FI78126C - Process for manufacturing chitosan viscose fibers - Google Patents
Process for manufacturing chitosan viscose fibers Download PDFInfo
- Publication number
- FI78126C FI78126C FI863329A FI863329A FI78126C FI 78126 C FI78126 C FI 78126C FI 863329 A FI863329 A FI 863329A FI 863329 A FI863329 A FI 863329A FI 78126 C FI78126 C FI 78126C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- chitosan
- weight
- fibers
- microcrystalline
- viscose
- Prior art date
Links
Landscapes
- Artificial Filaments (AREA)
Description
7812678126
Kitosaaniviskoosikuitujen valmistusmenetelmä - Förfarande för tillverkning av fibrer av kitosanviskosManufacture of chitosan viscose fibers - Förfarande för tillverkning av fibrer av kitosanviskos
Keksintö koskee menetelmää kitosaaniviskoosikuitujen valmistamiseksi .The invention relates to a process for the preparation of chitosan viscose fibers.
Tähän saakka kitosaania sisältäviä viskoosikuituja ja kitiini/ kitosaanikuituja on valmistettu käyttäen viskoosimenetelmää. 5 Kitiini tai kitosaani on merseroitu ja sen on annettu reagoida rikkihiilen kanssa käyttäen jäähdytysmenetelmää lämpötila-alueella -30 - 0°C. Vain jäähdytysmenetelmää käyttäen voidaan saada kitiini- tai kitosaanijohdannaisia, jotka liukenevat nat-riumhydroksidin vesiliuokseen mahdollistaen niiden käytön modi-10 fioitujen viskoosikuitujen valmistuksessa lisäaineena tai keh- ruuliuoksena polyaminosakkaridikuitujen tuotannossa. Jäähdytys-menetelmällä on polyaminosakkaridien tapauksessa samanaikaisesti saatu suotuisa reaktiivisuus rikkihiilen kanssa, mm., koska tapahtuu sopivia muutoksia kitiinin/kitosaanin supermolekylää-15 risessä rakenteessa.Hitherto, chitosan-containing viscose fibers and chitin / chitosan fibers have been prepared using the viscose method. 5 Chitin or chitosan is mercerized and reacted with carbon disulphide using a cooling method in the temperature range of -30 to 0 ° C. Only by the cooling method can chitin or chitosan derivatives which are soluble in aqueous sodium hydroxide solution be obtained, enabling their use in the manufacture of modified viscose fibers as an additive or as a spinning solution in the production of polyaminosaccharide fibers. In the case of polyaminosaccharides, the cooling process has simultaneously obtained favorable reactivity with carbon disulphide, inter alia, due to suitable changes in the supermolecular structure of chitin / chitosan.
Edellä kuvatulla tavalla polyaminosakkaridiviskoosin valmistus toteutuu käytännössä sopivan pituisena aikana. Jäähdyttämisen käyttäminen teollisuusolosuhteissa aiheuttaa kuitenkin useita vaikeuksia, joita ei käytännössä usein voida voittaa.As described above, the preparation of the polyaminosaccharide viscose takes place in practice in a suitable length of time. However, the use of cooling in industrial conditions poses a number of difficulties that in practice often cannot be overcome.
20 Tunnetut menetelmät kitosaania sisältävien viskoosikuitujen samoin kuin polyaminosakkaridikuitujen valmistamiseksi viskoosi-menetelmällä on kuvattu mm. R.A.A. Muzzarellin kirjassa "Chitin", Pergamon Press, New York 1977.Known methods for preparing chitosan-containing viscose fibers as well as polyaminosaccharide fibers by the viscose method have been described e.g. R.A.A. In Muzzarelli's book "Chitin", Pergamon Press, New York 1977.
Muut tunnetut menetelmät polyaminosakkaridikuitujen valmistami-25 seksi perustuvat liuotettujen polymeerien kehräämiseen regene- rointikylpyyn tai ilmaan.Other known methods for preparing polyaminosaccharide fibers are based on spinning the dissolved polymers into a regeneration bath or air.
Japanilainen patentti 81/112937 kuvaa kitosaanikuitujen ja kalvojen tuotantoa kitosaanin happamesta vesiliuoksesta. Kehruu-liuos suodatetaan ja kehrätään reikien, suulakkeiden tai 2 781 26 huokosten läpi ja saostetaan anionisten pinta-aktiivisten aineiden vesiliuoksessa. Vaihtoehtoisesti kehruuliuos suihkutetaan tasaisellepinnalle, minkä jälkeen se kastetaan saostamis-kylpyyn kalvon muodostamiseksi.Japanese Patent 81/112937 describes the production of chitosan fibers and films from an acidic aqueous solution of chitosan. The spinning solution is filtered and spun through holes, nozzles or 2,781 26 pores and precipitated in an aqueous solution of anionic surfactants. Alternatively, the spinning solution is sprayed onto a flat surface, after which it is dipped in a precipitation bath to form a film.
5 Japanilainen patentti 84/116418 kuvaa kitosaanikalvojen ja kuitujen tuotantoa liuottamalla kitosaani liuottimeen, joka sisältää vettä ja dikloorietikkahappoa. Liuoksesta muodostetaan kuituja tai kalvoja metallisuolojen vesiliuoksessa ja muodostuneet tuotteet käsitellään kelaatteja muodostavalla metallilla.Japanese Patent 84/116418 describes the production of chitosan films and fibers by dissolving chitosan in a solvent containing water and dichloroacetic acid. The solution is formed into fibers or films in an aqueous solution of metal salts and the products formed are treated with a chelating metal.
10 Japanilainen patentti 80/123635 kuvailee menetelmää isosyanaat- tikitosaanikalvojen ja kuitujen valmistamiseksi. Kitosaanin etikkahapposuola käsitellään natriumisosyanaatilla ja reaktio-tuote sekoitetaan etikkahappoon ja kehrätään laimeaan natrium-karbonaattiliuokseen kuitujen muodostamiseksi.Japanese Patent 80/123635 describes a process for producing isocyanate chitosan films and fibers. The acetic acid salt of chitosan is treated with sodium cyanate and the reaction product is mixed with acetic acid and spun into dilute sodium carbonate solution to form fibers.
15 japanilainen patentti 81/106901 kuvaa menetelmää kitosaanikui-tujen valmistamiseksi. Kitosaani ja sen suolat erotetaan vesi-liuoksesta käyttäen emäksistä, kelaatteja muodostavaa kylpyä. Kitosaanihiutaleet dispergoidaan veteen ja kuumennetaan etikka-hapossa lämpötilassa 40°C, jolloin saadaan kehruuliuos, joka 20 sisältää 3% kitosaania ja 0.5% etikkahappoa. Kehruuliuos kehrä tään natriumhydroksidin 5%:een vesiliuokseen lämpötilassa 30eC, pestään ja kuivataan, jolloin saadaan 3.5-denierin vahvuisia kuituja, joiden lujuus on 2.44 g/denier, murtovenymä 10.8% ja lenkkilujuus 1.75 g/denier.Japanese Patent 81/106901 describes a process for producing chitosan fibers. Chitosan and its salts are separated from the aqueous solution using a basic, chelating bath. The chitosan flakes are dispersed in water and heated in acetic acid at 40 ° C to give a spinning solution containing 3% chitosan and 0.5% acetic acid. The spinning solution is spun into 5% aqueous sodium hydroxide solution at 30 ° C, washed and dried to give 3.5-denier fibers with a strength of 2.44 g / denier, an elongation at break of 10.8% and a loop strength of 1.75 g / denier.
25 Japnilainen patentti 85/235691 kuvailee kitosaanikuitujen val mistamista, joita käytetään puhtaan veden suodattimina. Kitosaani liuotetaan 0.1 M etikkahappoliuokseen ja kehrätään 2 de-nierin filamenteiksi alkaliseen kylpyyn.Japanese Patent 85/235691 describes the preparation of chitosan fibers used as pure water filters. Chitosan is dissolved in 0.1 M acetic acid solution and spun into 2-deier filaments in an alkaline bath.
Eurooppalainen patenttihakemus EP 77.098 kuvailee huokoisten 30 kitosaanikuitujen valmistusmentelmää, jotka ovat käyttökelpoi sia ultrasuodatuksessa ja dialyysissä ja joiden huokosten 78126 läpimitta on 0.1-1 mm ja paksuus 0.005-0.025 mm. Kuidut valmistetaan kehräämällä liuokset alkaliseen saostuskylpyyn huokoisten kuitujen kehruuta varten tarkoitettujen kehruupäiden lävitse käyttäen kaasumaista ammoniakkia sisäisenä saostus-5 aineena.European patent application EP 77.098 describes a process for the production of porous chitosan fibers useful in ultrafiltration and dialysis, having a pore diameter of 0.1-1 mm and a thickness of 0.005-0.025 mm. The fibers are prepared by spinning solutions into an alkaline precipitation bath through spinning heads for spinning porous fibers using gaseous ammonia as the internal precipitant.
Japanilainen patentti 85/059123 kuvailee kitosaanikuitujen mär-käkehruuta menetelmällä, jossa etikkahapon ja urean vesiliuokseen liuotettu kitosaani kehrätään vesiliuokseen, joka sisältää alkoholin ja emäksen sekoituksen. Kehruuliuoksen etikkahappo-10 ja ureapitoisuudet ovat 0.5-20 paino-% ja 0.1-10 paino-%. Emäs voi esimerkiksi olla natriumhydroksidi, kaliumhydroksidi tai ammoniumhydroksidi, joita käytetään konsentraatiolla 1-50 paino-%. Emäksen vesiliuoksen ja alkoholin tilavuussuhde on alueella 95:5 - 30:70.Japanese Patent 85/059123 describes the wet spinning of chitosan fibers by a method in which chitosan dissolved in an aqueous solution of acetic acid and urea is spun into an aqueous solution containing a mixture of alcohol and base. The acetic acid-10 and urea contents of the spinning solution are 0.5-20% by weight and 0.1-10% by weight. The base may be, for example, sodium hydroxide, potassium hydroxide or ammonium hydroxide, which are used in a concentration of 1 to 50% by weight. The volume ratio of aqueous base to alcohol is in the range of 95: 5 to 30:70.
15 Japanilainen patentti 85/40224 kuvailee kitosaanikuitujen val mistusmenetelmää, jolla saavutetaan parantunut murtokuormitus ja lujuus. Kuidut valmistetaan kehräämällä kitosaanin etikka-happoinen liuos ilmaan yli 10 kg/cm2 paineella. Esimerkiksi 20% etikkahappoliuos, joka sisältää kitosaania, kehrätään ilmaan 20 käyttäen painetta 15 kg/cm2, käsitellään kaasumaisella ammoniakilla ja pestään, jolloin saadaan kuituja, joiden lujuus on 2 g/denier kuivana ja 0.82 g/denier märkänä, venymä 11% ja lujuus 100 g/denier.Japanese Patent 85/40224 describes a method of manufacturing chitosan fibers which achieves improved breaking load and strength. The fibers are prepared by spinning an acetic acid solution of chitosan into air at a pressure of more than 10 kg / cm2. For example, a 20% acetic acid solution containing chitosan is spun into air 20 at a pressure of 15 kg / cm 2, treated with gaseous ammonia and washed to give fibers with a strength of 2 g / denier dry and 0.82 g / denier wet, an elongation of 11% and a strength of 100 g / denier.
US-patentti 4 309 534 kuvailee myös regeneroitujen kitosaani-25 kuitujen ja -kalvojen valmistusta. Etikkahapon, glykolihapon ja pyruviinihapon läsnäollessa tapahtuva voimakas sekoitus 2-14 vuorokauden aikana huoneen lämpötilassa tuottaa mainittuja yhdisteitä, joita voidaan käyttää läpinäkyvien kalvojen ja kah-taistaitteisten kuitujen valmistuksessa.U.S. Patent 4,309,534 also describes the manufacture of regenerated chitosan-25 fibers and films. Vigorous mixing in the presence of acetic acid, glycolic acid and pyruvic acid for 2-14 days at room temperature produces said compounds which can be used in the production of transparent films and birefringent fibers.
30 Puolalaisen patentin 125 995 perusteella on tunnettua mikroki-teinen kitosaani ja menetelmä sen valmistamiseksi, joka perustuu saostusmenetelmään. Tämän menetelmän mukaisesti on valmistettu tuote geelimäisen dispersion tai jauheen muodossa. Mikro- 78126 kiteisellä kitosaanilla on kohonnut reaktiivisuus ja vedenpi- dätysarvo (WRV) jauhemuodossa alueella 200-500% ja geelimäisen dispersion muodossa 500-2000% vastaavasti, keskimääräinen mole- 4 6 kyylipamo alueella 10 -10 sekä deasetylointiaste vähintään 5 30%.Microcrystalline chitosan and a process for its preparation based on a precipitation process are known from Polish patent 125,995. According to this method, the product is prepared in the form of a gel-like dispersion or powder. Microcellan chitosan has increased reactivity and water retention (WRV) in powder form in the range of 200-500% and in gel dispersion in the range of 500-2000%, respectively, with an average molecular weight in the range of 10-10 and a degree of deacetylation of at least 5-30%.
Mikrokiteiset polymeerit on kuvattu julkaisussa O.A. Battista: "Microcrystalline Polymers Science", McGraw Hill Pubi., New York 1975.Microcrystalline polymers are described in O.A. Battista: "Microcrystalline Polymers Science", McGraw Hill Pub., New York 1975.
Kemiallisesti mikrokiteinen kitosaani on samanlaista rakenteel-10 taan kuin raaka-aineena käytetty standardikitosaani. Kuitenkin se eroaa tästä raaka-aineesta polymeeriketjujen rakenteensa * puolesta (supermolekulaarinen rakenne).Chemically, microcrystalline chitosan is similar in structure to the standard chitosan used as a raw material. However, it differs from this raw material in its structure * of polymer chains (supermolecular structure).
Kitosaania sisältävien viskoosikuitujen sekä polyaminosakkari-dikuitujen tunnetut valmistusmenetelmät sisältävät usein useita 15 monimutkaisia menetelmiä ja kemikaaleja kuitujen valmistamisek si .Known methods for making chitosan-containing viscose fibers as well as polyamine saccharide fibers often involve a number of complex methods and chemicals for making the fibers.
Tunnetuille kitosaania sisältäville viskoosikuiduille on tunnusomaista erikoisominaisuudet, kuten parempi värjäytyvyys, varsinkin happovärejä käyttäen.Known chitosan-containing viscose fibers are characterized by special properties such as better colorability, especially when using acid dyes.
20 Tunnetuille polyaminisakkaridikuiduille on tunnusomaista eri koiset mekaaniset ominaisuudet, parempi värjäytyvyys, bakterio-staattisuus sekä biologinen hajoavuus.Known polyamine saccharide fibers are characterized by different mechanical properties, improved colorability, bacteriostatic and biodegradability.
Tämän keksinnön tarkoituksena on valmistaa kitosaania sisältäviä viskoosikuituja käyttämällä lisäaineena mikrokiteiseen ki-25 tosaaniin perustuvaa johdannaista, varsinkin geelimäisen dis persion muodossa.The object of the present invention is to prepare chitosan-containing viscose fibers using a derivative based on microcrystalline chitosan as an additive, in particular in the form of a gel-like dispersion.
Tämän keksinnön mukaisesti on kehitetty menetelmä kitosaania sisältävien viskoosikuitujen valmistamiseksi, joka sisältää sellaisen kitosaanijohdannaisen käytön, joka perustuu merseroi-30 dun mikrokiteisen kitosaanin reaktioon rikkihiilen kanssa.According to the present invention, there is provided a process for preparing chitosan-containing viscose fibers which comprises the use of a chitosan derivative based on the reaction of mercerized microcrystalline chitosan with carbon disulphide.
li 5 78126li 5 78126
Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisesti johdannainen lisätään viskoosiliuokseen, jolloin sen väkevyys on vähintään 0.1 paino-% laskettuna c<.-selluloosan painosta, erityisesti 0.5-25 paino-% ja lisäys suoritetaan ensisijaisesti se-5 koittamalla tai ruiskuttamalla johdannainen viskoosiliuokseen ennen kehruuta.According to a preferred embodiment of the invention, the derivative is added to the viscose solution at a concentration of at least 0.1% by weight based on the weight of c <.- cellulose, in particular 0.5-25% by weight, and the addition is carried out primarily by mixing or injecting the derivative into the viscose solution before spinning.
Keksinnön mukaisen menetelmän erään edullisen suoritusmuodon mukaisesti mikrokiteisellä kitosaanilla, jota käytetään lähtöaineena kitosaanijohdannaisen valmistamiseksi erityisesti gee-10 limäisen dispersion muodossa vedessä, on erityisesti vedenpidä tyskyky (WRV) geelimäisessä muodossa alueella 500-2000% ja jau- hemuodossa 200-800%, keskimääräinen molekyylipaino alueella 4 6 10 -10 , deasetylointiaste vähintään 30%, ensisijaisesti 40-80% sekä ensisijaisesti hiukkaskoko alueella 0.1-100 μπι.According to a preferred embodiment of the process according to the invention, the microcrystalline chitosan used as starting material for preparing the chitosan derivative, in particular in the form of a gel-like dispersion in water, has a water retention (WRV) in gel form in the range of 500-2000% and in powder form in the range of 500-800% 4 6 10 -10, degree of deacetylation at least 30%, preferably 40-80% and primarily particle size in the range 0.1-100 μπι.
15 Keksinnön mukaisen menetelmän erään edullisen suoritusmuodon mukaisesti mikrokiteiseen kitosaaniin perustuva kitosaanijohdannainen valmistetaan merseroimalla mikrokiteistä kitosaania alkaalisessa liuoksessa, erityisesti natriumhydroksidin vesi-liuoksessa, minkä jälkeen ylimääräinen liuos mahdollisesti pu-20 ristetään pois, erityisesti suodattamalla tai sentrifugoimalla, ja merseroitu mikrokiteinen kitosaani, ensisijaisesti sisältäen 1-10 paino-% polymeeriä ja 5-20 paino-% natriumhydroksidia annetaan reagoida rikkihiilen kanssa, jolloin saadaan alkaliliu-koinen johdannainen.According to a preferred embodiment of the process according to the invention, a chitosan derivative based on microcrystalline chitosan is prepared by mercerizing microcrystalline chitosan in an alkaline solution, in particular aqueous sodium hydroxide solution, after which the excess solution is optionally filtered off, in particular by filtration or centrifugation, and mercerized microcrystalline chitosan. 10% by weight of polymer and 5-20% by weight of sodium hydroxide are reacted with carbon disulphide to give an alkali-soluble derivative.
25 Edelleen keksinnön mukaisen menetelmän erään edullisen suoritusmuodon mukaisesti reaktio rikkihiilen kanssa suoritetaan lämpötilassa vähintään 10°C, ensisijaisesti lämpötilassa 15-40°C.According to a further preferred embodiment of the process according to the invention, the reaction with the carbon disulphide is carried out at a temperature of at least 10 ° C, preferably at a temperature of 15-40 ° C.
Edelleen keksinnön mukaisen menetelmän erään edullisen suori-30 tusmuodon mukaisesti merserointi suoritetaan lämpötilassa 10-50°C, ensisijaisesti lämpötilassa 15-40°C.Furthermore, according to a preferred embodiment of the process according to the invention, the mercerization is carried out at a temperature of 10-50 ° C, preferably at a temperature of 15-40 ° C.
6 781266 78126
Keksinnön mukaisesti valmistetaan myös uusi kitosaanijohdannainen, joka saadaan merseroimalla mikrokiteistä kitosaania ja antamalla sen reagoida rikkihiilen kanssa, jolloin mainittu johdannainen sisältää pääasiassa karbamidiryhmiä seuraavan kaavan 5 mukaisesti:According to the invention, there is also provided a novel chitosan derivative obtained by mercerizing microcrystalline chitosan and reacting it with carbon disulphide, said derivative containing mainly urea groups according to the following formula 5:
Chit-NH-C-Chit-NH-C
IIII
0 jossa Chit-N esittää kitosaanin monemeeriyksikköä, jolloin N on kitosaanin aminoryhmän typpiatomi raaka-aineessa.0 where Chit-N represents the monomer unit of chitosan, where N is the nitrogen atom of the amino group of chitosan in the raw material.
Keksinnön havainnollistamiseksi liitteenä on kuvia, jotka esittävät mikrokiteistä raaka-ainetta ja siihen perustuvaa johdan-10 naista.To illustrate the invention, figures are shown showing the microcrystalline raw material and the derivative based thereon.
Kuvat la ja Ib ovat optisen mikroskoopin valokuvia mikrokitei-sestä kitosaaniraaka-aineesta (suurennus 400 kertainen).Figures 1a and Ib are optical microscopic photographs of a microcrystalline chitosan raw material (magnification 400 times).
Kuva le on scanning-elektronimikroskooppikuva mikrokiteisestä kitosaaniraaka-aineesta (suurennus 1000 kertainen), 15 Kuvat 2a ja 2b ovat optisen mikroskoopin kuvia, jolloin johdannainen on liuotettuna alkaalisessa liuoksessa (suurennus 400 kertainen).Figure 1a is a scanning electron micrograph of a microcrystalline chitosan raw material (magnification 1000 times), Figures 2a and 2b are images of an optical microscope with the derivative dissolved in an alkaline solution (magnification 400 times).
Kitosaanijohdannaisen valmistuksessa raaka-aineena käytetty mikrokiteinen kitosaani on luonnehdittavissa siten, että se 20 koostuu pienistä hiukkasista, joiden keskimääräinen koko on . . alueella 0.01-100 pm, erityisesti dispersion muodossa (kuva 1), jolloin sillä on erityisominaisuuksia, mm. geelimäinen muoto, suurempi reaktiivisuus, korkea vedenpidätyskyky, jne.The microcrystalline chitosan used as a raw material in the preparation of the chitosan derivative can be characterized as consisting of small particles of average size. . in the range 0.01-100 μm, especially in the form of a dispersion (Fig. 1), in which case it has special properties, e.g. gel-like shape, higher reactivity, high water retention, etc.
Modifioitujen viskoosikuitujen valmistuksen suurin etu liittyy 25 mikrokiteisen kitosaanin käyttöön, erityisesti geelimäisessä muodossa, mistä on osoituksena mm. suurempi reaktiivisuus, joka johtuu suoraan sen erityisrakenteesta.The main advantage of the production of modified viscose fibers is related to the use of 25 microcrystalline chitosan, especially in gel form, as evidenced by e.g. higher reactivity due directly to its special structure.
li 7 78126li 7 78126
Mikrokiteisen kitosaanin merserointiprosessi, joka suoritetaan keksinnön mukaisella menetelmällä/ aiheuttaa tuotteelle tyypillisen geelimuodon, joka on sopiva reaktioon rikkihiilen kanssa. Mikrokiteisen kitosaanin merserointi suoritetaan, jotta sen ra-5 kenteessa tapahtuisi sopivia makromolekulaarisia muutoksia, jotka pääasisassa liittyvät turpoamiseen ja geelin muodostukseen.The mercerization process of microcrystalline chitosan carried out by the process according to the invention / gives the product a typical gel form suitable for reaction with carbon disulphide. Mercerization of the microcrystalline chitosan is performed in order to effect appropriate macromolecular changes in its structure, which are mainly related to swelling and gel formation.
Mikrokiteisen kitosaanin merserointi suoritetaan myös keksinnön mukaisesti standardilämpötilassa, jota käytetään viskoosipro-10 sessissa. Vastakohtana tunnettuihin menetelmiin ei tarvita jäähdytystä merseroidun mikrokiteisen kitosaanin valmistamiseksi .The mercerization of microcrystalline chitosan is also carried out according to the invention at the standard temperature used in the viscose process. In contrast to known methods, cooling is not required to produce mercerized microcrystalline chitosan.
Samanaikaisesti merserointi voidaan suorittaa hyvin lyhyessä ajassa, joka on muutamien minuuttien luokkaa, kun taas tunnetut 15 menetelmät standardikitosaanin merseroinnin suorittamiseksi tarvitsevat 10-24 tuntia lämpötilassa -30 - 0°C.At the same time, the mercerization can be carried out in a very short time, in the order of a few minutes, while the known methods for carrying out the mercerization of standard chitosan require 10-24 hours at -30 to 0 ° C.
Keksinnön mukaisesti merseroidun mikrokiteisen kitosaanin reaktio rikkihiilen kanssa suoritetaan standardiviskoosiprosessio-losuhteissa poiketen tunnetuista menetelmistä, jotka vaativat 20 alhaisen lämpötilan ja pitemmän ajan alkaalisen, liukoisen johdannaisen valmistamiseksi.The reaction of mercerized microcrystalline chitosan with carbon disulfide according to the invention is carried out under standard viscose processing conditions in contrast to known methods which require a low temperature and a longer time to prepare an alkaline, soluble derivative.
Keksinnön mukaisesti muodostettu mikrokiteisen kitosaanin ja rikkihiilen johdannainen ei sisällä ksantaattiryhmiä tai sisältää vain hyvin alhaisen määrän niitä. Rakenteen infrapunaspek-25 tritutkimuksen perusteella nähdään spektrissä karbonyyliryhmä liittyneenä amidiyksiköihin aaltolukualueella 1765-1745 cm-1. Samanaikaisesti raaka-aineen infrapunaspektrissä ei ole havaittavissa yhtään absorbtiopiikkiä tällä aaltolukualueella.The microcrystalline chitosan and sulfur carbon derivative formed according to the invention do not contain xanthate groups or contain only a very low amount thereof. Based on the infrared spectral study of the structure, a carbonyl group attached to the amide units in the wavelength range 1765-1745 cm-1 is seen in the spectrum. At the same time, no absorption peak is observed in the infrared spectrum of the raw material in this wavenumber range.
Samanaikaisesti infrapunaspektromeristen tutkimusten mukaisesti 30 tyypillinen absorbtiopiikki, joka johtuu NH_-ryhmän vibraatios- z -1 ta raakaainemateriaalissa, on alueella 1560-1555 cm ja sitä ei näy kitosaanijohdannaisen spektrissä. Tämän johdosta voidaan 78126 8 todeta kitosaanin aminoryhmien muodostavan vastaavia amidiryh-miä kitosaanijohdannaista valmistettaessa.Simultaneously, according to infrared spectrometric studies, the typical absorption peak due to the vibration of the NH group in the raw material is in the range of 1560-1555 cm and is not visible in the spectrum of the chitosan derivative. As a result, it can be stated that the amino groups of chitosan form the corresponding amide groups during the preparation of the chitosan derivative.
Johdannaisen infrapunaspektrissä nähdään myös uudet absorbtio-piikit aaltolukualueella 865 cm * ja 795 cm Tällöin ensim-5 mäisen absorbtiopiikin voidaan olettaa liittyvän C-S-ryhmien värähtelyyn, kun taas toinen absorbtiopiikki voi liittyä N-C=0-yksiköiden värähtelyyn.The infrared spectrum of the derivative also shows new absorption peaks in the wavelength range of 865 cm * and 795 cm. In this case, the first absorption peak can be assumed to be related to the oscillation of C-S groups, while the second absorption peak may be related to the oscillation of N-C = 0 units.
Suoritettujen tutkimusten perusteella voidaan päätellä, että merseroidun mikrokiteisen kitosaanin reaktio rikkihiilen kanssa 10 keksinnön mukaisissa olosuhteissa on johtanut pääasiassa karba-midiryhmien syntymiseen lopullisessa tuotteessa.From the studies carried out, it can be concluded that the reaction of mercerized microcrystalline chitosan with carbon disulphide under the conditions of the invention has mainly led to the formation of urea groups in the final product.
Keksinnön mukaisesti saatu johdannainen, joka perustuu mikroki-teiseen kitosaaniin, liuotetaan alkaaliseen vesiliuokseen, erityisesti natriumhydroksidiliuokseen (kuva 2). Saatu kitosaani-15 johdannaisen liuos sekoittuu samalla äärettömästi viskoosi-liuokseen eikä vaikuta sen stabiilisuuteen.The derivative obtained according to the invention, based on microcrystalline chitosan, is dissolved in an alkaline aqueous solution, in particular sodium hydroxide solution (Figure 2). At the same time, the obtained solution of the chitosan-15 derivative mixes infinitely with the viscose solution and does not affect its stability.
Viskoosikuitujen modifiointi keksinnön mukaisesti mahdollistaa kitosaania sisältävien kuitujen valmistamisen yleisesti käytetyllä viskoositekniikalla myös teollisuusmittakaavassa.The modification of viscose fibers according to the invention makes it possible to produce chitosan-containing fibers by the commonly used viscose technique also on an industrial scale.
20 Saostavaan kehruukylpyyn kehrättäessä kitosaanijohdannainen regeneroituu muodostaen kitosaania, joka on edelleen viskoosikuitujen rakenteessa.Upon spinning in a precipitating spinning bath, the chitosan derivative regenerates to form chitosan, which is still in the structure of the viscose fibers.
Keksinnön mukaisella menetelmällä valmistetuilla modifioiduilla viskoosikuiduilla on useita etuja verrattuna standardikuitui-25 hin. Ne ovat sopivampia värjäykseen, erityisesti happovärejä käyttäen. Tällöin voidaan suorittaa tämän edun mukaisesti yhteinen värjäysprosessi modifioitujen viskoosikuitujen sekä villan tai polyamidikuitujen kanssa.The modified viscose fibers produced by the process of the invention have several advantages over standard fibers. They are more suitable for dyeing, especially when using acid dyes. In this case, in accordance with this advantage, a common dyeing process can be carried out with the modified viscose fibers and the wool or polyamide fibers.
n 78126n 78126
Samanaikaisesti modifioiduilla viskoosikuiduilla on korkeampi värin absorbtiokyky, erityisesti käytettäessä happo-, dispersio- ja suoria värejä.At the same time, modified viscose fibers have a higher dye absorption capacity, especially when using acid, dispersion and direct dyes.
Modifioiduilla viskoosikuiduilla on myös sopivasti korkeampi 5 veden absorbtiokyky kuin standardiviskoosikuiduilla. Modifioiduilla, kitosaania sisältävillä viskoosikuiduilla on huomattavasti korkeampi turpoamiskerroin kuin standardikuiduilla. Tur-poamiskertoimen arvo on modifioiduilla viskoosikuiduilla suurempi kuin 100% riippuen käytetyn kitosaanin määrästä. Standar-10 diviskoosikuitujen turpoamiskerroin on luokkaa 60-80%, kun taas tyypillisesti superabsorbentteinä käytettyjen viskoosikuitujen arvo on alueella 130-150% vastaavasti.Modified viscose fibers also suitably have a higher water absorption capacity than standard viscose fibers. Modified, chitosan-containing viscose fibers have a significantly higher coefficient of swelling than standard fibers. The value of the swelling factor for modified viscose fibers is greater than 100% depending on the amount of chitosan used. The swelling factor of Standar-10 diviscose fibers is in the order of 60-80%, while the value of viscose fibers typically used as superabsorbents is in the range of 130-150%, respectively.
Keksinnön mukaisesti valmistettuja modifioituja viskoosikuituja voidaan käyttää superabsorbenttikuituina.The modified viscose fibers prepared according to the invention can be used as superabsorbent fibers.
15 Keksinnön mukainen kitosaanijohdannaisen lisäys viskoosiliuok-seen modifioitujen viskoosikuitujen muodostamiseksi antaa mahdollisuuden vaikuttaa niiden rakenteeseen riippuen kitosaanipi-toisuudesta sekä käytetyistä kehruuparametreistä.The addition of a chitosan derivative according to the invention to a viscose solution to form modified viscose fibers makes it possible to influence their structure depending on the chitosan content and the spinning parameters used.
Keksinnön mukaisesti valmistetuilla modifioiduilla viskoosikui-20 duilla, jotka sisältävät kitosaania, on lisäominaisuutena bakteereja kestävä vaikutus.The modified viscose fibers containing chitosan prepared according to the invention have the additional property of having a bacteria-resistant effect.
Keksinnön tärkeänä etuna voidaan mainita suhteellisen pienien kitoosanimäärien suuri tehokkuus, jolloin kitosaani saatetaan viskoosikuitujen rakenteeseen viskoosiliuoksen sopivalla modi-25 fioinnilla kitosaanijohdannaisen avulla, jolloin saavutetaan huomattavia vaikutuksia valmistettavien kuitujen ominaisuuksiin, kuten esimerkiksi värjäytyvyys, turpoamiskyky, supermole-kyylirakenne jne.An important advantage of the invention is the high efficiency of relatively small amounts of chitosan, whereby chitosan is introduced into the structure of viscose fibers by suitable modification of the viscose solution with a chitosan derivative, thereby achieving considerable effects on the properties of the fibers to be produced, such as colorability, swelling, supermolecularity.
Myöhemmän tutkimuksen kohteena voisi olla edelleen kehittää 30 erikoisominaisuuksin varustettuja kitosaaniviskoosikuituja, 10 78126 joita voitaisiin käyttää tekstiiliteollisuudessa kankaiden, neulosten ja kuitukankaiden valmistuksessa.Further research could focus on the further development of 30 specialty chitosan viscose fibers, 10,78,126 that could be used in the textile industry in the manufacture of fabrics, knitwear and nonwovens.
Kitosaanijohdannaisten sekä kitosaaniviskoosikuitujen ominaisuuksien määrittämisessä on käytetty seuraavia menetelmiä: 5 - keskimääräinen kitosaanin molekyylipaino : määritettiin menetelmän mukaan, joka on kuvattu teoksessa "Chitin", Pergamon Press, New York, 1977 - kitosaanin deasetylointiaste : määritettiin infrapunaspektrometrisellä menetelmällä, 1° joka on kuvattu julkaisussa "International Journal ofThe following methods have been used to determine the properties of chitosan derivatives and chitosan viscose fibers: 5 - average molecular weight of chitosan: determined according to the method described in "Chitin", Pergamon Press, New York, 1977 - degree of deacetylation of chitosan: determined by infrared spectrometry, 1 ° International Journal of
Biological Macromolecules", Voi. 2, s. 115, 1980 - kitosaanin (kalvon muodossa) ja viskoosikuitujen kiteisyysin-deksi: määritettiin infrapunaspektrometrisellä menetelmällä, 15 joka on kuvattu julkaisussa "Textile ResearchBiological Macromolecules ", Vol. 2, p. 115, 1980 - crystallinity index of chitosan (in film form) and viscose fibers: determined by infrared spectrometry as described in" Textile Research
Journal", Voi. 29, s. 786, 1959 - vetysidosenergia E„ : Π määritettiin infrapunaspektrometrisen menetelmän mukaan, joka on kuvattu julkaisussa "Cellulose 20 Chemistry and Technology", Voi. 7, s. 173, 1973 - typpipitoisuus : määritettiin Kjehdhal-standardimenetelmän mukaisesti - viskoosikuitujen mekaaniset ominaisuudet paksuus, murtokuormitus ja murtovenymä : 25 määritettiin suomalaisten standardien numero SFS 3984 ja SFS 4639 mukaisesti - rikkihiilipitoisuus : määritettiin standardirikkimenetelmän mukaisesti, joka on yleisesti käytetty viskoosikuituteollisuudessa 7812 6 - natriumhydroksidipitoisuus : määritettiin titraamalla standardimenetelmällä, joka on yleisesti käytetty viskoosikuituteollisuudessa - viskoosikuitujen turpoamiskerroin : 5 määritettiin seuraavasti: 200 mg näytettä pantiin 200 ml:aan tislattua vettä 20 tunnin ajaksi lämpötilassa 20°C, minkä jälkeen neste suodatettiin pois ja näytettä sentrifugoitiin 80 sekunnin ajan kierrosnopeu-della 3000 r/min (mo). Seuraavaksi kuidut kuivattiin 10 lämpötilassa 105°C vakiopainoon (m^). Turpoamisker roin laskettiin seuraavassa esitetyn yhtälön mukaisesti : turpoamiskerroin = mQ ~ ml (xl00%) ml - viskoosikuitujen järjestäytyneisyysaste 10 : määritettiin menetelmän mukaan, joka on esitetty jul-15 kaisussa "Paperi ja Puu", Voi. 47(5), ss. 311-322, 1965, käyttäen röntgensädedifraktometristä mittausta.Journal ", Vol. 29, p. 786, 1959 - hydrogen bonding energy E": Π was determined according to the infrared spectrometric method described in "Cellulose 20 Chemistry and Technology", Vol. 7, p. 173, 1973 - nitrogen content: determined by Kjehdhal- according to standard method - mechanical properties of viscose fibers thickness, breaking load and elongation at break: 25 determined according to Finnish standards number SFS 3984 and SFS 4639 - carbon disulphide content: determined according to standard sulfur method commonly used in viscose fiber industry 7812 6 - sodium hydroxide the swelling factor of the viscose fibers: 5 was determined as follows: 200 mg of the sample was placed in 200 ml of distilled water for 20 hours at 20 ° C, after which the liquid was filtered off and the sample was centrifuged for 80 seconds at 3000 rpm (mo). t was dried at 105 ° C to constant weight (m 2). The swelling factor was calculated according to the following equation: swelling factor = mQ ~ ml (x100%) ml - viscosity fiber degree of organization 10: determined according to the method described in "Paper and Wood", Vol. 47 (5), ss. 311-322, 1965, using X-ray diffractometric measurement.
- kitosaaniviskoosikuitujen sekä sopivien vertailukuituina käytettyjen viskoosikuitujen värjäytyvyys : tutkittiin mittaamalla värjäyskylvystä absorboituneen 20 väriaineen määrä UV-spektrofotometrisellä menetelmäl lä verrattuna alkuperäiseen määrään. Tutkimuksessa käytettiin erityyppisiä väriaineita eri olosuhteissa seuraavasti:- colorability of chitosan viscose fibers and suitable viscose fibers used as reference fibers: examined by measuring the amount of 20 dyes absorbed from the dye bath by UV spectrophotometry compared to the original amount. The study used different types of dyes under different conditions as follows:
Suora väri? Solophenylblau AGFFStraight color? Solophenylblau AGFF
25 Solophenylblau AGFF 0.4 paino-% natriumsulfaatti 3.4 paino-% liemisuhde 1:1825 Solophenylblau AGFF 0.4% by weight sodium sulphate 3.4% by weight broth ratio 1:18
lämpötila 95°Ctemperature 95 ° C
värjäysaika 30 min.staining time 30 min.
12 7812612 78126
Happoväri; Lanasyn olivegrun S-4 GLAcid Color; Lanasyn olivegrun S-4 GL
Lanasyn olivegrun S-4 GL 2.0 paino-% ammoniumsulfaatti 3.0 paino-% etikkahappo 1.0 paino-% 5 liemisuhde 1:200Lanasyn olivegrun S-4 GL 2.0% by weight ammonium sulfate 3.0% by weight acetic acid 1.0% by weight 5 broth ratio 1: 200
lämpötila 90°Ctemperature 90 ° C
värjäysaika 30 min.staining time 30 min.
Dispersioväri: Resolinblau GRLDispersion color: Resolinblau GRL
Resolinblau GRL 2.0 paino-% 10 Polegal SP 2.0 g/1 etikkahappo 0.5 paino-% liemisuhde 1:200Resolinblau GRL 2.0% by weight 10 Polegal SP 2.0 g / l acetic acid 0.5% by weight broth ratio 1: 200
lämpötila 100°Ctemperature 100 ° C
värjäysaika 30 min.staining time 30 min.
15 - Reaktioväri: Drimarenbrill. blau K-BL15 - Reaction color: Drimarenbrill. blue K-BL
Drimarenbrill.blau K-BL 0.4 paino-% natriumsulfaatti 30 g/1 natriumkarbonaatti 5 g/1 liemisuhde 1:30Drimarenbrill.blau K-BL 0.4% by weight sodium sulphate 30 g / l sodium carbonate 5 g / l broth ratio 1:30
20 lämpötila 50°C20 temperature 50 ° C
värjäysaika 30 min.staining time 30 min.
Emäsväri: Maxilonblau GRLBase color: Maxilonblau GRL
Maxilonblau GRL 2.0 paino-% natriumasetaatti 2.0 paino-% 25 natriumsulfaatti 10.0 paino-% etikkahappo 0.5 paino-% liemisuhde 1:200Maxilonblau GRL 2.0% by weight sodium acetate 2.0% by weight 25 sodium sulfate 10.0% by weight acetic acid 0.5% by weight broth ratio 1: 200
lämpötila 95°Ctemperature 95 ° C
värjäysaika 30 min.staining time 30 min.
30 - kitosaaniviskoosikuitujen sekä vertailuna käytettyjen viskoosikuitujen sähkönjohtavuus ja vastus mitattiin suomalaisen standardin SFS 5155 mukaisesti.The electrical conductivity and resistance of chitosan viscose fibers and viscose fibers used as a reference were measured in accordance with the Finnish standard SFS 5155.
13 781 2613,781 26
Kitosaania sisältävien viskoosikuitujen muodostamisessa käytettiin standardimenetelmää, joka on tunnettu tavanomaisten vis-koosikuitujen valmistusmenetelmä.The chitosan-containing viscose fibers were formed using a standard method known for the production of conventional viscose fibers.
Keksintöä selostetaan edelleen seuraavien esimerkkien muodossa, 5 jotka eivät ole tarkoitettu rajoittamaan vaatimusten suojapii-riä.The invention is further illustrated by the following examples, which are not intended to limit the scope of the claims.
ESIMERKKI 1EXAMPLE 1
Lisättiin 13 paino-% 25 paino-%:sta natriumhydroksidiliuosta 37.9 paino-osaan mikrokiteistä kitosaanidispersiota, joka si-10 sälsi 5.27 paino-% polymeeriä, jonka vedenpidätyskyky geeli-muodossa (WRVg) oli 698%, keskimääräinen molekyylipaino 4.02 x 105, deasetylointiaste 62%, kiteisyysindeksi IKj 0.840 sekä vetysidosenergia 19.3-23.5 kJ/mol. Mikrokiteisen kitosaanin merserointiprosessi suoritettiin sekoittamalla liuosta 10 mi-15 nuuttia lämpötilassa 20°C. Tämän jälkeen merseroitu mikrokitei-nen kitosaaniliuos kaadettiin suodatinpussiin, joka oli valmistettu polyesterikankaasta, jonka neliömetrimassa oli 130 g/m2 ja ylimäärä natriumhydroksidia poistettiin sentrifugoimalla.13% by weight of a 25% by weight sodium hydroxide solution was added to 37.9 parts by weight of a microcrystalline chitosan dispersion containing 5.27% by weight of a polymer having a water retention in gel form (WRVg) of 698%, an average molecular weight of 4.02 x 105, a degree of deacetylation of 62 %, crystallinity index IKj 0.840 and hydrogen bonding energy 19.3-23.5 kJ / mol. The mercerization of microcrystalline chitosan was performed by stirring the solution for 10 ml to 15 minutes at 20 ° C. The mercerized microcrystalline chitosan solution was then poured into a filter bag made of a polyester fabric having a basis weight of 130 g / m 2 and excess sodium hydroxide was removed by centrifugation.
Kaadettiin 74 paino-osaa merseroitua mikrokiteistä kitosaani-20 geeliä, joka sisälsi 2.06 paino-% polymeeriä ksantogenointias-tiaan ja ksantogenointi suoritettiin alipaineessa lämpötilassa 30°C 1 tunnin aikana käyttäen 0.58 paino-osaa rikkihiiltä.74 parts by weight of a mercerized microcrystalline chitosan-20 gel containing 2.06% by weight of polymer were poured into a xanthogenation vessel and the xanthogenation was performed under reduced pressure at 30 ° C for 1 hour using 0.58 parts by weight of carbon disulphide.
Saatu tuote oli vaaleankeltainen, hyvin kirkas viskoosiliuos, joka sisälsi 2.04 paino-% kitosaania ja 8.19 paino-% natrium- 25 hydroksidia. Infrapunaspektrometristen tutkimusten mukaan ha vaittiin absorbtiopiikki aaltolukualueella, joka on tyypillinen amidiyksikköön liittyneen karbonyyliryhmän värähtelylle alueella 1765 cm Raaka-aineena käytetyllä mikrokiteisellä kitosaa-nilla ei ollut yhtään absorbtiopiikkiä tutkitulla aaltoluku-30 alueella.The product obtained was a pale yellow, very clear viscose solution containing 2.04% by weight of chitosan and 8.19% by weight of sodium hydroxide. According to infrared spectrometric studies, an absorption peak was observed in the wavelength range typical of the vibration of the carbonyl group associated with the amide unit in the range of 1765 cm. The microcrystalline chitosan used as raw material had no absorption peak in the wavelength range studied.
14 781 2614,781 26
Samanaikaisesti infrapunaspektrometristen tutkimusten perusteella havaittiin, että tuotteella ei ollut absorbtiopiikkiä, joka on tyypillinen NH_(amino)ryhmän värähtelylle alueella -1 ^ 1560-1555 cm , mikä absorbtio puolestaan havaittiin käytetyn 5 raaka-aineen infrapunaspektrissä. Infrapunaspektritutkimusten mukaan havaittiin myös uudet absorbtiopiikit aaltolukualueella 865 cm sekä 795 cm . Ensin mainittu absorbtio voi ilmeisesti liittyä C-S-ryhmien värähtelyyn, kun taas toinen absorbtiopiik-ki liittyy N-C=0- ryhmien värähtelyyn.Simultaneously, based on infrared spectrometric studies, it was found that the product did not have an absorption peak typical of NH_ (amino) group oscillation in the range -1 ^ 1560-1555 cm, which in turn was observed in the infrared spectrum of the 5 raw materials used. According to infrared spectral studies, new absorption peaks were also observed in the wavelength range of 865 cm and 795 cm. The former absorption may apparently be related to the vibration of the C-S groups, while the second absorption peak is related to the vibration of the N-C = O groups.
10 Saatu tuote liukeni natriumhydroksidin vesiliuokseen eikä sillä ollut vaikutusta viskoosiliuoksen pysyvyyteen sekoituksen aikana.The obtained product was dissolved in aqueous sodium hydroxide solution and had no effect on the stability of the viscous solution during mixing.
ESIMERKKI 2EXAMPLE 2
Lisättiin 15 paino-% 25 paino-%:sta natriumhydroksidiliuosta IS 23.9 paino-osaan mikrokiteisen kitosaanin dispersiota, joka puolestaan sisälsi 8.37 paino-% polymeeriä, jonka vedenpidätyskyky geelimuodossa (WRV ) oli 1076%, keskimääräinen molekyyli- 5 paino 2.12 x 10 , deasetylointiaste 64%, kiteisyysindeksi IKj 0.912 sekä vetysidosenergia E„ 16.47 - 25.41 kJ/mol. Mikroki- n 20 teisen kitosaanin merserointi suoritettiin 10 minuutin aikana sekoittaen lämpötilassa 20°C. Tämän jälkeen merseroitu mikroki-teinen kitosaani siirrettiin suodatinpussiin esimerkin 1 mukaisesti ja ylimäärä natriumhydroksidia poistettiin sentrifugoi-malla.15% by weight of 25% by weight sodium hydroxide solution IS was added to 23.9 parts by weight of a dispersion of microcrystalline chitosan, which in turn contained 8.37% by weight of a polymer with a water retention (GRV) of 1076%, an average molecular weight of 2.12 x 10, a degree of deacetylation. 64%, crystallinity index IKj 0.912 and hydrogen bond energy E „16.47 - 25.41 kJ / mol. Mercerization of 20 microcytes of chitosan was performed for 10 minutes with stirring at 20 ° C. The mercerized microcrystalline chitosan was then transferred to a filter bag according to Example 1, and excess sodium hydroxide was removed by centrifugation.
2S Lisättiin 37.0 paino-osaa merseroitua mikrokiteistä kitosaania geelimuodossa, joka sisälsi 5.70 paino-% polymeeriä ksantoge-nointiastiaan ja ksantogenointiprosessi suoritettiin alipaineessa lämpötilassa 30°C 1 tunnin aikana käyttäen 0.73 paino-osaa rikkihiiltä.2S 37.0 parts by weight of mercerized microcrystalline chitosan in the form of a gel containing 5.70% by weight of polymer in a xanthogenation vessel was added, and the xanthogenation process was carried out under reduced pressure at 30 ° C for 1 hour using 0.73 parts by weight of carbon disulphide.
20 Saatu tuote oli keltainen, sopivan kirkas viskoosiliuos, joka sisälsi 5.59 paino-% kitosaania ja 11.36 paino-% natriumhydroksidia. Infrapunaspektrometristen tutkimusten mukaan havaittiin 15 78126 absorbtiopiikki aaltolukualueella 1760 cm joka on tyypillinen amidiryhmään liittyneen karbonyyliryhmän värähtelylle. Muut absorbtiopiikit olivat samanlaisia kuin spektrissä, joka saatiin tutkittaessa esimerkin 1 mukaan valmistettua tuotetta.The product obtained was a yellow, suitably clear viscose solution containing 5.59% by weight of chitosan and 11.36% by weight of sodium hydroxide. According to infrared spectrometric studies, an absorption peak of 15,78,126 was observed in the wavenumber range of 1760 cm, which is typical for the vibration of the carbonyl group associated with the amide group. The other absorption peaks were similar to those obtained in the study of the product prepared according to Example 1.
5 Saatu tuote liukeni natriumhydroksidiliuokseen eikä vaikuttanut viskoosiliuoksen pysyvyyteen sekoituksen aikana.5 The product obtained was dissolved in sodium hydroxide solution and did not affect the stability of the viscose solution during mixing.
ESIMERKKI 3EXAMPLE 3
Lisättiin 13.4 paino-% 20%:ta natriumhydroksidiliuosta 386.7 paino-osaan mikrokiteistä kitosaanidispersiota, joka sisälsi 10 1.65 paino-% polymeeriä, jonka vedenpidätyskyky geelimuodossa WRVg oli 665% ja jonka supermolekulaariset ominaisuudet olivat kuten esimerkissä 1. Mikrokiteisen kitosaanin merserointipro-sessi suoritettiin käyttäen sekoitusta 10 minuutin aikana lämpötilassa 20°C. Tämän jälken merseroitu mikrokiteinen kitosaani 15 kaadettiin suodatinpussiin, kuten esimerkissä 1 sekä poistettiin ylimäärä natriumhydroksidia sentrifugoimalla.13.4% by weight of a 20% sodium hydroxide solution was added to 386.7 parts by weight of a microcrystalline chitosan dispersion containing 1.65% by weight of a polymer having a water retention capacity in the gel form of WRVg of 665% and having supermolecular properties as in Example 1. For 10 minutes at 20 ° C. The mercerized microcrystalline chitosan 15 was then poured into a filter bag as in Example 1 and excess sodium hydroxide was removed by centrifugation.
Kaadettiin 383 paino-osaa merseroitua mikrokiteistä kitosaania geelimuodossa, joka sisälsi 1,6 paino-% polymeeriä ksantoge-nointiastiaan sekä suoritettiin ksantogenointiprosessi alipai-20 neessa lämpötilassa 33°C 1 tunnin aikana käyttäen 4 paino-osaa rikkihiiltä.383 parts by weight of mercerized microcrystalline chitosan in the form of a gel containing 1.6% by weight of polymer in a xanthogenation vessel were poured and the xanthogenation process was carried out under reduced pressure at 33 ° C for 1 hour using 4 parts by weight of carbon disulphide.
Saatiin 386 paino-osaa tuotetta, joka oli vaaleankeltaista, hyvin kirkasta viskoottista liuosta ja joka sisälsi 1.58 paino-% kitosaania. Tuotteen rakenne oli samanlainen kuin esimerkissä 25 1.386 parts by weight of a pale yellow, very clear viscous solution containing 1.58% by weight of chitosan were obtained. The structure of the product was similar to Example 25 1.
Kaadettiin 220 paino-osaa saatua tuotetta 860 paino-osaan vis-koosiliusta, joka sisälsi 10.45 paino-% σ(.-selluloosaa, jonka ’^-numero oli 30.8 käyttäen sekoitusta lämpötilassa 20°C 10 minuutin ajan. Tämän jälkeen astiaan järjestettiin alipaine ilma-30 kuplien poistamiseksi. Sovellettiin standardiviskoosin kehruu- prosessia modifioidun kitosaaniviskoosikuidun valmistamiseksi.220 parts by weight of the product obtained were poured into 860 parts by weight of a viscose sieve containing 10.45% by weight of σ (.- cellulose having a '? -30 to remove bubbles A standard viscose spinning process was applied to produce modified chitosan viscose fiber.
16 7812616 78126
Samanaikaisesti valmistettiin vertailuaineeksi standardimenetelmällä normaalia viskoosikuitua.At the same time, normal viscose fiber was prepared as a reference material by a standard method.
Viskoosikuitujen kehruu suoritettiin nopeudella 23 m/min ensimmäiseen kylpyyn, joka sisälsi rikkihapon ja sinkkisulfaatin 5 liuosta lämpötilassa 45-50°C, tämän jälkeen toiseen kylpyyn, joka sisälsi rikkihappoliuosta lämpötilassa 95°C ja tämän jälkeen kolmanteen kylpyyn, joka sisälsi rikkihappoliuosta lämpötilassa 60°C. Saadut kuidut pestiin 3 kertaa vedesssä lämpötilassa 80°C ja kuivattiin standardiolosuhteissa.Spinning of the viscose fibers was performed at a speed of 23 m / min in a first bath containing a solution of sulfuric acid and zinc sulphate at 45-50 ° C, then a second bath containing a sulfuric acid solution at 95 ° C and then a third bath containing a sulfuric acid solution at 60 ° C. . The resulting fibers were washed 3 times in water at 80 ° C and dried under standard conditions.
10 Saadut modifioidut viskoosikuidut sisälsivät 1.0 paino-% kito-saania ja niiden paksuus oli 1.42 dtex, murtokuormitus 2.34 cN/dtex ja murtovenymä 16.3*. Näiden kuitujen turpoamiskerroin oli 116%, kiteisyysindeksi IK_ 0.255 sekä vetysidosenergia E„The obtained modified viscose fibers contained 1.0% by weight of chitosan and had a thickness of 1.42 dtex, a breaking load of 2.34 cN / dtex and an elongation at break of 16.3 *. The swelling coefficient of these fibers was 116%, the crystallinity index IK_ 0.255 and the hydrogen bond energy E „
Z 1UZ 1U
15.03 kJ/mol. Näiden kuitujen sähköinen vastus oli 4.5 x 10 ; 15 ohm ja sähkönjohtokyky 2.25 x 10 A.15.03 kJ / mol. The electrical resistance of these fibers was 4.5 x 10; 15 ohms and electrical conductivity 2.25 x 10 A.
Samalla menetelmällä valmistettujen tavanomaisten viskoosikuitujen, jotka eivät sisältäneet kitosaania, paksuus oli 1.68 dtex, murtokuormitus 2.68 cN/dtex ja murtovenymä 21.2%. Näiden kuitujen turpoamiskerroin oli 86.7%, kiteisyysindeksi IK^ 0.243 20 ja vetysidosenergia E„ 14.31 kJ/mol. Standardiviskoosikuitujen H 10 -9Conventional viscose fibers prepared by the same method that did not contain chitosan had a thickness of 1.68 dtex, a breaking load of 2.68 cN / dtex, and an elongation at break of 21.2%. The swelling coefficient of these fibers was 86.7%, the crystallinity index IK ^ 0.243 20 and the hydrogen bond energy E „14.31 kJ / mol. Standard viscose fibers H 10 -9
sähkövastus oli 4.8 x 10 Ohm ja sähkönjohtokyky 2.45 x 10 Athe electrical resistance was 4.8 x 10 Ohm and the electrical conductivity 2.45 x 10 A
vastaavasti.respectively.
Kitosaania sisältävillä viskoosikuiduilla olivat paremmat vär-jäytyvyysominaisuudet happoväreillä, dispersioväreillä sekä .25 suorilla väreillä kuin standardikuiduilla.Chitosan-containing viscose fibers had better coloring properties with acid dyes, dispersion dyes, and .25 direct dyes than standard fibers.
Modifioitujen viskoosikuitujen värin absorbtiokyky värjäys- liuoksesta oli seuraava: suora väri Solophenylblau AGFF: 87.5% happoväri Lanasyn olivegriin S-4 GL: 80.0% 30 dispersioväri Resolinblau GRL: 83.7% reaktioväri Drimarenbrill. blau K-BL: 55.6% ja emäsväri Maxilonblau GRL: 78.7% 17 781 26The color absorbency of the modified viscose fibers from the dye solution was as follows: direct color Solophenylblau AGFF: 87.5% acid dye for Lanasy olivegrin S-4 GL: 80.0% dispersion dye Resolinblau GRL: 83.7% reaction dye Drimarenbrill. blue K-BL: 55.6% and base color Maxilonblau GRL: 78.7% 17 781 26
Samanaikaisesti vertailukuituina käytettyjen standardiviskoosi-kuitujen värin absorbtiokyky oli vastaavasti: suora väri Solophenylblau AGFF: 82.5% happoväri Lanasyn olivegriin S-4 GL: 67.5% 5 dispersioväri Resolinblau GRL: 82.5% reaktioväri Drimarenbrill.blau K-BL 55.6% ja emäsväri Maxilonblau GRL: 80.5%The color absorbency of the standard viscose fibers used as reference fibers at the same time was, respectively: direct color Solophenylblau AGFF: 82.5% acid color for Lanasy olivegrin S-4 GL: 67.5% 5 dispersion color Resolinblau GRL: 82.5% reaction color Drimarenbrill.blau emvla Gla %
Vertailuvärjäyksessä käytettyjen villa- ja nailon- 6.6 näytteiden värin absorbtiokyky oli seuraava: 10 suora väri Solophenylblau AGFF: 80.0% ja 80.0% happoväri Lanasyn olivegriin S-4 GL: 88.7% ja 91.5% dispersioväri Resolinblau GRL: 96.2% ja 93.2% reaktioväri Drimarenbrill. blau K-BL; 55.6% ja 51.2% ja emäsväri Maxilonblau GRL: 82.0% ja 70.0% 15 Värien absorbtioprosenttia verrataan käytetyn värin määrään.The color absorbance of the wool and nylon 6.6 samples used in the reference dye was as follows: 10 direct color Solophenylblau AGFF: 80.0% and 80.0% acid color for Lanasy olivegri S-4 GL: 88.7% and 91.5% dispersion color Resolinblau GRL: 96.2% and 93.2% reaction color Drimar blue K-BL; 55.6% and 51.2% and base color Maxilonblau GRL: 82.0% and 70.0% 15 The percentage of color absorption is compared with the amount of color used.
ESIMERKKI 4EXAMPLE 4
Lisättiin 13 paino-% 20%:sta natriumhydroksidiliuosta 251 paino-osaan mikrokiteisen kitosaanin dispersiota, joka sisälsi 1.92 paino-% polymeeriä, jonka ominaisuudet on kuvattu esimer-20 kissä 3. Mikrokiteisen kitosaanin merserointiprosessi suoritettiin käyttäen sekoitusta lämpötilassa 20°C 12 minuutin aikana. Tämän jälkeen merseroitu mikrokiteinen kitosaani kaadettiin geelimuodossa suodatuspussiin kuten esimerkissä 1 ja ylimäärä natriumhydroksidia poistettiin sentrifugoimalla.13% by weight of a 20% sodium hydroxide solution was added to 251 parts by weight of a microcrystalline chitosan dispersion containing 1.92% by weight of a polymer having the properties described in Example 3. The microcrystalline chitosan mercerization process was carried out with stirring at 20 ° C for 12 minutes. The mercerized microcrystalline chitosan was then poured in gel form into a filter bag as in Example 1 and excess sodium hydroxide was removed by centrifugation.
25 Kaadettiin 111 paino-osaa merseroitua mikrokiteistä kitosaania geelimuodossa, joka sisälsi 4.05 paino-% polymeeriä ksantoge-nointiastiaan ja ksantogenointiprosessi suoritettiin alipaineessa lämpötilassa 30eC 1 tunnin aikana käyttäen 1.64 paino-osaa rikkihiiltä.111 parts by weight of mercerized microcrystalline chitosan in the form of a gel containing 4.05% by weight of polymer in a xanthogenation vessel were poured and the xanthogenation process was carried out under reduced pressure at 30 ° C for 1 hour using 1.64 parts by weight of carbon disulphide.
18 781 2618,781 26
Saatiin 112.6 paino-osaa hyvin kirkasta, keltaista viskoosi-liuosta, joka sisälsi 3.98 paino-% kitosaania. Tuotteen rakenne oli samanlainen kuin esimerkissä 1.112.6 parts by weight of a very clear, yellow viscose solution containing 3.98% by weight of chitosan were obtained. The structure of the product was similar to Example 1.
Kaadettiin 65 paino-osaa saatua tuotetta 1000 paino-osaan vis-5 koosiliuosta, joka sisälsi 10.5% CL- selluloosaa sekoittaen läm pötilassa 20°C 1 minuutin aikana. Tämän jälkeen astian sisältö vietiin alipaineeseen ilmakuplien poistamiseksi. Käytettiin standardikehruuprosessia kuten esimerkissä 3 kitosaania sisältävien viskoosikuitujen muodostamiseksi samoin kuin standardina 10 käytettyjen viskoosikuitujen muodostamiseksi.65 parts by weight of the product obtained were poured into 1000 parts by weight of a viscose solution containing 10.5% of CL cellulose with stirring at 20 [deg.] C. for 1 minute. The contents of the vessel were then evacuated to remove air bubbles. A standard spinning process was used as in Example 3 to form viscose fibers containing chitosan as well as to form viscose fibers used as standard 10.
Modifioidut viskoosikuidut sisälsivät noin 0.5 paino-% kitosaania ja niiden paksuus oli 1.70 dtex, murtokuormitus 2.71 cN/tex ja murtovenymä 20.7%. Modifioitujen kuitujen turpoamiskerroin oli 113.9% ja kiteisyysindeksi KT_ 0.225 sekä vetysidosenergia 10 ·.: 15 E„ 14.37 kJ/mol. Kuitujen sähkövastus oli 13 x 10 Ohm ja säh- H -9 konjohtokyky 0.8 x 10 A vastaavasti.The modified viscose fibers contained about 0.5% by weight of chitosan and had a thickness of 1.70 dtex, a breaking load of 2.71 cN / tex and an elongation at break of 20.7%. The swelling coefficient of the modified fibers was 113.9% and the crystallinity index KT_ 0.225 and the hydrogen bond energy 10 · .: 15 E „14.37 kJ / mol. The electrical resistance of the fibers was 13 x 10 Ohm and the electrical conductivity H -9 was 0.8 x 10 A, respectively.
Röntgensädedifraktometristen mittausten mukaisesti modifioitujen viskoosikuitujen järjestystilaindeksi (10) oli -0.02 ja vertailukuituina käytettyjen normaaliviskoosikuitujen järjes-20 tystilaindeksi -0.20.The order state index (10) of the viscose fibers modified according to X-ray diffractometric measurements was -0.02 and the order state index -0.20 of the normal viscose fibers used as reference fibers.
Standardiviskoosikuitujen, jotka eivät sisältäneet kitosaania, paksuus oli 1.54 dtex, murtokuormitus 2.71 cN/tex ja murtovenymä 21.1%. Turpoamiskerroin oli 66.5%, kiteisyysindeksi IKjj 0.228 ja vetysidosenergia E„ 14.31 kJ/mol.The standard viscose fibers, which did not contain chitosan, had a thickness of 1.54 dtex, a breaking load of 2.71 cN / tex and an elongation at break of 21.1%. The swelling factor was 66.5%, the crystallinity index IKjj 0.228 and the hydrogen bond energy E „14.31 kJ / mol.
n 25 Modifioitujen viskoosikuitujen värin absorbtiokyky värjäys- liuoksesta oli seuraava: suora väri Solophenylblau AGFF: 84.4% reaktioväri Dimarenbrill.blau K-BL 60.0% ja emäsväri Maxilonblau GRL: 80.0% is 78126n The dye absorption capacity of the modified viscose fibers from the dye solution was as follows: direct dye Solophenylblau AGFF: 84.4% reaction dye Dimarenbrill.blau K-BL 60.0% and base dye Maxilonblau GRL: 80.0% is 78126
Samanaikaisesti vertailukuituina käytettyjen standardiviskoosi-kuitujen värin absorbtiokyvyt olivat seuraavat: suora väri Solophenylblau AGFF: 78.1% reaktioväri Drimarenbrill.blau K-BL 51.2% 5 ja emäsväri Maxilonblau GRL: 80.5%The color absorption capacities of the standard viscose fibers used simultaneously as reference fibers were as follows: direct color Solophenylblau AGFF: 78.1% reaction color Drimarenbrill.blau K-BL 51.2% 5 and base color Maxilonblau GRL: 80.5%
Villan sekä nailon 66 kuidun värin absorbtiokyky värjäysliuok-sesta määritettiin vertailun vuoksi ja oli seuraava: suoraväri Solophenylblau AGFF: 80.0% ja 80.0% reaktioväri Drimarenbrill.blau K-BL: 55.6% ja 51.2% 10 ja emäsväri Maxilonblau GRL: 82.0% ja 70.0% Värin absorbtioprosentti on laskettu verrattuna käytettyyn värimäärään värjäysliuoksessa.The absorbency of the dye solution of wool and nylon 66 fibers from the dyeing solution was determined for comparison and was as follows: direct dye Solophenylblau AGFF: 80.0% and 80.0% reaction dye Drimarenbrill.blau K-BL: 55.6% and 51.2% 10 and base dye Maxilonblau GRL: 82.0% and 70.0% The percentage of color absorption is calculated compared to the amount of color used in the staining solution.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI863329A FI78126C (en) | 1986-08-18 | 1986-08-18 | Process for manufacturing chitosan viscose fibers |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI863329 | 1986-08-18 | ||
FI863329A FI78126C (en) | 1986-08-18 | 1986-08-18 | Process for manufacturing chitosan viscose fibers |
Publications (4)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI863329A0 FI863329A0 (en) | 1986-08-18 |
FI863329A FI863329A (en) | 1988-02-19 |
FI78126B FI78126B (en) | 1989-02-28 |
FI78126C true FI78126C (en) | 1989-06-12 |
Family
ID=8523012
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI863329A FI78126C (en) | 1986-08-18 | 1986-08-18 | Process for manufacturing chitosan viscose fibers |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FI (1) | FI78126C (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FI895893A (en) * | 1989-12-08 | 1991-06-09 | Kemira Oy Saeteri | MODIFIED VISKOSFIBRER OCH FOERFARANDE FOER DERAS FRAMSTAELLNING. |
-
1986
- 1986-08-18 FI FI863329A patent/FI78126C/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI863329A (en) | 1988-02-19 |
FI863329A0 (en) | 1986-08-18 |
FI78126B (en) | 1989-02-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Agboh et al. | Chitin and chitosan fibers | |
CN110770373B (en) | Hydrogel-forming multicomponent fibers | |
Struszczyk | Microcrystalline chitosan. I. Preparation and properties of microcrystalline chitosan | |
US5622666A (en) | Modified viscose fibres and method for their manufacture | |
CN101802277B (en) | Lyocell fiber | |
JPS6028848B2 (en) | Cellulose molded products and their manufacturing method | |
CN110218339B (en) | Beaded nano-cellulose microfiber, preparation method and application thereof in preparation of composite hydrogel | |
US4392916A (en) | Paper-making process with regenerated chitin fibers | |
CN114775087B (en) | Method for improving surface structure of regenerated cellulose fiber | |
Notin et al. | Pseudo-dry-spinning of chitosan | |
KR100470367B1 (en) | Dispersion Spinning Process for Poly(tetrafluoroethylene) and Related Polymers | |
FI78126C (en) | Process for manufacturing chitosan viscose fibers | |
CA2501026C (en) | Process of making cellulosic fibers including ptfe | |
FI78127C (en) | MODIFIED VISCOSFIBRES AND FREQUENCIES FOR FRAMSTAELLNING. | |
US2829944A (en) | Method of extruding an aqueous particulate dispersion of finely divided cellulose | |
Liu et al. | Fiber formation via solution spinning of the cellulose/ammonia/ammonium thiocyanate system | |
JPH09505120A (en) | Method for producing cellulose molded body | |
WO1991009163A1 (en) | Modified viscose fibres and method for their manufacture | |
Kolpak et al. | The morphology of regenerated cellulose | |
Achwal et al. | Studies in a modified cadoxen solvent | |
Hudson et al. | Conversion of cellulose, chitin and chitosan to filaments with simple salt solutions | |
Barghash et al. | Studies on Blending of Cotton with Polyester, Part I. Improving the Properties of Cotton Component via Chemical Modification. | |
Chen et al. | Formation and characterization of cellulose films from a liquid crystalline solution of cellulose in ammonia/ammonium thiocyanate | |
FI77681B (en) | KITOSANPRODUKTER, I SYNNERHET FILMER, OCH FOERFARANDE FOER DERAS FRAMSTAELLNING. | |
Niekraszewicz et al. | Research into the process of manufacturing alginate-chitosan fibres |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM | Patent lapsed |
Owner name: VALTION TEKNILLINEN TUTKIMUSKESKUS |