ITMI20070035A1 - PROCEDURE FOR THE PRODUCTION OF FIRE RESISTANT CELLULOSE ACETATE FIBERS - Google Patents
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Abstract
Description
DESCRIZIONE dell'invenzione industriale DESCRIPTION of the industrial invention
La presente invenzione si riferisce ad un procedimento per la produzione di fibre di acetato di cellulosa resistenti al fuoco. The present invention relates to a process for the production of fire resistant cellulose acetate fibers.
La presente invenzione origina nel settore dei materiali cellulosici ignifughi. The present invention originates in the field of fireproof cellulosic materials.
In particolare, la presente invenzione concerne un procedimento per realizzare fili e/o una fibra di acetato di cellulosa continua e multifilamento dotati di proprietà "flame retardant". In particular, the present invention relates to a process for making yarns and / or a continuous and multifilament cellulose acetate fiber having "flame retardant" properties.
Le fibre di acetato di cellulosa rientrano nella categoria delle fibre artificiali e sono ottenute a partire da acetato di cellulosa in granuli. L'acetato di cellulosa, a sua volta, può essere ottenuto a partire dalla cellulosa proveniente da legno, da cotone e/o da altri prodotti assimilabili, attraverso una reazione chimica denominata acetilazione. L'acetato di cellulosa ha dunque una origine vegetale ed è facilmente infiammabile. Cellulose acetate fibers fall into the category of artificial fibers and are obtained from cellulose acetate in granules. The cellulose acetate, in turn, can be obtained starting from the cellulose coming from wood, cotton and / or other similar products, through a chemical reaction called acetylation. Cellulose acetate therefore has a vegetable origin and is easily flammable.
Le fibre di acetato di cellulosa sono ottenute per dissoluzione dei granuli di acetato di cellulosa (denominato "flake") in un solvente organico, tipicamente acetone, e successiva filatura a secco. Il processo di produzione si sviluppa attraverso le seguenti fasi: Cellulose acetate fibers are obtained by dissolving cellulose acetate granules (called "flake") in an organic solvent, typically acetone, and subsequent dry spinning. The production process develops through the following phases:
-Trasporto e miscelazione flake -Transport and flake mixing
La materia prima (flake di acetato di cellulosa) viene trasportata dai silos in cui è stoccata nelle bilance di pesatura dove viene formata la miscela dei vari componenti (fino ad un massimo di 4 tipi diversi di flake). The raw material (cellulose acetate flake) is transported from the silos where it is stored in the weighing scales where the mixture of the various components is formed (up to a maximum of 4 different types of flake).
-Dissoluzione -Dissolution
Il flake viene scaricato in appositi dissolutori denominati "turbodissolutori" assieme a una quantità prefissata di acetone ed a una piccola quantità di acqua. L'acetato di cellulosa è solubile in tale miscela e pertanto si forma una soluzione di viscosità elevata (circa 100.000cPs) contente circa il 27% di acetato di cellulosa. The flake is discharged into special dissolvers called "turbo dissolvers" together with a predetermined quantity of acetone and a small amount of water. The cellulose acetate is soluble in this mixture and therefore a high viscosity solution (about 100,000cPs) is formed, containing about 27% of cellulose acetate.
-Filtrazione -Filtration
La soluzione così ottenuta (d'ora in poi denominata "dope") subisce tre passaggi successivi di filtrazione. La prima filtrazione è ottenuta tramite dei filtri a sabbia chiamati "Funda", le due successive tramite dei filtri pressa. Lo scopo delle filtrazione è quello di rimuovere le particelle con diametro superiore a 10 m che potrebbero, se non rimosse, ostacolare la successiva fase di filatura. -Filatura The solution thus obtained (hereinafter referred to as "dope") undergoes three successive filtration steps. The first filtration is obtained through sand filters called "Funda", the following two through press filters. The purpose of the filtration is to remove particles with a diameter greater than 10 m which could, if not removed, hinder the subsequent spinning phase. -Spinning
Il processo di filatura utilizzato per la produzione delle fibre di acetato di cellulosa è un processo a secco, ossia la fibra viene filata in aria senza l'ausilio di solventi. The spinning process used for the production of cellulose acetate fibers is a dry process, i.e. the fiber is spun in air without the aid of solvents.
Il dope proveniente dalla filtrazione viene riscaldato per scambio termico con acqua calda in un apposito scambiatore denominato lanterna, a questo punto viene alimentato attraverso una pompa ad inqranaqqi in una apposita filiera. La filiera è una piastra metallica dotata di un numero opportuno di fori calibrati. Il numero dei fori è pari al numero delle fibrille che costituiranno la fibra. Il diametro dei fori è variabile da poche decine di micron fino la massimo di un centinaio di micron. Il dope, venendo estruso attraverso questi fori subisce un processo di stiro che allinea le molecole del polimero di acetato di cellulosa fornendo le caratteristiche di resistenza meccanica. The dope coming from the filtration is heated by heat exchange with hot water in a special exchanger called lantern, at this point it is fed through an inqranaqqi pump in a special supply chain. The die is a metal plate with an appropriate number of calibrated holes. The number of holes is equal to the number of fibrils that will make up the fiber. The diameter of the holes varies from a few tens of microns up to a maximum of one hundred microns. The dope, being extruded through these holes, undergoes a stretching process which aligns the molecules of the cellulose acetate polymer providing the characteristics of mechanical resistance.
All'uscita della filiera il dope subisce altresì una rapida perdita di acetone dovuta al basso punto di ebollizione di questo solvente (56°C) e alla relativamente alta temperatura a cui era stato preriscaldato nella lanterna. Inoltre nella cella di filatura viene insufflata dell'aria calda in controcorrente rispetto alla direzione di discesa del filo. Questa aria calda completa il processo di evaporazione dell'acetone e della coagulazione della fibra. L'aria contenente acetone viene poi alimentata ad un impianto di recupero del solvente. At the exit of the spinneret the dope also undergoes a rapid loss of acetone due to the low boiling point of this solvent (56 ° C) and the relatively high temperature at which it was preheated in the lantern. Furthermore, hot air is blown into the spinning cell in countercurrent with respect to the downward direction of the yarn. This hot air completes the acetone evaporation process and the coagulation of the fiber. The air containing acetone is then fed to a solvent recovery plant.
La fibra viene poi raccolta su dei supporti di cartone fino a costituire delle bobine di peso variabile da 3 a 8 Kg. La raccolta viene effettuata con teste singole ad una velocità compresa tra 400 e 750 m/min. The fiber is then collected on cardboard supports to form reels of variable weight from 3 to 8 kg. The collection is carried out with single heads at a speed between 400 and 750 m / min.
-Recupero acetone - Acetone recovery
L'aria contenete i vapori di acetone viene alimentata in appositi scambiatori a carboni attivi. Il carbone attivo fissa le molecole di acetone lasciando passare l'aria depurata. Una volta esaurita la capacità di scambio del carbone lo scambiatore viene messo in rigenerazione. Il processo di rigenerazione avviene insufflando vapore nello scambiatore. Questo vapore "strippa" l'acetone adsorbito nello scambiatore rigenerandolo e rendendolo disponibile nuovamente a un ciclo di recupero. L'acetone strippato viene condensato ottenendo una miscela di acqua e acetone denominata borlanda. Questa borlanda viene poi alimentata in una colonna di distillazione alla cui sommità viene recuperato il solvente più volatile (acetone), sul fondo della colonna viene invece recuperata l'acqua. The air containing the acetone vapors is fed into special activated carbon exchangers. The activated carbon fixes the acetone molecules letting the purified air pass through. Once the coal exchange capacity is exhausted, the exchanger is put into regeneration. The regeneration process takes place by blowing steam into the exchanger. This vapor "strips" the adsorbed acetone in the exchanger regenerating it and making it available again for a recovery cycle. The stripped acetone is condensed to obtain a mixture of water and acetone called stillage. This still is then fed into a distillation column at the top of which the more volatile solvent (acetone) is recovered, while the water is recovered at the bottom of the column.
La percentuale di recupero dell'acetone rispetto al circolante è molto elevata (> 95%) per cui il processo di produzione è praticamente un ciclo chiuso. The percentage of acetone recovery with respect to the circulating is very high (> 95%) so the production process is practically a closed cycle.
A questo si aqqiunqa che anche qli scarti di filo e i liquami provenienti dai lavaggi dei filtri sono recuperati per dissoluzione in acetone. To this it is pointed out that even the waste of yarn and the sewage coming from the washing of the filters are recovered by dissolution in acetone.
Le fibre di acetato di cellulosa così ottenute trovano applicazione in svariati settori che spaziano da quello dell'industria tessile a quello dell'arredamento e dei materiali di rivestimento. Tuttavia, l'infiammabilità delle fibre di acetato di cellulosa rappresenta ancora oggi uno dei principali ostacoli alla loro diffusione ed ad un loro più vasto utilizzo . The cellulose acetate fibers thus obtained find application in various sectors ranging from that of the textile industry to that of furnishings and upholstery materials. However, the flammability of cellulose acetate fibers still represents today one of the main obstacles to their diffusion and their wider use.
Al fine di ovviare o comunque mitiqare questo inconveniente sono stati fatti tentativi per impartire caratteristiche flame retardant alle fibre di acetato. In order to obviate or in any case mitigate this drawback, attempts have been made to impart flame retardant characteristics to the acetate fibers.
Questi tentativi, che si sono rivelati, ad oggi, non del tutto soddisfacenti, sono essenzialmente basati sull'aggiunta diretta alle fibre, o indiretta al dope, di sostanze che inibiscono o ritardano la combustione, i cosiddetti additivi flame retardant. L'aggiunta alle fibre di queste sostanze, che tipicamente sono in una forma di polveri di ridotta granulometria, non è ad oggi sufficiente ad impedire, o ritardare in maniera significativa, la combustione . These attempts, which have proved to be not entirely satisfactory to date, are essentially based on the direct addition to the fibers, or indirect to the dope, of substances that inhibit or retard combustion, the so-called flame retardant additives. The addition of these substances to the fibers, which are typically in a form of powders of reduced particle size, is not sufficient to prevent, or significantly delay, combustion.
Inoltre, la realizzazione di fibre cellulosiche antifiamma, che secondo le tecniche convenzionali prevede l'aggiunta dell'additivo flame retardant alla massa di dope da filare, produce alcuni seri inconvenienti nella lavorazione della fibra, soprattutto a livello della fase di filatura. Furthermore, the production of flame retardant cellulosic fibers, which according to conventional techniques involves the addition of the flame retardant additive to the dope mass to be spun, produces some serious drawbacks in the processing of the fiber, especially at the level of the spinning phase.
Nella maggior parte dei casi si è inoltre riscontrato una riduzione consistente delle caratteristiche fisiche del filo. Questo inconveniente non è affatto trascurabile se si considera che, essendo l'acetato di cellulosa, nel panorama delle fibre continue, uno dei meno dotati dal punto di vista delle caratteristiche fisiche, una ulteriore riduzione di tali proprietà, rende inutilizzabile la fibra. In most cases there was also a significant reduction in the physical characteristics of the wire. This drawback is by no means negligible if one considers that, being cellulose acetate, in the panorama of continuous fibers, one of the least endowed from the point of view of physical characteristics, a further reduction of these properties renders the fiber unusable.
E' altresì nota una tecnologia di produzione di fibre cellulosiche antifiamma che si basa sull'aggiunta di additivi flame retardant liquidi, come per esempio i fosfati organici. A technology for the production of flame-retardant cellulosic fibers is also known which is based on the addition of liquid flame retardant additives, such as organic phosphates.
Questa tecnologia non è però scevra dal presentare inconvenienti. Infatti, il prodotto flame retardant liquido tende, una volta aggiunto alla fibra, a fuoriuscire dalla fibra stessa durante i cicli di lavaggi del manufatto in fibra producendo una considerevole riduzione dell'effetto flame retadant ricercato. However, this technology is not without its drawbacks. In fact, the liquid flame retardant product tends, once added to the fiber, to escape from the fiber itself during the washing cycles of the fiber product, producing a considerable reduction of the sought-after flame retardant effect.
Inoltre, gli additivi flame retardant liquidi hanno un effetto plastificante sulla massa del dope e se aggiunti in percentuali elevate, come si rende necessario per impartire un adeguato effetto flame retardant, rendono problematica la filatura. Furthermore, liquid flame retardant additives have a plasticizing effect on the dope mass and if added in high percentages, as is necessary to impart an adequate flame retardant effect, make spinning problematic.
Uno degli scopi generali della presente invenzione consiste quindi nel fornire un procedimento per la produzione della fibra di acetato continua flame retardant che riduca in maniera sostanziale gli inconvenienti precedentemente esposti. One of the general purposes of the present invention therefore consists in providing a process for the production of the continuous flame retardant acetate fiber which substantially reduces the drawbacks described above.
Un altro scopo dell'invenzione consiste nel realizzare un procedimento per la produzione di fibre a base di acetato di cellulosa aventi resistenza alla combustione in cui la presenza del componente antifiamma non riduca, in maniera sostanziale, le proprietà di resistenza meccanica delle fibre stesse. Un ulteriore scopo della presente invenzione consiste nel fornire una fibra di acetato di cellulosa provvista di proprietà antifiamma e manufatti a base di detta fibra che mantengono pressoché invariate le proprietà antifiamma anche a seguito di lavaggio. In accordo ad un primo aspetto dell'invenzione, la Richiedente ha selezionato additivi flame retardant in forma solida, solubili in acetone e pressoché insolubili in acqua, ed utilizzabili per produrre fibre a base di acetato di cellulosa flame retardant senza pregiudicarne in maniera sostanziale le proprietà meccaniche. Another object of the invention is to provide a process for the production of cellulose acetate-based fibers having resistance to combustion in which the presence of the flame-retardant component does not substantially reduce the mechanical strength properties of the fibers themselves. A further object of the present invention consists in providing a cellulose acetate fiber having flame-retardant properties and manufactured articles based on said fiber which maintain the flame-retardant properties almost unchanged even after washing. In accordance with a first aspect of the invention, the Applicant has selected flame retardant additives in solid form, soluble in acetone and practically insoluble in water, and usable to produce fibers based on flame retardant cellulose acetate without substantially compromising their properties. mechanical.
Convenientemente, gli additivi flame retardant utilizzati nell'ambito dell'invenzione sono solidi a temperatura ambiente, in modo da rimanere intrappolati nella matrice della fibra, hanno punti di fusione ed ebollizione tali da non evaporare/sublimare durante la fase di filatura e non impartiscano colorazione alla fibra di acetato di cellulosa. Conveniently, the flame retardant additives used in the context of the invention are solid at room temperature, so as to remain trapped in the fiber matrix, have melting and boiling points such as not to evaporate / sublimate during the spinning step and do not impart color. to cellulose acetate fiber.
Gli additivi flame retardant selezionati, essendo solubili in acetone consentono la realizzazione del processo di estrusione della fibra preservandone le caratteristiche meccaniche. The selected flame retardant additives, being soluble in acetone, allow the fiber extrusion process to be carried out while preserving its mechanical characteristics.
L'additivo esplica, all'interno della fibra, la sua funzione di flame retardant avvelenando la fiamma. The additive performs, inside the fiber, its flame retardant function by poisoning the flame.
Il processo di combustione di un solido prevede che il calore sviluppato dalla fiamma stessa provochi la formazione di prodotti volatili (vapori/gas) che reagendo con l'ossigeno contenuto nell'atmosfera producono calore che alimenta il processo. L'additivo in oggetto, quando si trova a bruciare assieme al substrato tessile si decompone emettendo dei prodotti derivati del bromo che interferiscono nel meccanismo di combustione impedendone 1'autoalimentazione. The combustion process of a solid requires that the heat developed by the flame itself causes the formation of volatile products (vapors / gases) which, reacting with the oxygen contained in the atmosphere, produce heat which feeds the process. The additive in question, when it is found to burn together with the textile substrate, decomposes, emitting products derived from bromine which interfere with the combustion mechanism, preventing it from self-feeding.
Questo tipo di meccanismo viene comunemente indicato come "avvelenamento di fiamma" e rientra nel gruppo di meccanismi che agiscono in "fase gas". This type of mechanism is commonly referred to as "flame poisoning" and falls within the group of mechanisms that act in the "gas phase".
In particolare, gli additivi flame retardant usati nell'ambito dell'invenzione sono alogenoderivati organici. In particular, the flame retardant additives used in the context of the invention are organic halogen derivatives.
Tra gli alogenoderivati quelli che hanno effetto flame retardant più efficace sono i bromoderivati organici, ovvero composti organici contenenti bromo, preferibilmente in un percentuale compresa tra 50-80%. La loro efficacia nello spegnimento della fiamma è da ricondurre alla facilità con cui si decompongono durante la combustione. Among the halogen derivatives those that have the most effective flame retardant effect are the organic bromoderivatives, i.e. organic compounds containing bromine, preferably in a percentage between 50-80%. Their effectiveness in extinguishing the flame is due to the ease with which they decompose during combustion.
Esistono alcune sostanze che hanno un effetto sinergico rispetto a questi meccanismi, tipicamente i derivati dell'antimonio, ossia sostanze che pur non avendo di per se effetto flame retardant, se messi assieme ad alogenoderivati ne esaltano l'effetto. Ciò è dovuto, sempre durante la combustione, alla formazione di composti tra l'antimonio e il bromo che sono molto volatili e pertanto passano velocemente in fase gas. There are some substances that have a synergistic effect with respect to these mechanisms, typically antimony derivatives, i.e. substances which, although not having a flame retardant effect in themselves, when combined with halogen derivatives enhance their effect. This is due, again during combustion, to the formation of compounds between antimony and bromine which are very volatile and therefore quickly pass into the gas phase.
Nella fattispecie la proponente ha preferito non inserire composti dell'antimonio nella fibra poiché sono insolubili in acetone e causano decadimento delle prestazioni della fibra. In this case, the proponent preferred not to insert antimony compounds into the fiber since they are insoluble in acetone and cause a deterioration in the performance of the fiber.
Tra i composti organici del bromo quelli che contengono bromo aromatico (atomi di bromo legati a anelli aromatici) sono generalmente più stabili al calore e pertanto si decompongono più lentamente con un conseguente minore effetto flame retardant. Tuttavia la loro stabilità li fa preferire nel campo di additivazione delle plastiche allorché è richiesta una elevata resistenza al calore durante le fasi di stampaggio e estrusione (temperature > 200°C). I bromoderivati organici alifatici (dove gli atomi di bromo sono legati a catene di carbonio lineari) sono meno stabili al calore pertanto hanno un effettto flame retardant maggiore. La minore stabilità al calore non rappresenta un ostacolo in questo specifico impiego poiché durante la lavorazione non si superano i 90°C. Among the organic compounds of bromine, those that contain aromatic bromine (bromine atoms linked to aromatic rings) are generally more stable to heat and therefore decompose more slowly with a consequent lower flame retardant effect. However, their stability makes them preferable in the additive field of plastics when a high resistance to heat is required during the molding and extrusion phases (temperatures> 200 ° C). The aliphatic organic bromoderivatives (where the bromine atoms are bound to linear carbon chains) are less stable to heat and therefore have a greater flame retardant effect. The lower heat stability does not represent an obstacle in this specific use since 90 ° C is not exceeded during processing.
Additivi bromoderivati organici particolarmente idonei sono il tribromoneopentil alcol (tribromoneopentyl alcohol, TBNPA, CAS Number 36483-57-5) ed il tetra bromo bisfenolo A (TBBPA, CAS Number 79-94-7), e loro miscele. Particularly suitable organic bromoderivative additives are tribromoneopentyl alcohol (tribromoneopentyl alcohol, TBNPA, CAS Number 36483-57-5) and tetra bromine bisphenol A (TBBPA, CAS Number 79-94-7), and their mixtures.
La richiedente ha riscontrato che l'incorporazione degli additivi TBNPA e TBBPA nella fibra di acetato avviene senza determinarne una snaturazione significativa della fibra stessa preservando così le proprietà di resistenza meccanica della fibra stessa anche dopo filatura in filo continuo. The Applicant has found that the incorporation of the additives TBNPA and TBBPA into the acetate fiber occurs without causing a significant distortion of the fiber itself, thus preserving the mechanical strength properties of the fiber itself even after spinning in continuous yarn.
La Richiedente ha infatti ulteriormente riscontrato che utilizzando gli additivi flame retardant precedentemente descritti è possibile realizzare fibre o filamenti continui a base di acetato di cellulosa resistenti al fuoco. The Applicant has in fact further found that by using the flame retardant additives described above it is possible to produce continuous fibers or filaments based on fire resistant cellulose acetate.
In accordo ad un altro aspetto della presente invenzione viene quindi fornito un procedimento per la produzione di fibre a base di acetato di cellulosa resistenti al fuoco comprendente le fasi di According to another aspect of the present invention, a process for the production of fire-resistant cellulose acetate-based fibers comprising the steps of
A) Dissoluzione dell'additivo flame retardant in acetone, A) Dissolution of the flame retardant additive in acetone,
B) Dispersione dell'additivo nel dope, B) Dispersion of the additive in the dope,
C) Filatura a secco del dope. C) Dry spinning of the dope.
Secondo una forma di realizzazione del procedimento dell'invenzione, detti additivi flame retardant è disciolto in acetone e quindi viene addizionato alla soluzione acetonica di acetato di cellulosa (dope) già filtrata, ricorrendo, ad esempio, all'utilizzo di un opportuno miscelatore dinamico in grado di realizzare una dispersione omogenea dell'additivo all'interno della soluzione di acetato di cellulosa. Tipicamente nella fase a) del processo detto additivo flame retardant viene disciolto in acetone fino a realizzare una soluzione che lo contiene in una concentrazione compresa tra 50-80%, preferibilmente tra 60 e 70%. According to an embodiment of the process of the invention, said flame retardant additives is dissolved in acetone and then is added to the acetone solution of cellulose acetate (dope) already filtered, resorting, for example, to the use of a suitable dynamic mixer in capable of achieving a homogeneous dispersion of the additive within the cellulose acetate solution. Typically in step a) of the process said flame retardant additive is dissolved in acetone until a solution is obtained which contains it in a concentration between 50-80%, preferably between 60 and 70%.
Ad esempio, per facilitare le operazioni, il TBNPA o il TBBPA sono disciolti in un miscelatore fino ad ottenere una concentrazione di additivo pari a circa 65-70%. La soluzione contenente l'additivo viene poi aggiunta al dope in quantità opportune in modo che la percentuale di additivo in rapporto all'acetato di cellulosa sia compreso preferibilmente tra il 10 e il 20%. For example, to facilitate operations, TBNPA or TBBPA are dissolved in a blender until an additive concentration of approximately 65-70% is obtained. The solution containing the additive is then added to the dope in suitable quantities so that the percentage of additive in relation to the cellulose acetate is preferably comprised between 10 and 20%.
Il dope additivato viene quindi miscelato (fase b)fino a ottenere una soluzione omogenea contenente l'additivo che viene successivamente filata (fase c). Si è osservato che ccoonn il procedimento dell'invenzione è possibile filare titoli fino ad un minimo di 100 denari. The additive dope is then mixed (phase b) until a homogeneous solution containing the additive is obtained which is subsequently spun (phase c). It has been observed that with the process of the invention it is possible to spin titles up to a minimum of 100 denarii.
In generale, il procedimento dell'invenzione consente di: In general, the process of the invention allows to:
-limitare i fenomeni di coagulazione e formazione di grumi solidi, - limit the phenomena of coagulation and formation of solid lumps,
-limitare la formazione di una dispersione disomogenea che risulti incompatibile con la successiva fase di filatura. - limit the formation of an inhomogeneous dispersion which is incompatible with the subsequent spinning phase.
-limitare l'abbassamento di viscosità del dope dovuto alla aggiunta di percentuali rilevanti di additivi non polimerici. - limit the lowering of viscosity of the dope due to the addition of relevant percentages of non-polymeric additives.
-limitare altresì eventuali effetti indesiderati dovuti a composti con effetto plastificante. - also limit any unwanted effects due to compounds with a plasticizing effect.
Le caratteristiche ed i vantaggi di un procedimento per la produzione di fibre di acetato resistenti al fuoco secondo la presente invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione seguente, esemplificativa e non limitativa, riferita al disegno schematico allegato che illustra una forma di realizzazione in cinque fasi del processo dell'invenzione . The characteristics and advantages of a process for the production of fire-resistant acetate fibers according to the present invention will become more evident from the following, exemplary and non-limiting description, referring to the attached schematic drawing which illustrates a five-step embodiment of the process of the invention.
Con riferimento all'acclusa figura, viene mostrata una forma di realizzazione del processo che prevede le fasi di: With reference to the attached figure, an embodiment of the process is shown which includes the steps of:
a-Dissoluzione dell'additivo flame retardant in acetone a-Dissolution of the flame retardant additive in acetone
b-Dispersione della soluzione acetonica dell'additivo nel dope b-Dispersion of the acetone solution of the additive in the dope
c-Filatura a secco del dope contenente l'additivo in condizioni termodinamiche e di avvolgimento che tengano conto della minore viscosità del dope rispetto ad un dope standard, privo di additivo. c-Dry spinning of the dope containing the additive in thermodynamic and winding conditions that take into account the lower viscosity of the dope compared to a standard dope, without additive.
In particolare, nella fase a) del processo l'additivo flame retardant solido del tipo precedentemente descritto, viene aggiunto a una quantità prefissata di acetone tipicamente in un miscelatore adibito a dissolutore. La miscela viene quindi mescolata fino a che si forma una soluzione limpida, aggiungendo eventualmente piccole quantità di acetone per completare la dissoluzione. In particular, in step a) of the process the solid flame retardant additive of the type described above is added to a predetermined quantity of acetone typically in a mixer used as a dissolver. The mixture is then mixed until a clear solution is formed, possibly adding small amounts of acetone to complete the dissolution.
Nella successiva fase b) si mescola la soluzione dell'additivo con una prefissata quantità di dope, tipicamente utilizzando i macchinari adibiti alla produzione del colorato. In the subsequent step b) the additive solution is mixed with a predetermined quantity of dope, typically using the machinery used for the production of the color.
Nella fase c) si fila adeguando le condizioni termodinamiche e di filatura alle mutate caratteristiche del dope. In phase c) one spins by adjusting the thermodynamic and spinning conditions to the changed characteristics of the dope.
Nella pratica si riportano le condizioni viscoelastiche del dope, mutate dalla presenza dell'additivo, a quelle necessarie per filare il materiale. La raccolta viene effettuata con teste singole ad una velocità convenientemente compresa tra 400 e 500 m/min e temperature di filatura preferibilmente comprese tra 58° C e 70° C. Lo stiro applicato è definito "alto" per la tecnologia dell'acetato "high draw down spinning condition". A titolo di esempio, le condizioni per la filatura di un 150 den sono le seguenti: In practice, the viscoelastic conditions of the dope, changed by the presence of the additive, are reported to those necessary for spinning the material. The collection is carried out with single heads at a speed conveniently between 400 and 500 m / min and spinning temperatures preferably between 58 ° C and 70 ° C. The applied draft is defined as "high" for the acetate technology "high draw down spinning condition ". As an example, the conditions for spinning a 150 den are as follows:
-Condizioni di alto stiro - High ironing conditions
-Numero di filamenti analogo al prodotto standard. La fibra ottenuta può avere titolazioni che tipicamente variano da 100 a 600 denari sotto forma di fibre multifilamento. Il filato è lucido ed ha lucentezza quasi analoga al prodotto standard. E' possibile con ulteriori accorgimenti produrre fibre tinte in massa, opache e nere. Si è riscontrato che le fibre opache additivate con flame retardant hanno un comportamento alla fiamma addirittura superiore alle fibre gregge (lucido). -Number of filaments similar to the standard product. The fiber obtained can have titrations which typically vary from 100 to 600 deniers in the form of multifilament fibers. The yarn is shiny and has almost the same sheen as the standard product. It is possible with further measures to produce dyed, opaque and black fibers. It has been found that opaque fibers with flame retardant additives have a flame behavior even higher than raw (glossy) fibers.
Le proprietà meccaniche del filo continuo ottenuto rientrano nei limiti previsti per i prodotti standard. The mechanical properties of the continuous wire obtained are within the limits envisaged for standard products.
Un indice che misura la facilità con cui un materiale brucia è il LOI (limiting oxygen demand), esso rappresenta la percentuale minima di ossigeno sufficiente a mantenere la combustione della sostanza esaminata. Maggiore è questo indice, minore la tendenza a bruciare. An index that measures the ease with which a material burns is the LOI (limiting oxygen demand), it represents the minimum percentage of oxygen sufficient to maintain the combustion of the substance examined. The higher this index, the lower the tendency to burn.
L'acetato standard ha un indice di LOI di circa 18, il prodotto ottenuto con il processo dell'invenzione ha un indice di LOI convenientemente attorno a 30 per il filato opaco e > 24 per il filato lucido. The standard acetate has an LOI index of about 18, the product obtained with the process of the invention has a LOI index conveniently around 30 for the opaque yarn and> 24 for the shiny yarn.
Poiché l'additivo flame retardant rimane disperso all'interno della massa e poiché esso è poco solubile in acqua le proprietà descritte non decadono durante i normali trattamenti a cui vengono sottoposte le fibre durante la loro lavorazione e durante la vita del manufatto con esse realizzato (resistenza ai lavaggi). Since the flame retardant additive remains dispersed within the mass and since it is not very soluble in water, the properties described do not deteriorate during the normal treatments to which the fibers are subjected during their processing and during the life of the manufactured article made with them ( resistance to washing).
La fibra continua ottenuta con il processo dell'invenzione trova applicazione nell'industria tessile per realizzare capi di abbigliamento, fodere, maglieria esterna e nell'arredamento ad esempio nella produzione di coprimaterassi, tende e drappeggi anche in mista con altre fibre flame retardant. The continuous fiber obtained with the process of the invention finds application in the textile industry to make garments, linings, external knitwear and in furnishings, for example in the production of mattress covers, curtains and draperies, also mixed with other flame retardant fibers.
In accordo ad un altro aspetto dell'invenzione viene fornita una fibra o filo a base di acetato di cellulosa antifiamma come indicato alle rivendicazioni 9-15. According to another aspect of the invention, a flame retardant cellulose acetate based fiber or yarn is provided as indicated in claims 9-15.
In accordo ad un altro aspetto dell'invenzione viene fornita un articolo tessile avente proprietà ignifughe come indicato alle rivendicazioni 16 o 17. Il tessuto ottenuto con il processo dell'invenzione presenta inoltre ottime proprietà di traspirabilità e antistaticità unitamente a una buona mischiabilità con altre fibre quali viscosa, poliestere, cotone, lana, poliammide ecc. According to another aspect of the invention, a textile article is provided having flame retardant properties as indicated in claims 16 or 17. The fabric obtained with the process of the invention also has excellent breathability and antistatic properties together with good mixing with other fibers. such as viscose, polyester, cotton, wool, polyamide etc.
Il seguente esempio viene fornito a mero scopo illustrativo e non deve essere inteso in senso limitativo dell'ambito di rivendicazione come risulta dalle accluse rivendicazioni. The following example is provided for illustrative purposes only and is not to be construed as limiting the scope of the claim as shown in the attached claims.
Esempio 1 Example 1
Un campione (calzina), nei titoli superiori a 100 denari, realizzato con filo in acetato di cellulosa contenente l'additivo flame retardant TBNPA in un quantitativo del 15% in peso è stato testato per verificare la resistenza allo sviluppo della fiamma. In particolare si è determinato il LOI (limiting oxygen demand), ovvero il valore indice che misura la facilità con cui un materiale brucia che rappresenta la percentuale minima di ossigeno sufficiente a mantenere la combustione della sostanza esaminata. Le condizioni, la strumentazione utilizzata ed i valori riscontrati sono indicati nel seguito. A sample (sock), in counts greater than 100 deniers, made with cellulose acetate yarn containing the flame retardant additive TBNPA in a quantity of 15% by weight was tested to verify resistance to flame development. In particular, the LOI (limiting oxygen demand) was determined, that is the index value that measures the ease with which a material burns which represents the minimum percentage of oxygen sufficient to maintain the combustion of the substance examined. The conditions, the instruments used and the values found are indicated below.
Metodo usato: UNI EN ISO 4589-2:2003. Method used: UNI EN ISO 4589-2: 2003.
Strumento utilizzato: Apparecchio Indice di Ossigeno (LOI) Instrument used: Oxygen Index Apparatus (LOI)
La prova è stata effettuata su provette dopo aver lavato il campione con un detergente a 40°C. The test was carried out on test tubes after washing the sample with a detergent at 40 ° C.
Le provette utilizzate: The tubes used:
- forma TIPO V - TYPE V shape
dimensioni 38 x 140 dimensions 38 x 140
spessore <10,5 thickness <10.5
Accensione utilizzata: Tipo B Ignition used: Type B
- INDICE DI OSSIGENO (LOI): 30,3% - OXYGEN INDEX (LOI): 30.3%
Deviazione standard:0,19 Standard deviation: 0.19
ESEMPIO 2 EXAMPLE 2
Un secondo campione (calzina), nei titoli superiori a 100 denari, realizzato con filo in acetato di cellulosa contenente l'additivo flame retardant TBBPA in un quantitativo del 15% in peso è stato testato per verificare la resistenza allo sviluppo della fiamma. In particolare si è determinato il LOI. A second sample (socks), in counts higher than 100 deniers, made with cellulose acetate yarn containing the flame retardant additive TBBPA in a quantity of 15% by weight was tested to verify the resistance to flame development. In particular, the LOI was determined.
Le condizioni, la strumentazione utilizzata ed i valori riscontrati sono indicati nel seguito. The conditions, the instruments used and the values found are indicated below.
Metodo usato: UNI EN ISO 4589-2:2003. Method used: UNI EN ISO 4589-2: 2003.
Strumento utilizzato: Apparecchio Indice di Ossigeno (LOI) Instrument used: Oxygen Index Apparatus (LOI)
La prova è stata effettuata su provette dopo aver lavato il campione con un detergente a 40°C. The test was carried out on test tubes after washing the sample with a detergent at 40 ° C.
Le provette utilizzate erano: The tubes used were:
- forma TIPO V; dimensioni 38 x 140; spessore <10,5 Accensione utilizzata: Tipo B - TYPE V shape; dimensions 38 x 140; thickness <10.5 Ignition used: Type B
- INDICE DI OSSIGENO (LOI): 24,1% - OXYGEN INDEX (LOI): 24.1%
Deviazione standard:0,24 Standard deviation: 0.24
Claims (17)
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