PL168080B1

PL168080B1 - Modyfikowane włókna wiskozowe o podwyższonej sorpcji wilgoci i sposób wytwarzania modyfikowanych włókien wiskozowych o podwyższonej sorpcji wilgoci

Info

Publication number: PL168080B1
Application number: PL29324392A
Authority: PL
Inventors: Henryk Struszczyk; Alojzy Urbanowski; Andrzej Bodek; Dariusz Wawro; Jerzy Roman; Jerzy Kedzior; Pawel Starostka
Original assignee: Inst Wlokien Chem
Priority date: 1992-01-20
Filing date: 1992-01-20
Publication date: 1995-12-30
Also published as: SK282192A3; PL293243A1; CZ282192A3

Abstract

1. Modyfikowane włókna wiskozowe o podwyższonej sorpcji wilgoci, znamienne tym, że stanowią mieszaninę celulozy regenerowanej z celulozoksantogenianu sodowego, karbaminianu celulozy i wody, przy czym stosunek celulozy regenerowanej do karbaminianu celulozy wynosi od 99:1 do 1:99, korzystnie od 60:40 do 10:90. 2. Sposób wytwarzania modyfikowanych włókien wiskozowych o podwyższonej sorpcji wilgoci, znamienny tym, że do wiskozy w postaci roztworu ksantogenianu celulozy w wodnym roztworze wodorotlenku sodowego wprowadza się, korzystnie w drodze mieszania lub wtrysku bezpośrednio przed formowaniem włókien, wodny alkaliczny roztwór karbaminianu celulozy w ilości 1-99% wagowych polimeru w stosunku do masy celulozowej zawartej w wiskozie, zawierający nie więcej niż 15% wagowych karbaminianu celulozy, korzystnie 6-10% wagowych karbaminianu celulozy o średnim stopniu polimeryzacji w zakresie 100-900, zawartości azotu w zakresie 0,5-4,5% wagowych i wskaźniku filtracyjności roztworu Kw powyżej 10, a następnie w znany sposób formuje się modyfikowane włókna wiskozowe oraz poddaje się je standardowemu procesowi wykończania.

Description

Przedmiotem wynalazku są modyfikowane włókna wiskozowe o podwyższonej sorpcji wilgoci i sposób ich wytwarzania.

Znane są włókna wiskozowe o zwiększonym powinowactwie do barwników i podwyższonej sorpcji wilgoci, chwycie zbliżonym do wełny i wysokiej karbikowatości, a także sposoby ich wytwarzania polegające na wprowadzeniu do wiskozy białka bądź jego modyfikatów oraz poliglutaminianów. Podwyższoną sorpcję oraz podwyższone powinowactwo do barwników uzyskuje się również poprzez wprowadzenie do wiskozy polioksyalkilanów posiadających azot lub związków organicznych takich jak pochodne akrylonitrylu, tlenku etylenu i formaldehydu. Powyższe sposoby opisane są w monografii A. Boryniec i T. Skwarski Technologia włókien sztucznych Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, 1970 r. oraz w japońskich opisach patentowych nr nr 9052,62; 9054,62; 15250,63 i w austriackim opisie patentowym nr 237464.

Z opisu patentowego RFN nr 2638654 znany jest sposób wytwarzania włókien celulozowych o zwiększonej sorpcji wilgoci polegający na wprowadzeniu do wiskozy 5-20% wagowych rozpuszczalnej w wodzie soli sodowej karboksymetylocelulozy, a następnie na wyprzędzeniu i wykończeniu włókien oraz ewentualnym ich sieciowaniu.

Znany jest z opisów patentowych RFN nr nr 2324589 i 2634994 sposób wytwarzania włókien celulozowych polegający na wkomponowaniu polimeru akrylowego poprzez wprowadzenie do wiskozy kopolimeru kwasu akrylowego i metakrylowego w ilości 2-30% wagowych lub soli metali alkalicznych kwasu poliakrylowego.

Z opisu patentowego uSa nr 4 003 558 znane są włókna z regenerowanej celulozy zawierające sole metali alkalicznych alginianów.

Znany jest także z polskiego opisu zgłoszenia patentowego P.267647 sposób wytwarzania włókien wiskozowych o polepszonych własnościach polegający na wprowadzeniu do wiskozy 0,1-40% wagowych hydrolizowanego poliakrylonitrylu o stosunku zawartości grup amidowych do karboksylowych wynoszącym od 0 do 1, następnie formowaniu modyfikowanych włókien wiskozowych do kąpieli zawierającej nieorganiczne lub organiczne związki sieciują168 080 ce oraz wykończaniu, także za pomocą wodnych alkalicznych roztworów wodorotlenków metali alkalicznych lub czynników sieciujących jak: chlorek wapniowy, siarczan magnezowy, epichlorohydryna czy formaldehyd.

Znane włókna wiskozowe o zwiększonej sorpcji zawierające zregenerowaną celulozę, wytwarzane znanymi sposobami charakteryzują się z reguły gorszymi parametrami fizyko-mechanicznymi niż włókna standardowe. Ponadto znane sposoby wytwarzania modyfikowanych włókien wiskozowych wymagają stosowania dodatków wpływających ujemnie na proces formowania oraz na stopień dojrzałości wiskozy, lepkość, przędliwość czy filtracyjność.

Modyfikowane włókna wiskozowe o podwyższonej sorpcji wilgoci według wynalazku charakteryzują się tym, że stanowią mieszaninę celulozy regenerowanej z celulozoksantogenianu sodowego, karbaminianu celulozy i wody, przy czym stosunek wagowy celulozy regenerowanej do karbaminianu celulozy wynosi od 99:1 do 1:99, korzystnie od 60:40 do 10:90.

Sposób wytwarzania modyfikowanych włókien wiskozowych o podwyższonej sorpcji wilgoci według wynalazku polega na tym, że do wiskozy w postaci roztworu ksantogenianu celulozy w wodnym roztworze wodorotlenku sodowego wprowadza się, korzystnie w drodze mieszania lub wtrysku bezpośrednio przed formowaniem włókien, wodny alkaliczny roztwór karbaminianu celulozy w ilości 1-99% wagowych polimeru w stosunku do masy celulozowej zawartej w wiskozie, zawierający nie więcej niż 15% wagowych karbaminianu celulozy, korzystnie 6-10% wagowych karbaminianu celulozy o średnim stopniu polimeryzacji w zakresie 100-900, zawartości azotu w zakresie 0,5-4,5% wagowych i wskaźniku filtracyjności roztworu Kw powyżej 10. Następnie w znany sposób formuje się modyfikowane włókna wiskozowe oraz poddaje się je standardowemu procesowi wykończania.

Włókna według wynalazku stanowiące mieszaninę celulozy regenerowanej i karbaminianu celulozy charakteryzują się znacznie większą sorpcją wilgoci niż standardowe włókna wiskozowe, przy czym ich własności sorpcyjne uzależnione są od ilości zawartego w nich karbaminianu celulozy oraz warunków ich wytwarzania. W wyniku wprowadzenia do struktury włókien wiskozowych karbaminianu celulozy, charakteryzującego się dużym pęcznieniem, zmienia się system kapilarny wytwarzanych włókien z mieszaniny polimerów w kierunku istotnego wzrostu pęcznienia. Włókna według wynalazku charakteryzują się także podwyższonym powinowactwem do barwników oraz wyższą niż włókna wiskozowe odpornością na działanie bakterii. Zawartość we włóknach karbaminianu celulozy nadaje włóknom własności sprzyjające tworzeniu włóknin.

Rozpuszczalność karbaminianu celulozy oraz celulozoksantogenianu sodowego w wodnych roztworach alkaliów umożliwia w sposobie według wynalazku tworzenie płynu przędzalniczego w postaci mieszaniny obydwu pochodnych celulozy. W wyniku formowania tej mieszaniny do kwaśnych kąpieli przędzalniczych następuje regeneracja celulozoksantogenianu sodowego do celulozy, podczas gdy karbaminian celulozy zawarty w płynie przędzalniczym ulega tylko koagulacji bądź następuje jedynie niewielkie zmniejszenie stopnia jego podstawienia.

Zaletą sposobu według wynalazku jest możliwość wytwarzania włókien o szerokim zakresie zawartości karbaminianu celulozy z uwagi na doskonałą mieszalność wiskozy z roztworem karbaminianu celulozy.

Modyfikowane włókna wiskozowe o podwyższonej sorpcji według wynalazku znajdują zastosowanie w medycynie, w wyrobach sanitarnych, opatrunkowych, w przemyśle włókienniczym i w technice jako materiał sorpcyjny.

Sposób według wynalazku umożliwia istotne zmniejszenie emisji dwusiarczku węgla i siarkowodoru przyczyniając się do ochrony środowiska ekologicznego.

Dla oznaczenia własności celulozy, karbaminianu celulozy, wiskozy i wytwarzanych włókien stosowano następujące metody:

- średni stopień polimeryzacji celulozy oznaczano zgodnie z metodą opisaną w czasopiśmie Das Papier, nr 12, str. 187, 1958 r.,

- zawartość azotu w karbaminianie celulozy i wytworzonych włóknach zgodnie z metodą Kiejdahla opisaną w czasopiśmie Chemia Analityczna, nr 5, str. 1039, 1960 r.,

168 080

- współczynnik filtracyjności K_w zgodnie z normą, BN-70/7516-03,

- wskaźnik wtórnego pęcznienia WRV zgodnie z metodą opisaną w czasopiśmie Cellulose Chemistry and Technology, tom 14, str. 893, 1980 r„

- stopień pęcznienia SP wyznaczono podobnie jak wskaźnik wtórnego pęcznienia przy stosowaniu wirowania z prędkością 1000 obr/min w czasie 90 sek.

Przedmiot wynalazku ilustrują przedstawione poniżej przykłady wykonania nie ograniczając jego zakresu.

Przykłady I-III.

Do 100 części wagowych wiskozy charakteryzującej się zawartością 8,9% wagowych celulozy, 6,4% wagowych wodorotlenku sodowego i lepkością równą 45 sekund, wprowadzono w drodze mieszania odpowiednie ilości (tabela 1) wodnego alkalicznego roztworu karbaminianu celulozy charakteryzującego się średnim stopniem polimeryzacji DP=330, zawartością azotu równą 2,9% wagowych, zawartością karbaminianu celulozy równą 7,65% wagowych, zawartością wodorotlenku sodowego równą 8,7% wagowych, lepkością wynoszącą 58 sekund oraz K_w-38,5. Następnie uzyskaną mieszaninę filtrowano i odpowietrzano w temperaturze 0-5 °C i uzyskany roztwór przędzalniczy formowano do kąpieli koagulacyjnej o temperaturze 40°C, zawierającej 120 g/l kwasu siarkowego i 280 g/l siarczanu sodowego, po czym uformowane włókno poddawano procesowi plastyfikacji w kąpieli zawierającej 10 g/l kwasu siarkowego, o temperaturze 80°C, stosując szybkość przędzenia równą 30 m/min przy rozciągu wynoszącym 40%. Wytworzone włókna wykończano zgodnie z technologią wiskozową.

W tabeli 1 zestawiono własności wytworzonych modyfikowanych włókien wiskozowych w zależności od ilości zastosowanego roztworu karbaminianu celulozy (środka modyfikującego) oraz dla porównania własności standardowych włókien wiskozowych.

Tabela 1

Własności modyfikowanych włókien wiskozowych

Przykład	Skład roztworu przędzalniczego %	Zawar- tość azotu %	Własności mechaniczne włókien	WRV %	SP %	Wilgot- ność włókien %
Celuloza z celulozoksantogenianu sodowego	Celuloza z karbaminianu celulozy	Masa liniowa dtex	Wytrzy- małość cN/tex	Wydłu- żenie %	Wytrzymałość w pętli cN/tex
	100	-	0,00	2,00	19,4	16	3,75	71	106	10,2
I	50	50	0,70	7,42	15,6	33	8,36	129	180	14,5
Π	20	80	0,70	2,29	14,4	17	2,85	194	167	15,2
III	1	99	1,10	2,10	16,0	14	3,33	142	140	12,1

Wytworzone włókna modyfikowane charakteryzowały się w stosunku do włókien standardowych podwyższoną wartością wskaźnika wtórnego pęcznienia (WRV) oraz podwyższonym stopniem pęcznienia (SP). Parametry te charakteryzują podwyższoną zdolność włókien do sorpcji wody, a także sorpeji barwników. Wytworzone włókna charakteryzowały się także odpornością na działanie bakterii i grzybów, zwłaszcza w stanie mokrym.

Przykłady IV-VL

Do 100 części wagowych wiskozy charakteryzującej się zawartością 6,77% wagowych celulozy, 3,7% wagowych wodorotlenku sodowego i lepkością równą 280 sekund, wprowadzono poprzez wtrysk odpowiednie ilości (tabela 2) wodnego alkalicznego roztworu karbaminianu celulozy charakteryzującego się średnim stopniem polimeryzacji DP=270, zawartością azotu równą 1,5% wagowych, zawartością karbaminianu celulozy równą 6,68% wagowych, zawartością wodorotlenku sodowego równą 8,7% wagowych, lepkością wynoszącą 33 sekundy oraz Kwi 65. Następnie uzyskany roztwór przędzalniczy formowano do kąpieli koagula168 080 cyjnej o temperaturze 40°C, zawierającej 10 g/l kwasu siarkowego, po czym włókno podawano do kąpieli plastyfikacyjnej zawierającej 10 g/l kwasu siarkowego o temperaturze 70°C, stosuiac rozciąg równy 40% i szvbkość formowania wynosząca 30 m/min.

W tabeli 2 zestawiono własności wytworzonych modyfikowanych włókien wiskozowych w zależności od ilości zastosowanego roztworu karbaminianu celulozy.

Tabela 2

Własności modyfikowanych włókien wiskozowych

Przykład	Skład roztworu przędzalniczego %	Zawar- tość azotu %	Własności mechaniczne włókien	WRV %	SP %	Wilgot- ność włókien %
Celuloza z celulozoksantogenianu sodowego	Celuloza z karbaminianu celulozy	Masa liniowa dtex	Wytrzy- małość cN/tex	Wydłu- żenie %	Wytrzymałość w pętli cN/tex
IV	99	1	0,24	1,72	17,2	12	6,25	136	160	12,0
V	80	20	0,78	1,54	17,9	13	6,10	157	221	13,9
VI	20	80	0,97	2,62	12,5	26	6,01	158	172	14,2

Wytworzone modyfikowane włókna wiskozowe charakteryzowały się w stosunku do standardowych włókien wiskozowych podwyższoną sorpcją wilgoci, podwyższoną wybarwialnością oraz odpornością na działanie bakterii i grzybów, zwłaszcza w stanie mokrym.

168 080

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz

Cena 1,50 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Modyfikowane włókna wiskozowe o podwyższonej sorpcji wilgoci, znamienne tym, że stanowią mieszaninę celulozy regenerowanej z celulozoksantogenianu sodowego, karbaminianu. celulozy i wody, przy czym stosunek celulozy regenerowanej do karbaminianu celulozy wynosi od 99:1 do 1:99, korzystnie od 60:40 do 10:90.
2. Sposób wytwarzania modyfikowanych włókien wiskozowych o podwyższonej sorpcji wilgoci, znamienny tym, że do wiskozy w postaci roztworu ksantogenianu celulozy w wodnym roztworze wodorotlenku sodowego wprowadza się, korzystnie w drodze mieszania lub wtrysku bezpośrednio przed formowaniem włókien, wodny alkaliczny roztwór karbaminianu celulozy w ilości 1-99% wagowych polimeru w stosunku do masy celulozowej zawartej w wiskozie, zawierający nie więcej niż 15% wagowych karbaminianu celulozy, korzystnie 6-10% wagowych karbaminianu celulozy o średnim stopniu polimeryzacji w zakresie 100-900, zawartości azotu w zakresie 0,5-4,5% wagowych i wskaźniku filtracyjności roztworu Kw powyżej 10, a następnie w znany sposób formuje się modyfikowane włókna wiskozowe oraz poddaje się je standardowemu procesowi wykończania.