Papier besonders -ute Festigkeiten und einen hohen Polymerisatiousgi-ad, \vis sie hieraus biaher noch nicht erreicht wurden.

Dem Aufschluss der Einjahrespfla-nzen kann eine Vorbehandlung vorhergehen, die darin besteht, das finit. Wasser o(Ver verdünnten Säuren einer Vwr- h-ydrolyse zu u nterwerfen, die den Zweck hat. die sogenannten Hemizellulosen herauszu lösen und zu entfernen.

Auch kann demselben einer der bekannten Bleich- oder auch Ver- e.d@elungsprozesse angeschlossen werden, fal=ls das zur Erziülung bssonderer Zellstoffarten für zweckmässig erachtet wird. Eine a1ka- 1-is.clie Veredelung wird' vorteilhaft mit der erfindiings,gemässen. alkalischen Zerfaseru-ugs- behand;

lung va,rkniipflt.

Ein Vorzu- des neuen Verfahrens besteht darin, dass es auch bei gewäh.nlicher Tempf- rahrr und in aus,geniauerten Gefässen durch führbar ist.

Es ist wohl bekannt:, auf g-eschlossenen Zell- 4off nachtäglich mit Natriumehlorit und Alka.l@i zu bleichen, doch dienen diese 11Iitl#l hierbei, lediglich dem Zweck, die ini. fertigen Zellstoff noch vo@rh:andc@ac,n Inkru:

sten dureli die Ch loritbeh andlung in lösliche L'm@vand- fungsprodukte überzuführen,

wobei die Al- kalibeha.ndllnig stets nach der Chlorithleiche stattfinden inuss. Demgegenüber kann die alkalische Eimvirkting gemäss Erfindung zwecks Zerfasertuz- Ale Zellstoffes auch vor dem Chliori:

tatifschl'iiss stattfinden, und cs .sind r für diese Zwecke nur geringe h onzt#niratio- nen a .n. Alkali earf ordlerl-ich. Beispiel l:

5 kg in Presskuchen angeliefertes Kar- toffelkraut werden mit Wasser von 70"(1 ge waschen und. in eincin bedeckten. Gefiiss mit einer Losung von 0,6 kg Natriumchlorit. fit) 40 Liter Wasser 15 Stunden bei 60"C erhitzt.

Dann werden noch weitere 0,2 kg Nairiuni- u ehlorit und 0,2 k .g Natr:lutnaeetat zugegeben. Nach weiteren 20 Stunden -wird das Reak- ti.onsp:ro@du.kt von der Flüssigkeit getrennt und 30 klinuten lang in -^±0 Liter Natronlauge von 2,5 % gekocht.

Mit einer Ausbeute von 62 % fällt ein Zellstoff mit einer Reisslänge von 8200 m, einer Falzzahl von2700 Dop pelfa,lzungen und einem Berstdruck von 4,8 kg/cm= an. Beispiel 2: 3 kg als Presskuchen angeliefertes Kar- toffelkraut werden mit einer Lösung von 0,6 kg Natriumchlorit in- 30 Liter Wasser in einem geschlossenen Gefäss bei 60 C 30 Stunden sich selbst überlassen.

Nach dem Ablassen der Reaktionsgase werden dann noch einmal1 0,3 kg Natriumchlorit und 0,5 kg 1llatrum-ace"tiat zugesetzt und weitere 12 Stun den bei 60 C behandelt. Das Reaktionsgut wird in einem Tuch gesammelt, in 6 Liter Natronlauige von ? % a..u@fgekocht , gewaschen, mit verdünnterSalzsäure bis zum Kongo hl.a:

u- reah-tion abgesäuert und wieder gewaschen. Nach :dier Aufbereitung erhält man bei einer Ausbeute von 42% einen weissen Zellstoff vom Polymerisationsgrad 1200. Er ist in unsortiertem Zustand gut mahlbar.

Die M a.hl- .d:auer betriggt nur 90 Minuten und der Mahl grad 83 SR. Der erhaltene Zellstoff besitzt ,eine Reisslänge von 8900 m, eine Falzzahl von 3500 Dappelfalzungen und einen Berstdruck von 5,3 kg/cm\.

Beispiel 3: 2,5 -g, in'Pressl@uah@en angeliefertes Kar toffelkraut werden in 'NGTas,s,er aufgekocht, abfiltriert und mit einer Lösung von 0,7 kg Natriu,michlorit in 25 Liter Wasser, der 0,25 Liter Roh pyri@dinba,sen zugesetzt sind., ?.1 Stunden bei;

60 C belassen. Dann -werden nochmals 0,3 k g Natriumchlarit und 0,125 Liter Rohpyri,dinbasen zugegeben. Nach 24 Stunden wund da;s Reaktonisguit 10 Minuten in 20 Liter Natroml:auge von 0,4% gekocht..

Die Ausbeute an recht weissem Zellstoff bc- trägt 40%. Seine physikalischen Eigenschaf ten sind denen nach Beispiel 2 ähnlich. Beispiel -4: 5 kg Stroh werden -mit 50 Liter einer Lösung von 0,5 kg krist. Soda 10 Minuten gekocht. Anschliessend wird das Reaktions gemisch mit Essigsäure auf einen PH-WeT't von 6 gebracht.

Dann wird 1 kg Natrium- chlorit zugegeben und während 12 Stunden anf 80 C ,erhitzt. Nach weiterem Zusatz von 0,25 lig Natriumchlorit wird der Ansatz weitere 8 Stunden bei 60 C belassen. Nach einer Behandlung in kochender Natronlauge von 0,5% wird ein guter Zellstoff erhalten.

Beispiel 5: 2,5 kg Espartogra:s werden mit 25 Liter, einer 0,5% starken Natronlauge aufgekocht, durch ein Tuch vom der Lauge getrennt und mit einer Lösung von 0,5 kg Natriumehlorit in 25 Liter Wasser versetzt.

Mit verdünnter Salzsäure wird ein pH-Wert von 3 eingestellt, .dann werdlen 0,25 Liter Rohpyridinbasen zw- geigeben. Naob:

einer Reaktionsdauer von 10 Stunden bei 60 C werden nochmals 0,20 kg Natriumehlorit zugesetzt und der pH-Wert erneut auf 3 erniedrigt. Nach dem Sammeln auf einem Tuch wird das Reak tionsgut mit der zu Beginn. benutzten Lauge 10 Minuten gekocht und anschliessend ab;ge- Auert. Die Ausbeute beträgt 52 %.

Der er haltene Zellstoff besitzt eine Reisslänge von 7740 m, eine Falzzahl von 1800 Doppeldal- zungen und einen BerstdTuük von 4,7 kg/Gm@.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von Zell stoff aus nicht oder nur -,wenig verholztem oellluloistehaltügem Material, dadurch gekenn zeichnet, da.ss: man auf die zerkleinerten Aus,- gang@sstoffe Chloritläsungen- einwirken lä.sst, in VeTbindung mit einer Behandlung mit einer alkalischen Lösung geringer Konzentra.- tion zwecks Zerfa.serun@g. UNTERANSPRüCHE 1.

Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekenuzciehnet, dass das Aus;gangs- material zwecks lEIerauslflsen3 von @emmcel@lu- , losen, zunächst, einer Vorbehandlung unter worfen wird. 2.

Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, .dadurch gekennzeichnet, dass die Vorbeh a,ndlung durch Kochen mit Wasser vorgenommen wird. 3. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorbehandlunb durch Kochen mit verAnntten Säuren ausgefü.hrt wird.

4. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man zaure Chlaritlösungen bei erhöhter Temperatur einwirken lässt. 5. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruich 1, dadurch gekennzeichnet, dass man .saure Chl.oritlösunben bei gewähn- licher Temperatur ein-wirken lässt. 6.

Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dlass man neutrale Chloritlösunben bei. er- höhter Temperatur einwirken lässt.

7. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man neutrale Chloritlösunben bei ge- wöhnlicher Temperatur einwirken lässt. B. Verfahren nach Patentanspruch: und Unteranspruch: 1, dadurch gekennzeichnet, dass mann alkalische Chloritlösunben bei er höhter Temperatur einwirken lässt. 9.

Verfahren nach Patentanspruch und U ntera.nspru@eli 1, dadurch bekeiinzc @cli-net, da-ss man alkalischo Chloritlösungen bei ge- wöhnlicher Temperatur ein -irken lässt. 10.

Verfahren nach. Patent:ansprueh, da durch gekennzeichnet, dass die Chloritlösung zur besehlieiani;gten Einl,eitaing des Auf- schluases auf einen pH-Wert von 2-3 an Wesäuert wird. 11. Verfahren nach Pa.tentans@pruch und .

Unteran@spr@uch 8, dadurch gekennzeichnet, da-ss die Cliloritmeng.e nach und nach zuge- setzt und die mittels puf- fer nder Substanzen auf einen pii-\Vert von 5-7 behalten wird. 12.

Verfahren nach Patentanspruch, da durch bekennzeielin.et, da13 ma.n de Beh.and- lung mit einer alkalischen Lösung vor dem Chlor taufsehl'uss durchführt. 13.

Verfahren nach Patentanspruch, da durch -@el@enuzeielin.et, dass man die Beliand- lung mit eines. alkalischen Lösnii- nach dem Chlorita-ufschluss d\irrch führt. 14. Verfahren nach Patentanspruch:

, da durch gekennzeichnet, dass die alkalische Be- handliui.a unter Druck stattfindet.