PL175898B1 - Sposób wytwarzania kształtek celulozowych - Google Patents

Abstract

Sposób wytwarzania ksztaltek celulozowych, przy uzyciu tlenku aminy w postaci czystej lub uwodnionego, znamienny tym, ze celuloze lub zawierajacy celuloze surowiec w postaci pylu, platków, scinków poddaje sie plastyfikacji na drodze mieszania z tlenkiem aminy, korzystnie z N-tlenkiem-N-metylomorfoliny, w postaci czystej lub uwodnionej o zawartosci wody korzystnie 60%, stosowanym w ilosci nie mniejszej niz 100% wagowych, najkorzyst- niej 250-850% wagowych w stosunku do masy celulozy, w obecnosci stabilizatora termicz- nego uzytego w ilosci ponizej 3% wagowych w stosunku do masy celulozy, w temperaturze nie wyzszej niz 150°C pod obnizonym cisnieniem az do uzyskania jednorodnej masy, po czym z uplastycznionej masy wytlacza sie ksztaltki o dowolnym ksztalcie i przekroju, z których wymywa sie plastyfikator i które podczas wymywania plastyfikatora poddaje sie osiowemu rozciaganiu, przy czym do celulozy lub surowca celulozowego dodaje sie ewen- tualnie substancje wypelniajace, barwniki, krótkie wlókna syntetyczne. PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania kształtek celulozowych o różnym kształcie, przekroju i różnych właściwościach.

Z polskiego opisu patentowego nr 169 047 jest znany sposób wytwarzania kształtek celulozowych, polegający na sporządzeniu roztworu celulozy w N-tlenku-N-metylomorfoliny i w wodzie, następnie na wytrąceniu celulozy w kąpieli koagulacyjnej zawierającej wodę i N-tlenek-N-metylomorfoliny, o temperaturze najwyżej 0°C.

Z polskiego opisu patentowego nr 169 424 jest znany sposób wytwarzania kształtki celulozowej, polegający na sporządzeniu celulozowego roztworu aminotlenku, który przetłacza się następnie przez dyszę lub szczelinę, następnie przeprowadza przez szczelinę powietrzną i koaguluje, a kształtkę po koagulacji poddaje się orientowaniu przez rozciąganie lub formowaniu wgłębnemu.

Sposób wytwarzania kształtek celulozowych, według wynalazku polega na tym, że celulozę lub surowiec zawierający celulozę poddaje się plastyfikacji na drodze mieszania z tlenkiem aminy, korzystnie N-tlenkiem-N-metylomorfoliny, w postaci czystej lub uwodnionej o zawartości wody korzystnie 60%, stosowanym w ilości nie mniejszej niż 100% wagowych w stosunku do masy celulozy, w obecności stabilizatora termicznego użytego w ilości poniżej 3 % wagowych w stosunku do masy celulozy, w temperaturze nie wyższej niż 150°C pod obniżonym ciśnieniem aż do uzyskania jednorodnej masy. Najkorzystniej jest stosować 250-850% wagowych tlenku aminy w stosunku do masy celulozy. Z uplastycznionej masy wytłacza się następnie kształtki o dowolnym kształcie i przekroju, po czym z wytworzonych kształtek wymywa się plastyfikator. Podczas wymywania plastyfikatora kształtki poddaje się osiowemu rozciąganiu. W sposobie według wynalazku stosuje się celulozę lub zawierający celulozę surowiec w postaci pyłu, płatków lub ścinków, przy czym do celulozy lub surowca celulozowego dodaje się ewentualnie substancje wypełniające, barwniki, krótkie włókna syntetyczne.

Sposobem według wynalazku otrzymuje się kształtki o dowolnym kształcie i przekroju, na przykład w postaci prętów, płyt, rur, taśmy, cienkiej folii lub włókien. W wyniku wprowadzenia do celulozy lub surowca celulozowego krótkich włókien syntetycznych zwiększa się wytrzymałość wytworzonych kształtek na rozciąganie. W wyniku dodania do celulozy lub surowca celulozowego sproszkowanych metali, za wyjątkiem metali ciężkich i ich soli, można otrzymać kształtki przewodzące prąd elektryczny, zaś w wyniku dodania związków biologicznie czynnych można otrzymać kształtki biologicznie czynne.

Sposób według wynalazku ilustrują bliżej poniższe przykłady.

175 898

Przykład I.

W mieszalniku umieszczono 500 g celulozy drzewnej w postaci płatków, 2000 g plastyfikatora w postaci N-tlenku-N-metylomorfoliny i 5 g termostabilizatora w postaci hydrochinonu, po czym całość poddano mieszaniu podnosząc temperaturę w mieszalniku do 130°C i utrzymując ciśnienie w mieszalniku równe 150 hPa. Po 90 minutach mieszania otrzymano jednorodną masę o konsystencji ciasta, którą przeniesiono do wytłaczarki ślimakowej, w której wytłaczano z niej pręty o średnicy 3 mm utrzymując temperaturę w głowicy wytłaczarki w przedziale 110-115°C. Kształtowane pręty wprowadzono następnie do wanny umieszczonej pod głowicą wytłaczarki i zawierającej wodę o temperaturze 5°C, w której nastąpiło wstępne wymycie plastyfikatora z prętów. Następnie pręty kierowano na dwie pary wałków rozciągających, między którymi umieszczono wannę z wodą o temperaturze 80°C. W wyniku rozciągania ze zróżnicowaną prędkością na poszczególnych wałkach, średnica prętów zmniejszyła się do 1,3 mm. Szybkość odbioru prętów z wałków rozciągających wynosiła 83 m/min. W celu całkowitego odmycia plastyfikatora, świeżo uformowane pręty pozostawiono w naczyniu z wodą do następnego dnia. Średnica wytworzonych prętów, po ich wysuszeniu, była równa 1 mm, wydłużenie zrywające 35%, wytrzymałość na rozciąganie 5 kg/mm².

Przykład II.

W mieszalniku umieszczono 500 g celulozy w postaci pył, 1800 g N-tlenku-N-metylomorfoliny, 3 g hydrochinonu oraz 100 g drobno pociętych włókien poliamidowych, po czym całość poddano mieszaniu pod ciśnieniem 100 hPa podnosząc temperaturę wewnątrz mieszalnika do 135°C. Po 60 minutach mieszania otrzymano gęstą, jednorodną masę o konsystencji ciasta, zawierającą widoczną zawiesinę włókien poliamidowych. Otrzymaną w ten sposób uplastycznioną masę celulozową przeniesiono do wytłaczarki ślimakowej zaopatrzonej w głowicę z ustnikiem posiadającym otwór o wymiarach 1 mm x 25 mm, przez który przetłaczano plastyczną masę celulozową do wody o temperaturze 80°C. Temperatura głowicy wytłaczarki wynosiła 110°C, przy czym szczelina, przez którą wytłaczano masę, była umieszczona w odległości 12 cm nad poziomem wody. Po wstępnym wypłukaniu plastyfikatora, wytworzoną taśmę skierowano, przez dwie pary wałków rozciągających, do drugiej kąpieli wodnej o temperaturze 95°C. Taśmę odbierano na szpulę z szybkością 90 m/min. W celu całkowitego wypłukania plastyfikatora wytworzoną taśmę pozostawiono 20 godzin w wodzie o temperaturze pokojowej. Po tym czasie taśmę wysuszono w temperaturze 60°C w suszarce i zbadano jej właściwości mechaniczne. Wytworzona taśma posiadała przekrój o wymiarach 0,4 mm x 12 mm i charakteryzowała się wydłużeniem zrywającym równym 27% oraz wytrzymałością na zrywanie równą

8,2 kg/mm²

Przykład III.

W mieszalniku umieszczono 500 g celulozy w postaci skrawków, 2300 g N-tlenku-Nmetylomorfoliny w postaci 60% roztworu wodnego, 10 g hydrochinonu i 5 g TiO2, po czym jego zawartość pozostawiono 16 godzin w temperaturze pokojowej. Następnie uruchomiono mieszadło i pompę próżniową, która wytworzyła w mieszalniku podciśnienie 100 hPa. Równocześnie rozpoczęto ogrzewanie mieszalnika, w wyniku czego temperatura wewnątrz mieszalnika wzrosła w czasie 30 minut do 123°C. Po upływie 1 godziny od chwili osiągnięcia temperatury 123°C uplastyczniana masa stała się jednorodna i przybrała białe zabarwienie. Uplastycznioną masę wylano następnie na szklaną płytę i rozprowadzono na płycie tak, aby płytę pokrywała warstwa masy o grubości 4 mm. Płytę wraz z warstwą uplastycznionej celulozy zanurzano następnie na 1 godzinę w wodzie o temperaturze 80°C, po czym warstwę masy celulozowej zdjęto z płyty i poddano płukaniu bieżącą wodą w czasie kilku godzin.

Po odprasowaniu nadmiaru wody i wysuszeniu otrzymano płytę celulozową dość sztywną, o barwie białej i grubości 1,1 mm.

Przykład IV

W mieszalniku umieszczono 300 g rozdrobnionych trocin z drewna świerkowego, 1450 g jednowodnego N-tlenku-N-metylomorfoliny, 3 g estru propylowego kwasu gallusowego jako stabilizatora termicznego i 5 g czerni anilinowej, po czym zawartość mieszalnika poddano mieszaniu przy podciśnieniu 150 hPa w czasie 120 minut podnosząc temperaturę wewnątrz mieszalnika do 110°C. Otrzymaną jednorodną, czarną masę plastyczną wylano na szklaną płytę,

175 898 na której rozprowadzono ją w postaci cienkiej warstwy. Płytę z naniesioną uplastycznioną masą zanurzono w wodzie o temperaturze pokojowej i pozostawiono w tej wodzie 1 godzinę. Po tym czasie zdjęto z płyty powstałą folię celulozową o czarnej barwie i poddano ją płukaniu bieżącą wodą o temperaturze pokojowej w czasie 16 godzin. Otrzymaną folię suszono w temperaturze 60°C w czasie 6 godzin. Wytworzona folia, o grubości 0,05 mm, charakteryzowała się dużą plastycznością i znaczną wytrzymałością, co stwierdzono organoleptycznie.

Przykład V.

W reaktorze, zaopatrzonym w mieszadło i płaszcz grzejny, umieszczono 50 g rozdrobnionej celulozy świerkowej, 350 ml N-tlenku-N-metylomorfoliny w postaci 60% roztworu wodnego i 1 g estru propylowego kwasu gallusowego. Po uruchomieniu mieszadła rozpoczęto ogrzewanie reaktora podnosząc stopniowo jego temperaturę do 120°C i jednocześnie włączono pompę próżniową, która wytworzyła w reaktorze podciśnienie 5 mm Hg. Po 1 godzinie mieszania zawartość reaktora przybrała postać jednorodnej, przezroczystej, lepkiej masy. Masę tę przeniesiono szybko do laboratoryjnej przędzarki tłoczkowej ogrzewanej do temperatury 120°C i zaopatrzonej w dyszę przędzalniczą z 24 otworkami o średnicy 0,1 mm każdy. Ciśnieniem azotu wytłaczano z przędzarki strumyki lepkiej cieczy, które kierowano do wodnej kąpieli N-tlenkuN-metylomorfoliny o temperaturze 5°C. Stężenie N-tlenku-N-metylomorfoliny w kąpieli było równe 23%. Dysza przędzalnicza, z której wytłaczano strumyki uplastycznionej masy była umieszczona w odległości 2 cm nad lustrem kąpieli przędzalniczej. Po wstępnym wypłukaniu plastyfikatora w kąpieli przędzalniczej, strumyki masy celulozowej były kierowane do kąpieli płuczącej w postaci czystej wody o temperaturze 80°C. W kąpieli tej formowano włókna z rozciągiem 200%. Formowane włókna odbierano na urządzeniu odbiorczym z prędkością 45 m/min. Otrzymane włókna, po wysuszeniu, charakteryzowały się wytrzymałością równą 21 cN/tex przy wydłużeniu zrywającym 8%.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób wytwarzania kształtek celulozowych, przy użyciu tlenku aminy w postaci czystej lub uwodnionego, znamienny tym, że celulozę lub zawierający celulozę surowiec w postaci pyłu, płatków, ścinków poddaje się plastyfikacji na drodze mieszania z tlenkiem aminy, korzystnie z N-tlenkiem-N-metylomorfoliny, w postaci czystej lub uwodnionej o zawartości wody korzystnie 60%, stosowanym w ilości nie mniejszej niż 100% wagowych, najkorzystniej 250-850% wagowych w stosunku do masy celulozy, w obecności stabilizatora termicznego użytego w ilości poniżej 3% wagowych w stosunku do masy celulozy, w temperaturze nie wyższej niż 150°C pod obniżonym ciśnieniem aż do uzyskania jednorodnej masy, po czym z uplastycznionej masy wytłacza się kształtki o dowolnym kształcie i przekroju, z których wymywa się plastyfikator i które podczas wymywania plastyfikatora poddaje się osiowemu rozciąganiu, przy czym do celulozy lub surowca celulozowego dodaje się ewentualnie substancje wypełniające, barwniki, krótkie włókna syntetyczne.