PL201205B1

PL201205B1 - Sposób wytwarzania modyfikowanych włókien celulozowych

Info

Publication number: PL201205B1
Application number: PL359080A
Authority: PL
Inventors: Bogumił Łaszkiewicz; Piotr Kulpiński; Barbara Niekraszewicz; Piotr Czarnecki; Marcin Rubacha; Maria Okraska; Jolanta Jędrzejczak; Bogdan Pęczek; Ryszard Kozłowski; Jerzy Mańkowski
Original assignee: Inst Wlokien Naturalnych; Instytut Wlokien Naturalnych; Politechnika Lodzka
Priority date: 2003-03-10
Filing date: 2003-03-10
Publication date: 2009-03-31
Also published as: WO2004081267A1; EP1601824A1; EP1601824B1; DE60311324D1; DE60311324T2; PL359080A1; ATE351933T1

Abstract

1. Sposób wytwarzania modyfikowanych w lókien celulozowych, z roztworów celulozy w N- -tlenku-N-metylomorfoliny, polegaj acy na zmieszaniu celulozy z wodnym roztworem NMMO, odparo- waniu powsta lego roztworu celulozy do uzyskania w nim zawarto sci celulozy 12 - 20% wagowych oraz zawarto sci wody poni zej 13,3% wagowych, przefiltrowaniu powsta lego roztworu prz edzalniczego, przet laczaniu roztworu prz edzalniczego przez otwory dyszy prz edzalniczej do przestrzeni powietrznej, z której zostaje wprowadzony do wodnej k apieli prz edzalniczej, w ko ncu p lukaniu, suszeniu i kondycjonowaniu, w drodze dodania substancji modyfikuj acych, znamienny tym, ze substancje mo- dyfikuj ace takie, jak tlenki ceramiczne, tlenki metali lub mieszaniny tych tlenków, ewentualnie zawiera- j ace dodatek srodków powierzchniowo-czynnych, w egiel, ewentualnie modyfikowany srebrem, srodki antybakteryjne, wska zniki alkacymetryczne, barwniki termochromowe, o rozdrobnieniu nano- lub su- pramolekularnym, dodaje si e do celulozy, rozpuszczalnika lub roztworu prz edzalniczego, w ilo sci nie wi ekszej ni z 10% wagowych w stosunku do masy celulozy. PL PL PL PL

Description

D01F 1/06 (2006.01) D01F 1/10 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 10.03.2003 D01F 2/00 (2006.01)

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (54)

Sposób wytwarzania modyfikowanych włókien celulozowych (73) Uprawniony z patentu:

Politechnika Łódzka,Łódź,PL

Instytut Włókien Naturalnych,Poznań,PL (43) Zgłoszenie ogłoszono:

20.09.2004 BUP 19/04 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono:

31.03.2009 WUP 03/09 (72) Twórca(y) wynalazku:

Bogumił Łaszkiewicz,Łódź,PL Piotr Kulpiński,Łódź,PL Barbara Niekraszewicz,Łódź,PL Piotr Czarnecki,Łódź,PL Marcin Rubacha,Łódź,PL Maria Okraska,Łódź,PL Jolanta Jędrzejczak,Zgierz,PL Bogdan Pęczek,Łódź,PL Ryszard Kozłowski,Poznań,PL Jerzy Mańkowski,Poznań,PL (74) Pełnomocnik:

Zbigniew Wojciech Bałczewski, Ośrodek Wynalazczości Politechniki Łódzkiej ⁽⁵⁷⁾ 1. Sposób wytwarzania modyfikowanych włókien celulozowych, z roztworów celulozy w N-tlenku-N-metylomorfoliny, polegający na zmieszaniu celulozy z wodnym roztworem NMMO, odparowaniu powstałego roztworu celulozy do uzyskania w nim zawartości celulozy 12 - 20% wagowych oraz zawartości wody poniżej 13,3% wagowych, przefiltrowaniu powstałego roztworu przędzalniczego, przetłaczaniu roztworu przędzalniczego przez otwory dyszy przędzalniczej do przestrzeni powietrznej, z której zostaje wprowadzony do wodnej kąpieli przędzalniczej, w końcu płukaniu, suszeniu i kondycjonowaniu, w drodze dodania substancji modyfikujących, znamienny tym, ż e substancje modyfikujące takie, jak tlenki ceramiczne, tlenki metali lub mieszaniny tych tlenków, ewentualnie zawierające dodatek środków powierzchniowo-czynnych, węgiel, ewentualnie modyfikowany srebrem, środki antybakteryjne, wskaźniki alkacymetryczne, barwniki termochromowe, o rozdrobnieniu nano- lub supramolekularnym, dodaje się do celulozy, rozpuszczalnika lub roztworu przędzalniczego, w ilości nie większej niż 10% wagowych w stosunku do masy celulozy.

PL 201 205 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania modyfikowanych włókien celulozowych, z roztworów celulozy w N-tlenku-N-metylomorfoliny.

Znany sposób wytwarzania włókien celulozowych z roztworów celulozy w N-tlenku-N-metylomorfoliny (NMMO) polega na zmieszaniu celulozy z wodnym roztworem NMMO, odparowaniu nadmiaru wody z roztworu celulozy, przefiltrowaniu roztworu przędzalniczego, który przetłacza się przez otwory dyszy przędzalniczej do przestrzeni powietrznej, a następnie poddaje działaniu wodnej kąpieli przędzalniczej, suszy i kondycjonuje. Aby wytworzyć włókna o zmodyfikowanych właściwościach, do roztworu przędzalniczego dodaje się substancje modyfikujące takie, jak dwutlenek tytanu, barwniki organiczne lub nieorganiczne, w postaci drobin o średnicy powyżej 1 μm.

Sposób wytwarzania modyfikowanych włókien celulozowych, z roztworów celulozy w N-tlenku-N-metylomorfoliny, polegający na zmieszaniu celulozy z wodnym roztworem NMMO, odparowaniu powstałego roztworu celulozy do uzyskania w nim zawartości celulozy 12-20% wagowych oraz zawartości wody poniżej 13,3% wagowych, przefiltrowaniu roztworu przędzalniczego, przetłaczaniu tego roztworu przez otwory dyszy przędzalniczej do przestrzeni powietrznej, z której zostaje wprowadzony do wodnej kąpieli przędzalniczej, w końcu płukaniu, suszeniu i kondycjonowaniu, w drodze dodania substancji modyfikujących, według wynalazku charakteryzuje się tym, że substancje modyfikujące takie, jak tlenki ceramiczne, tlenki metali lub mieszaniny tych tlenków, ewentualnie zawierające dodatek środków powierzchniowo-czynnych, węgiel, ewentualnie modyfikowany srebrem, środki antybakteryjne, wskaźniki alkacymetryczne, barwniki termochromowe, o rozdrobnieniu nano- lub supramolekularnym, dodaje się do celulozy, rozpuszczalnika lub roztworu przędzalniczego w ilości nie większej niż 10% wagowych w stosunku do masy celulozy. Tlenki ceramiczne, korzystnie krzemionkę, tlenki metali lub mieszaniny tych tlenków stosuje się w postaci proszku lub zawiesiny tego proszku w wodzie lub wodnym roztworze NMMO. Węgiel stosuje się w postaci nano-rurek. Jako wskaźniki alkacymetryczne korzystnie stosuje się błękit tymolowy lub fenoloftaleinę.

Sposób według wynalazku pozwala, stosunkowo prosto i łatwo, otrzymać włókna celulozowe o specyficznych właściwościach, przy czym równocześnie polepsza niektóre właściwości fizyko-mechaniczne włókien.

Sposób według wynalazku ilustrują bliżej poniższe przykładu nie ograniczając jego zakresu.

P r z y k ł a d I.

części wagowych celulozy o stopniu polimeryzacji 800, zawierającej 8% wagowych wilgoci wprowadzono do gniotownika połączonego z pompą próżniową, wyposażonego w ogrzewanie przeponowe, do którego dodano następnie 720 części wagowych 50%-owego wodnego roztworu NMMO i 20 części wagowych 30%-owej wodnej zawiesiny krzemionki (SiO2) o rozdrobnieniu nanomolekularnym (o średnicy cząstek 7 nm). Po uruchomieniu mieszadeł gniotownika włączono również pompę próżniową i ogrzewano gniotownik początkowo do osiągnięcia w jego wnętrzu temperatury około 100°C, po czym podniesiono temperaturę w gniotowniku do 130°C. Po około 60 minutach zawartość wody w układzie celuloza - NMMO - woda zmniejszyła się do 10% wagowych, nastąpiło całkowite rozpuszczenie celulozy i masa w gniotowniku przybrała barwę jasno-brązową i posiadała lepkość 1300 Pa x s. Tak otrzymany roztwór przędzalniczy, zawierający 15% wagowych celulozy, po dokładnym przefiltrowaniu przez zespół siatek kwasoodpornych, tłoczono do głowicy przędzącej przędzarki ślimakowej, gdzie przetłaczano go, w temperaturze 100°C, przez otwory dyszy przędzalniczej o średnicy 0,16 mm, umieszczonej w odległości 20 mm nad kąpielą przędzalniczą, do wodnej kąpieli przędzalniczej o temperaturze 80°C, zawierającej 4% wagowych NMMO. Uformowane włókna płukano w kąpieli płuczącej o temperaturze 80°C, odbierano na szpulę z szybkością 80 m/minutę, suszono i kondycjonowano.

Otrzymane włókna, o okrągłym przekroju, białej barwie i matowym połysku, charakteryzowały się wytrzymałością na rozciąganie 32 cN/tex, wydłużeniem 12% oraz fibrylizacją 2-3 podczas gdy fibrylizacja włókien niemodyfikowanych jest równa 6.

P r z y k ł a d II.

Do roztworu celulozy w NMMO, przygotowanego w warunkach jak w przykładzie I, wprowadzono zawiesinę wodną SiO2 o rozdrobnieniu nanomolekularnym (o średnicy cząstek 50 nm) w ilości takiej, aby zawartość SiO2 była równa 3% wagowych w stosunku do masy celulozy i całość poddano mieszaniu. Otrzymany roztwór przędzalniczy przefiltrowano jak w przykładzie I, po czym w temperatuPL 201 205 B1 rze 110°C tłoczono go przez otwory dyszy przędzalniczej, umieszczonej w odległości 20 mm nad powierzchnią kąpieli przędzalniczej, do kąpieli przędzalniczej jak w przykładzie I.

Dalej postępowano jak w przykładzie I. Szybkość formowania włókien była równa 120 m/minutę.

Otrzymane włókna, o przekroju kolistym, charakteryzowały się wytrzymałością na rozciąganie 36 cN/tex, wydłużeniem 13% oraz fibrylizacją 3-4.

P r z y k ł a d III.

Roztwór przędzalniczy przygotowano jak w przykładzie I, przy czym, w trakcie rozpuszczania celulozy, do gniotownika dodano zawiesinę wodną SiO2 o rozdrobnieniu nanomolekularnym (o średnicy cząstek 78 nm) w ilości takiej, aby zawartość SiO2 była równa 5% wagowych w stosunku do masy celulozy. Równocześnie z zawiesiną krzemionki wprowadzono środek powierzchniowo-czynny o nazwie handlowej Berol V-4026 w iloś ci 1% wagowy w stosunku do masy celulozy. Otrzymany roztwór przędzalniczy przefiltrowano jak w przykładzie I, po czym w temperaturze 110°C tłoczono go przez otwory dyszy przędzalniczej, umieszczonej w odległości 45 mm nad powierzchnią kąpieli przędzalniczej, do kąpieli przędzalniczej jak w przykładzie I. Dalej postępowano jak w przykładzie I. Szybkość formowania włókien była równa 160 m/minutę.

Otrzymane włókna charakteryzowały się wytrzymałością na rozciąganie 38 cN/tex, wydłużeniem 12% oraz fibrylizacją 3-4.

P r z y k ł a d IV.

Do roztworu celulozy w NMMO, przygotowanego jak w przykładzie I, wprowadzono dwutlenek tytanu (TiO2) w postaci nanomolekularnego proszku (o średnicy ziaren 17 nm) w ilości 1% wagowy w stosunku do masy celulozy i cał ość poddano mieszaniu. Otrzymany roztwór przę dzalniczy przefiltrowano jak w przykładzie I, po czym w temperaturze 110°C tłoczono go przez otwory dyszy przędzalniczej, umieszczonej w odległości 150 mm nad powierzchnią kąpieli przędzalniczej, do kąpieli przędzalniczej o temperaturze 30°C, zawierającej 6% NMMO. Dalej postępowano jak w przykładzie I. Szybkość formowania włókien była równa 150 m/minutę.

Otrzymane włókna charakteryzowały się wytrzymałością na rozciąganie 36 cN/tex, wydłużeniem 10% oraz fibrylizacją 3 - 4. Nadto charakteryzowały się zwiększoną o 50%, w porównaniu z włóknami otrzymywanymi znanymi sposobami, zdolnością do rozpraszania promieniowania UV.

P r z y k ł a d V.

Do roztworu celulozy w NMMO, przygotowanego jak w przykładzie I, wprowadzono zawiesinę wodną tlenku cynku (ZnO) o rozdrobnieniu nanomolekularnym (o średnicy cząstek 30 nm) w ilości takiej, aby zawartość ZnO była równa 1% wagowy w stosunku do masy celulozy, po czym całość wymieszano. Otrzymany roztwór przędzalniczy przefiltrowano jak w przykładzie I, po czym w temperaturze 110°C tłoczono go przez otwory dyszy przędzalniczej, umieszczonej w odległości 60 mm nad powierzchnią kąpieli przędzalniczej, do kąpieli przędzalniczej o temperaturze 20°C, zawierającej 4,5% NMMO. Dalej postępowano jak w przykładzie I. Szybkość formowania włókien była równa 180 m/minutę.

Otrzymane włókna charakteryzowały się wytrzymałością na rozciąganie 33 cN/tex, wydłużeniem 10%, fibrylizacją 3 oraz zwiększoną o 37%, w porównaniu z włóknami celulozowymi standardowymi, zdolnością do rozpraszania promieniowania UV.

P r z y k ł a d VI.

Roztwór przędzalniczy przygotowano jak w przykładzie I, przy czym, w miejsce zawiesiny wodnej krzemionki, wprowadzono wodny roztwór trójtlenku glinu (Al2O3) o rozdrobnieniu nanomolekularnym (o średnicy cząstek 37 nm) w ilości takiej, aby zawartość Al2O3 była równa 1,5% wagowych w stosunku do masy celulozy. Otrzymany roztwór przę dzalniczy przefiltrowano jak w przykł adzie I, po czym, w temperaturze 110°C, tłoczono go przez otwory dyszy przędzalniczej, umieszczonej w odległości 40 mm nad powierzchnią kąpieli przędzalniczej, do kąpieli przędzalniczej o temperaturze 20°C, zawierającej 4% NMMO. Dalej postępowano jak w przykładzie I. Szybkość formowania włókien była równa 80 m/minutę.

Otrzymane włókna, o przekroju kolistym, charakteryzowały się wytrzymałością na rozciąganie 39 cN/tex, wydłużeniem 14% oraz fibrylizacją 3.

P r z y k ł a d VII.

Do roztworu celulozy w NMMO, przygotowanego jak w przykładzie I, wprowadzono zawiesinę wodną mieszaniny tlenków cynku, tytanu i krzemu (ZnO, TiO2 i SiO2) o stosunku wagowym składników 1:1:1, o rozdrobnieniu nanomolekularnym (o średnicy cząstek 7-50 nm), w ilości takiej, aby zawartość

PL 201 205 B1 tlenków była równa 3% wagowych w stosunku do masy celulozy. Otrzymany roztwór przędzalniczy przefiltrowano jak w przykładzie I, po czym, w temperaturze 110°C, tłoczono go przez otwory dyszy przędzalniczej, umieszczonej w odległości 20 mm nad powierzchnią kąpieli przędzalniczej, do kąpieli przędzalniczej o temperaturze 20°C, zawierającej 4% NMMO. Dalej postępowano jak w przykładzie I.

Szybkość formowania włókien była równa 140 m/minutę.

Otrzymane włókna, o przekroju kolistym, charakteryzowały się wytrzymałością na rozciąganie 42 cN/tex, wydłużeniem 10%, fibrylizacją 3 oraz zwiększoną o 40%, w porównaniu z włóknami celulozowymi standardowymi, zdolnością do rozpraszania promieniowania UV.

P r z y k ł a d VIII.

Sporządzono roztwory zawierające 12 części wagowych celulozy świerkowej (DP 840), 76 części wagowych NMMO, 12 części wagowych wody, ester propylowy kwasu gallusowego o nazwie handlowej Tenox w ilości 1% wagowy w stosunku do masy celulozy oraz środek antybakteryjny triclosan o nazwie handlowej Irgasan DP 300, w postaci supramolekularnego proszku (o średnicy cząstek 137 nm), w ilości od 0,5 do 5% wagowych w stosunku do masy celulozy. Roztwory te mieszano w temperaturze 117°C w czasie 70 minut pod zmniejszonym ciś nieniem. Z powstał ych roztworów przędzalniczych, po przefiltrowaniu, formowano włókna przez wytłaczanie roztworów przędzalniczych w temperaturze 115°C przez 18-otworową dyszę przędzalniczą o średnicy otworków 0,4 mm i długoś ci kanalika 3,5 mm, z prędkością 82 m/minutę do kąpieli koagulacyjnej, którą była woda o temperaturze 20°C. Odległ o ść mię dzy filierą i ką pielą koagulacyjną był a równa 100 mm. Wytworzone włókna płukano w kąpieli wodnej o temperaturze 80°C, a następnie suszono.

W oparciu o normę japońską JIS L 1902; 1998 dokonano oceny aktywności antybakteryjnej wytworzonych włókien w stosunku do bakterii Escherichia coli. Stwierdzono, że włókna otrzymane z roztworu przędzalniczego zawierającego już 0,5% wagowych środka antybakteryjnego wykazywały zarówno wysoką aktywność bakteriobójczą jak i bakteriostatyczną. Nadto stwierdzono, że dodanie do roztworu przędzalniczego nawet 5% wagowych środka antybakteryjnego nie powoduje znaczących zmian parametrów fizyko-mechanicznych, w porównaniu z włóknami celulozowymi wytworzonymi bez Irgasanu.

P r z y k ł a d IX.

Powtórzono proces wytwarzania włókien postępując jak w przykładzie VIII, z tym, że do roztworu przędzalniczego dodano, zamiast Irgasanu, jodek srebra (AgJ), w postaci nanomolekularnego proszku (o średnicy ziaren 98 nm), w ilości od 0,2 do 5% wagowych w stosunku do masy celulozy.

Oceny aktywności antybakteryjnej wytworzonych włókien dokonano jak w przykładzie VIII. Stwierdzono, że włókna otrzymane z roztworu przędzalniczego zawierającego już 0,5% wagowych środka antybakteryjnego wykazywały zarówno wysoką aktywność bakteriobójczą jak i bakteriostatyczną. Nadto stwierdzono, że dodanie do roztworu przędzalniczego 5% wagowych AgJ powoduje jedynie nieznaczne obniżenie wydłużenia włókien przy zrywaniu oraz retencji wody, w porównaniu z wł óknami celulozowymi wytworzonymi bez AgJ.

P r z y k ł a d X.

Powtórzono proces wytwarzania włókien postępując jak w przykładzie VIII, z tym, że do roztworu przędzalniczego dodano, zamiast Irgasanu, Al2O3 domieszkowany jonami srebra, o nazwie handlowej Biostat, w postaci nanomolekularnego proszku (o średnicy cząstek 57 nm), w ilości od 0,2 do 5% wagowych w stosunku do masy celulozy. Oceny aktywności antybakteryjnej wytworzonych włókien dokonano jak w przykładzie VIII. Stwierdzono, że włókna otrzymane z roztworu przędzalniczego zawierającego już 0,5% wagowych Biostatu wykazywały zarówno wysoką aktywność bakteriobójczą jak i bakteriostatyczną. Nadto stwierdzono, że dodanie do roztworu przędzalniczego 5% wagowych Biostatu powoduje tylko nieznaczną zmianę parametrów fizyko-mechanicznych włókien, w porównaniu z wł óknami celulozowymi wytworzonymi bez Biostatu.

P r z y k ł a d XI.

Powtórzono proces wytwarzania włókien postępując jak w przykładzie VIII, z tym, że do roztworu przędzalniczego dodano, zamiast Irgasanu, fosforan srebrowo-cynkowy, o nazwie handlowej Novaron, w postaci supramolekularnego proszku (o średnicy cząstek 132 nm), w ilości od 0,2 do 5% wagowych w stosunku do masy celulozy.

Oceny aktywności antybakteryjnej wytworzonych włókien dokonano jak w przykładzie VIII. Stwierdzono, że włókna otrzymane z roztworu przędzalniczego zawierającego już 0,5% wagowych Novaronu wykazywały zarówno wysoką aktywność bakteriobójczą jak i bakteriostatyczną. Dodanie do roztworu przędzalniczego nawet 5% wagowych Novaronu spowodowało mało znaczące zmiany fizykomechaniczne włókien w porównaniu z włóknami celulozowymi wytworzonymi bez Novaronu.

PL 201 205 B1

Właściwości antybakteryjne włókien wytworzonych w przykładach VIII - XI przedstawiono w tablicy 1, zaś właściwości fizyko-mechaniczne tych włókien, w zależności od ilości dodanego środka antybakteryjnego, w tablicy 2.

T a b l i c a 1.

Nr przykładu	Stosowany środek antybakteryjny	Ilość środka antybakteryjnego w roztworze przędzalniczym [%]	Ilość bakterii na próbce włókien [jtk]	Aktywność bakteriostatyczna włókien [S]	Aktywność bakteriobójcza włókien [L]
VIII	Irgasan DP 300	0,5	<20	6,8	4,0
IX	AgJ	0,5	<20	6,5	3,5
X	Biostat	0,5	<20	7,0	3,5
XI	Novaron	0,5	<20	7,0	3,5

T a b l i c a 2.

Nr przykładu	Stosowany środek antybakte- ryjny	Ilość środka antybakteryjnego w roztworze przędzalniczym [%]	Masa liniowa [dtex]	Wytrzymałość na rozerwanie [cN/tex]	Wydłużenie [%]	Sorpcja w 65% RH [%]	Retencja [%]
włókna bez środka antybakteryj- nego			2,97	36,82	12,87	10,69	73,21
VIII	Irgasan	0,5	3,40	32,73	10,75	10,70	72,32
IX	Agi	0,5	2,71	38,64	9,73	10,57	67,82
X	Biostat	0,5	3,79	31,54	7,01
XI	Novaron	0,5	2,20	39,21	7,16

P r z y k ł a d XII.

Do roztworu celulozy w NMMO przygotowanego jak w przykładzie I, wprowadzono nano-rurki węglowe w postaci proszku w ilości 3% wagowych w stosunku do masy celulozy i całość poddano mieszaniu. Otrzymany roztwór przędzalniczy przefiltrowano, po czym przetłaczano go przez 18-otworową dyszę przędzalniczą, z prędkością 87 m/minutę, do kąpieli wodnej o temperaturze 20°C. Odległość między dyszą przędzalniczą i kąpielą wodną była równa 100 mm. Tak wytworzone włókna płukano pod naprężeniem w wodzie o temperaturze 80°C, suszono i kondycjonowano. Następnie dokonano pomiarów właściwości mechanicznych i elektrycznych wytworzonych włókien.

Otrzymane włókna charakteryzowały się wytrzymałością 36 cN/tex oraz wydłużeniem 8%.

Włókna przewodziły prąd - ich rezystywność była równa 10³·Ω cm, podczas gdy rezystywność włókien nie zawierających nano-rurek węglowych była równa 10 ilcm.

P r z y k ł a d XIII.

Roztwór przędzalniczy przygotowano jak w przykładzie XII, przy czym do roztworu celulozy w NMMO, wprowadzono nano-rurki węglowe modyfikowane metalicznym srebrem, w postaci proszku, w ilości 3% wagowych w stosunku do masy celulozy. Nano-rurki modyfikowano w ten sposób, że napawano je wodnym roztworem soli srebra, a następnie redukowano sole srebra. Z przefiltrowanego roztworu przędzalniczego formowano włókna postępując jak w przykładzie XII.

Stwierdzono, iż wytrzymałość otrzymanych włókien była równa 36 cN/tex, wydłużenie 8%, zaś rezystywność włókien wzrosła do wartości 10^-2 ilcm.

P r z y k ł a d XIV.

Roztwór przędzalniczy przygotowano jak w przykładzie I z tym, że zamiast krzemionki wprowadzono błękit tymolowy w postaci pasty o rozdrobnieniu supramolekularnym, roztartej w wodnym roztworze N-tlenku-N-metylomorfoliny. Ilość wprowadzonego błękitu była równa 0,5% wagowych w stosunku do masy celulozy. Z przefiltrowanego roztworu przędzalniczego formowano włókna postępując jak w przykładzie XII.

PL 201 205 B1

Wytrzymałość otrzymanych włókien była równa 35 cN/tex, wydłużenie 10%. Nadto stwierdzono, iż wytworzone włókna zmieniały barwę w zależności od pH środowiska.

I tak zanurzone w roztworze wodnym o pH = 12 zabarwiał y się na kolor niebieski, natomiast w roztworze wodnym o pH = 3 przybierały barwę żółtą, co dowodziło, że wytworzone włókna są sensorami pH.

P r z y k ł a d XV.

Roztwór przędzalniczy przygotowano jak w przykładzie XIV z tą różnicą, że zamiast błękitu tymolowego, dodano fenoloftaleinę w postaci nanomolekularnego proszku (o średnicy cząstek 96 nm), w iloś ci 0,3% wagowych w stosunku do masy celulozy. Z przefiltrowanego roztworu przę dzalniczego formowano włókna postępując jak w przykładzie XII.

Wytrzymałość otrzymanych włókien była równa 32 cN/tex, wydłużenie 10%. Wytworzone włókna posiadały barwę białą, która po zanurzeniu w roztworze wodnym o pH = 10 ulegała zmianie na czerwoną, zaś po zanurzeniu w roztworze wodnym o pH = 8 ulegała zmianie na niebieską, co dowodziło, że wytworzone włókna są sensorami pH.

P r z y k ł a d XVI.

Roztwór przędzalniczy przygotowano jak w przykładzie XIV z tą różnicą, że zamiast błękitu tymolowego, dodano barwnik termochromowy BT-31 w postaci supramolekularnego proszku (o średnicy cząstek 173 nm), w ilości 3% wagowych w stosunku do masy celulozy. Z przefiltrowanego roztworu przędzalniczego formowano włókna postępując jak w przykładzie XII.

Wytworzone włókna posiadały barwę błękitną, która w temperaturze 31°C zmieniła się na białą. Świadczyło to o tym, że wytworzone włókna były sensorami temperatury. Wytrzymałość otrzymanych włókien była równa 35 cN/tex, wydłużenie 12%.

P r z y k ł a d XVII.

Roztwór przędzalniczy przygotowano jak w przykładzie XIV z tą różnicą, że zamiast błękitu tymolowego, wprowadzono barwnik termochromowy BT-43 w postaci nanomolekularnego proszku (o średnicy cząstek 85 nm), w ilości 2% wagowych w stosunku do masy celulozy. Z przefiltrowanego roztworu przędzalniczego formowano włókna postępując jak w przykładzie XII.

Wytworzone włókna posiadały barwę błękitną, która w temperaturze 43°C zmieniła się na białą, w temperaturze powyż ej 43°C wł ókna stał y się bezbarwne, natomiast po obniż eniu temperatury poniżej 43°C włókna ponownie przybierały barwę błękitną. Świadczyło to o tym, że wytworzone włókna posiadały trwałe właściwości termochromowe. Wytrzymałość otrzymanych włókien była równa 35 cN/tex, wydłużenie 12%.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania modyfikowanych włókien celulozowych, z roztworów celulozy w N-tlenku-N-metylomorfoliny, polegający na zmieszaniu celulozy z wodnym roztworem NMMO, odparowaniu powstałego roztworu celulozy do uzyskania w nim zawartości celulozy 12 - 20% wagowych oraz zawartości wody poniżej 13,3% wagowych, przefiltrowaniu powstałego roztworu przędzalniczego, przetłaczaniu roztworu przędzalniczego przez otwory dyszy przędzalniczej do przestrzeni powietrznej, z której zostaje wprowadzony do wodnej kąpieli przędzalniczej, w końcu płukaniu, suszeniu i kondycjonowaniu, w drodze dodania substancji modyfikują cych, znamienny tym, ż e substancje modyfikujące takie, jak tlenki ceramiczne, tlenki metali lub mieszaniny tych tlenków, ewentualnie zawierające dodatek środków powierzchniowo-czynnych, węgiel, ewentualnie modyfikowany srebrem, środki antybakteryjne, wskaźniki alkacymetryczne, barwniki termochromowe, o rozdrobnieniu nano- lub supramolekularnym, dodaje się do celulozy, rozpuszczalnika lub roztworu przędzalniczego, w ilości nie większej niż 10% wagowych w stosunku do masy celulozy.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że tlenki ceramiczne, korzystnie krzemionkę, tlenki metali lub mieszaniny tych tlenków stosuje się w postaci proszku lub zawiesiny tego proszku w wodzie lub w wodnym roztworze N-tlenku-N-metylomorfoliny.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że węgiel ma postać nano-rurek.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako wskaźniki alkacymetryczne korzystnie stosuje się błękit tymolowy lub fenoloftaleinę.

Departament Wydawnictw UP RP