159860. lajstromszámú szabadalom • Eljárás regenerált cellulózszálak előállítására
159860 17 18 A találmányra jellemző, hogy bizonyos határozott fizikai és kémiai sajátságokat egyidejűen mutató gél képződik („gélen" a részleges regeneráltság állapotában levő friss szálakat értünk). Ezek a sajátságok a y^érték, a savasság és a duzzadás. Nemcsak, hogy a sajátságok mindegyikének egy bizonyos meghatározott tartományon belül kell lennie, hanem a saját tartományán belül is egy meghatározott értékének kell lennie — ezek az értékek kölcsönösen függenek egymástól —, ha a legjobb eredményt kívánjuk elérni. Másszóval, a paraméterek bármelyikének a saját tartományon belüli bármilyen megváltozása közvetlenül érinti a többi paramétert. Ha ezeket a körülményeket nem vesszük figyelembe, akkor csupán közepes minőségű lúgálló szálakait kapunk olyan munkaszorzattal, amely például 30%kal kisebb az elérhető maximumnál. A gélt úgy kapjuk, hogy a frissen képzett szálakat az első híg fürdő elhagyásakor, amíg a y-értékük nagyobb, mint 45, 30—80%-os súrlódó nyújtásnak vetjük alá rögzített vezetőkön, amelyek a szálból kisajtolják a folyadékot, és így a szálakat telítő sav egy része gyorsan kiküszöbölődik. Ebben az állapotban a szálaknak (a „gélnek") a következő tulajdonságaiknak kell lenni: a) A gélnek olyan cellulózxantátot kell tartalmaznia, amelynek y-indexe (yi) 28 és 40 közé esik, előnyösen 32—36, azaz (1) 28 < yx < 40 b) A gélnek kis duzzadási fokának (a duzzadás! határérték közelében) kell lennie, hogy homogén legyen az összetétele. A G duzzadási foknak 5 és 8 közé kell esnie, lehetőleg 6 legyen, azaz (2) 5 < G < 8 (A gél duzzadása a centrifugált gél súlyának (G = 300) és a gélben levő cellulóz súlyának hányadosa). c) A gélt átitató folyadék savtartalmának (a) 6—9,5, előnyösen 7,5—8 g/liternek kell lennie, azaz (3) 6 < a < 9,5 Igen előnyös, ha az első nyújtási és kisajtolási művelet után a szálakat másodszor is nyújtjuk levegőn egészen 100%-ig. Ezzel a nyújtással egyidejűen a szálakat kisebb-nagyobb mértékben melegítjük, és a maradék xantátcsoportok egy részét a gélt még átitató folyadékban levő sav hatására elbontjuk. Ez a második nyújtás lehetővé teszi nagy mértékben változtatható mechanikai tulajdonságú lúgálló szálak előállítását, amelyeknek például a szilárdsága nedves állapotban 2,7 és 6 g/den. között, a megfelelő nyúlása pedig 40 és 16% között változhat. Mindamellett valamennyi így kapott szál, akár alávetettük a második nyújtásnak, akár nem ugyanolyan szerkezetű és nagy munkaszorzatú. Ezután a második nyújtás után a még gél állapotban levő szálaknak a maradék y-értéke, y2 , 18 és 28 közé, leginkább 21 és 25 közé esik, azaz (4) 18 < y2 < 28 Fontos, hogy a még a gélben levő szabad sav mennyisége ne legyen elég ahhoz, hogy a cellulózxantátot második nyújtás közben teljesen elbontsa. Sztöchiometriai számítással kellő pontossággal meg lehet állapítani, hogy a (G—1) (5) 72=7i 3 G és a a fenti jelentésűek. Minthogy y2 -nek a fenti (4) képlet szerint 18 és 28 között kell lennie, következik, hogy További műveletként nagyon kívánatos a szálak relaxációja (feszültségmentesítés) egy literenként 2 g-nál kevesebb kénsavat tartalmazó relaxáló fürdőben 20 és 80 °C között. A nyújtás közben támadf belső feszültségeknek ez a kiegyenlítése tovább javítja a géles szálak haránt tulajdonságait, és hozzájárul a szálak nagy hurokszilárdságához és fibrillációval szemben tanúsított kitűnő ellenállásához. A relaxáció körülményeit a kívánt pontos fizikai-mechanikai tulajdonságok szerint választhatjuk meg, és rendszerint 8—20%-kaÍ rövidítjük a szálat. A relaxáció után a szálak y-értéke 14 és 6 közé fog esni. Végül a szálak cellulóztartalmának regenerálását harmadik, forró híg savas fürdőben tehetjük teljessé. 10 15 20 25 S0 35 40 45 50 55 60 25 í a (G—1) (6) 18 < n <28 <s0 A (6) képlet a találmánynak egy további igen kívánatos feltételét fejezi ki. Másszóval, yjt-nek, G-nek és a-nak nemcsak az (1), (2) és (3) képletnek kell megfelelnie, hanem a (6) képletnek is. ,,5 Eszerint, ha y1 = 35, G = 6 és a = 7,5, az (5) képlet alapján y2 = 22,5, ami valóban a 18—28 tartományba esik. Eszerint fennállnak az eljárás szükséges feltételei. Ha másrészt yx .= 29, G == 7 és a = 8, az (5) 40 képlet szerint y2 =13. Ez nem elégíti ki a fenti feltételeket, minthogy nem tesz eleget a (6) összefüggésnek. Nyilvánvaló tehát, hogy bizonyos egyensúlynak kéli fennállnia yi, y2 , a és G között, ha 45 eleget kívánunk tenni a (6) összefüggésnek. Például, ha yi növekszik, a-nak és G-nek vagy mindkettőnek együttesen szintén nőnie kell, hogy y2 ugyanolyan értékű maradhasson. 9
