CH291802A - Verfahren zur Herstellung eines freifliessenden Pulvers aus wasserlöslicher Natrium-Carboxymethylcellulose. - Google Patents

Description

  



  Verfahren zur Herstellung eines freifliessenden Pulvers aus wasserlöslicher
Natrium-Carboxymethylcellulose.



   Das Natriumsalz der   Carboxymethyl-    cellulose lϯt sich leicht durch VerÏtherung von Cellulosefasern mit chloressigsaurem Natrim in   Gegenwart von Natriumliydroxyd    und begrenzten Mengen wässrigem Alkohol so   herstellen,    dass eine lose, feuehte Fasermasse anfällt. Die Anwesenheit des Alkohols setzt die Quellung der faserf¯rmigen Cellulose liera und vermindert auch den Verlust an   Verätherungsmittel infolge Hydrolyse.    Bei    einer besonders wirtsehaftliehen Arheitsweise    fallt ein Produkt   an,    das 60   bis 75 Teile Was-    ser und 70 bis 85 Teile Alkohol auf 125 Ge  wichtsteile Natriumsalz    der Carboxymethylcellulose enthalt.

   Die Mischung   enthält auBer-    dem noeh Salze, hauptsächlieh Natriumehlorid, wovon der grösste Teil in fester Form vorhanden ist.



   Das übersehüssige   Natriumhydroxyd    in dem feuehten,   wässrig-alkoholischen Produkt    wird meistens in Carbonat oder ein anderes schwach alkalisches oder neutrales Salz   iiber-    geführt. Die oben genannten Zahlen für den   Wassergellalt berücksichtigen    das Wasser, das von der   Verätherung    herrührt, sowie dasje  nixe,    das von der Entfernung der kaustischen   Alkalinität    stammt, und   sehliesslieh    einen kleinen Verlust infolge Verdampfung. Aueh bei den Zahlen f r den Alkohol ist ein gewisser   Verdampfungsverlust miteinbezogen.    Die Alkoholkonzentration, bezogen auf die Summe von Alkohol und Wasser, beträgt in der Regel 53 bis 65 Gewichtsprozent.



   Gleiehgültig, ob man das feuchte   entkau-    stifizierte Produkt als solelies eintrocknet oder ob man es mit der wässrigen   Löstmg    eines mit Wasser mischbaren Alkohols extrahiert, um die darin befindlichen Salze zu extrahieren, muss eine genügend hohe   Alkoholkonzen-    tration vorhanden sein, um sicherzustellen, dass mit fortschreitender Verdampfung die Wassermenge nicht derart gross wird, dass die Faserform der   Natrium-Carboxv methylcellu-    lose zerstört wird, da sich sonst die Teilchen zu Klumpen zusammenballen würden, die in Wasser schwer   loslich    sind. Wenn man die   Alkoholkonzentration    genügend hoch hÏlt, erhält man ein trockenes faseriges Produkt mit lockerer Struktur.

   Wäscht man die Salze aus dem   Faserprodukt    mit weiteren Mengen wässrigem Alkohol aus, kann es erforderlich sein, mit zunehmender Auswaschung der Salze die Alkoholkonzentration zu   erhohen,    um das Produkt faserig zu erhalten. Vor dem Trocknen wird in der Regel der unerwünschte   Übersehuss    an wässrigem Alkohol, der durch den Waschvorgang hineingekommen ist, soweit als möglich entfernt, z. B. durch Zentrifugieren.



   Oft handelt es sich darum, das   entkausti-    fizierte trockene Natriumsalz der Carboxy  methyleellulose    mit festen pulverförmigen Alaterialien zu vermischen ; doch ist dies fast unmöglich, selbst wenn man das   troekene    Produkt vorher meehaniseh zerkleinert hat, da diese Zerkleinerung die Faserstruktur nieht zerstört, sondern nur die Faserlänge vermindert.



   Es wurde nun gefunden, dass man ein pulverförmiges, leicht mit andern pulverf¯r   migen Substanzen vermischbares wasserlösli-    ches Produkt erhÏlt, wenn man erfindungsgemäss auf eine lockere, mechanisch bewegte Masse aus wasserl¯slicher Natrium-Carboxymethylcellulose in Faserform, die mit einer wässrigen Lösung eines wasserlöslichen Alkohols befeuchtet ist und Wasser und Alkohol in einem solchen Verhältnis enthält, dass beim direkten Trocknen ein loses, faseriges Produkt entstehen w rde, einen Strom einer feinverteilten wässrigen Flüssigkeit oder einen   Wasserdampfstrom    riehtet, bis die Wassermenge mindestens genügend gross ist, um eine beginnende   Gelatinierung    an der Oberfläche der Einzelfasern zu bewirken, ohne dass jedoch die lockere Struktur der Masse zerst¯rt wird,

   und die feuchte Masse alsdann    weitgehend trocknet und schliesslich mecha-      nisch    zerkleinert. Unter diesen Bedingungen verliert die   Natrium-Carboxymethylcellulose    ihre Faserstruktur.



   Man kann z. B. einen Nebel einer wässrigen Flüssigkeit mittels eines Luft-oder Druekzerstäubers auf die gerührte Masse   auf-    sprühen. Wenn man Dampf verwendet, so wird vorzugsweise ein trockener Dampfstrom durch ein Rohr auf die gerührte Masse geriehtet, dessen Íffnung einen wesentlich grö  sseren Querschnitt aufweist    als die engen öffnungen bei Flüssigkeitszerstäubern.



   Man kann viele Arten von mechanischen   Zerkleinerungseinrichtungen    verwenden, um die getrocknete Masse zu zerkleinern. Hammermühlen mit vielen Hämmern und   Ma-    schinen mit einander gegenüberliegenden, rotierenden   Stiftscheiben    haben sieh als besonders zweckmϯig erwiesen.



   Wenn man von   entkaustifizierter    Na Carboxymethylcellulose ausgeht, die in der beschriebenen Weise hergestellt wurde und die beim Entkaustifizieren gebildeten Salze noch enthält, ist es in der Regel am besten, auf   125 Teile Natrium-Carboxymethylcellulose      15    bis 40 Teile Wasser zuzusetzen. Wenn man Äthylalkohol verwendet hat, so enthält das   ztt    trocknende Produkt in diesem   i'all    normalerweise 40- bis 50gewichtsprozentigen Alkohol.



   Es ist zu bemerken, da¯   das Wasser nicht    in die   Verätherungsmisehung vor    der Ver   ät. herung eingeführt werden konnte, ohne    dass in gewissem Grade Verluste entstehen würden ; ferner würde der Vorteil der leiehten   Trocknung'und Pulverisierbarkeit    wegfallen.



   Im gesamten ist es so, dal3 die optimale Menge des einzuspr henden Wassers, desto groBer ist, je hoher die Viskosität des   Zellu-    loseäthers und je niedriger der Verätherungsgrad ist.



   Als mit Wasser mischbaren Alkohol kann der Celluloseäther z. B. Methyl-, Äthyl-oder Isopropylalkohol enthalten. Der Bereich der Alkoholkonzentration, innerhalb welchem die    Natrium-Carboxymethylcellulose den erfor-      derlichen    Grad der beginnenden Gelatinierung aufweist, ist bei   Isopropylalkohol gro-    sser als bei Äthylalkohol und bei   Athylalkohol    gr¯¯er als bei Methylalkohol. Dieser Umstand   maeht    die Erreichung des   gewünschten Was-      sergehaltes    der Mischung durch Einspr hen von Wasser in der Praxis etwas leichter, wenn man (thylalkohol verwendet, und noch leiehter bei der   Verwendung von Isopropyl-    alkohol.

   Bei   Alkoholkonzentrationen jedoch,    die holier sind als die, welche der beginnenden Gelierung   entsprieht, hat die    Natrium  Carboxvmethyleellulose    einen   rauheren    Griff und ist etwas leichter zu behandeln, wenn man Methyl- oder (thylalkohol verwendet, als wenn man Isopropylalkolhol verwendet.



  Beim Auswaschen der Salze erleichtert die bessere   Losliehkeit    derselben in wϯrigem    Methyl-und Äthylalkohol als in Isopropyl-    alkohol die Entfernung dieser Salze. Im all  gemeinen    ist die Verwendung von (thylalkohol vorzuziehen.



   Das freifliessende Pulver, das nach dem Verfahren erhalten wird, lϯt sich nicht nur leieht mit   ändern pulverformigen Stoffen    mischen, sondern löst sich auch sehr leicht in Wasser. Auf diese Weise kann man wertvolle   Misehpräparate,    z. B.   Reinigungsmittel, Nähr-    präparate usw., herstellen.



   In den nachstehenden Beispielen bedeuten die Teile und Prozente Gewichtsteile bzw.



  Gewichtsprozente.



   Beispiel 1:
90 Teile   Sulfitzellstoffselnitzel,    die in Form von   Quadraten    von etwa 3 mm Seitenlange geschnitten sind und 8 %   Feuchtig-    keit enthalten, werden in einen Werner  Pfleiderer-Mischer    gebracht. Nach Inbetriebsetzen der Maschine werden 45 Teile Natron  longe    in   Floeken,    50 Teile Industrie-(thylalkohol mit   7  /o Wassergelialt nnd    37 Teile Wasser zugegeben. Die Mischung wird zer  kleinert    und unter Bedingungen reifen gelassen, die eine   wesentliehe    Reduktion der Viskosität bewirken.

   Dann werden 50 Teile des gleichen Industriesprits und 38 Teile   Vlonochloressigsäure zugesetzt    und das Misehen eine weitere Stunde fortgesetzt, wobei man kühlt. Die Temperatur wird dann auf 60¯C erhöht, um die Reaktion zu vervollständigen, und man hÏlt die   Mischung    zwei Stunden bei dieser Temperatur, um die Viskosität noeh etwas herabzusetzen. Das   Reaktionspro-    dukt wird alsdann innert einer halben Stunde auf 30 bis   35     C gekühlt, wonach man   28    Teile Natriumbikarbonat zusetzt, um das übersehüssige   Natriumhydroxyd in    Natriumkarbonat überzuführen. Nun sprüht man einen Nebel aus 28 Teilen Wasser in das immer im Mischer in Bewegung gehaltene Produkt.

   Hierzu verwendet man einen   Luftzer-      stäuber,    um das Wasser so gleichmϯig wie   moglieh    zu dispergieren und auf den   feuch-    ten Fasern zu verteilen. Nachdem das Wasser versprüht ist, bemerkt man, dass die Fasern die Neigung haben, wenn man sie von Hand zusammenpresst, aneinanderzuhaften. Das faserige Produkt wird dann aus dem Mischer genommen und in d nnen Schichten bei 60 bis 100¯ C getrocknet, bis der   Feuehtigkeits-    gehalt weniger als 10% betrÏgt. Das   getrock-    nete Material wird dann mechanisch zerkleinert, vorzugsweise in einem   Kollergang,    und man erhält ein Produkt, von dem 94 % durch ein   100-Maschen-Sieb    (B.   S.) hindurchgehen.   



  Das Produkt lässt sich sehr leicht mit pulverisiertem Natriumsulfat oder   Natriumkar-    bonat mischen, ohne dass beim naehfolgenden Schiitteln eine Trennung stattfinden würde.



  Die Viskosität einer   2 folgen wässrigen Lo-      sung beträgt 7 Centipoise. Der    Cellulose äther weist einen Verätherungsgrad entsprechend 0, 49 Carboxymethylgruppen pro Anhydroglukoseeinheit der Cellulose auf.



   Ein in gleicher Weise veräthertes Produkt, das jedoch nicht mit Wasser besprüht wurde, ergibt nach dem Trocknen und Zerkleinern eine feinverteilte   floekige    Fasermasse, die sich mit keinem der oben genannten festen Stoffe innig vermischen lässt.



   Beispiel 2:
90 Teile Sulfitcelluloseschnitzel, wie sie im Beispiel   1    verwendet wurden, werden in einen Werner-Pfleiderer-Miseher gebracht.



  Wenn die Machine im Gang ist, werden 45 Teile Ätznatron-Schuppen, 50 Teile Industriesprit mit   7  /o    Wassergehalt und 27 Teile Wasser zugesetzt. Die Mischung wird   2 li2    Stunden unter Kühlung bearbeitet, wobei die Temperatur unter   30     C sinkt. Dann werden 50 Teile des gleichen   Industriesprits    zugesetzt sowie insgesamt   34    Teile   Monochlor-    essigsäure. Man mischt eine weitere Stunde unter Kühlung, erhöht dann die Temperatur auf   60     C und hÏlt die Mischung g wÏhrend   3/w    Stunden auf dieser Temperatur, um die Reaktion zu Ende zu führen.



   Das Reaktionsprodukt wird auf 30 bis   35  C abgekühlt und    dann mit 1500 Teilen 55 /oigem Industriesprit   auf geschlämmt. Die    iibersehüssige Natronlauge in dieser Auf  schlämmung    wird durch   sorgfältige    Zugabe von 50 /oiger Salpetersäure neutralisiert und die Aufschlämmung zentrifugiert. Das Produkt wird dann in der Zentrifuge mit 600 Teilen   55 /oigem    Industriesprit besprüht und so lange zentrifugiert, bis kein wässriger Alkohol mehr abläuft. 



   Der Kuchen wird aus der Zentrifuge genommen und durch ein Gitter mit ¯ffnungen von 9, 5 mm   Seitenlänge hindurehgerieben.   



   150 Teile des erhaltenen Produktes, das 68 Teile 55% igen Industriesprit und 82%    Natriumcarboxymethylcellulose enthält, wer-    den in   einen Werner-Pfleiderer-Miseher ge-    bracht, und wenn dieser lÏuft, mit einem Zerstäuber 40 Teile   Wasser gleichmässig auf    die Oberfläche der Fasern aufgespr ht.



   Das Endprodukt dieser Stufe wird aus dem Mischer herausgenommen und bei 100 0 C so lange getrocknet, bis der   Feuchtigkeits-    gehalt weniger als 10 /o beträgt.



   Das trockene Produkt wird in einer   glei-    chen Vorrichtung wie im Beispiel 1   zerklei-    nert. Dabei wird die Faserform vollständig zerstört und man erhÏlt ein freifliessendes,    feines Pulver, von dem 80 % durch ein 100-      lTasehen-Sieb    (B. S.) hindurchgehen.



   Die Viskosität einer 1% igen wϯrigen Lösung betrÏgt 58   Centipoise.    Der   Veräthe-    rungsgrad entspricht 0, 5 Natriumcarboxymethylgruppen pro   Anhydroglukoseeinheit    der Cellulose. Dieses Produkt mischt sich leicht mit pulverisiertem Natriumbikarbonat oder Mehl, ohne dass beim Schütteln eine Trennung stattfinden würde.



   Beispiel 3 :
Man stellt die   Natrium-Carboxymethyleel-    lulose genau gleich her wie im Beispiel 2 und verarbeitet sie in gleicher Weise weiter. Jedoch wird das getrocknete   Produit    in einer Hammerm hle durch ein Sieb mit kreisrunden Öffnungen von 0, 35 mm   hindurchgetrie-      ben und zerkleinert. Man erhält    ein feines Pulver, von dem   82"/o durch ein 100-Maschen-    Sieb (B. S.) hindurehgehen. Dieses Produkt mischt sieh leicht mit Mehl, pulverisiertem   Natriumsulfat oder-carbonat, ohne dass    beim nachfolgenden Schütteln eine Entmischung stattfinden würde.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I: Verfahren zur berf hrung einer losen Fasermasse aus wasserlöslicher Natrium- Garboxymethylcellulose, die mit der wässrigen Lösung eines wasserl¯slichen Alkohols be feuehtet ist und den Alkohol und das Wasser in solehem MengenverhÏltnis enthÏlt, da¯ beim direkten Trocknen eine lose, faserige Masse entstehen w rde, in eine freiflie¯endes Pulver, dadurch g ekennzeichnet, da¯ man auf diese Masse, während sie bewegt wird, einen Strom einer feinverteilten wässrigen Flüssigkeit oder einen Wasserdampfstrom leitet, und zwar so lange, bis die eingeführte Wassermenge mindestens genügt, um eine Gelatinierung auf der Oberfläche der Einzel- fasern einzuleiten,

   ohne jedoch die loekere Struktur der Masse zu zerstören, und dass man die so erhaltene Masse weitgehend trocknet und alsdann mechanisch zerkleinert.

   UNTERANSPR CHE: 1. Verfahren nach Patentanspruch I da durch gekennzeichnet, dass man Wasser in Nebelform auf die Masse aufspr ht.

   2. Verfahren naeh Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet da¯ die Masse als mit Wasser mischbaren Alkohol (thylalkohol enthÏlt.

   3. Verfahren nach Unteransprueh 3 zur Behandlung einer von kaustischem Alkali befreiten Masse welche die beim Entkaustifizieren gebildeten Salze noch enthält, dadureh gekennzeichnet, da±) man auf 125 Teile Na- trium-Carboxymethyleenuiose 15 bis 40 Teile Wasser einführt.

   PATENTANSPruCh II: Freiflie¯endes Pulver aus wasserl¯slicher Natrium-Carboxymethyleellulose,hergestellt nach dem Verfahren emϯ Patentanspruch I.