Sposób wytwarzania porowatych ksztaltek na osnowie pochodnych celulozy i urzadzenie do wytwarzania' porowatych ksztaltek na osnowie pochodnych celulozy Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia porowatych ksztaltek na osnowie pochod¬ nych celulozy na drodze koagulacji i regenero¬ wania, z zastosowaniem nieorganicznych i/lub organicznych soli i/lub kwas6w oraz urzadzenie do wytwarzania porowatych ksztaltek.Wiadomym jest, ze celuloza pierwotna nie rozpuszcza sie w zadnym rozpuszczalniku i kaz¬ dy produkt moze byc wytwarzany tylko z roz¬ tworu pochodnych celulozy. Do wytwarzania roztwórcw najczesciej stosuje sie estry i etery celulozowe. Droga reakcji z wodorotlenkiem so¬ du i dwusiarczkiem wegla wytwarza sie ksanto- geniar* celulozy, którego wodny lub rozcienczony roztwór alkaliczny znany jest pod nazwa wiskozy.Metoda wiskozowa jest w literaturze fachowej obszernie omówiona, np. w ksiazce K. Gótze^o: „Wlókna chemiczne" („Chemiefasern"), wyd. Spri¬ ngera, 1967, str. 282—635. Z gotowej wiskozy przez regeneracje prowadzona zazwyczaj przy pomocy cieplych kapieli zawierajacych kwas siarkowy, sól glauiberska i inne sole nieorganiczne otrzymuje sie celuloze uwodniona. Przy wytwarzaniu pus¬ tych ksztaltek i substancji porowatych z roztworu wiskozy postt^puje sie w ten sposób, ze sól glau- berska wprowadza sie do wiskozy i miesza, a otrzymana mase poddaje obróbce cieplnej.W tego rodzaju procesie sól glauberska top¬ niejaca w temperaturze 32—33°C wytwarza naj¬ pierw puste przestrzenie, na powierzchni których 10 15 20 30 2 wytraca sie ksantogenian tworzac trwaly twór.Po ogrzaniu do temperatury 100°C ksantogenian ulega rozkladowi i jest regenerowany na uwodnio- , na celuloze. Proces ogrzewania mozna prowadzic w urzadzeniu pod zwiekszonym cisnieniem, z wy¬ korzystaniem ogrzewania konwekcyjnego, ogrze¬ wania para lub przy pomocy ciepla Joule'a, przy czym ten ostatni rodzaj ciepla wywiazywany jest przy przepuszczaniu pradu elektrycznego przez zawierajaca przewodzace elektrolity mase.Sposoby te sa obszernie omówione w wegier¬ skich opasach patentowych nr nr 138.028, 139.695 i 139.751. Wade znanych sposobów stanowi to, ze proces wytwarzania -porowatych elementów wy¬ maga znacznych nakladów energii i czasu jak i znacznej przestrzeni dla zainstalowania niezbe¬ dnych urzadzen. Konsekwencja tego sa wysokie koszty przy budowie urzadzen produkcyjnych, a osiagana produktywnosc jest niska.Znany jest z opdsu patentowego RFN nr 805 564 sposób wytwarzania porowatych ksztaltek z masy wiskozowej za pomoca drgan wielkiej czestotli¬ wosci, w którym jako zródlo wykorzystanych w tym procesie drgan o wielkiej csl^stotliwosci mo¬ ze sluzyc aparat, stosowany przede wszystkim w przemysle lakierniczym i tekstylnym. Wykorzys^ tane jest tu zjawisko wytwarzania ciepla w za¬ kresie drgan wielkiej czestotliwosci dochodzacej do wartosci 1 GHz. Jednakze drgania wielkiej czestotliwosci nie moga pobudzac rezonatora wne- 83 3683 83 368 4 kowego. Efekt rozdzielania uzyskuje sie jedynie przy czestotliwosci rezonansowej, a nie w zakre¬ sie drgan wielkiej czestotliwosci.Korzysc ze stosowania drgan zakresu czestot¬ liwosci mikrofalowej w procesie wedlug wyna- J laziku, nie polega jedynie na ogrzewaniu pochod¬ nych celulozy poddawanych koagulacji, lecz rów¬ niez na jednoczesnym usunieciu wody tworzacej sie podczas regeneracji pochodnych celulozy w temperaturze ponizej 100°C, która dotychczas w 10 normalnych warunkach byla konieczna do prze¬ prowadzenia wody w pare, a wii?c bez konieczno¬ sci dostarczenia energii równowaznej cieplu uta¬ jonemu J^i^^crzemiany. Proces usuwania wody przez poddfw^nie pochodnych celulozy dzialaniu 15 zmiennego pola elektromagnetycznego o czestotli¬ wosci mikrofalowej przeprowadza sie w tempera¬ turze 40—80°C, przy czym zapewnione sa nadzwy¬ czaj korzystne warunki dla szybkiego przeprowa¬ dzenia procesu koagulacji i regeneracji, niezibe- 20 dnych dla uzyskania produktów koncowych.Celem wynalazku bylo opracowanie sposobu, w którym wyeliminowano by wady znanych sposo¬ bów wytwarzania porowatych ksztaltek na osno¬ wie celulozy umozliwiajac wytwarzanie tych ele- 25 mewtów z wysoka wydajnoscia i o dobrej jakosci.Cel ten osiajgnieto przez prowadzenie pro:esu regeneracji pochodnych celulozy przy zastosowa¬ niu nieorganicznych i/lub organicznych soli oraz drgan elektromagnetycznych o mikrofalowym za- 30 kresie czestotliwosci, uzyskujac tym sposobem za¬ równo znaczna oszczednosc energii jak i znaczne skrócenie ozasu trwania procesu przy znacznie zwiekszonej wytrzymalosci i ciagliwosci otrzyma¬ nego produktu, w porównaniu z produktem wy- 35 twarzanym wedlug dotychczas znanych sposobów.Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia porowatych ksztaltek na osnowie pochodnych celulozy, na drodze koagulacji i regeneracji z za¬ stosowaniem nieorganicznych i/lub organicznych 40 soli i/lub kwasów z równoczesnym zastosowaniem drgan wysokiej czestotliwosci, przy czym stosuje sie drgania elektromagnetyczne o mikrofalowym zakresie czestotliwosci.Sposobem wedlug wynalazku proces prowadzi 45 sie korzystnie przy okresowym lub ciaglym wpro¬ wadzaniu masy zlozonej z wiskozy i nieorganicz¬ nej soli do obszaru drgajacego w mikrofalowym zakresie czestotliwosci przemiennego pola elektro¬ magnetycznego, to znaczy do tak zwanego rezona- M tora wnekowego.' W masie tej na skutek pochla¬ niania przez nia energii wywiazuje sie cieplo, wskutek czego nieorganiczna sól zostaje stopiona.Ta droga wywolane zostaja procesy koagulacji iregeneracji. M Urzadzenie wedlug wynalazku do wytwarzania porowatych ksztaltek z pochodnych celulozy za¬ wiera sterowana, pracujaca w sposób ciagly lub przerywany, ewentualnie wyposazona w urzadze¬ nie wyciagowe komore koagulacyjna i/lub rege- M neracyjna, rozwiazana jako dostrojony na odpo¬ wiednia czestotliwosc i podlaczony do magnetronu lub innej wzbudnicy mikrofalowej rezonator wne¬ kowy, a ponadto przylaczone do tej komory urza¬ dzenia kontroli promieniowania, chlodzenia po- ^ miaru pola oraz urzadzenia wykonujace pomiar wspólczynnika dobroci rezonatora wnekowego i sterujace moca wzbudzona.Pochlanianie energii i wydzielanie ciepla naste- » puje w sposób natychmiastowy, a zastosowanie mikrofal stwarza calkowicie nowa technologie koagulacji i regeneracji oraz sterowania proce¬ sami.Moc pochlaniania w polu mikrofalowym w wy¬ niku przenoszenia energii jest w konsekwencji róznic stalych dielektrycznych 2 i przenikalnosci magnetycznej \i oraz wspólczynników strat die¬ lektrycznych (2 tgo) dla róznych substancji skla¬ dowych masy zalezna; od zmian stosunków tych skladników.Sposobem wedlug wynalazku korzystnie jest substancja skladowa masy, a zwlaszcza nieorga¬ niczna sól o wysokiej stalej dielektrycznej po sto¬ pieniu i zakonczeniu zachodzacego pod jej wply¬ wem procesu koagulacji usuwac z pola oddzialy¬ wania mikrofal. Pozostajaca masa ma wówczas znacznie nizsza stala dielektryczna, a dzieki pod¬ grzaniu rozpoczyna sie proces regeneracji.Wskutek zmiany ilosci i objetosci materialu zmianom ulega równiez stosunek objetosci prze¬ strzeni pustych i znajdujacego sie miedzy nimi materialu w nastepstwie czego zmianie ulega równiez wspólczynnik dobroci (Q) rezonatora wnekowego.Okolicznosc ta moze byc wykorzystywana do sterowania procesem. Zapotrzebowanie na moc pobierana przez mase jest rózne w czasie trwa¬ nia róznych stadiów procesu prowadzonego sposo¬ bem wedlug wynalazku, a mianowicie po wpro¬ wadzeniu do rezonatora wnekowego, po usunieciu stopionej fazy cieklej i w czasie zachodzenia pro¬ cesu regeneracji. Zmiany wspólczynnika dobroci rezonatora wnekowego mozna w zwiazku z tym wykorzystywac do kontrolowania zmian mocy, to znaczy stosowac je jako czynnik wywolujacy zmiane mocy.Przedmiotem wynalazku jest równiez urzadze¬ nie przedstawione na rys. 1.Dostrojony dzieki swym geometrycznym wy¬ miarom do odpowiedniej czesAotliwosci rezonator wnekowy 1 podlaczony jest za posrednictwem przewodu zasilajacego 2 do wzbudnika 3, na przyklad magnetronu. Do wzbudnika 3 podlaczona jest chlodnica 4, oraz blok zasilajacy wysokiego napiecia 5, który jest polaczony równiez z urza¬ dzeniem regulujacym 6, jak i przelacznikiem kie¬ runku (lub dostrojona jednostka pomiarowa) 7 do pomiaru wspólczynnika dobroci Q w przestrzeni wneki, oraz urzadzeniem ksztaltujacym charakte¬ rystyke regulacji 8 stanowiacym uklad urzadzenia sterujacego. Filtry pasmowe 9 podlaczone sa do rezonatora 1 i sluza przy ciaglym zasilaniu i przesuwaniu materialu do wytlumiania inten¬ sywnosci wysylanego w ten sposób promieniowa¬ nia.Urzadzenie zawiera ponadto podajnik 10, któ¬ rym moze byc przenosnik tasmowy lub inne pra¬ cujace metoda ciagla urzadzenie oraz jednostke wyciagowa U.Wynalazek ilustruja nizej podane przyklady.5 83 368 6 Przyklad I. Z celulozy wytwarzanej na drodze chemicznej o srednim stopniu polimery¬ zacji powyzej 300 sporzadza sie roztwór wiskozy zawierajacy 7% celulozy, 4y5% NaOH i 3,0% -siarki. Wiskoze miesza sie z sola glauberska w ilosci przewyzszajacej 25—50-krotnie ilosc nawa- zonej celulozy i uziarnieniu 80% soli w grani¬ cach 1,5—2,0 mm oraz 20% —5—10mm. Sól ta sta¬ nowi substancje wymywalna, tworzaca pusta przestrzenie.Ponadto do wiskozy wprowadza sie 20—40% wagowych w stosunku do celulozy wlókien lnia¬ nych liuib konopii pocietych na kawalki o dlugosci 10—20mm oraz 5—3% wagowych proszku barw¬ nika ochronnego lulb innego barwnika. Otrzymana tym sposobem porowata mase wprowadza sie w równomiernej warstwie o grubosci okolo 20—200 mm na ruchomym sicie luib tkaninie sitowej w pole oddzialywania mikrofal, np. do rezonatora wnekowego. Topniejaca sól glauberska splywa przez sito ku dolowi, a pod wplywem oddzialy¬ wania energii mikrofal nastepuje regeneracja ce¬ lulozy. Wychodzaca z pola dzialania mikrofal ga¬ bke surowa przemywa sie woda do usuniecia sla¬ dów soli, zobojetnia rozcienczonym kwasem, przemywa woda, roztworem wybielajacym i ka¬ piela przeciwchlorowa, a na koniec nasyca roz¬ tworem zawieraja/cyim substancje higroskopijne, np. gliceryne lub- chlorek magnezu. Nastffepnie produkt suszy sie, tnie na elementy o zadanych wymiarach i patauje.Przyklad II. Z okreslonej w przykladzie I celulozy sporzadza sie roztwór wiskozy, zawiera¬ jacy 9,5% celulozy, 6,5% NaOH oraz 4,0% suma¬ rycznej siarki. Dalszy tok postepowania jest ana¬ logiczny do omówionego w przykladzie I.Przyklad III. Ze scharakteryzowanej w przykladzie I celulozy sporzadza sie roztwór wis¬ kozy zawierajacy 8,0% celulozy, 5,5% NaOH i 3,5% siarki sumarycznej. W dalszym toku po¬ stepuje sie w sposób analogiczny do okreslonego w przykladzie I.Przyklad IV. Wiskoze okreslona w przykla¬ dzie I, II lub III poddaje sie tego rodzajoi prze¬ robowi, ze stanowiaca czynnik porotwórczy sól glauberska zastepuje si^ czesciowo lub w calosci chlorkiem sodu, chlorkiem magnezu lub siarcza¬ nem magnezu. Z otrzymanej tym sposobem gab¬ czastej masy wymywa sie sól w czasie trwania prowadzonego w polu dzialania mikrofal procesu koagulacji i regeneracji, wskutek czego w masie powstaja puste przestrzenie.Proces regeneracji i obróbki koncowej prowadzi .sie sposobem omówionym w przykladzie I.Przyklad V. Wiskoze okreslona w przykla¬ dzie I, II lub III poddaje sie tego rodzaju prze¬ robowi, ze przy wytwarzaniu gabczastej masy w charakterze czynnika porotwórczego wprowadza sie do wiskozy taka sól organiczna lub nieorga¬ niczna, która ulega rozkladowi na produkty ga¬ zowe w temperaturze ponizej 100°C. Solami taki¬ mi sa np. chlorek amonu, siarczan amonu, kwas¬ ny weglan sodu, urotropina 11. Z otrzymanej tym sposobem masy wydziela sie sól porotwórcza ule- s gajaca rozkladowi pod wplywem ciepla wywiazy¬ wanego wskutek pochlaniania energii pola mik¬ rofal przez mase, zapewniajac powstawanie pus¬ tych przestrzeni. Proces regeneracji i obróbki koncowej surowej gabki prowadzi sie w sposób i« omówiony w przykladzie I.Przyklad VI. Masi* gabczasta wytworzona z omówionej w przykladzie I, II lub III przy uzyciu dowolnego poroforu, dla zwiekszenia szty¬ wnosci gotowej gabki nanosi sie w dwóch lub 15 wiekszej ilosci warstw na siatke bawelniana, siat¬ ke z wlókna wiskozowego lub syntetycznego lub na luzna tkanine i wprowadza w pole dzialania mikrofal. Proces koagulacji, regeneracji i obróbki wykanczajacej prowadzi sie sposobem omówio- 20 nym w przykladzie I.Przyklad VII. Dowolna, wytworzona sposo¬ bami omówionymi w przykladach I—VI mase gab¬ czasta wprowadza sie do rezonatora wnekowego o odpowiedniej formie blokowej i tam prowadzi 25 w periodyczny sposób etapy koagulacji i regene¬ racji. Po zakonczeniu napromieniowania energia wyjmuje si& surowa gabke z rezonatora wneko¬ wego i poddaje sie w postaci bloku lub po roz¬ dzieleniu na kawalki o zadanych wymiarach kon- 30 cowej obróbce w sposób omówiony w przykladzie I, a nastepnie pakuje.Urzadzenie przedstawione na rys. 1 sluzy do wykonania sposobu omówionego w przykladach I—VII. 35 PL PL