Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_12026
.pdf
образом, при производстве искусственного шелка вязкость растворов целлюлозы или производных
целлюлозы должна быть как можно выше, чтобы обеспечить возможность пропускания растворов через
струйные отверстия при используемом давлении. Вязкость вискозы или сложных эфиров целлюлозы,
используемых для производства искусственного шелка и подобных материалов, значительно выше, чем
вязкость производных целлюлозы, применяемых в производстве лаков. Причина использования максимально
высокой вязкости заключается в том, что прочность получаемой нити или подобного материала зависит от
степени сохранения клеточной целостности молекул в процессе производства. Чем меньше степень
деградации, тем выше прочность получаемого продукта.
Я сделал удивительное открытие: производные целлюлозы с относительно высокой вязкостью, которые
обычно используются при производстве искусственного шелка, можно смешивать со значительными
пропорциями того же производного целлюлозы в форме с гораздо более низкой вязкостью для получения
продуктов, обладающих большей прочностью, чем те, которые получаются при использовании только
производных с высокой вязкостью. Таким образом, например, в случае ацетата целлюлозы значительные
преимущества достигаются при смешивании ацетата целлюлозы с вязкостью 15-20-25 или 30 и более
(измеренной в 0%-ном растворе ацетона относительно глицерина как 100%) со значительной долей, и
особенно около 10-30%, ацетата целлюлозы с гораздо более низкими вязкостными характеристиками,
например, вязкостными характеристиками399,171 до 10 и особенно до 5a (для сложноэфирного или эфирного
типа) в одном и том же масштабе. Аналогичные результаты могут быть достигнуты и в другом случае.
Таким образом, например, различные виды целлюлозы, другие производные целлюлозы или ацетаты следует
рассматривать как вещества, растворы целлюлозы, а также с производством субпродуктов той же химической
природы, что и искусственный шелк, но с другой химической природой.
Кроме того, целлюлоза может обладать не только пропионатами целлюлозы или любыми их производными с
более низкими вязкостными характеристиками, но и эфирами целлюлозы или виниловыми эфирами.
Присутствие в относительно небольшой пропорции, например, до 30% по весу, будет рассматриваться как
практически идентичное производному целлюлозы с высокой вязкостью, обладающему той же химической
природой, но с другими характеристиками; но, кроме того, выгодно использовать смеси, содержащие раствор
целлюлозы или органическое производное, содержащее преобладающую долю целлюлозы, например, в виде
данного производного целлюлозы вместе с тиатеном или этилцеллюлозой. В случае 80 пропорций до 30 или
40% сложных эфиров целлюлозы, предпочтительно кислотного производного с гораздо более высокими
вязкостными характеристиками, содержание двух сложных эфиров имеет значительные различия. Таким
образом, например, при использовании в качестве основного компонента вязкость не должна сильно
различаться, и при этом они могут быть одинаковыми.
2a. Производство пряжи и т. д. а. целлюлоза. Возможно производство целлюлозы и ацетата, имеющих
вязкость от 15 до 25, или продуктов, содержащих производные целлюлозы. 30. Выгодно смешивать с
производными целлюлозы различной вязкости в одной пропорции, например, с производными целлюлозы. На
самом деле, все коммерческие целлюлозы содержат 30% производных целлюлозы, имеющих гораздо более
высокие вязкостные характеристики, которые немного отличаются друг от друга. 90 пример 50, 100, 150 или
200' или более [Однако порядок различия не измеряется в той же шкале, подготовленной в достаточном
объеме для целей настоящего изобретения, например, как описано в моем патенте № 207562, и аналогичные
преимущества достигаются путем принятия специальных мер во время производства, когда основная часть
ацетата целлюлозы - производного целлюлозы - используется для производства конкретного продукта,
имеющего относительно низкую требуемую степень неоднородности, - или для получения целлюлозы или
производных целлюлозы в соответствии с 10.
Такое производное целлюлозы, обладающее требуемой разницей в вязкости, может быть смешано,
например, с 15%-ным производным целлюлозы в отдельных операциях, а затем смешано с 30% производного
целлюлозы, обладающего вязкостными характеристиками от 50 до 200 или полученным из него продуктом: в
коммерческом производстве это гораздо удобнее. Опять же, даже когда основной объем производства
состоит из производного целлюлозы с высокой вязкостью, например, 50 или вязкостными характеристиками,
такими как 50 или 105, преимущества могут быть достигнуты за счет этого. Добавление определенной
пропорции производного целлюлозы. Любой подходящий метод может быть применен для получения
целлюлозы или производных целлюлозы с гораздо более высокими характеристиками вязкости, такими как
100 или 200 или более, или производных с различными характеристиками вязкости. Так, например, в 110
характеристиках, скажем, от 1 до 5 или 10. В случае простоты изготовления искусственного шелка из
производственных продуктов, состоящих из ацетата целлюлозы или других органических производных
регенерированной целлюлозы, обычно используются растворы с очень меньшей вязкостью, чем те, которые
используются при производстве искусственного шелка и подобных изделий, с ацетатом целлюлозы.
При прочих равных условиях, аналогично ацетату целлюлозы, который в настоящее время широко
применяется для производства лаков. Однако следует учитывать и другие соображения. Изобретение в целом
включает производство нитей, пряжи и подобных материалов, в частности, пряжи и подобных материалов,
обладающих гораздо более низкими вязкостными характеристиками, для получения новых нитей, пряжи и
подобных материалов высокой прочности. Производные целлюлозы, в которых целлюлоза содержит
значительные доли двух или более компонентов, например, при производстве органических эфиров
целлюлозы или другой базовой целлюлозы, с обработкой или без нее.
Чем больше компонентов вещества, в первую очередь кислот и/или минеральных кислот, тем больше
веществ подвергается этерификации, обычно с помощью различных вязкостей. Ангидрид в присутствии
минерального катализатора и ацетата целлюлозы обладают практически одинаковой химической природой,
если полученный продукт впоследствии подвергается этерификации до образования соединений одного типа
(например, обладающих необходимыми свойствами растворимости). В случае вязкости, опять же, могут быть
использованы различные средства для получения вязкостей с различными характеристиками. Например,
щелочной целлюлозе может быть позволено созревать значительно дольше, чем обычный период 70G, или
же в двух отдельных операциях, необходимых для производства вязкостей с существенно различающейся
вязкостью, время созревания может значительно отличаться. Например, в одном процессе созревания может
применяться незначительная или вовсе отсутствующая обработка, тогда как в другом процессе созревание
может быть значительным. Аналогичным образом, после образования вискозы, в процессе S0 могут
применяться различные периоды созревания для получения вискоз с существенно различающейся вязкостью.
В случае образования медно-аммониевых растворов целлюлозы желательно, чтобы для получения
медно-аммониевых комплексов целлюлозы с существенно различающейся характеристической вязкостью,
целлюлозу перед растворением в реактиве Швейцера обрабатывали различными способами. Обычно
применяют обработку мерсеризующими агентами и/или оксидирующими агентами. Эти процессы могут
проводиться таким образом, чтобы в различной степени разрушить целлюлозу, или же может быть применена
специальная обработка, например, обработка минеральными кислотами, чтобы получить целлюлозу с
относительно низкой вязкостью.
Две разновидности целлюлозы, одна с высокой вязкостью, а другая с низкой, могут быть растворены в той же
массе реактивов Швейцера. 100 В целом, производные целлюлозы или целлюлозные растворы, содержащие
вещества с высокой вязкостью, следует тщательно готовить таким образом, чтобы минимизировать
деградацию целлюлозы в процессе обработки, в то время как производные целлюлозы или целлюлозные
растворы с относительно низкой вязкостью могут быть получены с помощью процессов, включающих
некоторую или даже незначительную деградацию молекулы целлюлозы, причем такая деградация может
быть достигнута, например, с помощью минеральных кислот или окислителей при низких или высоких
температурах, с помощью органических кислот при высоких температурах и/или с помощью щелочей.
Когда различные производные целлюлозы или целлюлоза, присутствующие в композиции, существенно
различаются по растворимости, будет выбран растворитель, смесь растворителей или растворитель 120
минфлексия с учетом различной растворимости компонентов, пропорций их присутствия и способа
формирования композиций в филаменты или тому подобное. Такой растворитель может быть, например,
выбран таким образом, чтобы при наличии в композиции материалов только с двумя различными вязкостями
он являлся очень хорошим растворителем для целлюлозы или 130-процентных соединений. Любой из этих
этапов или все они могут быть модифицированы для получения продуктов с существенно различающимися
характеристиками вязкости, необходимыми для целей настоящего изобретения. Таким образом, при
производстве изделий для изготовления искусственного шелка предварительная обработка уксусной или
муравьиной кислотой, или ацетилирование уксусным ангидридом в присутствии уксусной кислоты в качестве
реакционной среды и серной кислоты или другой минеральной кислоты в качестве катализатора, может
проводиться обычным способом, а также может быть выполнена отдельная операция для получения ацетата
целлюлозы с низкими вязкостными характеристиками. Для этой цели может быть проведена предварительная
обработка, и особенно предварительная обработка минеральной кислотой, чтобы вызвать деградацию
молекулы целлюлозы и, следовательно, получить более низкую вязкость продукта. Также может быть
проведено само ацетилирование, в частности, путем повышения обычной температуры ацетилирования, или
может быть проведено созревание, чтобы деградировать целлюлозу и привести к снижению вязкости,
особенно если такое созревание проводится в присутствии минеральных кислот, в этом случае простое
повышение температуры вызывает деградацию.
В этой связи особое значение имеет процесс, описанный в Спецификации № 326515, в котором
ацетилирование осуществляется в присутствии сильной кислоты, и в частности серной кислоты в качестве
катализатора, при этом температура повышается до 50-550 °C, а реакционная смесь поддерживается при
этой температуре или около нее в течение некоторого времени до получения ацетата целлюлозы с
требуемыми вязкостными характеристиками. Аналогичные процессы могут быть использованы для получения
различных характеристик вязкости в сложных эфирах целлюлозы, отличных от ацетата целлюлозы,
например, в формиате целлюлозы, пропионате целлюлозы, бутирате целлюлозы или нитроацетате
целлюлозы. Аналогичные методы могут быть применены и в случае с нитратом целлюлозы.
К другим методам снижения вязкости относится последующая обработка образовавшегося ацетата
целлюлозы или другого сложного эфира целлюлозы водой под давлением при температуре выше 1000 °C.
Аналогичные методы могут быть применены и в случае с эфирами целлюлозы, такими как метил-, этил- или
бензил-элалюлоза. Таким образом, предварительная обработка целлюлозы может привести к желаемым
различным значениям вязкости, или же процесс этерификации может быть соответствующим образом
модифицирован для поддержания в одном случае и снижения в другом случае вязкости продукта. Например,
для достижения этой цели можно соответствующим образом изменить температуру или относительное
соотношение щелочи и воды, присутствующих в процессе этерификации.
6.5 В случае образования продуктов из производного целлюлозы с более высокой вязкостью (399,171 кДа),
при условии, что такое производное целлюлозы или целлюлоза дают раствор с минимальной вязкостью в
указанном растворителе, или же растворитель может быть выбран аналогичным образом в зависимости от
его растворяющих свойств для целлюлозы или производного целлюлозы с более низкой вязкостью, или, если
присутствуют материалы с тремя или более различными характеристиками вязкости, растворитель может
быть выбран в зависимости от его растворяющих свойств для материала, присутствующего в наибольшей
пропорции. В целом, однако, желательно выбирать растворитель или смесь растворителей таким образом,
чтобы они давали раствор с приблизительно минимальной вязкостью, содержащий различные целлюлозы,
производные целлюлозы или другие основания, объединенные в желаемых пропорциях. Например,
высоковязкий ацетат целлюлозы может быть растворим в безводном ацетоне и давать раствор минимальной
вязкости в ацетоне, содержащем 5-8 или 10% воды, а также может быть растворим в водном растворе
ацетона, содержащем даже до 15 или 20% воды.
Ацетат 2> с более низкой вязностью, который следует соединять с ним в соответствии с настоящими
процессами, может быть нерастворим в безводном ацетоне, но растворим в водном ацетоне и может давать
раствор с минимальной вязностью в ацетоне, содержащем около 20 или 35% воды. В таком случае
желательно использовать водный раствор ацетата, содержащий количество воды, несколько превышающее
необходимое для получения раствора ацетата целлюлозы с минимальной вязкостью, так чтобы раствор
обоих типов ацетата целлюлозы вместе представлял собой раствор с минимальной или приблизительно
минимальной вязкостью. Например, при использовании смеси 85% высоковязкого ацетата целлюлозы,
дающего растворы минимальной вязкости в ацетоне, содержащем 5-8% воды, смешанного с 15%
низковязкого ацетата целлюлозы, дающего растворы минимальной вязкости в ацетоне, содержащем 20-30%
воды, в качестве растворителя для объединенных ацетатов может использоваться ацетон, содержащий 10-12
или 15% его ацетата. Используемые композиции могут содержать любые желаемые добавки с целью
изменения свойств получаемого продукта.
Таким образом, например, пигменты необходимой степени детализации могут быть включены в прядильные
растворы с целью получения изделий с пониженным блеском. Прядильные растворы согласно настоящему
изобретению могут быть обработаны для получения желаемых нитей, пряжи и т. д. влажным или сухим
способом, как это известно в данной области техники.
Приведенные ниже примеры иллюстрируют изобретение, но следует четко понимать, что они никоим образом
не ограничивают его. Приведенные значения вязкости для ацетата целлюлозы соответствуют 6%-ным
растворам ацетата целлюлозы, при этом вязкость глицерина принимается за 100%. Указанные в исковых
заявлениях цифры приведены в одном масштабе.
-ПРИМЕР 1.
Следующий пример иллюстрирует процесс производства искусственных нитей в соответствии с настоящим
изобретением.
Раствор для прядения, содержащий примерно 5 весовых частей ацетата целлюлозы с вязкостью 3-6 и 18
весовых частей ацетата целлюлозы с вязкостью 18-23, растворенный в смеси растворителей, состоящей из
70 весовых частей ацетона и 7 весовых частей воды, экструдируют через отверстия диаметром 0,08 мм в
испарительную атмосферу, поддерживаемую при температуре 80-850 °C. Образовавшиеся нити вытягивают и
наматывают или скручивают и наматывают любым подходящим способом, например, с помощью аппарата
для прядения шапок.
Ta 85EXA31PLE 2.
Готовят раствор ацетата целлюлозы, содержащий примерно 2,0 весовых частей ацетата целлюлозы с
вязкостью 20-25 и 95 весовых частей ацетата целлюлозы с вязкостью 40-60, растворенных в смеси
растворителей, состоящей из 72 весовых частей ацетона и 3 весовых частей воды.
Раствор центрифугируют, как описано в Примере 1, за исключением того, что температура испарительной
среды составляет 75-80 °C.
ПРИМЕР 3.
Раствор вискозы, содержащий около 6–8% целлюлозы и 7–8% каустической соды, получают путем
смешивания 1/4 весовой части вискозы, полученной из древесной целлюлозы, замачивания целлюлозы в 18%
растворе каустической соды, отжима, избытка и созревания в течение 2–3 дней при температуре 200–250 °C;
затем проводят ксантогенацию и растворение в щелочи с 1/4 весовой частью вискозы, приготовленной
аналогичным образом, за исключением того, что целлюлозу предварительно обрабатывают минеральной
кислотой, а созревание щелочной целлюлозы проводят при температуре 270–300 °C. После фильтрации и
созревания раствор экструдируют через прядильные струи в кислотную коагуляционную ванну, а полученные
нити скручивают и наматывают любым подходящим способом, например, с помощью ящика Топхама.
Помимо улучшенных текстильных свойств, было обнаружено, что эти волокна...
Варны и подобные им материалы, полученные в соответствии со статьей 125 настоящего изобретения,
демонстрируют преимущества в процессах последующей обработки, которым они могут подвергаться после
или непрерывно с ручным изготовлением. Таким образом, например, известно, что полимеризованные
виниловые эфиры, эфиры, размягчающие или набухающие агенты в определенных соединениях, а также
полимеризованные винилацетаты различной вязкости, позволяют растягивать волокна с повышенной
прочностью и без обработки растворителями или другими соединениями, и особенно полимеризованные
винилацетаты с широким диапазоном денье и пониженной плотностью, а также с различной вязкостью.
Полимеризация ацетата целлюлозы и подобных нитей или продуктов конденсации, например, 70, которые
обесцвечиваются под действием горячего полимеризованного винилацетата, широко или кипящих водных
сред, например, с различными характеристиками вязкости. Могут быть получены кипящие мыльные растворы.
Для повышения их вязкости используются соответствующие модификации растворителя для таких обработок.
Процессы полимеризации или конденсации филаз.
Обычные методы, описанные в настоящем изобретении, позволяют получить продукт с низкой вязкостью,
который более пригоден для других операций. В частности, установлено, что растворитель, смягчающие или
набухающие агенты, используемые для ускорения полимеризации или конденсации на ранней стадии,
помогают остановить полимеризацию или конденсацию. Операция растяжения, по-видимому, гораздо легче
перекрывает полимеризацию или конденсацию нитей и подобных материалов.
чем в случае с нитями и - имея в виду, что WoW подробно описал пряжу, состоящую исключительно из
целлюлозных волокон, - и выяснил природу моих указанных свойств обычного относительно высокого или
высокого изобретения и то, каким образом достигается та же вязкость. Как указано в Спецификации, я
заявляю, что то, что я 85
Соседние файлы в папке патенты