СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТОНКОФИЛАМЕНТНОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗНОЙ НИТИ Российский патент 2009 года по МПК D01D5/06 

Изобретение относится к технологии получения химических нитей, в частности к получению целлюлозной комплексной нити, состоящей из ультратонких филаментов, и может быть использовано при изготовлении фильтровального материала для фильтрации крови и ее компонентов от лейкоцитов.

Известен способ получения гидратцеллюлозной нити с линейной плотностью элементарных нитей порядка 0,067 текс путем формования вискозы с отношением массовых долей едкого натра и α-целлюлозы 0,85-0,95 в концентрированную серную кислоту (З.А.Роговин «Основы химии и технологии химических волокон», издательство «Химия», Москва, 1964 г.).

Данный способ обладает рядом технических и технологических трудностей из-за применения концентрированной серной кислоты, что делает его неприемлемым для производства.

Известен способ получения целлюлозной нити при производстве вискозного корда (А.А.Конкин и др. «Производство шинного корда», издательство «Химия», Москва-Ленинград, 1964 г., с.257-291), при котором формование производят в горизонтальную трубку, позволяющую максимально сократить гидродинамическое сопротивление осадительной ванны. Выходящая из осадительной ванны свежесформованная нить поступает на ориентационное (пластификационное) вытягивание в растворе серной кислоты. После пластификационного вытягивания нить подвергают довосстановлению в растворе серной кислоты, затем двухстадийной промывке и авиважной обработке. Далее нить поступает на парные обогреваемые цилиндры для высушивания. Высушенная до (8-10)% влажности нить поступает на приемный механизм - кольцекрутильные веретена, где принимается на двуфланцевые катушки. На кольцекрутильном механизме нити сообщают крутку (60-75) кр/м.

Данный способ не позволяет получить нить с ультратонкими элементарными нитямии линейной плотности менее 0,039 текс.

Наиболее близким по назначению и существенным признакам к предлагаемому изобретению является способ получения тонкофиламентной целлюлозной нити, состоящей из элементарных нитей, линейная плотность которых составляет менее 0,05 текс, при котором прядильный раствор при скорости истечения (10,5-11,5) м/мин и фильерной вытяжке (40-70)% формуют в горизонтальную прядильную трубку с получением комплексной нити, состоящей из элементарных нитей линейной плотности менее 0,05 текс. Свежесформованную нить подвергают ориентационному вытягиванию в пластификационной ванне в растворе серной кислоты. После пластификационного вытягивания нить подвергают довосстановлению в растворе серной кислоты и четырехстадийной промывке умягченной водой. Усадка нити после промывки составляет (0-3)%. После промывки нить поступает на парные обогреваемые цилиндры, где высушивается. Высушенная нить поступает на приемный механизм - кольцекрутильные веретена, где ей сообщается крутка (40-50) кр/м (см. патент РФ №2283375, МПК D01D 5/06, 10.09.2006).

Реализация этого способа позволяет получить крученую комплексную нить, состоящую из элементарных нитей, линейная плотность которых составляет от 0,039 до 0,05 текс.

Полученная нить пригодна для использования в производстве фильтровального материала для фильтрации крови и ее компонентов от лейкоцитов, однако имеет ряд недостатков: тонина элементарных нитей, ее составляющих, не позволяет получить из нее фильтровальный материал с высокими эксплуатационными свойствами.

Кроме того, компактность нити, приобретаемая в процессе крутки, затрудняет переработку последней при изготовлении фильтровального материала.

Техническим результатом от использования изобретения является получение тонкофиламентной целлюлозной комплексной нити, состоящей из элементарных нитей, линейная плотность которых составляет менее 0,039 текс.

Данный технический результат достигается двумя вариантами способа получения тонкофиламентной целлюлозной нити, включающего формование прядильного раствора, пластификационную вытяжку свежесформованной нити, довосстановление, промывку, сушку и приемку нити.

По первому варианту формование осуществляют при истечении прядильного раствора со скоростью (14,1-19,0) м/мин и фильерной вытяжке (7,4-39,0)% с получением нити, состоящей из ультратонких элементарных нитей линейной плотности менее 0,039 текс, при этом отжатые после промывки нити с нулевой круткой формируют в общий жгут линейной плотности (5,5-7,2) ктекс, сушат его до влажности (20-50)% и принимают в виде плоской ленты в приемную емкость.

Промывку нити проводят противотоком в три стадии умягченной водой.

По второму варианту формование осуществляют при истечении прядильного раствора со скоростью (14,1-19,0) м/мин и фильерной вытяжке (7,4-39,0)% с получением нити, состоящей из ультратонких элементарных нитей линейной плотности менее 0,039 текс, при этом отжатые после промывки одиночные параллельно ориентированные нити с нулевой круткой сушат до влажности (6-19)%, формируют в общий жгут линейной плотности (5,5-7,2) ктекс, гофрируют его и принимают в виде трехмерного жгута.

Промывку нити проводят противотоком в три стадии умягченной водой. Формирование жгута линейной плотности (5,5-7,2) ктекс из нитей с нулевой круткой и влажностью (6-19)%, его гофрирование и прием осуществляют с использованием гофрировочной машины МГ-1.

Благодаря сочетанию предложенных скорости истечения прядильного раствора и фильерной вытяжки стало возможно получить гидратцеллюлозную комплексную нить, состоящую из элементарных нитей линейной плотностью менее 0,039 текс. Тонина элементарных нитей обеспечивает высокие фильтрующие свойства фильтровального материала. Трехстадийная промывка умягченной водой противотоком обеспечивает чистоту нити в соответствии с санитарно-гигиеническими требованиями для нитей медицинского назначения, позволяя использовать ее в производстве фильтровального материала для фильтрации крови и ее компонентов от лейкоцитов; нулевая крутка полученной нити облегчает ее переработку при изготовлении фильтровального материала, а сушка до влажности (6-19)% и (20-50)% обеспечивает стабильную приемку на приемных устройствах. При влажности жгута более 50% происходит подлипание жгута на поверхности отжимных вальцов, при влажности жгута менее 6% образуются подмоты на питающих вальцах гофрировочной машины МГ-1, что приводит к дестабилизации процесса приема.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1

Тонкофиламентную целлюлозную нить формуют на агрегате АВК-06ИМ через фильеру 2950/0,037 со скоростью истечения прядильного раствора 14,1 м/мин и фильерной вытяжке 39%. Формование осуществляют в горизонтальную прядильную трубку. Свежесформованную нить подвергают пластификационному вытягиванию при температуре 98°С. Пластификационная вытяжка составляет (80-85)%. После пластификационного вытягивания нить подвергают довосстановлению, промывке противотоком в три стадии умягченной водой, отжиму на отжимных вальцах. Усадка нити на стадиях довосстановления - промывки составляет 3,7%.

После отжима из нитей формируют общий жгут линейной плотности (5,5-7,2) ктекс, подсушивают его до влажности (20-50)% на паре обогреваемых цилиндров и принимают влажный жгут с помощью тянущих вальцов в виде плоской ленты в приемную емкость (таз).

Полученный жгут состоит из комплексных некрученых нитей (с нулевой круткой) линейной плотности 113 текс. Линейная плотность ультратонких элементарных нитей (филаментов) 0,038 текс, поперечный размер (5,5-6,5) мкм. Линейная плотность ультратонких элементарных нитей рассчитывалась на основе результатов микроскопических исследований поперечных срезов.

Фильтровальный материал для очистки крови и ее компонентов от лейкоцитов на основе тонкофиламентных целлюлозных нитей изготавливают по бумагоделательной технологии после трощения, гофрирования, сушки и резки жгута тонкофиламентных целлюлозных нитей на отрезки (3-5) мм.

Эффективность очистки крови и ее компонентов от лейкоцитов при использовании фильтровального материала на основе тонкофиламентной целлюлозной нити составляет 99,70%.

Пример 2

Тонкофиламентную целлюлозную нить получают в соответствии с примером 1 через фильеру 2950/0,032 при скорости истечения прядильного раствора 16,5 м/мин и фильерной вытяжке 24,8%. Пластификационная вытяжка составляет (70-75)%, усадка нити на стадиях довосстановления - промывки составляет 2,8%.

Полученный жгут состоит из комплексных некрученых нитей (с нулевой круткой) линейной плотности 110 текс. Линейная плотность ультратонких элементарных нитей (филаментов) 0,037 текс.

Эффективность очистки крови и ее компонентов от лейкоцитов при использовании фильтровального материала на основе тонкофиламентной целлюлозной нити составляет 99,90%

Пример 3

Тонкофиламентную целлюлозную нить получают в соответствии с примером 1 через фильеру 2950/0,030 при скорости истечения прядильного раствора 19,0 м/мин и фильерной вытяжке 7,4%. Усадка нити на стадиях довосстановления - промывки составляет 2,5%.

Жгут линейной плотности (5,5-7,2) ктекс формируют из одиночных параллельно ориентированных нитей с нулевой круткой после их сушки до влажности (6-19)% на паре обогреваемых цилиндров.

Формирование, гофрирование и прием трехмерного жгута осуществляют с использованием гофрировочной машины МГ-1 при синхронизации скорости формования на агрегате АВК-06ИМ и скорости приема жгута на гофрировочной машине МГ-1.

Полученный трехмерный жгут состоит из комплексных некрученых нитей линейной плотности 103 текс. Линейная плотность ультратонких элементарных нитей (филаментов) 0,035 текс.

Эффективность очистки крови и ее компонентов от лейкоцитов при использовании фильтровального материала на основе тонкофиламентной целлюлозной нити составляет 99,95%.

Таблица Пример Фильера Линейная плотность комплексной нити, текс Линейная плотность элементарной нити, текс Скорость истечения прядильного раствора, м/мин Фильерная вытяжка, % 1 2950/0,037 113 0,038 14,1 39,0 2 2950/0,032 110 0,037 16,5 24,8 3 2950/0,030 103 0,035 19,0 7,4 прототип 2950/0,036 115 0,039 10,5 40,0

Способ предназначен для получения целлюлозной комплексной нити, состоящей из ультратонких филаментов и используемой при изготовлении фильтровального материала для фильтрации крови и ее компонентов от лейкоцитов. Согласно способу осуществляют формование прядильного раствора, пластификационную вытяжку свежесформованной нити, довосстановление, промывку, сушку и приемку нити. Формование проводят при скорости истечения прядильного раствора 14,1÷19,0 м/мин и фильерной вытяжке 7,4÷39,0% с получением нити, состоящей из ультратонких элементарных нитей линейной плотности менее 0,039 текс. Отжатые после промывки нити с нулевой круткой формируют в общий жгут линейной плотности 5,5÷7,2 ктекс, сушат его до влажности 20÷50% и принимают в виде плоской ленты в приемную емкость. В варианте выполнения способа отжатые после промывки одиночные параллельно ориентированные нити с нулевой круткой сушат до влажности 6÷19%, формируют в общий жгут линейной плотности 5,5÷7,2 ктекс, гофрируют его и принимают в виде трехмерного жгута. Промывку нитей проводят противотоком в три стадии умягченной водой. Технический результат состоит в получении нити линейной плотности менее 0,039 текс, которая может быть использована для формирования фильтровального материала с высокими эксплуатационными свойствами, обеспечивающими повышенную эффективность очистки крови до 99,7%, а отсутствие крутки нити позволяет упростить ее переработку при изготовлении фильтровального материала. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ получения тонкофиламентной целлюлозной нити, включающий формование прядильного раствора, пластификационную вытяжку свежесформованной нити, довосстановление, промывку, сушку и приемку нити, отличающийся тем, что формование осуществляют при скорости истечения прядильного раствора 14,1÷19,0 м/мин и фильерной вытяжке 7,4÷39,0% с получением нити, состоящей из ультратонких элементарных нитей линейной плотности менее 0,039 текс, при этом отжатые после промывки нити с нулевой круткой формируют в общий жгут линейной плотности 5,5÷7,2 ктекс, сушат его до влажности 20÷50% и принимают в виде плоской ленты в приемную емкость.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что промывку нитей проводят противотоком в три стадии умягченной водой.

3. Способ получения тонкофиламентной целлюлозной нити, включающий формование прядильного раствора, пластификационную вытяжку свежесформованной нити, довосстановление, промывку, сушку и приемку нити, отличающийся тем, что формование осуществляют при скорости истечения прядильного раствора 14,1÷19,0 м/мин и фильерной вытяжке 7,4÷39,0% с получением нити, состоящей из ультратонких элементарных нитей линейной плотности менее 0,039 текс, при этом отжатые после промывки одиночные параллельно ориентированные нити с нулевой круткой сушат до влажности 6÷19%, формируют в общий жгут линейной плотности 5,5÷7,2 ктекс, гофрируют его и принимают в виде трехмерного жгута.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что промывку нитей проводят противотоком в три стадии умягченной водой.