KR20070035526A - A method for manufacturing silicate-containing fiber - Google Patents

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KR20070035526A KR1020067027803A KR20067027803A KR20070035526A KR 20070035526 A KR20070035526 A KR 20070035526A KR 1020067027803 A KR1020067027803 A KR 1020067027803A KR 20067027803 A KR20067027803 A KR 20067027803A KR 20070035526 A KR20070035526 A KR 20070035526A
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티모 파타넨
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사테리 인터내셔널 컴퍼니 리미티드
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Abstract

본 발명은 실리케이트 함유 섬유를 제조하는 방법으로서, 이산화규소를 셀룰로오스로 제조된 비스코스에 첨가하고, 형성된 비스코스와 이산화규소의 혼합물을 실리케이트가 첨가된 재생 용액으로 노즐을 통해 유도하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing silicate-containing fibers, wherein silicon dioxide is added to a viscose made of cellulose and a mixture of the formed viscose and silicon dioxide is led through a nozzle to a regenerated solution to which silicate is added.

Description

실리케이트 함유 섬유를 제조하는 방법 {A METHOD FOR MANUFACTURING SILICATE-CONTAINING FIBER}How to make silicate containing fibers {A METHOD FOR MANUFACTURING SILICATE-CONTAINING FIBER}

본 발명은 첨부된 청구항 1항의 서문에 따른 실리케이트 함유 섬유를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing silicate containing fibers according to the preamble of the appended claim 1.

가구 및 직물에서 쉽게 타지않거나 비연소성인 물질의 사용이 점점 증가하고 있다. 예를 들어, 가구 재료 예컨대, 패브릭, 쉽게 발화되지 않는 섬유, 또는 비가연성이며, 화재를 예방하는 섬유가 사용된다. 이러한 종류의 섬유로는 특히, 실리케이트 함유 섬유가 있다.The use of materials that are not easily burned or noncombustible in furniture and textiles is increasing. For example, furniture materials such as fabrics, fibers that do not ignite easily, or fibers that are non-flammable and that prevent fire are used. Fibers of this kind are in particular silicate containing fibers.

실리케이트 함유 섬유를 제조하는 한 방식은 이산화규소를 첨가하여 셀룰로오스로 제조된 비스코스를 개질시키고, 추가적 사용을 위해 이렇게 생성된 실리케이트 함유 섬유를 방사하고 처리하는 것이다. 이러한 종류의 방법은 예를 들어, GB 특허 1064271에 기술되어 있으며, 여기서 나트륨 실리케이트를 함유하는 비스코스를 산성의 방사용액으로 방사하고, 비스코스의 셀룰로오스로의 재생을 수행하고, 동시에 비스코스중의 나트륨 실리케이트를 셀룰로오스 전반에 균일하게 분포된 수분 함유 이산화규소인 규산(silicon acid)으로 침전시킨다.One way of producing silicate containing fibers is to modify the viscose made of cellulose by adding silicon dioxide, and to spin and treat the resultant silicate containing fibers for further use. A method of this kind is described, for example, in GB patent 1064271, in which viscose containing sodium silicate is spun with an acidic spinning solution, regeneration of viscose into cellulose, and at the same time sodium silicate in viscose Precipitates with silicon acid, a water-containing silicon dioxide that is uniformly distributed throughout cellulose.

상기 언급된 특허에 따른 방법은 실리케이트 함유 섬유를 제조하는데 있어서 저렴한 방식에 해당한다. 문제는 이러한 방법에 의해 생성된 섬유중의 규산이 직물 세척에 사용되는 알칼리성 세제에 대한 내구성이 없다는 점이다. 반복된 세척으로, 섬유에 함유된 규산은 알칼리성 세척액으로 용해되어, 내화성이 감소된다.The process according to the above-mentioned patents corresponds to an inexpensive manner for producing silicate containing fibers. The problem is that the silicic acid in the fibers produced by this method is not durable to alkaline detergents used to wash fabrics. With repeated washings, the silicic acid contained in the fibers is dissolved in the alkaline washing liquid, reducing the fire resistance.

상기 언급된 문제는 방사된 실리케이트 함유 비스코스 섬유를 나트륨 알루미네이트로 처리함으로써 FI 특허 91778 (US 5,417,752에 대응)에서 해소되었으며, 여기서 실리케이트중에 규산 형태로 존재하는 이산화규소가 알루미네이트와 반응하여, 규산중의 알루미늄 실리케이트 그룹을 형성한다. 알칼리성 세제에 대한 알루미늄 실리케이트 그룹을 함유하는 규산의 용해도는 매우 적으며, 따라서 이의 생성물은 방화 특성이 변성되지 않으면서 일반적인 세제로 세척될 수 있다. 또한, 알루미늄 실리케이트 그룹을 함유하는 생성물은 알루미늄 부재하에 제조된 생성물 보다 현저하게 더욱 우수한 방화성을 갖는다.The above mentioned problem has been solved in FI patent 91778 (corresponding to US 5,417,752) by treating the spun silicate containing viscose fiber with sodium aluminate, wherein silicon dioxide present in the silicate form in the silicate reacts with the aluminate in silicic acid. Form aluminum silicate groups. The solubility of silicic acid containing aluminum silicate groups in alkaline detergents is very low, so that their products can be washed with conventional detergents without degrading the fire protection properties. In addition, products containing aluminum silicate groups have significantly better fire resistance than products made without aluminum.

그러나, 상기 언급된 두 문헌에 따른 방법이 갖는 문제점은 비스코스에 함유된 실리케이트의 성향이다. 즉, 규산 또는 실리카 (SiO2·nH2O)가 방사시 방사용액중으로 용해된다는 점이다. 현저한 부분 심지어, 실리케이트 수백 milligram/방사용액 liter가 방사시 방사용액중에 잔류할 수 있다. 실리케이트의 조절되지 않은 용해 및 방사용액으로의 분산은 여러 문제점을 초래한다. 실리케이트는 방사욕에서 침전물을 형성하며, 이는 방사욕의 오염을 초래하며, 방사욕에 형성된 수천개 섬유로 이루어진 토우와 스트레치 롤 즉, 가렛 및 스트레치 스톤 사이에 마찰을 증가시킨다. 토우중의 각각의 섬유사이의 마찰 또한 증가하여, 토우의 신장성을 약 화시키며 따라서, 각 섬유의 강도 또한 약화시킨다. 섬유간의 마찰은 또한 스피너에서 섬유를 마모시킨다.However, a problem with the method according to the two documents mentioned above is the propensity of the silicates contained in the viscose. That is, silicic acid or silica (SiO 2 · nH 2 O) is dissolved in the spinning solution during spinning. Notably, hundreds of milligrams / liter of silicate may remain in the spinning solution during spinning. Uncontrolled dissolution of silicates and dispersion into spinning solutions leads to several problems. The silicates form a precipitate in the spinning bath, which causes contamination of the spinning bath and increases the friction between the tow and stretch rolls, ie, garrets and stretch stones, of thousands of fibers formed in the spinning bath. The friction between each fiber in the tow also increases, weakening the stretch of the tow and thus weakening the strength of each fiber. Friction between the fibers also wears the fibers in the spinner.

섬유로부터의 실리케이트의 방사용액으로의 비조절된 용해는 또한, 이들의 특성 변형을 초래한다. 이는 강도 및 역가 즉, 섬유의 중량/길이 값의 변형으로서 관찰될 수 있으며, 이는 섬유의 직물 특성을 저하시킨다. 또한, 단지 1 내지 2% 양의 실리케이트의 감소라도 방화성을 현저하게 저하시키기 때문에 섬유중의 실리케이트 양의 감소는 마무리된 섬유의 내화성을 약화시킨다.Uncontrolled dissolution of the silicates from the fibers into the spinning solution also results in their property modifications. This can be observed as a change in strength and titer, ie the weight / length value of the fiber, which degrades the fabric properties of the fiber. In addition, a decrease in the amount of silicate in the fiber weakens the fire resistance of the finished fiber because even a decrease in the amount of silicate in only 1 to 2% significantly reduces the fire resistance.

발명의 간단한 설명Brief Description of the Invention

따라서, 본 발명의 목적은 실리케이트 함유 섬유의 개선된 제조 방법으로서, 상기 언급된 문제를 회피하고, 이에 따라 제조된 섬유가 가능한한 높은 실리케이트 농도를 갖게하는 방법을 제공하는 것이다.It is therefore an object of the present invention to provide a method for the production of silicate containing fibers, which avoids the above mentioned problems and thus makes the fibers produced as high as possible for the silicate concentrations.

이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 방법은 독립항인 청구항 제 1항의 특징부에 기술된 것을 주요 특징으로 한다.In order to achieve this object, the method according to the invention is mainly characterized by what is described in the characterizing part of claim 1 as independent claim.

기타 종속항은 본 발명의 일부 바람직한 구체예를 나타낼 것이다.Other dependent claims will show some preferred embodiments of the invention.

본 발명은 실리케이트 함유 섬유를 제조하는데 사용된 재생 용액 즉, 방사욕으로서 사용된 방사 용액의 조성을, 제조되는 섬유의 실리케이트 농도가 가능한 높게 유지되도록 형성시킨다는 점에 기초한다. 이는 방사용액에 조절된 방식으로 적합한 양의 가용성 실리케이트를 첨가함으로써 방사용액으로의 섬유중의 실리케이트의 용해도가 감소한다는 놀라운 관찰을 이용한 본 발명에 따른 방법에 의해 충족된다. 이렇게 하여, 비스코스 섬유에 함유된 실리케이트의 양은 가능한 높게 유지될 수 있다.The present invention is based on the fact that the composition of the regeneration solution used to prepare the silicate containing fibers, ie the spinning solution used as the spinning bath, is formed such that the silicate concentration of the fibers produced is kept as high as possible. This is met by the method according to the invention with the surprising observation that the solubility of the silicates in the fibers into the spinning solution is reduced by adding the appropriate amount of soluble silicate in a controlled manner to the spinning solution. In this way, the amount of silicate contained in the viscose fiber can be kept as high as possible.

방사욕에서 형성된 실리케이트 함유 섬유에서, 실리케이트는 섬유중에 균일하게 분포된다. 그러나, 섬유 외면의 실리케이트는 섬유의 방사동안 방사용액과 접촉하여 방사용액으로 용해되어 결정화된다. 이러한 결정화는 완전히 비조절되며, 상기 언급된 문제를 초래한다. 방사용액에 본 발명에 따른 가용성 실리케이트를 첨가함으로써, 섬유 표면상의 실리케이트의 비조절된 용해 및 결정화가 예방될 수 있다.In the silicate containing fibers formed in the spinning bath, the silicates are uniformly distributed in the fibers. However, the silicates on the outer surface of the fiber dissolve and crystallize into the spinning solution in contact with the spinning solution during spinning of the fiber. This crystallization is completely unregulated, leading to the problems mentioned above. By adding soluble silicates according to the invention to the spinning solution, uncontrolled dissolution and crystallization of the silicates on the fiber surface can be prevented.

방사욕에 첨가된 실리케이트는 수용성의 알칼리 금속 실리케이트 예컨대, 나트륨 실리케이트 예를 들어, 물유리 (Na2O·nSiO2) 또는 수용성의 침전된 실리케이트일 수 있다. 방사욕의 실리케이트 농도는 50 내지 1,000mg/방사용액 ℓ이며, 유리하게는 100 내지 700mg/방사용액 ℓ이다. 실리케이트는 방사욕에 적접적으로 방사용액을 형성하는 기타 화학물질중에 첨가된다. 방사용액은 방사시 방사용액 및 방사욕의 처리 사이에 연속적으로 재순환된다.The silicates added to the spinning bath may be water soluble alkali metal silicates such as sodium silicate such as water glass (Na 2 O.nSiO 2 ) or water soluble precipitated silicates. The silicate concentration of the spinning bath is 50 to 1,000 mg / l of spinning solution, advantageously 100 to 700 mg / l of spinning solution. Silicates are added to other chemicals that form the spinning solution directly in the spinning bath. The spinning solution is continuously recycled between the spinning solution and the treatment of the spinning bath upon spinning.

본 발명의 유리한 구체예에 따르면, 방사용액은 조절된 방식으로 방사욕에 실리케이트를 첨가하거나 제거함으로써 가용성 실리케이트에 의해 포화되거나 거의 포화되게 유지된다. 방사욕에 침전된 여분의 실리케이트는 예를 들어, 모래 여과, 가압 여과 또는 곡면 스크린과 같은 공지된 여과 방법에 의해 제거될 수 있다.According to an advantageous embodiment of the invention, the spinning solution is kept saturated or nearly saturated by the soluble silicate by adding or removing the silicate to the spinning bath in a controlled manner. The extra silicate precipitated in the spinning bath can be removed by known filtration methods such as, for example, sand filtration, pressure filtration or curved screens.

본 발명의 제 2 구체예에 따르면, 실리케이트 함유 섬유의 제조 공정시, 실리케이트 함유 용액은 방사 단계 후 섬유의 스트레칭 및 세척 단계에 사용된다.According to a second embodiment of the invention, in the process of producing the silicate containing fibers, the silicate containing solution is used for stretching and washing the fibers after the spinning step.

또한, 본 발명의 제 3 구체예에 따르면, 실리케이트 함유 섬유의 실리케이트 농도는 방사용액에 첨가될 실리케이트의 양을 조절함으로써 목적하는 수준으로 조절될 수 있다.Further, according to the third embodiment of the present invention, the silicate concentration of the silicate containing fibers can be adjusted to the desired level by controlling the amount of silicate to be added to the spinning solution.

이러한 방법에 의해, 실리케이트 함유 섬유로부터 방사용액으로의 실리케이트의 비조절된 용해가 해소되며, 방사욕에 침전되는 실리케이트 분말에 의해 초래되는 섬유간의 마찰에 의한 문제 또한 제거될 수 있다. 그 결과, 섬유의 특성 변화가 감소된다. 섬유의 측정된 강도 및 역가의 변형은 종래에 따른 방법에 의해 제조된 섬유에서 보다 더욱 작으며, 이는 이들의 직물 특성을 개선시킨다. 또한, 섬유에 함유된 실리케이트 양의 증가는 섬유의 방화성을 현저하게 증가시킨다.By this method, uncontrolled dissolution of the silicate from the silicate containing fiber into the spinning solution is eliminated, and problems caused by friction between the fibers caused by the silicate powder precipitated in the spinning bath can also be eliminated. As a result, the change in the properties of the fibers is reduced. Deformation of the measured strength and titer of the fibers is smaller than in the fibers produced by the method according to the prior art, which improves their fabric properties. In addition, an increase in the amount of silicate contained in the fiber significantly increases the fire resistance of the fiber.

본 방법에 의해, 실리케이트 농도가 소비자의 욕구에 따라 특정 수준으로 조절된 비스코스 섬유를 생성시킬 수 있다.By this method, it is possible to produce viscose fibers in which the silicate concentration is adjusted to a certain level according to the needs of the consumer.

본 방법의 적용은 용이하고 간단하며, 이미 존재하는 실리케이트 함유 섬유의 제조 장치에 용이하게 적용된다.The application of the method is easy and simple, and is readily applied to the apparatus for producing silicate containing fibers already present.

도면의 간단한 설명Brief description of the drawings

하기에서, 본 발명은 첨부된 도면을 참조로 더욱 상세히 기술되며, 이는 본 발명에 따른 실리케이트 함유 섬유를 제조하는 방법을 도식적으로 보여준다.In the following, the present invention is described in more detail with reference to the accompanying drawings, which diagrammatically shows a method for producing silicate containing fibers according to the present invention.

본 발명의 상세한 설명Detailed description of the invention

도면은 비스코스 섬유의 제조 방법을 나타내며, 단계 1에서, 수산화나트륨 (NaOH)에 의해 처리된 용해성 셀룰로오스를 슬러쉬 펄프로 슬러징시켰다. 그 후, 수산화나트륨을 제거하기 위한 단계 2에서 셀룰로오스를 가압시키고, 생성된 알칼리성 셀룰로오스를 단계 3에서 파편화시켰다. 파편화된 알칼리성 셀룰로오스를 단계 4의 조기처리 단계(prematuring)로 유도하고, 여기서 약 35 내지 45℃의 온도에서 약 3 내지 5시간 동안 공기중에서 산소의 영향하에 유지시켰다. 조기처리 단계에서, 알칼리성 셀룰로오스는 부분적으로 해중합된다.The figure shows the process for making the viscose fibers, in step 1, the soluble cellulose treated with sodium hydroxide (NaOH) was sludged with slush pulp. The cellulose was then pressed in step 2 to remove sodium hydroxide and the resulting alkaline cellulose was fragmented in step 3. Fragmented alkaline cellulose was led to the prematuring of step 4, where it was maintained under the influence of oxygen in air for about 3 to 5 hours at a temperature of about 35 to 45 ° C. In the pretreatment step, the alkaline cellulose is partially depolymerized.

다음으로, 조기처리된 알칼리성 셀룰로오스를 황화 단계 (단계 5)로 유도시키고, 여기서 카본 비설피드 (CS2)를 알칼리성 셀룰로오스와 혼합시키고, 셀룰로오스 크산테이트를 형성시켰다. 황화 단계 후, 약한 수산화나트륨 (NaOH)을 단계 6에서 크산테이트에 첨가하고 동시에 혼합시켜, 크산테이트를 용해시키고, 이는 1시간 용해후에 거의 완료시켰다. 단계 6으로부터 수득된 오렌지-황색 시럽 비스코스를 단계 7의 숙성 탱크에 유도시켰다.Next, the pretreated alkaline cellulose was led to a sulfidation step (step 5), where carbon bisulfide (CS 2 ) was mixed with alkaline cellulose and cellulose xanthate was formed. After the sulfidation step, weak sodium hydroxide (NaOH) was added to the xanthate in step 6 and mixed simultaneously to dissolve the xanthate, which was almost complete after 1 hour dissolution. The orange-yellow syrup viscose obtained from step 6 was introduced into the aging tank of step 7.

숙성 동안 그리고, 그 후, 단계 8에서 비스코스를 여과하였다. 다음 단계 9는 탈기 단계이다. 탈기 전에, 예를 들어, 화살표 10으로 표시한 지점에서, 이산화규소 용액을 비스코스에 첨가하여 비스코스와 이산화규소에 의해 형성된 혼합된 비스코스를 형성시켰다. 필요에 따라, 이산화규소는 또한, 더 이른 단계 즉, 방사욕전의 적합한 처리 단계/지점에서 첨가될 수 있다. 비스코스에 첨가되는 이산화규소는 예를 들어, 시중의 이산화규소 예컨대, 물유리 (Na2O·nSiO2) 또는 이산화규소와 수산화나트륨의 혼합물일 수 있다. 탈기 단계 9에서, 공기 및 기체 버블을 비스코스/이산화규소 - 혼합물 비스코스로부터 제거시켰다.Viscose was filtered during aging and then in step 8. The next step 9 is the degassing step. Prior to degassing, for example, at the point indicated by arrow 10, a silicon dioxide solution was added to the viscose to form a mixed viscose formed by viscose and silicon dioxide. If desired, silicon dioxide may also be added at an earlier stage, ie, at a suitable treatment step / point of the spinning bath. Silicon dioxide added to the viscose can be, for example, commercially available silicon dioxide such as water glass (Na 2 O.nSiO 2 ) or a mixture of silicon dioxide and sodium hydroxide. In degassing step 9, air and gas bubbles were removed from the viscose / silicon dioxide-mixture viscose.

다음으로, 혼합된 비스코스를 방사 단계 11에 유도하고, 여기서 비스코스 섬유를 형성시켰다. 혼합된 비스코스를 작은 구멍의 노즐 즉, 방사 캔들의 스피너렛(spinnerette)를 통해 방사용액 표면 아래로 방사욕에 유도시켰다. 스피너렛에는 일반적으로 약 8,000 내지 50,000개의 홀이 존재하며, 이의 직경이 50 내지 80㎛이다. 방사용액은 산성 액체이며, 이는 전형적으로 황산 (H2SO4), 황산아연 (ZnSO4) 및 황산나트륨 (Na2SO4)을 함유한다. 황산나트륨은 혼합된 비스코스중의 수산화나트륨과 용액에 함유된 황산이 반응할 경우 용액중에서 형성된다. 방사용액의 온도는 약 0 내지 100℃이며, 전형적으로 약 40 내지 70℃이다. 본 발명에 있어서, 가용성 실리케이트, 예를 들어, 나트륨 실리케이트가 또한 방사용액에 첨가되어, 방사욕에 형성되는 비스코스/이산화규소-섬유중의 실리케이트가 방사욕에 용해되지 않고 섬유중에 잔류하게 한다. 방사용액에 함유된 성분의 비는 하기와 같은 방식으로 다양할 수 있다:Next, the mixed viscose was led to spinning step 11 where viscose fibers were formed. The mixed viscose was guided into the spinning bath below the surface of the spinning solution through the nozzle of the small hole, the spinnerette of the spinning candles. The spinneret generally has about 8,000 to 50,000 holes, with a diameter of 50 to 80 μm. The spinning solution is an acidic liquid, which typically contains sulfuric acid (H 2 SO 4 ), zinc sulfate (ZnSO 4 ) and sodium sulfate (Na 2 SO 4 ). Sodium sulfate is formed in solution when the sodium hydroxide in the mixed viscose reacts with the sulfuric acid in the solution. The spinning solution has a temperature of about 0 to 100 ° C., typically about 40 to 70 ° C. In the present invention, soluble silicates, such as sodium silicate, are also added to the spinning solution such that the silicates in the viscose / silicon dioxide-fibers formed in the spinning bath remain in the fiber without being dissolved in the spinning bath. The ratio of components contained in the spinning solution can vary in the following ways:

황산 40 내지 150g/방사용액 ℓSulfuric acid 40 to 150 g / antiseptic solution

황산나트륨 20 내지 40 중량%20-40 wt% sodium sulfate

황산아연 0 내지 100g/방사용액 ℓZinc sulfate 0 to 100 g / spinning solution l

나트륨 실리케이트 SiO2로서 계산된 50 내지 1,000mg/방사용액 ℓ,50 to 1,000 mg / l of spinning solution calculated as sodium silicate SiO 2 ,

유리하게는 100 내지 700mg/ℓ                         Advantageously between 100 and 700 mg / l

방사욕의 조성은 제조하고자 하는 섬유의 원하는 질 및 특성 예를 들어, 이의 두께에 의존적이다.The composition of the spinning bath depends on the desired quality and properties of the fiber to be produced, for example its thickness.

실리케이트는 방사욕에 조절된 방식 즉, 방사되는 섬유의 실리케이트 농도가 가능한 높게 유지되면서, 방사용액의 특성 및 여기에 침전되는 실리케이트가 방사 및 방사 장치 작동에 있어서 문제를 초래하지 않는 방식으로 첨가된다. 이와 같이, 실리케이트는 연속적으로 또는 일정 간격으로 적당하게 나누어서 방사욕에 첨가될 수 있다. 방사욕에 침전된 실리케이트는 침전된 실리케이트 양에 따라 조절된 방식으로 제거된다.The silicates are added in a controlled manner to the spinning bath, i.e., while the silicate concentration of the fibers being spun is kept as high as possible, so that the properties of the spinning solution and the silicates precipitated thereon are added without causing problems in spinning and spinning device operation. As such, the silicates may be added to the spinning bath continuously or at appropriate intervals as appropriate. The silicate precipitated in the spinning bath is removed in a controlled manner depending on the amount of silicate precipitated.

방사욕에서 형성된 고형의 셀룰로오스-필라멘트 섬유를, 하나의 스피너렛으로부터 출사되는 수천 섬유에 의해 형성된 토우를 단계 12에서 더 작은 스트레치 롤에 먼저 감아지고, 추가로 스트레치조를 통해 또 다른 더 큰 스트레치 롤 즉, 스트레치 스톤에 감아지는 방식으로 조로부터 수거하였다. 스트레치는 섬유를 50 내지 100% 신장시키며, 이의 강도 또한 증가시킨다. 스트레치 후, 섬유의 형성된 토우를 절단 단계 13에 유도하고, 여기서 원하는 길이로 절단하였다. 절단된 섬유를 세척 단계 14에서 물로 린싱하였다. 이와 같은, 섬유 다발이 나누어지고, 개별의 섬유가 단계 14에서 연속적으로 세척될 수 있다.The solid cellulose-filament fibers formed in the spinning bath, the tow formed by the thousands of fibers exiting one spinneret, are first wound in a smaller stretch roll in step 12, and further stretch rolls through another stretch bath. That is, it was collected from the bath in a manner wound around the stretch stone. Stretch stretches the fiber 50 to 100% and increases its strength. After stretching, the formed tow of the fiber was led to cutting step 13 where it was cut to the desired length. The cut fibers were rinsed with water in washing step 14. As such, the fiber bundle can be split and individual fibers can be washed continuously in step 14.

드로잉(drawing) 및 세척 단계에서, 실리케이트 함유 용액을 사용하는 것 또한 가능하며, 이는 섬유중의 실리케이트 농도를 가능한 높게 유지시키는 것을 돕는다.In the drawing and washing step, it is also possible to use a silicate containing solution, which helps to keep the silicate concentration in the fiber as high as possible.

세척 단계 14에서, 또한 필요에 따라, 섬유를 일부 알루미늄 함유 용액 예를 들어, 나트륨 알루미늄 용액 (NaAlO2)으로 처리가능하다. 그 결과, 섬유에 함유된 규산은 알루미늄 실리케이트로 변형되고, 이는 섬유가 세척 및 심지어 표백 화학물질에 대해 내성을 갖게하면서, 일반적인 비스코스 섬유와 동일한 촉감을 갖게 한다.In washing step 14, it is also possible, if necessary, to treat the fibers with some aluminum containing solution such as sodium aluminum solution (NaAlO 2 ). As a result, the silicic acid contained in the fiber is transformed into aluminum silicate, which gives the fiber the same feel as conventional viscose fibers while making it resistant to washing and even bleaching chemicals.

가능한 나트륨 알루미네이트 처리 후, 섬유를 일반적 방식으로 단계 14에서 추가로 처리하고 즉, 이들을 세척하고, pH를 조절하고, 표면-활성제로 처리하였다. 그 후, 섬유를 건조시켰다.After possible sodium aluminate treatment, the fibers were further treated in step 14 in a general manner, ie they were washed, pH adjusted, and treated with a surface-active agent. Thereafter, the fibers were dried.

유리한 구체예에 따르면, 방사욕에 첨가된 실리케이트의 양은 방사욕이 용해성 실리케이트에 대해 포화되거나 거의 포화되게 하는 양이다. 방사욕에 침전된 여분의 실리케이트는 방사용액의 순환과 관련하여 제거된다.According to an advantageous embodiment, the amount of silicate added to the spinning bath is such that the spinning bath is saturated or nearly saturated with respect to the soluble silicate. The extra silicate precipitated in the spinning bath is removed in connection with the circulation of the spinning solution.

비스코스 섬유의 상기 기술된 제조 방법 및 이들의 작업에 사용된 장치는 당업자에게 공지된 것이며, 따라서 이에 대해 본원에서 더욱 상세하게 기술하지는 않았다.The above-described methods of making viscose fibers and the devices used in their operation are known to those skilled in the art and are therefore not described in more detail herein.

하기에서, 실리케이트 함유 섬유를 제조하는 본 발명에 따른 방법의 시험 결과를 나타낼 것이다. 시험에서, 방사용액의 실리케이트 농도를 변화시키고, 동시에 방사로부터 생성된 비스코스 섬유의 실리케이트 농도를 모니터링하였다.In the following, the test results of the method according to the invention for producing silicate containing fibers will be presented. In the test, the silicate concentration of the spinning solution was changed and at the same time the silicate concentration of the viscose fiber produced from the spinning was monitored.

시험 준비:Exam Preparation:

비스코스를 상기 기술된 그리고, 공지된 비스코스 방법에 의해 제조하였으며, 여기서 나트륨 실리케이트 즉, 물유리를 이산화규소로서 비스코스에 첨가하였다. 그 결과, 3.6% SiO2, 8.2%의 알파-셀룰로오스 및 7.4%의 NaOH를 함유하는 혼합된 비스코스가 생성되었다. 3.5 dtex의 섬유를 이러한 혼합된 비스코스로 방사하였다. 방사용액의 온도는 50℃이며, 실리케이트의 첨가 없이 이의 조성은 하기와 같다:Viscose was prepared by the above-described and known viscose method, wherein sodium silicate, ie, water glass, was added to the viscose as silicon dioxide. The result was a mixed viscose containing 3.6% SiO 2 , 8.2% alpha-cellulose and 7.4% NaOH. 3.5 dtex of fiber was spun into this mixed viscose. The temperature of the spinning solution is 50 ° C. and its composition is as follows without addition of silicate:

황산 65g/방사용액 ℓSulfuric acid 65 g / spinning solution ℓ

황산나트륨 20중량%20% by weight sodium sulfate

황산아연 45g/방사용액 ℓ45 g of zinc sulfate / ℓ

특정량의 실리케이트를, 방사용액의 실리케이트 농도가 점차적으로 증가하는 방식으로 일정 간격을 두고 방사욕에 첨가하였다. 시중에서 구입가능한 물유리 (SiO2:Na2O 2.5:1, 30.9% SiO2)를 첨가되는 실리케이트로서 사용하였다. 각 첨가 후, 섬유를 상기 기술된 방식에 따라 방사용액으로 방사시켰다. 방사욕 후, 섬유를 스트레칭욕에서 원래 보다 90% 길어지게 스트레칭하고, 여기서 스트레칭욕의 온도는 90℃이며, 3g/ℓ의 황산을 함유하였다.A certain amount of silicate was added to the spinning bath at regular intervals in such a way that the silicate concentration of the spinning solution gradually increased. Commercially available water glass (SiO 2 : Na 2 O 2.5: 1, 30.9% SiO 2 ) was used as the added silicate. After each addition, the fibers were spun into spinning solution in the manner described above. After the spinning bath, the fibers were stretched 90% longer than the original in the stretching bath, where the temperature of the stretching bath was 90 ° C. and contained 3 g / l sulfuric acid.

방사용액의 이산화규소 함량은 소위 몰리브데늄 신 방법(molybdenum sine method)을 이용하여 스펙트라포토미터에 의해 측정하였다. 측정전, 방사용액을 산 균형이 평준화되도록 약 1시간 동안 순환시켰다.The silicon dioxide content of the spinning solution was measured by spectrophotometer using the so-called molybdenum sine method. Before the measurement, the spinning solution was circulated for about 1 hour so that the acid balance was leveled.

방사로부터 생성된 비스코스 섬유의 실리케이트 농도에 대한 실리케이트 첨가의 효과를 각각의 실리케이트 첨가 후 방사 섬유의 SiO2 농도를 분석함으로써 모니터링하였다. 섬유의 SiO2 함량은 750℃의 노에서 섬유를 재화(ashing)시키고, 생성된 재의 중량을 측정함으로써 측정하였다. 섬유중의 이산화규소는 거의 순수한 SiO2인 것으로 밝혀졌다.The effect of silicate addition on the silicate concentration of the viscose fiber produced from the spinning was monitored by analyzing the SiO 2 concentration of the spun fiber after each silicate addition. The SiO 2 content of the fibers was measured by ashing the fibers in a furnace at 750 ° C. and measuring the weight of the ash produced. The silicon dioxide in the fiber was found to be almost pure SiO 2 .

하기 표는 섬유의 SiO2-농도에 대한 방사조의 실리케이트 농도 효과를 나타낸다.The table below shows the effect of silicate concentration of the spinning bath on the SiO 2 -concentration of the fibers.

표 1. 방사조에 첨가된 실리케이트의 양, 조에서 측정된 실리케이트 농도, 및 본 방사조로 방사된 섬유의 SiO2-농도Table 1. The amount of silicate added to the spinning bath, the silicate concentration measured in the bath, and the SiO 2 -concentration of the fibers spun with this spinning bath

시험 번호Exam number 물유리 g/방사조에 첨가된 방사용액 ℓWater glass g / ℓ added to the spinning bath 방사조중의 SiO2/ppmSiO 2 / ppm in spinning bath 섬유중의 SiO2 %SiO 2 % in fiber 1One 00 <20 (미첨가)<20 (not added) 24.724.7 22 1.251.25 250250 27.227.2 33 1.751.75 336336 32.232.2 44 1.751.75 347347 32.932.9 55 2.252.25 466466 33.033.0 66 2.252.25 477477 32.932.9 77 2.752.75 535535 33.033.0

표 1의 결과로부터, 방사조로의 실리케이트 첨가가 방사 결과 수득된 섬유의 실리케이트 농도를 증가시킨 것으로 검출되었다. 즉, 섬유중의 실리케이트의 방사조로의 용해가 감소되었다. 실리케이트와 관련하여 방사용액의 포화점은 시험 4에서 도달되었다. 그 이후, 방사조로의 더 많은 실리케이트 첨가는 섬유의 실리케이트 농도에 영향을 끼치지 않았으며, 일정하게 유지되었다.From the results in Table 1, it was detected that the addition of silicate to the spinning bath increased the silicate concentration of the fibers obtained as a result of spinning. That is, the dissolution of the silicate in the fiber into the spinning bath was reduced. The saturation point of the spinning solution in relation to the silicate was reached in test 4. Since then, more silicate addition to the spinning bath did not affect the silicate concentration of the fibers and remained constant.

또한, 실리케이트로 포화된 방사용액 (시험 4)으로 방사된 섬유와 실리케이트가 매우 적게 첨가되거나 첨가되지 않은 방사용액 (시험 1 및 2)으로 방사된 섬유를 비교할 경우, 실리케이트를 첨가하지 않으면, 방사중 섬유가 약 8중량% 손실되었음이 확인되었다. 즉, 섬유로부터 방사용액으로의 실리케이트 용해가 현저하였다. 이는 섬유의 방화 특성에 영향을 끼친다. 실제로, 시험 1 및 2에 의해 생성된 섬유는 이의 방화 특성이 불충분하며, 예상치 못한 중량 손실로 섬유 dtex (중량/길이) 조절이 방해된다. 방사조에 실리케이트 농도를 적합한 수준으로 유지시킴으로써, 이들 문제가 해소될 수 있다.In addition, when comparing fibers spun with a silicate-saturated spinning solution (test 4) and fibers spun with very little or no silicate spinning solutions (tests 1 and 2), if no silicate is added, spinning It was found that about 8% by weight of the fibers were lost. That is, the silicate dissolution from the fiber to the spinning solution was remarkable. This affects the fire protection properties of the fibers. Indeed, the fibers produced by tests 1 and 2 have insufficient fire protection properties and unexpected fiber loss prevents fiber dtex (weight / length) control. By keeping the silicate concentration at a suitable level in the bath, these problems can be solved.

상기 기술된 시험 (시험 1 내지 7)으로 제조된 섬유의 일부를 또한, 알루미늄으로 처리하였다. 나트륨 알루미늄 용액 (3g/ Al2O3로서 계산된 Na 알루미네이트 ℓ, 용액비 1:10, 온도 50℃)으로의 처리는 섬유의 재(ash) 함량을 표 1에 기술된 값의 2 내지 2.5% 증가시켰다. 이와 같이, 재 또한 알루미늄을 함유하였다.Some of the fibers produced in the tests described above (tests 1-7) were also treated with aluminum. Treatment with sodium aluminum solution (1 g Na aluminate, calculated as 3 g / Al 2 O 3 , solution ratio 1:10, temperature 50 ° C.) gives the ash content of the fiber 2 to 2.5 of the values described in Table 1. Increased by%. As such, the ash also contained aluminum.

본 발명을 실례로서 제시된 상기 구체예로 제한하고자 하는 것은 아니며, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 규정된 바와 같이 본 발명의 사상의 범위내에 넒게 적용될 수 있다.It is not intended to be exhaustive or to limit the invention to the above-described embodiments, which are intended to be broadly applicable within the spirit of the invention as defined by the appended claims.

Claims (9)

이산화규소를 셀룰로오스로 제조된 비스코스(viscose)에 첨가하고, 형성된 비스코스와 이산화규소의 혼합물을 재생용액으로 노즐을 통해 유도하고, 여기서 실리케이트 함유 섬유를 형성시키는, 실리케이트 함유 섬유를 제조하는 방법으로서, 실리케이트가 재생용액에 첨가됨을 특징으로 하는 방법.A method for producing silicate containing fibers, wherein silicon dioxide is added to a viscose made of cellulose, and the resulting mixture of viscose and silicon dioxide is guided through a nozzle into a regeneration solution, where the silicate containing fibers are formed. Is added to the regeneration solution. 제 1항에 있어서, 재생용액에 첨가된 실리케이트가 가용성 알칼리 금속 실리케이트 또는 침전된 실리케이트임을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1 wherein the silicate added to the regeneration solution is a soluble alkali metal silicate or precipitated silicate. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, SiO2로서 계산된 50 내지 1,000mg/l의 실리케이트, 유리하게는 100 내지 700mg/l의 실리케이트가 재생용액에 첨가됨을 특징으로 하는 방법.3. Process according to claim 1 or 2, characterized in that 50 to 1,000 mg / l silicate, advantageously 100 to 700 mg / l silicate, calculated as SiO 2 is added to the regeneration solution. 제 1항 내지 제 3항중의 어느 한 항에 있어서, 재생용액에 첨가되는 실리케이트 양이 가용성 실리케이트에 의해 재생 용액이 포화되게 하는 양임을 특징으로 하는 방법.4. A process according to any one of claims 1 to 3, wherein the amount of silicate added to the regeneration solution is such that the regeneration solution is saturated by the soluble silicate. 제 4항에 있어서, 재생용액으로 침전된 실리케이트가 재생용액의 순환과 관 련하여 재생용액으로부터 제거됨을 특징으로 하는 방법.5. The method according to claim 4, wherein the silicate precipitated with the regeneration solution is removed from the regeneration solution in relation to the circulation of the regeneration solution. 제 1항에 있어서, 비스코스와 이산화규소의 혼합물이 재생용액으로 유도되기 전에 실리케이트가 방사 단계 (11)로 유도되는 재생용액에 직접적으로 첨가됨을 특징으로 하는 방법.The process according to claim 1, wherein the silicate is added directly to the regeneration solution directed to the spinning step (11) before the mixture of viscose and silicon dioxide is led to the regeneration solution. 제 1항 내지 제 6항중의 어느 한 항에 있어서, 재생용액이 또한, 황산, 황산나트륨 및 황산아염을 함유함을 특징으로 하는 방법.The process according to any one of claims 1 to 6, wherein the regeneration solution also contains sulfuric acid, sodium sulfate and sulfuric acid salt. 제 1항에 있어서, 실리케이트가 재생용액에 첨가되고, 재생용액으로부터 제거됨을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1 wherein the silicate is added to the regeneration solution and removed from the regeneration solution. 제 8항에 있어서, 재생용액으로부터의 실리케이트 첨가 및 제거가, 재생용액중의 실리케이트 농도가 적합한 수준으로 유지되게 하는 조절된 방식으로 수행됨을 특징으로 하는 방법.9. The method of claim 8, wherein the addition and removal of the silicate from the regeneration solution is performed in a controlled manner such that the silicate concentration in the regeneration solution is maintained at a suitable level.
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