FI91778B - Piidioksidia sisältävä tuote ja menetelmä sen valmistamiseksi - Google Patents

Description

91778

Piidioksidia sisältävä tuote ja menetelmä sen valmistamiseksi

Keksintö kohdistuu oheisen patenttivaatimuksen 1 5 johdanto-osan mukaiseen piidioksidia sisältävään tuotteeseen sekä oheisen patenttivaatimuksen 4 mukaiseen menetelmään sen valmistamiseksi.

Markkinoilla on syntynyt viime vuosina runsaasti 10 kysyntää kuiduista, jotka ovat palamattomia tai huonosti palavia. Niinpä markkinoille on tullut useita erilaisia kuituja, jotka soveltuvat paloa ehkäiseviin tekstiileihin. Piidioksidia sisältävät kuidut ovat palosuojausominaisuuksiltaan erinomaisia, ja niitä 15 valmistetaan esim. Enkä-menetelmällä, jossa regeneroi tuja piidioksidikuituja kehrätään kuivakehruumenetel-mällä vesilasiliuoksesta, josta ennen regenerointia poistetaan vesiylimäärä, ja tätä menetelmää on kuvattu patenttikirjallisuudessa mm. julkaisuissa DE-2900990, 20 US-4332601 ja EP-160232. Toisissa menetelmissä käyte tään piidioksidia tai silikaattilasia raaka-aineena, mutta edellisellä menetelmällä valmistetut tuotteet ovat suhteellisen kalliita ja jälkimmäisellä menetelmällä valmistetut liian heikkoja.

25

Lisäksi GB-patentissa 1064271 on esitetty suhteellisen huokea tapa valmistaa piidioksidia sisältävä tuote.

Tässä natriumsilikaattia tasaisesti siihen jakautuneena sisältävä viskoosi kehrätään happamaan kehruukylpyyn, 30 jolloin tapahtuu viskoosin regeneroituminen sellu-. loosaksi ja samalla viskoosin sisältämä natriumsili- kaatti saostuu piihapoksi, joka on sitoutunutta vettä sisältävää tasaisesti selluloosaan jakautunutta piidioksidia.

Edellä esitetty esim. kuitumuodossa oleva tuote on osoittautunut varsin käyttökelpoiseksi, valmistustekniikasta johtuen suhteellisen halvaksi ja sen 35 2 91778 sisältämän sitoutuneen veden ansiosta määrätyissä olosuhteissa paloa hidastavaksi. Kuidusta on kehitetty useita tuotesovellutuksia, erityisesti nonwoven- ja huonekalutekstiilien alueella. Sovelluskehityksessä 5 on paljastunut eräitä puutteita, joiden takia kuitu ei kovin hyvin sovellu vaatetustekstiileihin eikä myöskään erittäin vaativiin paloa ehkäiseviin tekstiileihin. Riittävän hyvän palosuojauksen aikaansaamiseksi piihappopitoisuus tulisi saada mahdollisimman korkeak-10 si, mutta teknillisistä syistä sitä ei voi nostaa paljonkaan yli 40%. Hyvin vakava haittapuoli toistuvasti pestävien tekstiilien tapauksessa on piihapon heikko alkalisuudenkesto. On havaittu, että tavanomaisia pesuaineita käyttäen piihappopitoisuus alenee 15 asteittain siten, että se on jo 20 pesun jälkeen puolessa alkuperäisestä. Esimerkiksi jo 1-2 % pudotus piihappopitoisuudessa lisää huomattavasti palavuutta. Piihapon herkkä liukeneminen emäkseen on aiheuttanut hankaluuksia myös värjäyksessä.

20

Keksinnön tarkoituksena on esittää piidioksidia ja selluloosaa sisältävä tuote, jolla on aikaisempaa paremmat palonsuojausominaisuudet. Tämän tarkoituksen toteuttamiseksi keksinnön mukaiselle tuotteelle on 25 pääasiassa tunnusomaista se, mikä on esitetty oheisen patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa. On yllättäen havaittu, että alumiinisilikaattiryhmiä sisältävällä tuotteella on parantunut palosuojaustehokkuus. Tehokkuus on lisäksi selvästi suurempi kuin sellaisella 30 tuotteella, joka sisältää yhtä suuren määrän yksistään piihappoa, alumiinisilikaattia tai alumiinihydroksidia. Alumiinisilikaattiryhmiä sisältävän piihapon liukoisuus emäksisiin ryhmiin laskee huomattavasti, joten tuotetta voidaan pestä normaaleilla pesuaineilla palosuojauksen 35 kärsimättä.

3 91778

Oheisessa epäitsenäisessä vaatimuksessa 2 on esitetty eräitä keksinnön mukaisen tuotteen edullisia suoritusmuotoja. On edullista, että alumiinin osuus on 0, ΙΣΟ, 0 %, edullisesti 0,5 - 15,0 % tuotteen painosta 5 alumiinioksidiksi laskettuna, jolloin tuotteen lujuus pysyy hyvänä ja jälkihehkuaika kohtuullisena. Alumiinin määrä alumiinioksidina on mahdollista laskea 750°C-900°C:ssa poltettujen alumiinilla käsitellyn näytteen ja alumiinilla käsittelemättömän näytteen tuhkan 10 erotuksena. Lisäksi alumiinipitoisuuden ollessa em. arvojen ylärajalla voidaan vähentää hiilidioksidien ja hiilimonoksidin määrää kaasumaisissa palamistuot-teissa ja lisätä veden osuutta. Näin voidaan vähentää savuamista palamisessa. Selluloosa on regeneroitua 15 viskoosiselluloosaa, jolloin alumiinisilikaattiryhmiä sisältävä piihappo ja selluloosa ovat homogeenisesti jakautuneita samaan faasiin.

Keksinnön tarkoituksena on esittää myös menetelmä 2 0 tuotteen valmistamiseksi. Tämän tarkoituksen mukaisesti keksinnön mukaiselle menetelmälle on pääasiassa tunnusomaista se, mikä on esitetty oheisen patenttivaatimuksen 3 tunnusmerkkiosassa. Selluloosaa ja piihappo-muodossa olevaa piidioksidia sisältävä tuote modifioi-25 daan alumiinia sisältävällä yhdisteellä, joka aiheuttaa alumiinisilikaattiryhmien syntymisen piihappoon. Tämä käsittely on helppo suorittaa esim. upottamalla tuote alumiiniyhdistettä sisältävään liuokseen.

30 Oheisissa epäitsenäisissä vaatimuksissa 4-5 on esitetty eräitä keksinnön mukaisen menetelmän edullisia suoritusmuotoja. On edullista, että piihappoa sisältävä selluloosa valmistetaan sekoittamalla piidioksidin emäsliuosta ja viskoosia, minkä jälkeen suoritetaan 35 selluloosan regenerointi johtamalla viskoosi happamaan kylpyyn. Viskoosiprosessia ajatellen muodostetaan . alumiinisilikaattiryhmiä sisältävä tuote edullisesti 4 91778 suorittamalla käsittely aluminaattianioneja sisältävällä liuoksella, kuten natriumaluminaattiliuoksella.

Keksintöä selostetaan seuraavassa lähemmin viittaamalla 5 oheisiin piirustuksiin, joissa kuva 1 on kaavio eräästä tavasta valmistaa palo- suojattua tuotetta keksinnön mukaisesti, ja 10 kuva 2 havainnollistaa menetelmässä tapahtuvaa reaktiota.

Kuvan 1 piirustuksen lohkokaavion menetelmä alkaa alfa-selluloosan merseroinnilla (1), jonka yhteydessä 15 natriumhydroksidillä käsitelty alfa-selluloosa myös rikotaan sulpuksi. Tämän jälkeen selluloosa puristetaan (2) merserointilipeän poistamiseksi siitä, ja saatu alkaliselluloosa revitään (3) . Tämän jälkeen alkalisel-luloosa johdetaan esikypsytykseen (4), millä tarkoite-20 taan selluloosan osittaista depolymeroimista, jossa se lasketaan arvoon 300-400. Esikypsytyksessä alka-liselluloosan annetaan olla ilman hapen vaikutuksen alaisena n. 3-5 tunnin ajan n. 35-45 °C lämpötilassa.

25 Esikypsytetty alkaliselluloosa joutuu seuraavaksi

Tikitykseen (5), jolla tarkoitetaan alkaliselluloosan reaktiota rikkihiilen kanssa selluloosaksantaatiksi. Rikitysreaktion jälkeen ksantaattiin lisätään (6) laimeaa natriumhydroksidiliuosta voimakkaasti sekoit-30 taen. Ksantaatin liukeneminen on melkein täydellinen 1 tunnin liuotuksen jälkeen. Liuottajista saatu oranssinkeltainen, siirappimainen viskoosi virtaa suurten säiliöiden läpi jälkikypsyen (7) samalla. Jälkikypsytyksessä osa selluloosaksantaatin ksantaat-35 tiryhmistä lohkeaa pois, jolloin selluloosan substituu-tioaste laskee n. 0,45:stä aina n. 0,32-0,35:een. Jälkikypsytyksen tuloksena saadaan viskoosille oikea kehräytyvyys. Siksi tämä askel on erittäin tärkeä li 5 91778 sellaisen selluloosaksantaatin valmistamiseksi, joka regeneroitumatta sekoittuu piidioksidin natriumhydrok-sidiliuoksen kanssa.

5 Jälkikypsytyksen aikana viskoosi suodatetaan (8), esim. kahteen kertaan. Sen jälkeen viskoosi sekoitetaan yhteen piidioksidin ja natriumhydroksidin vesiliuoksen kanssa. Tässä sekoitusvaiheessa käytetään piidioksidin emäsliuosta, joka on saatu liuottamalla n. 0,5-25 10 paino-% mainittua oleellisesti liukoista piidioksidia NaOH-vesilluokseen, jonka väkevyys on n. 10-25 paino-%. Viskoosin NaOH-pitoisuus on edullisesti välillä noin 2-10 paino-% ja Na-selluloosaksantaattipitoisuus on alfa-selluloosaksi laskettuna välillä n. 5-20 15 paino-%. Viskoosin, johon on tässä vaiheessa edullisesti lisätty jonkin verran NaOH:a sekoittuvuuden parantamiseksi, edullinen viskositeetti on välillä 3-25 Pas.

20 Tuotteen valmistus aloitetaan sekoittamalla yhteen piidioksidin emäsliuosta ja viskoosia sellaisessa suhteessa, että monikomponenttiliuos sisältää NaOH-emästä n. 20-80 paino-%, edullisesti noin 36-45 paino-%, Na-selluloosaksantaattia alfa-selluloosaksi lasket-25 tuna n. 5-70 paino-%, edullisesti n. 15-44 paino-% ja * piidioksidia välillä n. 0,1-70 paino-%, edullisesti n. 20-40 paino-%, kaikki osuudet kuiva-aineeksi laskettuna.

30 Seuraavaksi saatetaan piidioksidin emäsliuoksesta ja viskoosista muodostuva monikomponenttiliuos haluttuun muotoon. Tämä tapahtuu siirtämällä seosliuos tuotteelle sen muodon antavien rakenteiden kautta, ja tuote johdetaan happamaan regenerointiliuokseen. Mainittu 35 monikomponenttiliuos voidaan esimerkiksi puristaa suulakkeen läpi yhdeksi tai useammaksi profiiliksi, . esim. rakosuuttimen läpi kalvoksi tai edullisimmin kehruusuulakkeen läpi filamenttikuiduksi. Tuotteen 6 91778 kiinteytyminen tapahtuu tällöin automaattisesti siten, että regenerointiliuos on välittömästi suuttimen ulostulopuolella. Jäljempänä selostetaan tätä valmis-tusvaihtoehtoa piirustukseen viitaten. Voidaan valmis-5 taa myös kalvomainen tai levymäinen tuote yhdensuuntaisten ja erillään olevien levyjen väliin, ja levyt upotetaan happamaan regenerointiliuokseen.

Kiinteä piidioksidi-selluloosatuote syntyy, kun 10 haluttuun muotoon jollain edellä mainitulla tavalla saatettu monikomponenttiliuos käsitellään happamalla regenerointiliuoksella. Regenerointiliuos sisältää edullisesti n. 5-15 paino-% H2S04:a, n. 20-40 paino-% Na2S04:a ja n. 0,5-10 paino-% ZnS04:a ja sen lämpötila 15 on regenerointi- eli kiinteytysvaiheessa n. 20-100°C, tyypillisesti n. 50-70°C.

Keksinnön mukainen menetelmä on edullisimmillaan silloin, kun siinä on käytetty hyväksi viskoosikuidun 20 valmistusprosessia siten, että piidioksidin emäsliuos alussa sekoitetaan viskoosiin vaiheessa, jolloin viskoosi on liuenneena ja edullisesti silloin, kun se on jälkikypsytettyä ja suodatettua. Tällöin on huolehdittava siitä, että yhteisliuos sisältää tarpeeksi 25 natriumia, jotta piihappo ei regeneroisi selluloosaa liian aikaisin sen natriumksantogenaattimuodosta. Seuraavaksi piidioksidin, emäksen ja viskoosin seos-liuos seuraa edelleen tavanomaista viskoosiprosessia siten, että muovaus- ja regenerointivaiheet käsittävät 30 vastaavasti puristamisen kehruusuulakkeen läpi ja suoraan happamaan kehruuhaudelluokseen, jossa keksinnön mukainen, piidioksidia piihappomuodossa sisältävä kuitutuote syntyy.

35 Piidioksidin lisäys viskoosiin suoritetaan piirustuksen mukaan kohdan 8 suodatuksen jälkeen, minkä jälkeen seoksesta poistetaan ilma- ja kaasukuplat kiehuttamalla 7 91778 seos jatkuvatoimisessa ilmanpoistajassa 9. Piidioksidi-viskoosikuidut kehrätään pumppaamalla niiden monikom-ponenttiliuos pienireikäisten suulakkeiden 10 läpi H2S04-ZnS04-liuokseen eli kehruuhauteeseen 11. Monikom-5 ponenttiliuos suodatetaan ja johdetaan kehruuhauteeseen työnnettyyn putkeen eli kehruupilliin. Tämän toisessa päässä on n. 60 cm:n syvyydessä kehruuhauteessa kehruusuulake. Kehruuseen sopivat hyvin suulakkeet, joissa on n. 8 000 - 50 000 reikää, joiden halkaisija 10 on välillä 50-80 /im. Kehruuhauteessa piidioksidin ja natriumhydroksidin muodostama liukoinen yhdiste sekä liukoinen selluloosaksantaatti regeneroituvat täysin homogeeniseksi kiinteäksi piidioksidi-selluloosafila-menttikuiduksi.

15

Yhdestä suulakkeesta tuleva tuhansien kuitujen muodostama köysi kierretään vetotelan eli galetin 12 ympärille ja viedään edelleen venytyshauteen kautta toisille, isommille vetoteloille eli vetokiville. Venytyksen 20 määrä on välillä n. 50-100%. Venytyksellä saadaan lisättyä kuitujen lujuutta. Venytyksen jälkeen köysi menee leikkuriin 13, jossa se katkotaan halutun pituisiksi, esim. 30-150 mm:n pätkiksi. Katkotut kuidut huuhdellaan veden avulla pesuvaiheeseen 14, 25 jolloin kuitukimput samalla hajoavat.

Tässä pesuvaiheessa voidaan suorittaa kuitujen käsittely keksinnön mukaisesti jollain alumiinia sisältävällä liuoksella. Tällöin alumiini reagoi voimakkaasti 30 piihapon pinnan kanssa, mikäli sitä on riittävä määrä . liuoksessa. Käsittely voidaan suorittaa esim. 0,1-10 p-% natriumaluminaattiliuoksella 0-100°C, edullisesti n. 20-60°C:ssa riittävän pitkän ajan.

35 Viskoosin valmistusprosessin yhteydessä viskoosin joukkoon on saatu saostumaan piihappo niin, että sen primäärihiukkaset, jotka ovat tasaisesti jakautuneet 91778 8 selluloosan joukkoon, muodostavat suurempia aglomeraat-teja, joiden läpimitta on nanometrien luokkaa. Suorittamalla nyt modifiointi alumiinia sisältävällä liuoksella saadaan kuidun sisältämä piihappo modifioitua 5 pinnaltaan alumiinisilikaatiksi, jolloin saadaan hyvin pesua kestävä kuitu, jonka tuntu ei poikkea normaalista viskoosikuidusta. Käytettäessä modifiointiliuoksena natriumaluminaattiliuosta reagoi aluminaattianioni piihapon pinnalla olevien silanoliryhmien kanssa 10 muodostaen pinnalle alumiinisilikaattiryhmiä. Modifioinnin seurauksena kuidun pinta saa varauksen, joka neutraloituu Na+-kationeilla. Myös muita alumiini-suoloja voidaan käyttää modifiointiin, jolloin niistä valmistettua alumiinia sopivan reaktiivisessa muodossa 15 sisältävää vesiliuosta käytetään samalla tavoin kuin aluminaattiliuosta kehruun jälkeisessä käsittelyssä. Oheisessa kuvassa 2 on esitetty kyseinen aluminaat-tianionin ja piihapon pinnan silanoliryhmien välinen reaktio.

20

Modifioinnin jälkeen kuitu voidaan käsitellä normaaliin tapaan, eli se pestään, sen pH säädetään etikkahapolla ja se käsitellään pinta-aktiivisilla aineilla (avivoi-daan). Tämän jälkeen kuidut kuivataan.

25

Alumiinikäsittelyllä saadaan piihapon liukoisuus veteen pienenemään n. 10-osaan entisestä, jolloin pesunkesto paranee huomattavasti. LOI-arvo nousee parhaimmillaan n. 25% eli n. 6 %-yksikköä jälkihehkun 30 lisääntymättä. Lisäksi kokeissa on havaittu, että kuidun lujuus nousee parhaimmillaan 20%.

On huomattu, että käsittelyllä voidaan kuitua myös valkaista kuten valkaisukemikaaleilla. Kokeissa on 35 havaittu, että kuidun vaaleus nousee n. 5 %-yksikköä.

i 9 91778 Käsittely voidaan luonnollisesti suorittaa missä tahansa sopivassa kehruukylvyn jälkeisessä vaiheessa, esim. jo venytysvaiheessa tai vasta värjäyksen yhteydessä. Käsittely voidaan suorittaa myös siinä 5 vaiheessa, kun kuiduista on valmistettu jatkotuote, kuten lanka, kuitukangas, neulos tai kudottu kangas.

Menetelmällä voidaan valmistaa myös muita tuotteita kuin kuituja, jolloin modifiointi suoritetaan edellä 10 esitettyjen periaatteiden mukaisesti regeneroinnin jälkeisissä käsittelyvaiheissa.

Piidioksidi voidaan saattaa muullakin tavoin piihapon muodossa jakautumaan tukirakenteena toimivaan sel-15 luloosaan. On esimerkiksi mahdollista imeyttää se huokoiseen selluloosamateriaaliin, minkä jälkeen voidaan suorittaa käsittely alumiinilla.

Seuraavassa selostetaan keksinnöllä tehtyjä kokeita, 20 jotka eivät ole keksinnön suojapiiriä rajoittavia.

10 91 778

Esimerkki 1 Katkokuidun valmistus

Viskoosi valmistettiin normaalilla viskoosiprosessiin liittyvällä tavalla. Tähän valmiiseen viskoosiin sekoitettiin vesilasia 167 g/ 1 kg viskoosia (vesilasissa Si02 21,9 %) , jolloin seosviskoosi sisälsi Si02:a ja selluloosaa suhteessa 3:7. Ennen vesilasin sekoitusta viskoosissa oli 8,5 % alfa-selluloosaa, 5,3 % NaOH ja sen viskositeetti oli 8,2 Pas. Vesilasin lisäyksen jälkeen siinä oli 7,9 % alfa-selluloosaa, 3,4 % Si02, 7,6 % NaOH ja sen viskositeetti oli 7,3 Pas.

Saatu viskoosi-vesilasiseos kehrättiin suulakkeella, jonka reiät olivat 65 μια liuokseen, jossa oli H2S0465 g/1, Na2S04 20 % ja ZnS04 45 g/1. Liuoksen lämpötila oli 50°C. Kehruuhauteesta saatu filament-tiköysi vedettiin galeteille ja köyttä venytettiin hauteessa, jossa oli 100°C vettä, 90 % alkuperäistä pidemmäksi. Kehruunopeus oli 40 m/s. Tämän jälkeen köysi vietiin leikkurille, jossa se leikattiin 40 mm pituisiksi pätkiksi. Tämän jälkeen kuitu pestiin natriumalu-minaattiliuoksessa. Lopuksi kuitu pestiin vedellä ja käsiteltiin pinta-aktiivisilla aineilla (avivoitiin). Taulukossa 1 on esitetty tuotteen ominaisuuksia erilaisissa liuoksissa käsiteltynä.

Kuidun tuhka tarkoittaa kuidun hehkutusjäännöstä, kun sitä hehkutetaan 750°C:ssa tunnin ajan. Hehkutus jäännös on tällöin puhdasta Si02 ja mikäli kuitu on palosuojattu aluminaatilla, on siinä myös A1203

Taulukko 1. Kuitiunäytteiden tekstiiliarvot.

Na-alumi- T/°C tiitteri Lujuus Venymä Kuidun naattia (g/1) /dtex cN/dtex /% tuhka/% 0 80 5,61 1,62 28,1 35,3 5 25 5,73 1,52 29,1 35,5 7 30 5,46 1,57 29,3 34,5 10 50 6,31 1,39 30,4 38,9 15 25 6,19 1,51 33,0 39,3 20 25 6,27 1,52 38,8 33,0

Kuitunäytteistä määritettiin liukoiset suolat ja niiden määrä oli 0,22 - 0,25 %. mikroskoopilla tarkesteltuina kuidut olivat poikkileikkaukseltaan normaalin viskoosi kuidun tapaisia, eli munuaisen/pa-vun muotoisia, eikä kuitunäytteissä havaittu hiukkasmaisia epäpuhtauksia.

Esimerkki 2 Filamenttikuidun valmistus

Viskoosi valmistettiin normaalilla viskoosiprosessiin liittyvällä tavalla. Tähän valmiiseen viskoosiin lisättiin vesilasia, jonka Si02-pitoisuus oli 21,3 %, 178 g/ 1 kg viskoosia, jolloin SiO^sel-luloosa-suhteeksi tuli »3:7. Ennen vesilasin sekoitusta viskoosissa 011 8,9 % alfa-selluloosaa, 5,3 % NaOH ja sen viskositeetti oli 7,0 Pas. Vesilasin lisäyksen jälkeen siinä oli 6,8 % alfa-selluloosaa, 2,9 % Si02, 7,4 % NaOH ja sen viskositeetti oli 6,7 Pas.

" 91778

Viskoosi-vesilasiseos kehrättiin suulakkeella, jonka reiät olivat 45 μη liuokseen, jossa oli H2S0480 g/1, Na2SOA 25 % ja ZnSO* 55 g/i. Liuoksen lämpötila oli 50°C. Kehruuhauteesta saatu kuitukimppu vedettiin galeteille ja köyttä venytettiin hauteessa, jossa oli 100oC vettä, 97 % alkuperäistä pidemmäksi. Tämän jälkeen köysi vietiin hauteen läpi, jossa oli natriumaluminaattiliuosta. Keh-ruunopeus oli 20 m/s. Taulukossa 2 on esitetty tuotteen ominaisuuksia erilaisissa liuoksissa käsiteltynä.

Taulukko 2. Kuitunäytteiden tekstiiliarvot.

Na-alumi- T/°C tiitteri Lujuus Venymä Kuidun naattia (g/1) /dtex cN/dtex /% tuhka/% 0 50 1,82 1,14 25,0 33,7 10 40 2,19 1,33 27,7 38,6 20 40 2,08 1,39 26,0 39,7 10 50 2,03 1,39 24,7 39,7 20 50 2,06 1,29 24,8 40,4 30 50 2,25 1,25 26,8 41,3

Esimerkki 3 Katkokuidun valmistus

Viskoosi-vesilasi-seos valmistettiin kuten esimerkissä 1 on esitetty. Vesilasia lisättiin 264 g/ 1 kg viskoosia (vesilasissa 25,1 % Si02, seosviskoosin SiO^selluloosa-suhde » 4:6). Ennen vesilasin lisäystä viskoosissa oli 8,9 % alfa-selluloosaa, 5,4 % NaOH ja sen viskositeetti oli 8,0 Pas. Vesilasin lisäyksen jälkeen siinä oli 6,4 % alfa-selluloosaa, 4,2 % Si02, 7,9 % NaOH ja sen viskositeetti oli 9,7 Pas.

Viskoosi-vesilasiseos kehrättiin suulakkeella, jonka reiät olivat 50 μιη liuokseen, jossa oli H2S0458 g/1, Na2S04noin 20 % ja ZnS04 40 g/1. Liuoksen lämpötila oli 50°C. Kehruuhauteesta saatu kuitukimppu vedettiin galeteille ja köyttä venytettiin hauteessa, jossa oli 85°C vettä 60 % alkuperäistä pidemmäksi. Tämän jälkeen filamenttiköysi vietiin leikkurille, jossa se leikattiin 40 mm pituisiksi pätkiksi. Tämän jälkeen kuitu pestiin natriumaluminaatti liuoksessa. Taulukossa 3 on esitetty tuotteen ominaisuuksia erilaisissa liuoksissa käsiteltynä .

Taulukko 3. Kuitunäytteiden tekstiiliarvot.

Na-alumi- T/°C tiitteri Lujuus Venymä Kuidun naattia (g/1) /dtex cN/dtex /% tuhka/% 0 80 5,50 1,25 25,7 38,1 2 30 5,34 1,22 23,6 37,0 5 30 5,74 1,20 27,1 39,0 10 30 5,98 1,22 28,8 39,9 15 30 5,95 1,14 24,1 40,8 20 30 6,17 1,15 27,8 42,2 12 91 778

Esimerkki 4

Katkokuitua valmistettiin kuten em. esimerkeissä esitettiin. Kui-tunäytteet karstattiin ja vesineulattiin, jonka jälkeen niistä määritettiin LOI eli happi-indeksi standardin ISO 4589 mukaan (Plastics - Determination of flammability by oxygen index. International Organization for Standardization, 1984). Tulokset on esitetty taulukossa 4.

Taulukko 4.

Na-alum. Tuhka Laatu Neliö- LOI

(g/1) (%) dtex/pituus paino (g m-2) (% θ2) 0 31,2 3.5 dtex/40 mm 110 21,6 30 33,1 3.5 dtex/40 mm 120 30,0 40 32,7 3.5 dtex/80 mm 152 32,2 40 32,7 3.5 dtex/80 mm 153 33,0 40 32,7 3.5 dtex/80 mm 155 31,4 40 32,7 3.5 dtex/80 mm 284 34,2

Esimerkki 5

Katkokuitua valmistettiin kuten edellä esitetyissä esimerkeissä on esitetty. Kuitua valmistettiin käyttämällä eri väkevyisiä Na-alu-minaattiliuoksia (lämpötila 30°C) ja saadusta katkokuidusta (3,5 dtex/40 mm) valmistettiin neuleet (neliöpaino « 220 g m-2),joiden tuhka, LOI ja vaaleus mitattiin. Tulokset on esitetty taulukossa 5.

Taulukko 5.

Na-aluminaattia Kuidun LOI Vaaleus (g/1) tuhka (%) (% 02) (%) 0 29,8 24,9 63,0 10 30,3 27,8 67,5 20 31,4 30,4 66,4 40 32,0 31,4 68,5 80 35,9 30,9 69,1

Esimerkki 6.

Katkokuitua (3,5 dtex/40 mm) valmistettiin em. esimerkeissä esitetyllä tavalla. Palosuojauksessa käytettiin toisessa kokeessa Al2 (S04)3 16H20 ja toisessa natriumaluminaattia 50 g/1. Täysin palosuo jaamattoman näytteen tuhka oli 27,6 %, samoin kuin alumiinisul-: faatilla palosuojatunkin. Na-aluminaatilla palosuo jatun kuidun tuhka

oli 30,4 %. Kuitu kaltattiin ja vesineulattiin, jonka jälkeen I

näytteistä määritettiin LOI (nonwovenin neliöpaino « iso g m-2). ' Tulokset on esitetty taulukossa 6.

li 91778 1 3

Taulukko 6. Palosuojauskoe Na-aluminaatilla ja alumiinisul-faatilla.

Palosuoja-aine pitoisuus (g/1) Tuhka (%) LOI (% 0-)

Ei palosuojausta - 27,6 23,7

Ala (S0J3 ' 16Ha0 50 27,6 23,8

Na-aluminaatti 50 30,4 28,7

Esimerkki 7.

Palosuojaus valmiille neuleelle

Em. esimerkkien mukaan valmistetusta kuidusta (1.7 dtex/40 mm) valmistettiin erilaisia neuleita, jotka käsiteltiin Na-aluminaatti-liuoksessa vasta neuloksena (liotus Na-aluminaattiliuoksessa 30°C:ssa 3 minuuttia, jonka jälkeen pesu 80*C vedessä ja kuivaus). Palotestin tulokset taulukossa 7.

Taulukko 7. Jälkikäsittelykokeen tuloksia.

Neliöpaino Na-alum. Tuhka LOI

(g m"2) (g/1) (%) (% 02) 530 0 31,2 26,3 530 200 44,6 43,5 530 100 38,1 32,0 530 50 35,9 34,8 530 50 37,9 37,6 220 0 27,6 24,9 220 50 35,9 31,2 220 50 37,9 30,9 120 0 30,2 23,9 120 100 41,2 35,0 120 100 40,8 36,8

Esimerkki 8. Palosuojaus värjäyksen yhteydessä

Em. esimerkeissä esitetyllä tavalla valmistetusta kuidusta kehrättiin lankaa, josta valmistettiin neulos, jonka neliöpaino oli 530 g m-2.Neuloksesta otettiin näytteet, jotka värjättiin reaktiivivä-rillä erilaisissa Na-aluminaattia sisältävissä liuoksissa. Tulokset on esitetty taulukossa 8.

91778

Taulukko 8. Värjäyskoe.

Aine Resepti numero: 123456789 10

Drimaren goldgelb K2R %3333333315 Na2S04g/l 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50

Na2C03g/l --10---20---

Vesilasi g/1 ------55--

Na-aluminaattia g/1 5 555 10 5--55

NaOH g/1 ---2---2--

Resepti Tuhka LOI

n*° ....... (%) (% OJ

Värjäämätön 31,6 26,4 1 30,8 30,1 2 33,3 34,1 3 32,0 34,6 4 33,1 34,8 5 32,9 34,7 6 34,0 34,6 7 25,2 26,8 8 29,7 27,4 9 33,4 35,9 10 33,2 35,3

Drimaren goldgelb K2R on Sandoz AG:n valmistama kaupallinen sellu-loosakuitujen värjäykseen tarkoitettu reaktioväri.

Näyte n:o 9 sisälsi analyysin mukaan Si02 30,4 %, Hiiltä 26,3 % ja Al2035,3 %. Myös muissa näytteissä tuhkan lisäys värjäämättömään verrattuna oli pääasiassa Al20^a.

Esimerkki 9.

Palosuojaus valkaisun yhteydessä

Kuitua valmistettiin edellä esitetyllä tavalla. Kuidusta valmistettu • neulos (220 g m-2)valkaistiin Na-aluminaattiliuoksessa, johon oli lisätty natriumperboraattia tai vetyperoksidia. Tulokset on esitetty taulukossa 9.

Taulukko 9. Valkaisukokeen tuloksia.

Na-alum. H202 Na-perb. T (°C) Tuhka LOI Vaaleus (g/1) (g/1) (g/1) (%) (% OJ (%) : Valkaisematon neule 29,8 24,9 63,0 10 5 40 33,0 30,4 70,2 10 - 20 40 32,4 30,0 71,6 20 5 40 32,4 30,9 71,2 20 - 20 40 31,6 32,0 73,0 10 2,4 - 50 33,7 28,6 69,5 20 2,4 - 50 36,9 30,0 72,9 30 2,4 - 50 37,4 31,4 73,9 40 2,4 - 50 43,3 32,0 74,9 " 40 2,4 - 40 32,6 27,6 67,5 11

Claims (5)

91778

1. Piidioksidia sisältävä tuote, joka sisältää regeneroitua viskoosiselluloosaa olevan tukiraken- 5 teen, joka on kuitu, kalvo, huokoinen materiaali tai haluttuun muotoon saatettu kappale, ja piidioksidia piihapon muodossa samaan faasiin homogeenisesti jakautuneina, tunnettu siitä, että piihappo sisältää alumiinisilikaattiryhmiä. 10

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tuote, tunnettu siitä, että alumiinin paino on alumiinioksidiksi laskettuna 0,1-20,0 %, edullisesti 0,5-15,0 % tuotteen painosta.

3. Menetelmä piidioksidia sisältävän tuotteen valmistamiseksi, jossa seostetaan keskenään viskoosiselluloosaa ja piihappomuodossa olevaa piidioksidia, jotta saataisiin tuote, joka sisältää kiinteässä 20 muodossa olevana tukirakenteena toimivan kuidun, kalvon, huokoisen materiaalin tai haluttuun muotoon saatetun kappaleen ja piihappoa, tunnettu siitä, että saatu tuote modifioidaan alumiinia sisältävällä yhdisteellä, joka aiheuttaa alumiinisilikaattiryhmien 25 syntymisen piihappoon.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että piidioksidia piihappomuodossa sisältävä selluloosa valmistetaan sekoittamalla piidioksidin 30 emäsliuosta ja viskoosia, minkä jälkeen suoritetaan selluloosan regenerointi johtamalla viskoosi happamaan kylpyyn, minkä jälkeen saatu tuote modifioidaan alumiinia sisältävällä yhdisteellä.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että modifiointi suoritetaan aluminaattianioneja sisältävällä liuoksella, kuten esimerkiksi natriumalu-minaattiliuoksella. 91778