DE1251464B - Verfahren zur Behandlung von Flachsfasern - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

DOIf

Deutsche Kl.: 29 b-2/01

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

1251464
U8048IVc/29b
25. Mai 1961
5. Oktober 1967

3) ο* C-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Flachsfasern mit wäßrigen Natriumhypochloritlösungen und Säuren einerseits und Alkalien andererseits, unter Durchflutung der Fasermasse.

Die Pektinstoffe (Pektin, Pektose, Pektinsäure) des Flachses bilden die Bastlamellen, in die die Fasern im Pflanzenstengel bündeiförmig eingebettet sind, die Mittellamellen der Elementarfasern, die auf diese Weise miteinander verkittet, die technischen Fasern oder Faserriste bilden, sowie einen kleinen Teil der Zellulose, aus der die Fasern bestehen.

Die Pektinstoffe bestehen hauptsächlich aus dem neutralen, in warmem Wasser, besonders in Basen und basischen Lösungen löslichen Pektin, der neutralen und unlöslichen Pektose und der Pektinsäure, die Pektate bilden kann.

Das verbreiteste und bisher beste Mittel zum Entfernen der Pektinstoffe ist die Wasserröste oder die Tauröste, d. h. die bakteriologische Röste und die Röste durch Schimmelpilze. Das Rösten soll den Bast entfernen, darf aber nicht die Mittellamellen zwischen den Elementarfasern angreifen, weil sonst die Faserriste immer weiter geteilt und schließlich aufgespalten werden.

Die biologische Röstung ist jedoch umständlich, langwierig und unrationell, so daß das Leinen, insbesondere unter der Konkurrenz der Kunstfasern, immer mehr an Bedeutung verliert. Es ist deshalb ein volkswirtschaftliches Problem, die Flachsindustrie zu modernisieren und ihre Wettbewerbsfähigkeit wiederherzustellen. Darüber hinaus ist es von erheblicher technischer Bedeutung, die Flachsfasern in solcher Form und Länge zu gewinnen, daß sie zusammen mit Synthesefasern spinnbar sind, da sich durch solche Mischfasern besonders wertvolle Eigenschaften erzielen lassen.

Zahlreiche Versuche zur Vervollkommnung der biologischen Röstung und besonders zu ihrem Ersatz durch ein chemisches Verfahren sind gemacht worden. So hat man z. B. besondere Bakterienkulturen in das Röstbad eingeführt, aber bei dem Wunsch, so das Rösten zu beschleunigen, hat man eine virulentere und infolgedessen schädliche Wirkung erzielt.

Ein weiterer Versuch ist der Zusatz sehr geringer Mengen Wasserstoffperoxyd zum Röstwasser, jedoch konnte auch dadurch keine wirkliche Verbesserung erzielt werden.

Es ist bekannt, daß Säuren Pektinstoffe teilweise hydrolysieren und, unter Druck, abbauen, gleichzeitig aber die Zellulose der Fasern unter Bildung von Hydro-Zellulose angreifen, daß Basen und basische Stoffe wirkungsvoller als Säuren auf Pektinstoffe reagieren, Verfahren zur Behandlung von Flachsfasern

Anmelder:

Union Financiere d'Anvers B. U. F. A. S. A.;

Fincancieverbond van Antwerpen

B. U. F. A. N. V.,

Antwerpen (Belgien)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Kosel, Patentanwalt,

Bad Gandersheim, Braunschweiger Str. 22

Als Erfinder benannt:

Walter Theophiel Florent Hennion,

Gand (Belgien)

Beanspruchte Priorität:

Belgien vom 3. Juni 1960 (469 860)

indem sie deren Methoxylgruppen beseitigen, ohne per se ausreichend zu sein, und daß die für Textilfasern üblichen Bleichmittel die Pektinstoffe angreifen, besonders wenn die Fasern vorher mit Basen behandelt worden sind. Das Bleichen greift fast ausnahmslos die Mittellamelle an und ist im allgemeinen mit der Bildung von Oxycellulose verbunden.

Die chemischen Behandlungen sind mit anderen Worten entweder unzureichend, oder sie beeinträchtigen die Faser zu sehr.

Der klassische Vorgang der Flachsgewinnung ist demzufolge in der Regel wie folgt:

1. Bakteriologisches Rösten (im Wasser) oder auch Rösten durch Schimmel (auf der Wiese).

2. Gegebenenfalls, wenn weiße Ware gewünscht wird, Kochen der Fäden, der Gewebe und, seltener, der Fasern mit Natriumcarbonat, Natriumbicarbonat, Ätznatron oder einer Mischung dieser Chemikalien mit der Folge einer Bleichung. Das Bleichen wird also an Rohstoffen vorgenommen, die infolge des Röstens nur noch wenig Pektinstoffe enthalten.

Man erhält auf diese Weise ein brauchbares Leinen, das jedoch, wie gesagt, weder mit der technischen

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noch mit der wirtschaftlichen Entwicklung Schritt die Aufspaltung in kontrollierbarer Weise in dem gehalten kann. wünschten Grade und nach dem Verwendungszweck

Der Grünflachs also eine ohne Röste oder sonstigen der Faser entsprechend bewirkt werden.
Aufschluß lediglich durch mechanische Behandlung Die vorgenannten Stoffe müssen nun derart chemisch cntholztc Faser ist ohne chemische Nachbehandlung 5 und/oder physikalisch umgeformt werden, daß sie nur zu Garnen für Seile, Verpackungs- und andere ohne Beschädigung der Zellulose leicht entfernbar grobe Gewebe geeignet. Die bekannten Veredelungs- werden. Mit der Enifernung dieser Stoffe tritt naturverfahren durch chemische Nachbehandlung oder gemäß auch eine Aufhellung der Faser ein.
Wasseraufschluß führen allenfalls zu Garnen mittlerer Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß da-Nummcrn, und sind mit erheblichen Verlusten nich- io durch gelöst, daß man die Fasern 1 bis 4 Stunden bei nur an Fasergewicht, sondern auch an Faserlänge vert Raumtemperatur mit einer Natriumhypochloritlösung bunden. Bekannt ist beispielsweise das drucklose mit 2 bis S g/l aktivem Chlor behandelt, wobei man Kochen des Grünflachses in einer Lauge, die 10% nach pro Liter 0,5 bis 10 ml Salzsäure von 22° B6 Natriumhydroxyd vom Bast- bzw. Garngewicht bei oder 0,1 bis 2 ml Schwefelsäure von 50° Βέ zugibt einem Flotlenverhältnis von etwa 1 : 10 enthält, sowie 15 und anschließend eine übliche Entchlorungsbehandcin Wasseranschluß unter 2 Atm. Druck bei 4 Stunden lurg und alkalische Kochung durchführt.
Kochzeit mit Umwälzen der Flotte. Noch anhaftende Die Behandlung mit Basen, z. B. Ätznatron, be-Schäbcn müssen auf besonderen Einrichtungen ent- seitigt den größten Teil des löslichen Pektins, greift fcrnt werden. Die Grünaufbereitung ist somit ebenfalls noch an den Fasern haftendes Stroh und Holzstoffe kein gangbarer Weg zur Lösung der eingangs ge- 20 an und erweicht sie und entfernt aus der unlöslichen schilderten Probleme. Pektose die Methoxylgruppen. Es bildet sich im

Dies gilt auch für die VerbaumwoUung (Cottoni- M'olekularaufbau der Pektose ein Spalt, der das Ein-

sicrung, Flockenbastgewinnung) der Flachsfaser. Seit führen von Substanzen gestattet, die durch Reaktion

langer Zeit ist immer wieder versucht worden, aus mit der von Methoxylgruppen befreiten Pektose ein

minderwertigen Stengeln und Wergen hochwertige 35 lösliches Derivat bilden.

Faserprodukte zu machen und den heimischen Roh- Jede Nachbehandlung durch basisches Kochen mit

stoff Flachs für baumwollähnliche Erzeugnisse heran- in molekularer Form wirkenden Mitteln bewirkt

zuziehen. Das Flockenbastproblem ist trotz aller Be- jedoch nur einen teilweisen Abbau .der Pektose,

mühungen auch heute noch nicht gelöst. Das einfachste ergibt Fasern geringerer Qualität und spaltet die

und immer wieder geübte Verfahren zur Erzeugung 30 Faserristen in Elemenlarfasern oder zumindest in viel

von Flockenbast ist das Zerschneiden oder Zerreißen kürzere Fasern.

von Röstwergcn und das Verspinnen dieses Materials Wenn man dagegeben die abgekochten Fasern in

für sich oder zusammen mit Baumwolle oder Zellwolle. der erfindungsgemäßen Weise vorsichtig und schonend

Als Aufschlußverfahren wurden in Deutschland vor- behandelt, wobei die aktiven Stoffe »in statu nascendi«

wiegend einfache oder mehrstufige Laugenaufschlüsse 35 wirken, bilden diese eine lösliche und somit entfern-

oder kombinierte Chlor-Alkali-Verfahren benutzt. bare Verbindung mit dem, was von der Pektose nach

Die Ozonisierung hat neben der mechanischen Beseitigung der Methoxylgruppen durch die Basen

und chemischen Schwächung der Faser und dem übriggeblieben ist.

erheblichen technischen Aufwand den Nachteil, daß Es ist besser, die Behandlungen (Abkochen und

absichtlich die wertvolle Länge der natürlichen Flachs- 40 Degummieren) zweimal oder öfter zu wiederholen, als

fasern zugunsten eines doch nur minderwertigen kurz- die Einwirkungsdauer zu verlängern oder die Konzen-

fascrigen baumwollähnlichen Produktes geopfert wird. tration der Bäder zu erhöhen. Im übrigen wird da-

Die moderne Verspinnung von Synthesefasern verlangt durch das Ablassen der Rückstände erleichtert,

jedoch, wie oben bereits erwähnt, möglichst lange Die erfindungsgemäße Behandlungsweise zerstört

Fasern, so daß eine Mischverspinnung mit Flachs ein 45 gleichfalls das Stroh und die Holzstoffe.

Aufbereitungsvcrfahren verlangt, welches die Faser- Durch das Verfahren der Erfindung erzielt man

länge nicht beeinträchtigt. gegenüber dem biologischen Rösten folgende bedeu-

Die Erfindung löst die Aufgabe, ein derartiges tende Vorteile:

Verfahren zu schaffen, das gleichzeitig wirtschaftlich > _ßei ,_{eichem Fassungsvermögen der} verwendeten

.st und zu Leinen besonders hoher Qualität, insbe- 50 _Beh|,_{ter kötmen in} ⁵ _{die cl}f_{emischea Apparate}

sondere Wwchheit und Festigkeit, fuhrt. Γη erster _{ößere M Be}handlungsgut eingebracht

Lime sol dieses Verfahren die biologische Rostung ^_{n a},_{g in} ^s _{die Rö} Sonders bei Be-

crsetzcn, kann diese jedoch auch erganzen und ferner Handlung von geschälten Fasern,

vorzugsweise zum Bleichen dienen. °

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß 55 b) Die Behandlungsdauer ist kürzer als bei der

grüne Fasern, ganz gleich in welcher Form sie anfallen, biologischen Röstung.

viel Pektinstoffe enthalten. Diese große Pektinstoff- . . , ...

menge ist einer der Gründe für das Scheitern zahlreicher ^c> ^Die .^MenS^{e der zu} verwendenden Chemikalien ist

Versuche mit dem Ziel, ein die biologische Röstung verringert.

ersetzendes chemisches Degummierungsverfahren zu 60 d) Die Behandlungskosten sind geringer als bei der

finden. Es gilt also, durch die chemische Behandlung biologischen Röstung,

von Bastfasern oder deren Abfällen auf den Fasern _N ^ ~ , ■,·. .,„.,

einerseits etwa noch anhaftendes Stroh oder Holz und ^e) ^ Trocknen ist leichter und schneller durchzu-

andercrseits Pektinstoffe, Lignine, Verunreinigungen fuhren.

und zum großen Teil die natürlichen Farbstoffe zu 65 f) Die Möglichkeit, den Bearbeitungsablauf zu be-

cntferncn, und zwar unabhängig davon, in welcher einflussen, gestattet die Gewinnung von Fasern

Form diese Fasern anfallen. Dabei soll nach Wunsch mit verschiedenen, den unterschiedlichsten Ver-

der Zustand der Faserriste erhalten bleiben oder auch wendungszwecken entsprechenden Eigenschaften.

Das erfindungsgemäße Verfahren liefert in industriell vorteilhafter Form:

Faserristen (Langfasern), Werg usw.zum Spinnen von Leinen;

Fasern mit einer Länge, die für das innige Mischen mit anderen, natürlichen, halbsynthetischen oder synthetischen Fasern geeignet ist;

Fasern für das Fiechelgarnspinnen;

sehr kurze, feine und ganz weiße Fasern für die Papierherstel 1 ung und andere Verwendungszwecke.

Das Verfahren ist anwendbar auf geschälte oder nicht geschälte, biologisch geröstete oder nicht geröstete Fasern, ganz gleich in welcher Form sie sich darbieten z. B.:

Flockware (Faserristen oder auch kürzere Fasern vor dem Verspinnen),

Flachsfaserabfälle,

Kardenbänder, Kämmbänder oder Streckbänder, Spindelbankvorgarne,

fertige Garne,

Schnüre, Seile, Taue,

Gewebe und Gewirke usw.

Von besonderer Bedeutung ist die erfindungsgemäße Behandlung jedoch bei Grünflachsfasern, da sie hier alle geschilderten Vorteile erbringt.

Das Verfahren ist z. B. auf folgende Weise durchführbar :

a) Man kocht eine Füllung geschälter oder nicht geschälter Flachsfasern, indem man in geeigneter Weise eine Alkalilauge, z. B. von Ätznatron, zirkulieren läßt oder umgekehrt das Behandlungsgut in ständiger Bewegung in der Alkalilauge hält, um das lösliche Pektin zu entfernen, die Schaben und Holzstoffe zu erweichen und die Fasern für " die Hypochloritbehandlung vorzubereiten, die einerseits die völlige oder teilweise Beseitigung noch verbliebener Bestandteile, wie Pektose und erweichter Holzstoffe, und andererseits erforderlichenfalls die mehr oder weniger weit getriebene, von einer Verfeinerung begleitete Aufspaltung der Fasern ermöglicht.

b) Man spült und neutralisiert erforderlichenfalls.

c) Man schickt durch die Füllung von gekochten, gespülten und gegebenenfalls neutralisierten Fasern unter den oben angegebenen Bedingungen eine wäßrige Lösung von Natriumhypochlorit, der man langsam Salz- oder Schwefelsäure in der Weise zusetzt, daß die Fasern mit dem Natriumhypochlorit bzw. den Produkten der Reaktion zwischen dem Natriumhypochlorit und der Säure in innige Berührung kommen. Wenn auch der Chemismus des erfindungsgemäßen Verfahrens noch nicht völlig geklärt werden konnte, so ist doch anzunehmen, daß die Reaktion über aktive Zwischenprodukte bzw. naszierendes Chlor verläuft und daß die Pektose und die Holzstoffe der Fasern durch diese in durch Auswaschen, z. B. mit einer alkalischen Lösung, entfernbare Stoffe umgewandelt werden.

d) Man unterwirft die Füllung einer Entchlorungsbehandlung.

e) Man entfernt das nach c) gebildete Reaktionsprodukt durch Auswaschen wie am Schluß des Absatzes c) angegeben.

JF) f) Man wiederholt gegebenenfalls die Arbeitsgänge a) bis e), bis die gewünschten Ergebnisse erzielt sind. Zahl und Reihenfolge der Arbeitsgänge wird bestimmt durch die Notwendigkeit eines rationellen Verfahrensganges, der die Fasern ohne Abbau der Zellulose systematisch und steuerbar von allen zu entfernenden Stoffen befreit und gleichzeitig den Fasern ihre Weichheit, Festigkeit und Verspinnbarkeit erhält und ihnen

ίο die gewünschten Eigenschaften verleiht und der Einsparung von Chemikalien, um die Gestehungskosten zu senken.

Das Abkochen kann mit den folgenden Chemikalien ,. erfolgen:

Natriumcarbonat

z. B. etwa 2 bis 25 g pro Liter Wasser Natriumbicarbonat

z. B. etwa 20 bis 50 g pro Liter Wasser ^ao Natriumperborat

z. B. etwa 2 bis 20 g pro Liter Wasser Natriumsulfit

z. B. etwa 5 bis 10 g pro Liter Wasser a₅ Natrium hydroxyd

z. B. etwa 10 bis 50 g pro Liter Wasser Kaliumhydroxyd

z. B. etwa 10 bis 80 g pro Liter Wasser Natri umhydrosulfit

z. B. etwa 2 bis 10 g pro Liter Wasser Natriumacetat

ζ. B. etwa 2 bis 10 g pro Liter Wasser Borax . z. B. etwa 2 bis 10 g pro Liter Wasser Marseiller Seife

z. B. etwa 5 bis 25 g pro Liter Wasser

Detergentien (synth.)

z. B. etwa 1 bis 10 g pro Liter Wasser

Diese Chemikalien unterscheiden sich in der Wirkung etwas voneinander, so daß der Fachmann die für den Einzelfall günstigsten Stoffe allein oder in Mischung miteinander auswählen kann. Bei Wiederholung des Abkochens können verschiedene Chemikalien benutzt werden. Die Abkochung dauert vorteilhaft etwa 1 bis 4 Stunden. Das Flottenverhältnis ist das gleiche, wie es in der Textiltechnik in Färbeoder Bleichapparaten angewandt wird.
Die Hypochloritbehandlung erfolgt unter ständiger Zirkulation des Bades oder unter ständigem Bewegen des Behandlungsgutes. Die Behandlungsdauer beträgt etwa¹1 bis 4 Stunden und ist um so kurzer, je kleiner die Menge des verarbeiteten Gutes ist. Auch hier werden die üblichen Flottenverhältnisse benutzt.

Beispiel 1

21 geschälter Grünflachs wird in üblicher Weise schonend abgekocht, indem er 2 Stunden in etwa l°/oiger Sodalauge von 70⁰C bewegt wird. Nach gründlichem Spülen mit reichlich fließendem Wasser und eventuellen vorsichtigen Neutralisieren mit stark verdünnter Säure wird der Flachs I¹I₂ Stunden bei Raumtemperatur in einer Natriumhypochloritlösung von 2 g/l aktivem Chlor bewegt. Über diesen Zeitraum

verteilt werden unter Vermeidung lokaler Überkonzentrationen, die zu einer Chlorentwicklung führen könnten, 0,1ml H₂SO₄ von 50⁰Be (zweckmäßigerweise in verdünnter Form) zugegeben.

Nach abermaligen Spülen mit reichlich fließendem Wasser und erforderlichenfalls Entchloren in üblicher Weise mit Bisulfit kocht man wieder mit Natronlauge ab, spült sorgfältig und führt nun die Hypochlorilbchandlung und die alkalische Abkochung unter den gleichen Bedingungen nochmals durch.

Man erhält schließlich etwa 1,5 t sehr weiße, weiche Fasern, deren Länge praktisch der der eingesetzten Grünflachsfascrn entspricht und die sich ohne Schwierigkeiten mit z. B. Polyterephthalatfasern zu einem festen Garn mischverspinnen lassen. Ein daraus hergestelltes Gewebe ist angenehm im Griff und vereinigt in vorteilhafter Weise die Eigenschaften der Naturfaser Flachs mit denen der Synthesefaser.

Beispiel 2

11 geschälte ungeröstete Flachsfasern mit einem Schäbengehalt von 20% werden 1 Stunde bei 85°C abgekocht, indem man sie mit einer Lösung von 100 kg 100%igcm Ätznatron in 10 m³ Wasser durchflutet, an Dann läßt man das Bad ablaufen und spült mit kaltem Wasser bis zur Neutralisation. Sodann löst man 2401 einer technischen Natriumhypochloritlösung von 25 bis 26° Βέ (mit 149 bis 150 g aktivem Chlor pro Liter) in 10 m³ Wasser von Raumtemperatur und läßt diese Flüssigkeit 1 Stunde durch die Fasern strömen, wobei man Salzsäure von 22° Βέ mit einer Geschwindigkeit von 750 ml/Min, hinzugibt. Anschließend läßt man das Bad ab. In diesem Stadium geben die Fasern einen leichten Chlorgeruch ab, und die anhaftenden Schaben haben eine rötlichgelbe: Farbe. Man spült mit viel Wasser und führt dann eine: übliche Entchlorungsbehandlung mit Bisulfit durch, spült mit Wasser, kocht in gewöhnlicher Weise ab, spült nochmals mit Wasser und trocknet.

Man erhält 70% weiße Fasern, die sich durch weichen Griff auszeichnen und praktisch die ursprüngliche Faserlänge haben. Sie enthalten etwa 1,4% Schaben und 95% α-Zellulose, während die biologisch gerösteten Fasern (klassische Behandlung) gelb sind und etwa 5% Schaben und maximal 80% α-Zellulose enthalten.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Behandlung von Flachsfasern mit wäßrigen Natriumhypochloritlösungen und Säuren einerseits und Alkalien andererseits, unter Durchflutung der Fasermasse, dadurch gekennzeichnet, daß man die Fasern 1 bis 4 Stunden bei Raumtemperatur mit einer Natriumhypochloritlösung mit 2 bis 5 g/l aktivem Chlor behandelt, wobei man nach und nach pro Liter 0,5 bis 10 ml Salzsäure von 22° Βέ oder 0,1 bis 2ml Schwefelsäure von 50° Βέ zugibt, und anschlie-

, ßend eine übliche Entchlorungsbehandlung und alkalische Kochung durchführt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Behandlung mehrmals durchführt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 328 034, 696 892, 430.

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