Способ получения негорючих гидратцеллюлозных волокон" Советский патент 1975 года по МПК D01F3/12 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕГОРЮЧИХ ГИДРАТЦЕЛЛЮЛОЗНЫХ ВОЛОКОН

Изобретение относится к способу получения негорючих волокон из регенерированной целлюлозы путем прядения вискозы, в которую добавлено негорючее соединение фосфора, вытягивания ее и последующей обработки нитей или штапельных волокон.

Известными негорючими добавками для волокон из регенерированной целлюлозы являются производные фосфорхлорнитрила.

Однако значительная часть примененных соединений выпадает в осадок в прядильной ванне и теряется.

Для получения горючих волокон регенерата целлюлозы примеияют средства, сопротивляющиеся пламени, которые уже в малых количествах имеют хорошую сонротивляемость пламени; не привязаны к определенному процессу прядения вискозы, а могут быть приспособлены к широким вариациям параметров вискозы и прядения; являются достаточно устойчивыми против действия щелочи и нерастворимы в воде и при этом хорошо диспергируются в вискозе.

Г1ри многократной стирке негорючесть волокон не должна ухудшаться. Внешний вид

волокон не должен портиться под действием ультрафиолетового света, и волокна должны хорошо окрашиваться.

Эта задача решается предлагаемым изобретением. Предложено получать негорючие волокна из регенерата целлюлозы добавлением (огнеупорных) и негорючих соединений фосфора к вискозе, прядением вискозы в прядильных ваннах и, при необходимости, вытягиванием и последующей обработкой нитей или штапельных волокон. Для этого в качестве негорючих средств применены соединения оби1,ей формулы

PNxOY,

в которой X является числом от 0,9 до 1,7, а Y - числом от 1,2 до О, причем с увеличивающимися значениями X значения Y стремятся к 0. Средство, сопротивляющееся пламени,

используется в количестве от 5 до 30% к весу целлюлозы.

Целесообразно применять в качестве негорючих средств нитрид фосфора, трпфторнентапптрид, тетрафосфоргексанитрид и (или) фосфорнитридоксид. Применяемые по изобретеПИЮ соединен твердыми. Их мож-. но в то 1коразмолотом состоянии, на одобие двуокиси титана или пигмеитов-красителей, диснергировать в вискозе и впрясть в волокна. Эти соединения совершенно инертны к вискозе и ваинам, применяемым в процессе ее нроизводства. Они также не облада от свойством вытекания из волокон, ка. это имеет место со многими красителями, и поэтому ирактичееки Олность О удержива отся в волокнах. Таким образом 1рядильная ванна и ванны последу ощих обработок свободны от вторичного загрязнения, и с другой стороиы, процесс производства вискозных волокон более экономичен, так как негорючие средства не теряются. Негор очие средства по изобретению высокую термостабильноств. Поэтому не требуется снижать температуру в прядильной ванне. Температура прядильной ванны может выбираться без учета средств, сонротивляющихся пламени, и всегда можно выдерживать оитимальные условия. Предложенные соединения имеют также высокую химическую устойчивость и поэтому УСТОЙЧИВОСТЬ против стирки, отбеливания и химической чистки. Некоторые из используемых нитридов фосфора слабую розово-красну О собствеину о окрас :у, которая не мешает. Если, однако, нужны бесцветные сопротивляющиеся пламени средства, то можно примеиять трифосфорпентанитрид PsNs или фосфорнитридоксид PNO. Количество добавляемых к вискозе соиротивляюш,ихся пламени средств предпочтительно составляет 8-15% по весу относительно применяемого количества целлюлозы. Еш,е одно предпочтительное осуш,ествленис способа заключается в том, что негорючие средства добавляются к вискозе в совместимых с вискозой жидкостях в виде сусиеизии или раствора, причем такими жидкостями могут быть вода, натронная щелочь или другие смешиваемые с водяной средой жидкости, например инертные органичес :ие. Введением негорючих средств происходит влияние на свойства волокон, причем это влияние оказывается не больше, чем нри окрашивании в прядильной ванне пигментами. Таким образом, с помощью предлагаемого способа можно производить высококачественное вискозное волокно. Вариацией состава вискозы, состава ванны, в которой оиа затвердевает, и т. д. можно получить волокна с различными свойствами, например волокна большой прочности или извитые, для многочисленных текстильных применений. Волокна могут также подвергаться обработке матиру ошими или красящими пигментами. В зависимости от желательного применения волокон, можно использовать известный способ прядения вискозы в качестве основы для производства негорючих волокон из регенерата целл олозы. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Способ 0 изобретению .может производиться ю технологии окраски при рядении с небольшими техиическими затратами. Применяемые негорючие средства в мельчайшем размоле с размером частиц 2 мк перемешиваются с водой или ипертным органическим растворителем до получения суспензии, которая затем через фильтры вводится в вискозу с постоянным количеством в единицу времени до прядильных фильер, и с помощью гомогенизаторов тончайшим образом распределяется в вискозе. Состав вискозы в зависимости от требуемых свойств волокна можно варьировать. Вискоза иредиочтительио содержит 6- 9% по весу целлюлозы, 3-6% по весу NaOH и 33-38% по весу сероуглерода по отпошению к целлюлозе. Для облегчения процесса рядения и модификации свойств волокон могут применяться модификаторы, как этоксилировапный эфир жирной кислоты, этоксилированные амины или этоксилированные фенолы. Вискоза через фильеры выдавливается в ванну для затвердевания. Состав ванны определяется желательпыми свойствами волокон. В общем случае такие ванны содержат 70- 110 г/л HaSOi, г/л Na2SO4, 3-60 г/л ZnSO.i и температуру 25-60. ВыходяП1,ая из этой ванны нить может вытягиваться иа воздухе или во второй горячей ванне, содержащей разбавленный состав. Пити в общем случае режутся на штапели, иодвергаются последующей обработке горячей разбавленной серной кислотой, а также раствором, горячим и разбавленным, сульфида натрия, отбеливаются гипохлоритом пли перекись О водорода, а также подвергаются авиважной обработке. Пример 1. К вискозе с 6% по весу целл 0лозы, 6% ио весу щелочи, 35% по весу CS2, по отпошению к целлюлозе, и 3% по весу модификатора, отнесенного к целлюлозе, с вязкость О 75 кг/сек и зрелостью 57 гамма-единиц, неирерывно добавляют 10% по весу, отнесенных к целлюлозе, трифосфорпентанитрида PsNs в виде сус 1ензпп в воде. Посредством гомогенизатора суспензию тончайшим образом распределяют в вискозе. Вискозу прядут в ирядильной ванне, содержащей 70 г/л H2SO4, 100 г/л NaaSOj, 60 г/л ZnS04 при 42°С. Спряденную нить, общий титр которой составляет приблизительио 200000 дтекс, выгягивают в разбавленной второй прядильной ванне при температуре 92°С на 110% своей первоначальной длины и затем нарезают на штапели в резательной машине. Штапели волокна полпость о регенерируют в ряде последовательных ванн с горячей разбавленной серной кислотой, освобожда от от серы в горяче.м разведенном растворе сульфида натрия и отбеливают в разведенном растворе гинохлорита 1атрия. В проводят авиважну 0 обработку. Высушенн1з е волокна имеют следующие текстильные .

Титр 3,3 дтекс; прочность кондиционированных волокон с влажностью 11 % 25,0 г/текс; удлинение волокна, кондиционированного 15,8%; прочность волокна мокрого 16,2 г/текс; удлинение волокна мокрого 17,0%; прочность петли 7,8 г/текс.

Для проверки устойчивости против пламени изготовляют ткань с весом на единицу площади 300 г/м и проверяют по методике DIN 53906 (вертикальное испытание) со следующими результатами.

ПоказателиВремя поджигания, сек

3 15

Время горения, секО О

Время тления, секО О

Разрывная длина, см2,3 4,8

Для сравнения аналогичную ткань из обычного волокна также подвергают испытанию. В результате образец ткани сгорает полностью.

Пример 2. К вискозе с 8,4% по весу целлюлозы, 5,2% по весу щелочи, 34% по весу сероуглерода, отнесенного к целлюлозе, с вязкостью 52 1кг-сек и зрелостью для прядения 38 гамма-единиц добавляют 12% по весу, отнесенных к целлюлозе, фосфорнитридоксида PNO в виде водяпой суспензии, с постоянной скоростью дозирования.

Вискозу нрядут в прядильной ванне, содержащей 95 г/л HgSO.i, 350 г/л Na2SO4, 10 г/л ZnSO4 при температуре 48°С. Спряденный жгут, общий титр которого составляет приблизительно 200000 дтекс, растягивается в воздухе на 50% своей первоначальной длины и затем нарезается на щтапель на резательной машине. Штапели волокна полностью регенерируют в ряде последовательных ванн с разбавленной серной кислотой, освобождаются от серы в разбавленном растворе сульфида

натрия, отбеливаются в разбавленном растворе гипохлорита натрия. В заключение проводят авиважную обработку. Все ванны для дополнительной обработки выдерживают при

высокой температуре. Высушенные нити имеют следующпе текстильные данные.

Титр 8,9 дтекс; прочность волокна, кондиционированного 15,1 г/текс; удлинение волокна, кондиционированного 20,4%.

Для проверки устойчивости против пламени изготовлена ткань с весом на единицу площади 400 г/м и иснытана так же, как и в примере 1, со следующими результатами.

ПоказателиВремя поджигания, сек

15

Время горения, секО

2 1 5,2

Время тления, секО

Разрывная длина, см2,5

Ткань примера 1 и 2 подвергают 50 раз получасовой стирке с 5 г/л обычного стирального порощка; последующая проверка устойчивости против пламени по методике DIN показывает, что стирка не ухудщает их свойств.

Предмет изобретения

Сиособ получения негорючих гидратцеллюлозных волокон путем формования вискозы, содержащей соединения фосфора, в осадительную ванну и последующей обработки полученного волокна, отличающийся тем, что, с целью повыщения огнестойкости волокон, в качестве производных фосфора используют соединения общей формулы

РХхОу,

X 0,9-1,7:

где Y 0-1,2;

от веса целлюлозы.