Способ получения целлюлозных волокон с пониженной склонностью к фибриллизации

Номер патента: 3017

Опубликовано: 30.09.1999

Авторы: Маркус Айбл, Йохан Шикермюллер, Хайнрих Фирго

Скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

01 11/02 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕЛЛЮЛОЗНЫХ ВОЛОКОН С ПОНИЖЕННОЙ СКЛОННОСТЬЮ К ФИБРИЛЛИЗАЦИИ(71) Заявитель Ленцинг Акциенгезельшафт (АТ)(73) Патентообладатель Ленцинг Акциенгезельшафт (АТ)(57) 1. Способ получения целлюлозных волокон с пониженной склонностью к фибриллизации, включающий формование волокон из раствора целлюлозы в -оксиде третичного амина и пропускание свежесформованных волокон через воздушный участок и осадительную ванну, отличающийся тем, что в осадительной ванне осуществляют контактирование свежесформованных волокон с текстильно-вспомогательным веществом в щелочной среде, при этом используют текстильно-вспомогательное вещество, имеющее, по меньшей мере,две реакционноспособные группы и не являющееся глиоксалем, а затем осуществляют промывку волокна водным буферным раствором. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве текстильно-вспомогательного вещества применяют краситель или бесцветное вещество. 3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что применяют текстильно-вспомогательное вещество,имеющее, по меньшей мере, одну винилсульфоновую группу в качестве реакционноспособной группы. 4. Способ по одному из пп. 1-3, отличающийся тем, что щелочную среду создают карбонатом и гидроокисью щелочных металлов. 5. Способ по одному из пп. 1-4, отличающийся тем, что после контактирования с текстильновспомогательным веществом волокна подвергают термообработке, а затем осуществляют промывку водным буферным раствором. 6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что термообработку проводят путем облучения электромагнитными волнами. 7. Способ по п. 5, отличающийся тем, что термообработку проводят с помощью микроволн. Изобретение относится к способу получения целлюлозных волокон с пониженной склонностью к фибриллизации. В качестве альтернативы вискозному способу в последние годы был описан ряд способов, в которых целлюлоза растворяется без образования производного в органическом растворителе, сочетаний органического растворителя с неорганической солью или в водных растворах солей. Целлюлозное волокно, полученное из таких растворов, получило в название лиоцелль. Лиоцеллем, по определению , является целлюлозное волокно, получаемое способом формования из органического растворителя. Под органическим растворителем, по определению ,понимают смесь из органического химиката и воды. Прядение в растворе обозначает растворение и фор 3017 1 мование без образования производных. Однако до настоящего времени лишь один способ получения целлюлозного волокна типа лиоцелль нашел применение в промышленности. В этом способе в качестве растворителя применяется -оксид третичного амина, в частности -метилморфолиноксид . Такой способ описан, например, в заявке 1 он позволяет получать волокно, отличающееся высокой прочностью,высоким модулем увлажнения и высокой прочностью в петле. Однако пригодность изделий плоской формы, например тканей, изготовленных из указанного волокна,сильно ограничена из-за выраженной склонности этого волокна к фибриллизации в мокром состоянии. Под фибриллизацией понимают расщепление мокрого волокна в продольном направлении при механической нагрузке в мокром состоянии, вследствие чего волокно становится ворсистым. Изготовленная из этого волокна и окрашенная ткань сильно теряет после нескольких стирок интенсивность окраски. К тому же на потертых и смятых краях появляются светлые полосы. Предположительно причиной фибриллизации является то, что волокно состоит из расположенных в направлении волокна фибрилл, между которыми имеется незначительное количество поперечных связей. В 92/14871 описан способ получения волокна с пониженной склонностью к фибриллизации. Это достигается посредством того, что все ванны, с которыми контактирует свежесформованное волокно перед первой сушкой, имеют величину рН максимум 8,5. В 92/07124 также описан способ получения волокна с пониженной склонностью к фибриллизации,по которому свежесформованное, т.е. еще не высушенное волокно, обрабатывается катионоактивным полимером. В качестве такого полимера применяется полимер с имидазоловыми и ацетидиновыми группами. Дополнительно еще может производиться обработка эмульгируемым полимером, например полиэтиленом или поливинилацетатом, или также производиться сшивание глиоксалем. В сделанном . на конференциив 1993 г. в Лунде, Швеция, докладе упоминалось,что склонность к фибриллизации повышается с увеличением вытягивания. Задачей изобретения является создание способа, который может осуществляться простым образом и позволяет получать целлюлозные волокна типа лиоцелль с пониженной склонностью к фибриллизации. Согласно изобретению, способ получения целлюлозных волокон с пониженной склонностью к фибриллизации состоит в том, что свежесформованное из раствора целлюлозы в -оксиде третичного амина и пропущенное через воздушный участок в осадительную ванну еще не высушенное волокно контактирует в щелочной среде с текстильно-вспомогательным веществом, содержащим, по меньшей мере, две реакционноспособные группы, и промывается водным буферным раствором, при этом в качестве текстильно-вспомогательного вещества не применяется глиоксаль. В качестве текстильно-вспомогательных веществ хорошо зарекомендовали себя, в частности, красители,имеющие две реакционноспособные группы. Согласно изобретению, также могут применяться бесцветные текстильные вещества, т.е. те, которые не поглощают видимый свет. Согласно изобретению, предпочтительно применяются текстильно-вспомогательные вещества, имеющие в качестве реакционноспособных групп одну или две винилсульфоновые группы. Целесообразная форма осуществления способа, согласно изобретению, отличается тем, что свежесформованные волокна контактируют с текстильно-вспомогательным веществом в щелочной среде. Оказалось, что склонность к фибриллизации особенно уменьшается, когда щелочная среда создается карбонатом и гидроокисью щелочных металлов. В дальнейшем после контакта с текстильным вспомогательным веществом волокно подвергается термообработке. Термообработка резко снижает длительность пропитки. Европейская заявка ЕР-А-0538977, опубликованная 28 апреля 1993 г., описывает термообработку целлюлозных волокон, пропитанных красителем. Однако оказалось, что нагрев пропитанного текстильным вспомогательным веществом волокна горячим воздухом может сократить время пропитки, но при этом существует опасность, что волокно нагревается неравномерно. Так, например, расположенное снаружи волокно высушиваемого пучка волокна может быть уже частично сухим, в то время как волокно внутри еще не достигло необходимой температуры. Это неблагоприятно сказывается на качестве изготавливаемых волокон. Было установлено, что этот возникающий при простой термообработке недостаток может быть устранен,если облучить волокно электромагнитными волнами, в частности микроволнами. При облучении микроволнами волокно, с одной стороны, нагревается равномерно, и, с другой стороны, можно устранить преждевременное высыхание волокна, так как облучение электромагнитными волнами предоставляет возможность заварить пучок волокна, например, в пластмассовую оболочку и в заваренном виде подвергнуть действию электромагнитного поля. Указанные выше преимущества также обеспечиваются, если волокно, например, в виде ровного изделия плоской формы расположено на ленточном конвейере и транспортируется по узкому каналу, в котором оно подвергается действию электромагнитных волн. Этот канал может выполняться таким образом, что над волокнами имеется лишь небольшое воздушное пространство, вследствие чего можно избежать частичного высыхания расположенного снаружи волокна. Одновременно этот вариант фиксации текстильно 2 3017 1 вспомогательного вещества открывает также технически просто осуществляемую возможность промышленного производства. В соответствии с этим изобретение относится к способу получения целлюлозного волокна с пониженной склонностью к фибриллизации, при котором раствор целлюлозы в -оксиде третичного амина прядется в волокно и свежесформованное волокно контактирует с текстильно-вспомогательным веществом, имеющим,по меньшей мере, две реакционноспособные группы, и далее подвергается термообработке, и способ отличается тем, что термообработка проводится путем облучения электромагнитными волнами. И согласно этому, в способе, согласно изобретению, применяется предпочтительно текстильновспомогательное вещество, имеющее в качестве реакционноспособных групп винилсульфоновые группы и являющееся предпочтительно красителем. Однако могут применяться также текстильно-вспомогательные бесцветные вещества, то есть те, которые не поглощают видимый свет. Следующий предпочтительный вариант способа, согласно изобретению, состоит в том, что термообработка производится с помощью микроволн. Изобретение поясняется детальнее с помощью следующих примеров. Все данные вследует понимать как весовые . Получение целлюлозного волокна. По описанному в европейской заявке ЕР-А-0356419 способу приготовлен раствор целлюлозы в ,который экструдировался через фильеру. Полученное при этом элементарное волокно поступало через воздушный участок в водную осадительную ванну, в которой целлюлоза коагулирует. Полученное в осадительной ванне волокно промывалось и имело титр 1,72 . Промытое волокно использовалось для описанных ниже примеров и представляет собой волокно, которое в данном описании в данных пунктах патентной формулы обозначается как свежесформованное, т.е. еще не высушенное волокно. 1). Обработка текстильно-вспомогательными веществами без последующей термообработки. А). Общий метод. По 1 г полученного по описанному выше способу волокна пропитывали в 190 мл водного раствора (ванна), содержащего текстильно-вспомогательное вещество, имеющее две реакционноспособные группы, и 24, в течение 30 мин при 40 С. Затем для фиксации текстильного вспомогательного вещества добавляли(3 ), 23 (4 ) или смесь из , Ма 2 СО 3 (4 23 и 0,2 г/л ). Через следующие 60 мин при 40 С волокно несколько раз промывалось для удаления незакрепленного на волокне текстильно-вспомогательного вещества. Затем промытое волокно обрабатывалось 30 мин водным буферным раствором и затем снова промывалось водой (15 мин) и высушивалось при 60 С. После этого волокно исследовалось на склонность к фибриллизации и другие данные. Оценка склонности к фибриллизации. Трение волокон друг о друга при промывке или отделке в мокром состоянии моделировали с помощью следующего теста 8 волокон длиной 20 мм с 4 мл воды помещали в 20 мл-вую бутылочку для проб и в течение 9 часов подвергали вибрации в лабораторном вибрационном приборе типа -10 фирмы , Бонн(ФРГ) до показателя шкалы 12. Поведение фибриллизации волокна оценивалось затем под микроскопом путем подсчета количества фибрилл на 0,276 мм длины волокна. Другие характеристики волокна. Прочность и растяжение волокна проверялись по предписаниям, , , ,, издание 1993 г. Б). Примеры. По описанному выше способу обрабатывали волокно красителемЧерный В иКрасныйв качестве текстильно-вспомогательного вещества (изготовитель фирма). КрасительЧерный В имеет две винилсульфоновые группы, и красительКрасныйимеет одну винилсульфоновую группу и одну монохлортиазиновую группу. Раствор содержал 3 Черный В или 0,5 Красный . В каждом примере рН раствора был 4,6. Применяемый водный буферный раствор был водным раствором, содержащим 3 уксусной кислоты и 7 натрийацетата. Величина рН этого раствора была 4,6. После обработки буферным раствором волокна промывались водой 15 мин и затем исследовались. В таблице 1 а приведены применяемое фиксирующее вещество, количество фибрилл, титр, прочность волокна (/) и растяжение волокна . Примеры 1, 2 и 3 проводились с красителемКрасный . В таблице 1 б приведены результаты сравнительных экспериментов, проведенных без красителя. Сравнение результатов таблиц 1 а и 1 б показывает, что текстильно-вспомогательное вещество, в данном случае красителиЧерный В иКрасный , резко снижают склонность волокна к фибриллизации и что сочетание 23, применяемое для фиксации текстильно-вспомогательного вещества, также уменьшает существенно склонность к фибриллизации. Оказалось, что приведенные выше результаты были также получены при применении других текстильновспомогательных веществ, имеющих две реакционноспособные группы,Черный В иКрасныйзаменяют, таким образом, другие текстильно-вспомогательные вещества, которые также имеют, по меньшей мере, две реакционноспособные группы. 2). Обработка текстильно-вспомогательными веществами с последующей термообработкой. Соответственно 1 г полученного по приведенному выше способу волокна пропитывали в 190 мл раствора, содержащего 0,2 Черный В, 223, 0,2, 11,5, 3 раза по 30 секунд, причем волокно после каждой пропитки отжимали. Затем каждый образец 2 раза по 40 секунд подвергался термообработке в печи с циркуляцией воздуха при 180 С. После этого каждый подвергнутый термообработке образец обрабатывался в течение 30 минут указанным выше ацетатным буферным раствором (рН 4,6), 15 минут промывался водой, высушивался при 60 С и исследовался. Результаты приведены в таблице 2, причем пример 10 был контрольным (для примера 10 повторялся пример 9, причем, однако, текстильно-вспомогательное вещество не применялось). Таблица 2 Пример 9 10 Из таблицы 2 следует, что термообработка пропитанного текстильно-вспомогательным веществом волокна резко снижает время пропитки и что, несмотря на это, склонность к фибриллизации уменьшается. С красителемКрасныйбыли получены аналогичные хорошие результаты. 3). Обработка с текстильно-вспомогательными веществами с последующим облучением микроволнами. 10 г полученного по описанному выше способу волокна пропитывали в 900 мл раствора (10 Черный В, 102 О 4, 823 с помощьюдоводился до 11,5) в течение 9 минут. Затем волокно отжималось и делилось на 2 одинаковые большие части (примеры 12, 13). Пример 11 служил контролем и показывал свойства волокна, не обработанного текстильно-вспомогательным веществом. Для примеров 12 и 13 волокно после пропитки раствором отжималось и нагревалось 180 секунд до 180 С (пример 12) или облучалось в течение 50 секунд микроволнами мощностью 90 Вт (пример 13). Затем волокно 30 минут обрабатывалось в указанном выше ацетатном буферном растворе при рН 4, 6, 15 минут, промывалось водой и высушивалось при 60 С. Результаты теста приведены в таблице 3. Таблица 3 Пример 11 12 13 Из таблицы 3 следует, что облучение микроволнами сокращает время нагрева и что склонность к фибриллизации уменьшается. Аналогичные хорошие результаты относительно уменьшения склонности к фиб 4 3017 1 риллизации были получены, когда вместоЧерный В применялись другие текстильновспомогательные вещества с, по меньшей мере, двумя реактивными группами. В частности, оказалось, что благоприятное воздействие на склонность к фибриллизации выражено так же сильно, как и при использовании глиоксаля. Далее оказалось, что указанный выше благоприятный эффект, который дает облучение микроволнами, наблюдается и при использовании глиоксаля и других диальдегидов, что видно из нижеследующего примера. 2 г волокна, полученного описанным в разделе 1 способом, пропитывали два раза по 3 минуты в 140 мл раствора, содержащего 2 глиоксаля и 0,66 сшивающего катализатора (например,, смесь из 2, 2, изготовитель ). Затем раствор отжимали, волокно делили на 2 части (примеры 15,16). Пример 14 служил контролем, для примера 15 волокно обрабатывали 10 мин в печи с циркуляцией воздуха при 100 С, и для примера 16 волокно два раза в течение 60 секунд подвергалось действию микроволны мощностью 500 Вт. Результаты испытаний на склонность к фибриллизации приведены ниже в таблице 4. Описанные выше действия повторялись, причем, однако, вместо глиоксаля применялся глутардиальдегид(3,4 ). Результаты фибриллизации полученного волокна также приведены в таблице 4 (примеры 17, 18 и 19 соответствуют примерам 14, 15 и 16). Таблица 4 Пример 14 15 16 17 18 19 Текстильно-вспомогательное в-во глиоксаль глиоксаль глутардиальдегид глутардиальдегид Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66. 5

МПК / Метки

МПК: D01F 2/00, D01F 11/02

Метки: способ, волокон, получения, фибриллизации, склонностью, целлюлозных, пониженной

Код ссылки

<a href="http://bypatents.com/5-3017-sposob-polucheniya-cellyuloznyh-volokon-s-ponizhennojj-sklonnostyu-k-fibrillizacii.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Способ получения целлюлозных волокон с пониженной склонностью к фибриллизации</a>

Похожие патенты