Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_12559
.pdf
Сердечник якоря 4 состоит из L-образных пластин, концы которых прижимаются к полюсам 3 под давлением,
создаваемым специальной зажимной гайкой 5 и винтом 6, четко показанным на рис. 3. Центральная часть
сердечника 4 имеет прорезь для установки конической гайки 5, которая при завинчивании винта 6 [Цена 11-]
прижимает ветви сердечника к столбам 3. С каждой стороны полюсов 3 предусмотрены пластины,
перекрывающие концы сердечника 4, так что сердечник якоря прочно удерживается на задней пластине 1
гайкой 5 и находится в хорошем магнитном контакте с полюсами, а также надежно фиксируется и
предотвращается его боковое смещение боковыми пластинами на полюсах.
Сердечник снабжен двумя катушками, одна из которых, 7, представляет собой обычную катушку зажигания 65,
состоящую из первичной и вторичной обмоток, а вторая катушка 8 состоит из относительно большого числа
витков тонкой проволоки.
Предусмотрен прерыватель обычной конструкции, состоящий из рычага 9, предназначенного для зацепления
регулируемого контакта 10. Рычаг установлен на подшипниковом штифте 11 и используется, помимо
управления цепью зажигания, для замыкания цепи освещения при разомкнутых контактах зажигания. 75 Для
этого контакт 13 установлен на противоположной стороне рычага от той, на которой установлен контакт
зажигания 12. Когда рычаг 9 приводится в действие кулачком для разъединения контактов 10 и 12, контакт 80
13 зацепляется с контактом 14, закрепленным на пружине 15 из фосфористой бронзы, которая, в свою
очередь, подкреплена стальной пружиной 16. Обе пружины закреплены на стойке, поддерживаемой
кронштейном 17, который может поворачиваться вокруг винта 18, крепящего кронштейн к задней пластине.
Перемещая кронштейн вокруг винта, можно отрегулировать зазор между контактами 13 и 14. Кронштейн 17
изогнут вверх в точке 19, образуя упор 90, ограничивающий движение контакта 14 и обеспечивающий наличие
заданного давления между контактами 13 и 14 при их зацеплении.
Из рис. 4 видно, что когда контакты 10 и 12 размыкаются, а контакты 13 и 14 замыкаются, обмотки 7 и 8
соединяются последовательно для целей освещения.
Поскольку для освещения используется только одна полуволна, в цепь освещения может быть включена
батарея при условии наличия средств для размыкания цепи батареи, когда скорость вращения маховика
падает ниже скорости, необходимой для зарядки.
Дата: 15 сентября 1931 года.
389,533 Джон Грей, Краун Хаус, Олдвич. Лондон, W.C. 2, представитель заявителей.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в области магнитоэлектрических машин и связанные с ними разработки.
Мы, компания THE BRiTIsi THOMSoN-HOUSTON COMPANY LIMITED, британская компания с
зарегистрированным офисом по адресу: Crown House, Aldwych, London, W.C. 2, и Леонард Гриффитс,
проживающий по адресу: Kennington, 8, Biggin Hall Crescent, Coventry, в графстве Уорик, британский
подданный, настоящим заявляем о характере данного изобретения и о способе его осуществления, которые
будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к магнетоэлектрическим машинам и, в частности, к типу машин, которые
устанавливаются на маховике мотоциклетного или аналогичного двигателя и являются его частью. В нашем
предыдущем патенте № 180788 мы описали машину такого типа, в которой одна полуволна генерируемого
напряжения используется для целей зажигания, а другая полуволна — для других целей. Целью настоящего
изобретения является создание усовершенствованной магнитоэлектрической машины указанного типа, и для
этого оно состоит в обеспечении наличия отдельной первичной обмотки магнето и осветительного элемента
на одном сердечнике с соответствующими средствами для их последовательного соединения для создания
цепи освещения. Соединительное средство может заключаться в оснащении рычага контакта магнето
дополнительным контактом, предназначенным для зацепления с изолированным контактом при разомкнутых
контактах зажигания с целью последовательного соединения двух обмоток для замыкания цепи освещения.
Изобретение также включает в себя усовершенствованную конструкцию и расположение сердечника для
размещения обмоток.
Изобретение лучше всего будет понято при обращении к чертежам, прилагаемым к предварительному
описанию, в которых...
Рис. 1 — вид сбоку магнето с отсоединенной крышкой, рис. 2 — боковой разрез, рис. 4 — деталь, а рис. 4 —
схема электрических цепей.
На чертежах маховик магнето имеет хорошо известную конструкцию и состоит из магнитного узла 2,
имеющего магнитные полюса 2а. Стационарный якорный узел состоит из ламинированных полюсов 3,
прикрепленных к задней пластине 1. Сердечник якоря 4 состоит из L-образных пластин, концы которых
опираются на полюса 3 под давлением, создаваемым клиновидным и зажимным элементом 5 и винтом 6,
четко показанными на фиг. 3. Центральная часть сердечника 4 имеет прорезь для размещения конического
элемента 5, который при завинчивании винта 6 прижимает стержни 8 сердечника к опорам 3.
С каждой стороны полюсов 3 предусмотрены ламинированные пластины, которые перекрывают концы
сердечника 4, так что сердечник якоря прочно прижимается к задней пластине 1 с помощью элемента 65 и
находится в хорошем магнитном сопротивлении.
Они надежно фиксируются на опорах и надежно удерживаются в горизонтальном положении, а боковые
ламели на опорах предотвращают их смещение вбок.
Сердечник снабжен двумя катушками: одна 70, из которых 70 представляет собой обычную катушку
зажигания, состоящую из первичной и вторичной обмоток, и вторая катушка 8, состоящая из относительно
большого числа витков тонкой проволоки.
Предусмотрен прерыватель обычной конструкции, состоящий из рычага 9, на котором расположен контакт 12,
предназначенный для зацепления с регулируемым контактом 10. Рычаг установлен на подшипниковом
штифте 11 и, помимо управления цепью зажигания, используется для последовательного соединения
обмоток 7 и 8 с целью замыкания цепи освещения при разомкнутых контактах зажигания. Для этого контакт 13
установлен на противоположной стороне рычага от той, на которой установлен контакт зажигания 12. Когда
рычаг 9 приводится в действие кулачком для разъединения контактов 10 и 12, контакт 13 зацепляется с
контактом 14, закрепленным на пружине 15 X0 из фосфористой бронзы, которая, в свою очередь,
поддерживается стальной пружиной 16. Обе пружины закреплены на стойке, поддерживаемой кронштейном
17, который может поворачиваться вокруг винта 18, крепящего кронштейн к задней пластине. Перемещая
кронштейн 95 вокруг винта, можно регулировать зазор между контактами 1]3 и 14. Кронштейн 17 изогнут вверх
в точке 19, образуя ограничитель, препятствующий перемещению контакта 14 и обеспечивающий наличие
заданного давления между контактами 13 и 00 14 при их зацеплении.
Из рис. 4 видно, что когда контакты 10 и 12 разомкнуты, а контакты 13 и 14 включены, обмотки 7, 105 и 8
соединены последовательно — для целей освещения. Поскольку для освещения используется только одна
полуволна, в цепи освещения может быть предусмотрена батарея, если имеются обычные средства для
размыкания цепи батареи 110, когда скорость вращения маховика падает ниже скорости, необходимой для
зарядки.
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_389534.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=389534&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB389534A
[]
[Второе издание.] ]
СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата проведения съезда (США): август. 14, 1930.
Дата подачи заявки (в Соединенном Королевстве). 'Авг. М4, 1931.
(Выделено из заявки № 23015/31.) ) Завершено. Принято к публикации 14 марта 1933 г.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в производстве эфирных производных углеводов, в частности целлюлозы, или
связанные с ним.
Мы, компания C. F. BURGEss LABORATOBIES INCORPORATED, корпорация штата Делавэр, Соединенные
Штаты Америки, расположенная в Мэдисоне, округ Дейн, штат Висконсин, Соединенные Штаты Америки
(правопреемники Арли Уильяма Шоргера, гражданина Соединенных Штатов Америки, проживающего по тому
же адресу), настоящим заявляем о характере данного изобретения и о способе его осуществления, которые
будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Настоящее изобретение относится к новым производным углеводов, в частности производным целлюлозы, и
к способам получения таких соединений. Это относится, в частности, к гидрокси-альфиловым эфирам
целлюлозы и особенно к тем гидрокси-альфиловым эфирам, в которых менее одного атома водорода
гидроксильной группы в каждой целлюлозной единице замещено альфиловым радикалом, а также к таким
соединениям такого состава, которые обладают ограниченной растворимостью в растворах едкого натрия и
практически нерастворимы в нормальных условиях в растворах едкого калия. Способ производства таких
соединений описан, например, в нашей находящейся на рассмотрении патентной заявке № 23015/1931
(серийный номер 392206). В целом, гидроксиальфиловые эфиры углеводов, и в частности целлюлозы,
известны давно и используются, например, в производстве искусственных нитей, шелка, пленок и т. д.
Такие соединения обычно получают путем воздействия хлоргидринов, таких как этиленхлоргидрин,
пропиленхлоргидрин и глицеринхлоргидрин, на щелочную целлюлозу, с последующей очисткой, если
требуется чистый продукт, или путем воздействия оксидов олефинов на целлюлозу или на щелочную
целлюлозу вместо хлоргидринов. В большинстве случаев было установлено, что в результате таких реакций
образуются производные эфира целлюлозы, содержащие по меньшей мере один гидрокси-альфильный
радикал на каждое звено целлюлозы, которые в большей или меньшей степени растворимы в воде и
разбавленных щелочных растворах.
[Цена составляет. В нашей параллельно рассматриваемой патентной заявке № 23015/1931, упомянутой
выше, описан способ производства гидрокси-альфиловых эфирных производных целлюлозы, при котором
образуются производные целлюлозы 55, в которых существенно меньше одного атома водорода
гидроксильной группы на единицу целлюлозы заменено альфиловым радикалом.
Тщательно контролируя реакцию этерификации, образуются продукты, которые в нормальных условиях
растворимы в ограниченном диапазоне концентраций едкого натрия или частично растворимы, а в растворах
едкого калия практически нерастворимы. Описанные производные образуются в результате действия
соединений, содержащих структуру этиленоксида или, в более общем случае, структуру олефиноксида, на
влажную щелочную целлюлозу, полученную путем замачивания целлюлозного материала в щелочном
растворе. 70 Используемые этерифицирующие агенты представляют собой, по существу, соединение,
содержащее структуру олефинового оксида, и предпочтительно структуру этиленового оксида. Это может
быть оксид этилена в чистом виде или любой из его гомологов олефина, таких как оксид пропилена, оксид
бутилена, оксид амилена или более сложные гомологи, которые могут быть реакционноспособными оксидами.
Могут быть использованы смеси этих оксидов. Также могут быть использованы хлоргидрины,
соответствующие 80 этим оксидам или другим хлоргидринам, образующим гидрокси-альфиловые эфиры,
перечисленным в следующем описании.
Было установлено, что полученные продукты обладают физическими свойствами и характеристиками,
подходящими для производства водостойких, высокопрозрачных пленок и нитей, пластиковых смесей,
изоляционных материалов, отделочных материалов и т. д. Остальные 90 форм подходят для клеев, клеевых
составов, наполнителей для клеев, а также ценных промежуточных продуктов.
Настоящее изобретение относится к получению производных углеводов указанного выше типа, и в частности,
к эфирам целлюлозы, которые обычно обладают лишь ограниченной растворимостью в щелочах, и к способу,
с помощью которого растворимость таких эфиров в растворах 100 ---, V1 RiCriLGa, jS, ПАТЕНТ 389,534 №
12,891 32.
Прочность цилиндра может быть существенно повышена при определенных условиях эксплуатации.
Как описано выше, эфирные производные целлюлозы образуются либо под действием оксида олефина,
такого как этиленоксид, либо оксида целлюлозы, соответствующего оксиду целлюлозы, на целлюлозу,
полученную из влажной щелочной целлюлозы, как это определено ниже. Мы обнаружили, например, что если
достаточное количество оксида реагирует с «влажной» щелочной целлюлозой при комнатной температуре,
образуется продукт, который почти или полностью растворим в 10%-ном растворе каустической соды, но
практически нерастворим в растворах каустической соды. Однако было также установлено, что если
количество этиленоксида недостаточно, так что небольшое количество продукта реакции нерастворимо в
растворе едкого натрия, то практически полную кажущуюся растворимость обычно можно получить путем
замораживания продукта реакции в разбавленном растворе едкого натрия.
Настоящее изобретение основано на вышеизложенных наблюдениях и в общем виде включает способ
производства гидроксиальфиловых эфиров углеводов, и в частности целлюлозы, в котором растворимость в
щелочных растворах углеводных эфиров, которые обычно не полностью растворимы в них при температуре
около 0 °C, увеличивается путем смешивания указанных углеводных эфиров после их образования с
раствором щелочи, предпочтительно с концентрацией от 2 до 10%, и охлаждения смеси до образования
массы кристаллов.
Таким образом, стало возможным производство гидрокси-альфа-эфиров углеводов, и в частности
производных эфиров целлюлозы, обладающих важными коммерческими свойствами, описанными ниже.
Для того чтобы изобретение было ясно понято, будут описаны конкретные методы его практического
применения и приведены числовые данные, соответствующие различным эфирам целлюлозы, которые
должны быть получены.
Как описано в нашей параллельно рассматриваемой патентной заявке Xo. 23,0151J931. (Серийный номер)
392,206) Мы обнаружили, что при взаимодействии этиленоксида и некоторых его гомологов с
мерсеризованной целлюлозой, то есть целлюлозой, обработанной раствором эвстатической щелочи,
происходит экзотермическая реакция, которая протекает интенсивно, особенно если щелочное соединение
влажное. Под термином «влажный» мы подразумеваем материал, содержащий количество жидкости,
остающееся после отжима, промывания или центрифугирования избыточной жидкости, образовавшейся в
результате замачивания материала в воде или водном растворе химического вещества, такого как
каустическая сода, и которое значительно превышает количество воды, используемой для обычной
обработки. Избыток оксида используется, поскольку обработка практически качественная. Если оксида
недостаточно, так что часть продукта реакции остается неповрежденной в водном растворе щелочи при
комнатной температуре, достаточно лишь заморозить продукт в поверхностном растворе, чтобы получить
практически полную кажущуюся растворимость. 75 Хотя эфиры, описанные в данном изобретении, полностью
или частично растворимы в растворах эвстатических щелочей, они образуют, по меньшей мере частично, так
называемые коагулоидные растворы, в отличие от тех, которые используются для получения истинных
растворов.
Эти вещества рассеиваются щелочью, которая является пептидизирующим агентом. В процессе применения
и рассмотрения претензий, когда речь идет о растворе этого эфира в карбонатных щелочных растворах, он
представляет собой раствор, который может быть частично или полностью целлюлозным. Соединения
целлюлозного эфира согласно изобретению изготавливаются из 90% исходного целлюлозного материала,
используемого в сухих, воздушно-сухих, влажных или мокрых условиях. Целлюлозу сначала мерсеризуют,
замачивая в течение 10 минут при комнатной температуре или чуть выше 95°C в щелочном растворе, таком
как раствор каустической соды, концентрация которого может варьироваться от 14% до 60%, но
предпочтительно содержит значительно меньше 50% каустической соды. Эффект мерсеризации,
достигающий 100%, проявляется практически мгновенно. Можно использовать эквивалентный едкий раствор
калия.
При использовании целлюлозы, которая не подвергается обработке методом dfry, количество
присутствующей воды может быть целесообразно учитывать при приготовлении раствора щелочи с
концентрацией 105%. Сам раствор каустической соды поглощает небольшое количество этерифицирующего
агента. Было установлено, что 30%-ный раствор каустической соды поглощает меньше оксида этилена и
гомологичных оксидов, чем 110-процентные более слабые растворы каустической соды, тогда как растворы
каустической соды с концентрацией более 30% оставляют в продукте избыток каустической соды, который
может быть потрачен впустую при последующей обработке. Например, мы можем использовать
приблизительно 1,5 части раствора каустической соды по весу на одну часть целлюлозы. Для обеспечения
равномерного измельчения смесь можно осторожно перемешать. По мере увеличения концентрации
каустической соды в растворе выше 50%, последующее этерифицирующее действие замедляется.
Увеличение количества едкого натрия, по-видимому, не замедляет реакцию, но и избыточное количество
воды оказывает такое же воздействие.
видимый эффект. Поэтому мы предпочитаем ограничивать количество присутствующей воды, но при этом
использовать раствор каустической соды, содержащий не более 510% щелочи, и, следовательно, применять
щелочную целлюлозу в течение 130 минут. Смесь перемешивается в течение всего этого времени, и
перемешивание продолжается до тех пор, пока практически не будет завершено поглощение в желаемой
степени.
Реакция этерификации является экзотермической 70, и для предотвращения обугливания целлюлозы может
потребоваться охлаждение. Мы предпочитаем поддерживать температуру реакционной смеси ниже 450 °C.
Перемешивание смеси также предотвращает локальный перегрев. 75 Однако нет необходимости
поддерживать температуру ниже указанных 45 °C, поскольку необходимо лишь предотвратить обугливание,
которое происходит только при достижении значительно более высокой температуры (около 1000 °C).
Перемешивание также гарантирует, что оксид этилена достигнет всей щелочной целлюлозы. Процесс
этерификации может продолжаться до тех пор, пока не будет поглощено все поступающее количество оксида
этилена, которое в нашем процессе охлаждения, описанном ниже, может составлять всего около 11%. Однако
для обеспечения полной растворимости высококачественной целлюлозы, такой как хлопковый линтер,
требуется большее количество оксида этилена, чем для высокоочищенной целлюлозы, полученной из
древесной пульпы, поскольку последняя, по-видимому, менее устойчива к химическим воздействиям.
Продукт, полученный описанным выше способом, вероятно, представляет собой нечистый эфир целлюлозы и
этиленоксида, имеющий гликолевую структуру, причем одной из примесей является едкий щелочной раствор,
который, хотя и присутствует для обеспечения успешного протекания процесса, вероятно, не вступает в
реакцию непосредственно, 100 и после завершения реакции остается в качестве примеси. Если поступает и
поглощается примерно 14–15% оксида этилена от содержания целлюлозы, то, вероятно, с каждой молекулой
оксида этилена соединяются две единицы целлюлозы 105; следовательно, наиболее подходящим
химическим обозначением является этиленгликоль(ди)целлюлоза или дицеллюлозогидроксиэтиловый эфир.
В данном случае единицей целлюлозы является обозначение 110 как C6111005.
Теоретически содержание этиленоксида в дицеллюлозогидроксиэтиловом эфире, представленное формулой
ниже, составляет 13,6% от содержания целлюлозы. При использовании менее 115 15% оксида этилена
реакция между щелочной целлюлозой, полученной из хлопкового линта или другой формы
высококачественной альфа-целлюлозы, и оксидом этилена при температуре около 0°C должна тщательно
контролироваться, чтобы оставалось лишь небольшое количество остатка, нерастворимого в разбавленном
растворе каустической соды. В условиях строжайшего контроля нам удалось получить соединение с
добавлением 11–12% этиленоксида-125, которое было практически полностью растворимо (для глаз) в 10%
растворе едкого натрия.
Даже в этих условиях микроскоп показывает, что соединение может быть не полностью диспергировано, и
эфир может быть не 130 этерифицирован, а лишь слегка смочен раствором желаемой концентрации,
предпочтительно 30%.
После завершения мерсеризации избыток раствора каустической соды удаляют под давлением,
центрифугированием или любым другим подходящим методом до тех пор, пока содержание целлюлозы в
смеси не увеличится как минимум до 20%, а предпочтительно до 25–35%. Мы предпочитаем называть
полученный материал «влажной» щелочной целлюлозой. Затем этерифицирующий агент приводится в
тесный контакт с влажной щелочной целлюлозой, и пропорция реагирующих компонентов тщательно
регулируется. Хотя можно использовать любые из упомянутых выше этерифицирующих агентов и
целлюлозных материалов, для наглядности мы сначала подробно опишем процесс с использованием оксида
этилена и хлопкового линта или какой-либо другой формы высококачественной альфа-целлюлозы.
Специалисты в данной области могут легко адаптировать описанную ниже процедуру к другим целлюлозным
материалам.
Деградация целлюлозы в результате чрезмерного старения щелочной целлюлозы приводит к тому, что
эторифицированный продукт становится водорастворимым, поэтому его следует избегать, если требуются
водонерастворимые продукты. В данном описании, когда упоминается целлюлоза или щелочная целлюлоза,
подразумевается, что целлюлоза не подверглась достаточной деградации, если такая деградация не указана
специально, чтобы увеличить растворимость образующегося эфира сверх пределов, установленных для
такой растворимости в едком щелочном растворе.
При обычных условиях комнатной температуры (200 °C) и атмосферного давления этиленоксид (кипящий при
температуре около 10,7 °C) находится в парообразном состоянии. Обычно его хранят и транспортируют под
давлением в металлических баллонах. Его можно отводить в виде пара непосредственно из таких баллонов в
подходящую газонепроницаемую реакционную камеру, содержащую щелочную целлюлозу, при этом скорость
потока регулируется с учетом скорости абсорбции щелочной целлюлозой. Для регулирования количества
используемого этиленоксида цилиндр может быть установлен на весовом оборудовании, предназначенном
для индикации уменьшения его веса. Пары оксида этилена также могут подаваться непосредственно к
щелочной целлюлозе из камеры генерации оксидов, или же, при необходимости, генерироваться в
реакционной камере щелочной целлюлозы. Перед введением оксида желательно провести вакуумирование
реакционной камеры, поскольку это ускоряет реакцию и обеспечивает более равномерное этерификацию.
Оксид этилена вводится в реакционную камеру со скоростью, несколько превышающей скорость абсорбции, и
после введения достаточного количества поток прекращается.
Материал 389 534 подходит для продукции высочайшего качества, где желательна высокая степень
прозрачности. Вполне возможно, что некоторые из клеточных единиц могут поглощать больше или меньше
энергии, чем элективное количество озида.
Кроме того, оксид этилена может образовывать ограниченное количество этиленоксида или диэтиленоксида.
Эти факты могут объяснить измеренное поглощение, превышающее теоретические предсказания. При
использовании большего количества, чем рекомендуется, могут возникать потери, и качество продукта
ухудшается для определенных целей, которые будут объяснены далее. Свойства продукта изменяются в
зависимости от количества абсорбента оксида этилена.
Считается, что в вышеуказанных условиях реакции соединение целлюлозы и этиленоксида осуществляется
путем замещения радикала этиленоксида на гидроксид-генерирующий атом гидроксид-групп
(предпочтительно 1'-изомер) целлюлозного звена или двух или более связанных целлюлозных звеньев, при
этом одна валентность атома оксида замещается на гидроксид-водородный атом молекулы целлюлозы с
образованием гидроксильной группы, присоединенной к этиленоксидному радикалу. Считается, что реакция
образования дицеллилозного эфира протекает следующим образом:
CiC -CO5-QI,04. CH2I0 + C-H2 =C6H1oQ-C,1HIO4&IOCHO.CWHo 0 EthlenCe Oxide J)icellulosehdioxv-eth xeh
ethler Вышеприведенная схема иллюстрирует реакцию с участием первичной гидроксильной группы. В более
общем виде реакция, несомненно, выглядит так: V v v v X.OH + C-C=X.Q.C-C.OH1 0, где X.OH обозначает
углевод или его производное.
Когда поглощается больше этиленоксида, чем показано в приведенном выше уравнении, вероятно, что оксид
замещает атомы водорода в дополнительных гидроксильных группах углеводов или образует цепные
соединения с гидроксильными группами добавленного этиленового радикала. Таким образом, в ходе
дальнейшей реакции возможно образование двух различных продуктов или смеси двух различных продуктов.
Однако, если говорить подробнее о нашем методе охлаждения, вероятно, что одна молекула этиленоксида
или гидроксиальфий-радикал соединяется с агрегатами, состоящими из четырех целлюлозных звеньев. При
добавлении меньшего количества оксида или альфил-радикала агрегат подвергается меньшей деградации.
Если продукты подкислить, а затем промыть от образовавшихся солей и остатков кислот после описанных
выше операций, они сохраняют физическую структуру и микроскопическую структуру материала, из которого
они получены, то есть, в данном случае, волокнистую структуру хлопковых волокон или другой
альфа-целлюлозы. AUter waslnnu может быть высушен и отправлен в таком виде, или же его можно хранить
неограниченно долго без ухудшения качества. В данном случае он легкий, пушистый и очень простой в
обращении. Дицеллюлозное соединение и соединения, содержащие большую долю целлюлозы,
нерастворимы в воде, спирте и рассоле, представляющем собой насыщенный раствор сульфата натрия,
слегка подкисленный серной кислотой.
Эфиры, описанные в нашем изобретении, отличаются от эфиров, созданных ранее и описанных в литературе
и патентах, в отношении их растворимости в щелочах.
Наши эфиры, полученные путем поглощения менее 2,5% оксида этилена содомитовой целлюлозой, исходя из
массы целлюлозы, лишь частично растворимы (менее 950%) в растворах, содержащих менее 20% едкого
натрия, и практически во всех концентрациях растворов едкого калия. Уф 8. Если менее 1% эфира
нерастворимо, он считается растворимым в растворимых веществах. Эти эфиры также лишь частично
растворимы в растворах каустической соды, содержащих менее 20–6,5% каустической соды, причем эфиры с
более высоким содержанием этиленоксида лучше растворяются в более слабых растворах каустической
соды. Обратная ситуация наблюдается, когда растворы каустической соды находятся в диапазоне
концентраций от 10 до 100%. Наибольшая растворимость, по-видимому, достигается в 3-15%-ных растворах
каустической соды, при этом максимальная концентрация составляет около 100%. Эти же элероны,
содержащие до 2000 г добавленного этиленоксида, лишь частично растворимы в едких калиевых растворах
любой концентрации. Из этих эфиров те, которые содержат от 13% до 140% и до примерно 20% добавленного
оксида, хотя и лишь в незначительной степени, демонстрируют наибольшую растворимость среди всех
эфиров в щелочных растворах калия с концентрацией от 15% до 20%, хотя большинство из них растворимы
менее чем на 50%.
Растворимость эфира или дисульфида калия в щелочном растворе, по-видимому, увеличивается примерно в
110 раз непосредственно с увеличением концентрации едкого вещества. Однако растворимость или
дисперсия эфира могут варьироваться в широком диапазоне в небольшом диапазоне концентраций щелочи и
едкого раствора, как показано на рисунке 11-5. Целлюлоза в таком вязком растворе препятствует его
фильтрации для удаления значительного количества нерастворимых веществ или иным эффективным
способам обработки. Например, если эфир недостаточно растворим в 70 щелочных растворах, полученная из
него пленка не будет прозрачной, или если растворимая часть отфильтровывается после разбавления
раствора до такой степени, чтобы он стал фильтруемым, она не образует пригодную для использования
пленку 75 из-за низкой концентрации эфира.
Растворы такой низкой концентрации также не могут быть использованы для изготовления искусственных
шелковых волокон. Пленка, изготовленная для этой цели, в сухом состоянии должна иметь толщину около
0,001 дюйма. Для получения удовлетворительной пленки обычно требуется раствор, содержащий не менее
5% эфира. Раствор должен быть практически прозрачным для глаза, хотя даже в этом случае он может
содержать недостаточно диспергированные целлюлозные соединения, что может препятствовать получению
высококачественного продукта. Однако было установлено, что растворимость эфира в растворах едких
щелочей может быть увеличена 90 путем его замораживания в присутствии едких щелочей при условии, что
эфир подвергается действию растворителя — едкой щелочи — непосредственно после замораживания, то
есть эфир не выпадает в осадок из щелочи 95 после операции замораживания. Операция замораживания
более эффективно диспергирует эфир, и прозрачные растворы получаются легче.
Всякий раз, когда в данной спецификации упоминаются разбавленные щелочные растворы едкого щелочного
вещества 1Q0, они относятся конкретно к растворам, содержащим от 2% до 25% едкого щелочного вещества,
а иногда могут относиться к растворам, содержащим от 5% до 15% едкого щелочного вещества, особенно в
связи с растворами каустической соды.
Продукт, содержащий меньшее количество этиленоксида, не только менее растворим в разбавленных
щелочных растворах 110, но и дешевле в производстве из-за относительно высокой стоимости
этерифицирующего агента. Оно также обладает превосходными свойствами для многих целей. Как было
описано выше, продукт, образующийся при поглощении менее 11–15% оксида этилена, как правило, не
образует прозрачного раствора при растворении в разбавленном растворе едкого натрия из-за неполной
растворимости продукта реакции. 120 Остаточный нерастворимый продукт реакции в растворенном эфире
непригоден для большинства целей и должен быть удален. Мы обнаружили, что его можно сделать более или
полностью растворимым с помощью соответствующей операции заморозки при температуре 125°C.
Практически невозможно отфильтровать этот нерастворимый продукт (обычно желатинообразные волокна) из
вязких растворов эфира в каустическом натрии, необходимых в данной области техники, и, соответственно,
построить кривые растворимости. При концентрации эфира около 8% прозрачный раствор обладает высокой
вязкостью, поэтому осадки со значительно более высокой концентрацией представляют небольшой интерес.
Приведенные выше значения растворимости, а также значения, указанные в пунктах формулы изобретения,
основаны на измерениях, проведенных при комнатной температуре, как на сухих, так и на влажных эфирах,
полученных из щелочной целлюлозы, в которой целлюлоза не подвергалась воздействию едких щелочей в
течение чрезмерно длительного времени, то есть целлюлоза не подверглась достаточной деградации, чтобы
сделать полученные эфиры значительно более растворимыми. Альфа-целлюлоза, получаемая из древесной
целлюлозы, является основным целлюлозным материалом. Растворимость определяют путем воздействия
раствора едкого щелочного раствора на сухой или влажный осажденный эфир в течение 24 часов при
комнатной температуре, при этом масса эфира обычно составляет 2% от массы раствора. Затем полученный
раствор центрифугируют в обычной лабораторной центрифуге. Твердые частицы, выпавшие из раствора,
промывают дополнительным центрифугированием, помещают в коагуляционную ванну (смесь спирта и
уксусной кислоты), фильтруют, сушат и взвешивают. Та часть эфира, которая выбрасывается (менее 30%) из
раствора, поскольку она недостаточно диспергирована для образования прозрачной (на глаз) коллоидной
суспензии или раствора, считается нерастворимой, так как такой нерастворенный эфир недопустим в
коммерческих целях, где требуются прозрачные растворы.
В особых случаях может потребоваться более высокая степень рассеивания. Эфир, по-видимому,
диспергируется на частицы различного размера в зависимости от его концентрации в щелочных растворах.
При более мелком диспергировании вещество обладает более высокой растворимостью, что указывает на ее
более низкое содержание в растворе. Чем выше дисперсия, тем меньшее количество эфира выбрасывается
при центрифугировании и тем выше кажущаяся растворимость. Поэтому при определении растворимости
эфира мы использовали низкую концентрацию, поскольку растворы с такой низкой концентрацией находятся
ниже тех, которые имеют коммерческое значение, и, кроме того, ограниченная растворимость эфира в таких
концентрациях указывает на гораздо более низкую растворимость в концентрациях, имеющих коммерческое
значение. Растворы с низкой концентрацией эфира также менее вязкие и лучше поддаются необходимым
манипуляциям.
Эфиры должны быть в значительной степени растворимы в разбавленных растворах каустической соды, если
их предполагается использовать непосредственно и если они имеют какое-либо коммерческое значение,
требующее прозрачности и отсутствия нерастворимых веществ. Практически все коммерческие растворы
вязкие, и для других методов необходимо использовать 5% нерастворимого эфира 389,534.
На прилагаемых рисунках:
На рис. 1 показана кажущаяся растворимость ряда эфиров в растворах едкого натрия; на рис. 2 показана
повышенная растворимость по сравнению с рис. 1, полученная в результате процесса замораживания,
описанного в данном изобретении; на рис. 3 показана кажущаяся растворимость ряда эфиров в растворах
едкого калия; на рис. 4 конкретно показан эффект замораживания для повышения растворимости.
Мы не намерены строго придерживаться свойств эфиров, показанных на рисунках, поскольку эти свойства
изменчивы и определяются различными факторами, описанными здесь. Приведенные кривые используются
исключительно для графической иллюстрации свойств, визуализации многочисленных общих утверждений,
содержащихся в данном документе, и для того, чтобы позволить определить направление изменения свойств
при изменении процесса.
Для определения местоположения кривых, представленных сплошными линиями, были проведены
количественные расчеты. Пунктирные линии построены на основе преимущественно качественных
наблюдений и значительного опыта в рассматриваемых диапазонах и в целом отражают то, что, по нашему
мнению, существует.
На рис. 1 показаны кривые, полученные стандартизированным методом, путем обработки двух весовых
частей эфира, содержащего 8% растворителя, 100 частями растворителя.
0.5 SO 1.0 4.0 6.0 8.0 различных количеств оксида этилена в растворе в 100 частях по весу каустической соды
различной концентрации. Процент открытого эфира, который находится! Растворенная или диспергированная
в каустическом натрии концентрация отображается вертикально в зависимости от концентрации раствора
каустического натрия. Кривая 10 соответствует тетрацеллюлозному эфиру, содержащему около 6,8%
этиленоксида. Кривая 11 соответствует дицеллюлозному эфиру, содержащему около 13,6% этиленоксида.
Кривая 12 соответствует моноцеллюлозному эфиру, содержащему 27,2% этиленоксида.
Кривая 13 соответствует более сложному эфиру, содержащему 40,4% этиленоксида.
Рис. 2 построен аналогично кривым на рис. 1, но продукт был заморожен, как описано ранее, для повышения
растворимости. Кривые 14, 1,5 и 16 соответствуют материалам кривых 10, 11 и 12 на рис. 1 соответственно.
На двух рисунках показано увеличение растворимости, наиболее заметное в более разбавленных растворах
едкого натрия.
На рис. 3 показаны едкие растворы калия, демонстрирующие в них пониженную растворимость. Кривая 17
представляет собой дицеллюлозный эфир без замораживания, а кривая 18 показывает увеличение по
сравнению с кривой 17 при замораживании продукта. Аналогично, кривые 19 и 20 показывают,
соответственно, относительную растворимость моноцеллюлозного эфира в незамороженном и замороженном
состоянии.
На рис. 4 показаны две кривые, построенные на основе следующей таблицы данных:
ОКСИД ЭТИЛЕНА В ЩЕЛОЧИ Процент доступного эфира, нерастворимого при комнатной температуре KOH
8% NaOH 8% 15% Без замерзания 6,24 11,60 18,18 18,59 26,88 34,10 С замерзанием 0,42 0,70 1,20 С
замерзанием 6,5,64 Без замерзания 90,52 92,00 93,88 94,72 С замерзанием 23,1 Эфир был практически
полностью нерастворим при комнатной температуре в 8% растворе KOH.
Кривая 21 представляет количество нерастворенного эфира при различных концентрациях, когда
растворение производится без замораживания. «Когда тот же раствор замораживается, как описано здесь,
нерастворимая часть практически полностью становится растворимой в указанном диапазоне». Кривая 22
представляет собой небольшие количества веществ, оставшихся нерастворенными после замораживания.
Таким образом, заштрихованная область 23 графически демонстрирует преимущество процесса заморозки.
Низкая частичная растворимость наших эфиров в едких калийных растворах также имеет дополнительное
техническое значение. Если целлюлозу мерсеризовать едким калием, а затем эфирифицировать, полученный
эфир можно промыть непосредственно водой для удаления примесей. Примеси кажутся полностью
растворимыми для глаза, но содержат диспергированные частицы достаточно большого размера, чтобы
предотвратить получение продукта с высочайшей степенью прозрачности. Операция заморозки
дополнительно диспергирует эти 70 частиц, в результате чего получится раствор, позволяющий получать
пленки с высочайшей прозрачностью.
Полученное соединение, содержащее менее 13,6% добавленного оксида, необходимого для получения эфира
этиленгликоль(ди)целлюлозы 75, и особенно соединение, содержащее менее 10% добавленного оксида или
более примерно 3 единиц целлюлозы, обладает многими желательными свойствами. Целлюлозное
соединение этиленоксида в таких пропорциях 80, которое, будучи выброшенным из раствора при реакции
щелочного раствора с кислотой или другим осаждающим агентом, является более прочным и крепким, чем
соединение, содержащее более высокий процент оксида. В результате получается пленка, которая обладает
гибкостью и может растягиваться без добавления глицерина. Превосходные физические свойства продукта
свидетельствуют о том, что целлюлоза подверглась незначительной деградации. Кроме того, это позволяет
использовать различные химические древесные целлюлозы для производства высококачественных пленок и
нитей, которые в настоящее время изготавливаются только из специально подготовленной древесной
целлюлозы или хлопкового линта. 95 Из описанных выше эфиров, содержащих этиленоксид в количестве до
20%, можно изготавливать пленки, нити и тому подобное.
Если добавление этиленоксида превышает приблизительно 100–20% от веса целлюлозы в щелочной
целлюлозе, пленки и волокна становятся мягче и слизистее во влажном состоянии. Чем больше избыток
оксида, тем сильнее проявляются эти характеристики. 105 Кроме того, с увеличением содержания альфила
продукт становится более растворимым или полностью растворимым в едких калийных растворах, очень
разбавленных щелочах и воде. Обычно это нежелательно. 110 Поэтому мы предпочитаем получать
соединение, состоящее из значительно меньшего количества этиленоксида, чем примерно одна
молекулярная масса целлюлозы, и содержащее обычно менее 20% добавленного этиленоксида. Это
относится и к данному соединению, независимо от того, изготовлено ли оно с использованием этиленоксида
или этиленхлоргидрина.
При изготовлении пленок, нитей и тому подобного эфир растворяют в едком растворе соды (120%), причем
для эфира с содержанием этиленоксида около 20% используют слабый раствор соды концентрацией около
5%, который необходимо заморозить, чтобы весь эфир стал растворимым. 125 Достаточное количество
раствора каустической соды может быть использовано для получения раствора, содержащего любое
желаемое количество эфира целлюлозы, при этом концентрация эфира обычно составляет от 6% до 8% или
9%. 130 каустическая соль, содержащаяся в нем, практически нерастворима в большинстве растворов
Соседние файлы в папке патенты