СПОСОБ ОБРАБОТКИ СВЕЖЕСФОРМОВАННОГО ПОЛИВИНИЛСПИРТОВОГО ВОЛОКНА Российский патент 1998 года по МПК D01F11/06 

Изобретение относится к отделке и модификации волокнистых текстильных материалов и может быть использовано для изготовления изделий санитарно-гигиенического назначения с повышенным влагопоглощением.

Известен способ обработки синтетического волокна на основе поливинилового спирта (ПВС), заключающийся в приготовлении прядильного раствора, прядении мокрым способом, вытяжке и сушке при высокой температуре и непосредственно обработки формальдегидом. Это волокно при контакте с водой сохраняет свою волокнистую структуру, но по сравнению со свежесформованным ПВС-волокном (которое обладает высоким влагопоглощением вплоть до растворения) становится гидрофобным и влагопоглощение составляет не более 300%, что недостаточно при изготовлении текстильных изделий для вышеуказанных целей [1].

Наиболее близким техническим решением является способ обработки свежесформованного ПВС-волокна неорганическим соединением группы бора - борной кислотой при концентрации 8% в органическом растворителе при комнатной температуре 20^oC с последующим отжимом и сушкой на воздухе [2]. Процесс взаимодействия ПВС с борной кислотой сводится к установлению поперечных связей между цепями полимера, при этом волокно становится менее чувствительным к действию влаги, не становится липким и растяжимым.

Однако при длительном действии влаги поперечные связи разрушаются и волокно снова приобретает способность растворяться в воде, а при температуре воды 95-100^oC растворяется мгновенно, также как и свежесформованное волокно. Кроме того, наблюдается потеря волокнистой структуры во влажном состоянии при 40^oC (повышенная температура человеческого тела), что находит свое отражение в высокой усадке.

Техническим результатом является получение ПВС-волокна с повышенным влагопоглощением, сохранением волокнистой структуры при контакте с водой при 40^oC (повышенная температура человеческого тела) и нерастворимостью при температуре воды 95-100^oC.

Технический результат достигается тем, что свежесформованное ПВС-волокно обрабатывают водным раствором смесей солей натрия надборнокислого концентрацией от 7,5 до 10,0 г/л и хлорида кальция концентрацией от 2,0 до 4,0 г/л при комнатной температуре 20^oC в течение 30-60 мин с последующим отжимом и сушкой на воздухе.

Существенным отличием предлагаемого способа является то, что обработку свежесформованного ПВС-волокна осуществляют водным раствором, содержащим натрий надборнокислый и хлорид кальция, позволяющий получать волокно с повышенным влагопоглощением при сохранении волокнистой структуры при контакте с водой при 40^oC (повышенная температура человеческого тела) и нерастворимостью в воде при 95-100^oC.

В предлагаемом способе обработка водным раствором солей натрия надборнокислого и хлорида кальция приводит к неожиданному эффекту - сохранению волокнистой структуры при контакте с водой при 40^oC (повышенная температура человеческого тела) и нерастворимостью в воде при 95-100^oC. При этом волокно обладает повышенным влагопоглощением до 980%.

Известно, что предлагаемые соли используются в различных отраслях промышленности и медицины: хлорид кальция CaCl₂ - при получении кальция, для осушки газов и жидкостей, как ускоритель твердения бензина, хладагент и антифриз, водные растворы хлорида кальция используются в качестве лекарственных средств при аллергии и кровотечении. Натрий надборнокислый NaBO₃ используется в качестве отбеливателя и окислителя при крашении, как компонент моющих средств и зубных порошков и пр. Использование водных растворов натрия надборнокислого и хлорида кальция в качестве агентов, придающих ПВС-волокну нерастворимость в воде и при этом способность к повышенному влагопоглощению, в известном уровне техники авторами не обнаружено.

Использовали следующие методы определения свойств обработанных волокон:
влагопоглощение по ГОСТ 3816-81;
физико-механические свойства по ГОСТ 6611.2-73;
устойчивость к действию влаги по степени усадки (Контроль производства химических волокон /Под ред. А.Б. Пакшвера и А.А. Конкина. М.: Химия, 1967. с. 60).

Растворение волокна проводилось следующим образом.

Предварительно волокно высушивалось при 105^oC и выдерживалось в эксикаторе при относительной влажности 60% до постоянного веса. После чего навеска волокна 1 г (точный вес) заливалась дистиллированной водой в соотношении 1: 100, растворение проводилось на кипящей бане в колбе с обратным холодильником в течение 30 мин. Далее волокно высушивалось при 105^oC и выдерживалось в эксикаторе при относительной влажности 60% до постоянного веса.

Предлагаемый способ обработки свежесформованного ПВС-волокна реализуется следующим образом.

Свежесформованное ПВС-волокно (штапелированное) массой 1 г обрабатывают в 100 мл водного раствора смеси солей натрия надборнокислого концентрацией 7,5-10,0 г/л и хлорида кальция концентрацией 2,0-4,0 г/л при комнатной температуре 20^oC в течение 30-60 мин, затем производят отжим и сушку на воздухе.

Примеры конкретного выполнения и свойства волокон, обработанных по предлагаемому способу, представлены в таблице.

Данные таблицы - сопоставление поз 11 (прототип) с поз. 1-9 (предлагаемый способ) - подтверждают достижение технического результата, т. е. по сравнению с прототипом происходит повышение влагопоглощения при контакте с водой более чем в 1,5 раза (60 мин) и более чем в 2 раза при контакте с водой в течение 3 мин, сохранение волокнистой структуры при повышенной температуре человеческого тела 40^oC, что находит свое отражение в уменьшении степени усадки почти в 2 раза, нерастворимость в воде: сохранение 65-88% сухого остатка после воздействия воды при 95-100^oC.

Свежесформованное ПВС-волокно, обработанное в каждом из составляющих смесь солей, теряет свою волокнистую структуру; физико-механические показатели определить невозможно (таблица, поз. 12 и 13).

При концентрации натрия надборнокислого ниже 7,5 г/л или хлористого кальция ниже 2,0 г/л сухой остаток составляет не более 30%, при последующем понижении концентрации солей волокно растворяется полностью. При концентрации натрия надборнокислого выше 10 г/л и хлористого кальция выше 4 г/л увеличение сухого остатка выше 88% не происходит, физико-механические свойства практически не улучшаются.

ПВС-волокно, обработанное в предлагаемых условиях, приобретает способность поглощать влагу до 900-980%, при этом сохраняя свою волокнистую структуру: не растворяется в воде при кипячении, имеет более низкую степень усадки и лучшие физико-механические показатели, чем прототип.

Волокно, обработанное предлагаемым способом, перспективно при создании новых видов перевязочных материалов, изготовлении различных гигиенических прокладок, хорошо поглощает влагу, наличие кальция на волокне ускорят процесс свертывания крови; физико-механические показатели волокна позволяют переработать его в различные виды изделий гигиенического назначения: ткань, трикотаж, вата.

Использование: для изготовления изделий гигиенического назначения с высоким влагопоглощением. Сущность изобретения: свежесформованное поливинилспиртовое волокно обрабатывают водным раствором смесей солей натрия надборнокислого концентрацией 7,5-10,0 г/л и хлорида кальция концентрацией 2,0-4,0 г/л. Затем волокно отжимают и сушат на воздухе. 1 табл.

Способ обработки свежесформованного поливинилспиртового волокна раствором неорганического соединения группы бора с последующим отжимом и сушкой на воздухе, отличающийся тем, что свежесформованное поливинилспиртовое волокно обрабатывают водным раствором смесей солей натрия надборнокислого концентрацией 7,5 10,0 г/л и хлорида кальция концентрацией 2,0 4,0 г/л.