纤维状单丝制造技术

本申请涉及包含木浆纤维的纤维状单丝。纤维状单丝包含至少30重量％的木基天然纤维素纤维。

Fibrous monofilament

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】纤维状单丝
该申请涉及包含木浆纤维的纤维状单丝。背景在纺织工业中，存在若干显著不同类型的纱线：最常见的是这样的纱线，其为包含加捻的具有限定长度的纤维的细绳，所述纤维如棉、羊毛或其他天然纤维或如由聚酯、尼龙或其他合成聚合物制成的合成短纤维。同样常见的是由无端长丝束组成的长丝纱线。典型的实例包含天然长丝如丝或人造长丝如聚酯、尼龙、粘胶或莱塞尔。又一类型的纱线是由纸张制造成的纸纱线。将纸切成长而窄的带状条带，该条带在特殊的纺轮上加捻。将纸纱线卷成大卷并根据纱线的所需最终性质(疏水性、颜色、摩擦等)进行后加工。最后，纱线卷绕成较小的客户线轴。这意味着在微观尺度上纸纱线具有与纸相同的结构，即它可以退捻成薄纸条带。纸纱线所实现的性质可能限制它的使用和应用。例如，分层或折叠结构通过层之间的毛细管力提高了润湿。折叠结构是多孔的，即所述结构包括纸层之间的间隙，这增加了纸纱线的刚度和厚度。概述本申请的一个目的是提供纤维状单丝，所述单丝包括适于多种用途的性质。这些性质如强度和厚度可能影响纤维状单丝的应用可能性。本专利技术的方面包括纤维状单丝，所述单丝包含木浆纤维。另外地或备选地，可以使用其他天然纤维素纤维及其与合成或人造纤维素纤维的共混物。根据本专利技术的一个方面，纤维状单丝包含至少30重量％的木基天然纤维素纤维。木基天然纤维素纤维是非再生的。纤维状单丝可包含30至99重量％，或50至99重量％，或在70至99重量％的木基天然纤维素纤维。木基天然纤维素纤维可以机械地和化学地彼此互连。化学互连可以通过木基天然纤维素纤维之间的氢键提供。纤维状单丝还可包含人造纤维素纤维。人造纤维素纤维可具有1至10mm，优选2至10mm，更优选4至6mm的长度和/或0.7至7分特，优选0.9至1.7分特的纱线支数。纤维状单丝还可包含再循环的纺织品废纤维。纤维状单丝还可包含添加剂。纤维状单丝的密度可为800至1700kg/m3。纤维状单丝的直径可为20-400μm。纤维状单丝的线性质量密度可为5-100克/1000米，为5-100特；或优选地线性质量密度为5-50特。当根据ASTMD5035测定时，纤维状单丝的韧度可为5-25cN/特。附图用附图更详细地描述了本专利技术的以下方面，其中图1示出了根据一个实施方案的20特的纤维纱线的纱线断裂力与纱线拉伸的关系，图2a示出了根据一个实施方案的动态拉伸测试实验期间的力与位置变化的关系，图2b示出了根据一个实施方案的动态拉伸测试实验期间的力与纱线拉伸的关系，图3示出了纤维状单丝的透射显微图(比例条500µm)，图4示出了在拉伸测试期间纱线断裂之后的20特的纤维状单丝的断裂位置的显微图(比例条500µm)，图5示出了部分退捻的纸纱线的实例(比例条5000µm)，图6示出了退捻的纸纱线的透射显微图(比例条100µm)，图7示出了纤维状单丝的纵向截面，图8示出了根据一个实施方案的20特的纤维状单丝的截面，图9示出了从火炬松的不同位置(年轮)收集的木材纤维的应力-应变曲线的实例。实施方案的描述在本说明书和权利要求书中，除非另有说明，否则涉及原料量的百分比值是重量百分比(重量％)。措辞“包含”可以用作开放式术语，但也包括封闭式术语“由......组成”。使用以下参考数字和标记：1纤维状单丝，2纤维素纤维，3纤维状单丝的表面，4纤维素纤维的末端，5氢键，x纵轴。纱线支数—特是指“线性质量密度”，即每单位长度的质量(1特=1g/1000米；和1分特=1dtex=1g/10000米)。术语“纤维状单丝”(为了本专利技术的目的也简称为“长丝”)是指集合的各个纤维的连续长度。纤维可以互锁在一起以便形成永久的单丝结构。单丝不能打开或拆卸。集合在一起纤维不能通过例如机械切割、研磨或化学分离手段分成子结构如纤维带或条带。纤维状单丝的瓦解仅产生各个纤维。纤维状单丝包括数米或数千米的连续长度。天然纤维是指源自植物基原料来源如木材的纤维。天然木基纤维由半纤维素和木质素的基质中的纤维素原纤维组成。纤维素是具有若干葡萄糖单糖单元的线性多糖聚合物。天然纤维素纤维可以在化学或机械制浆工艺中从木材原料分离并且纸浆包括纤维素纤维状材料。纤维素纤维是指源自纤维素、优选源自木基纤维素如木浆的有机纤维。纤维素是包含通过β-(1,4)糖苷键连接的D-葡萄糖单元的线性链的有机化合物。纤维素纤维包括植物基纤维，如木基纤维。纸浆是纤维素纤维混合物的一个实例。天然形式的纤维素纤维是指天然纤维素纤维。天然纤维素纤维尚未经历纤维素聚合物结构的化学或物理改性。根据本专利技术的一个方面并参考图3和4，纤维状单丝1包括纤维2，也称为纤维状元件，其互锁在一起，使得纤维是永久性纤维状单丝的一部分。至少部分纤维是源自植物基纸浆的纤维素纤维。另外，至少部分纤维可以是人造纤维素纤维(例如莱塞尔、粘胶或莫代尔)。参照图7，单丝结构1的纤维素纤维2通过氢键5彼此互锁。这些氢键可以例如通过使用水或另一种水溶液破坏，以便使纤维状单丝结构返回单独的初级纤维素纤维。根据本专利技术的一个方面，纤维状单丝由水性悬浮液制成。水性悬浮液包含水、纤维素纤维和至少一种流变改性剂。水性悬浮液可包含木基纸浆纤维或其他短天然纤维素纤维如棉或亚麻或其他短人造纤维素纤维即再生纤维素纤维如粘胶、铜氨或莱塞尔。在制造期间，水性悬浮液被引导通过小喷嘴，在此纤维与流动良好地对齐(取向)(参见后面关于取向的描述)。喷嘴将水性悬浮液进料到加捻和脱水工段，随后是干燥，以获得纤维状单丝。纤维状单丝通过一步法生产。这避免了附加步骤的任何需要，如纸的制造或加工。如此制造的纤维状单丝是连续的，但可以后加工成较短的长度。纤维状单丝的厚度可以至少部分地通过调整制造速度、水性悬浮液浓度和喷嘴几何形状来实现。纤维纤维素纤维是天然纤维，其源自植物基原料来源。植物基原料可来源于纤维素纸浆、精磨纸浆、化学纸浆、热机械纸浆、机械纸浆或废纸纸浆。纤维素纤维可以使用生物、化学、机械、热机械或化学-机械制浆方法从任何含纤维素的材料分离。纤维素纤维可源自纳米纤维素，包括纳米结构的纤维素和纳米尺寸的纤维。有纳米纤维素的若干广泛使用的同义词。例如：纳米原纤化纤维素、微米原纤纤维素、纳米原纤纤维素、纤维素纳米纤维、纳米级原纤化纤维素、微米原纤化纤维素(MFC)或纤维素微纤维。纳米纤维素纤维包括高纵横比，纵横比为长度与宽度的比率。纳米纤维素纤维的宽度或横向尺寸可小于200纳米，优选2-20纳米，特别优选5-12纳米。纳米纤维素纤维的长度或纵向尺寸可例如为1至数微米。纳米纤维素纤维可以从任何含纤维素的材料例如木浆分离。纤维或纤维束的尺寸取决于原料和分离方法。纳米纤维素纤维可以通过高压高温和高速冲击均匀化从木基纤维分离。均匀化过程用于脱层或瓦解纤维的细胞壁并释放其子结构原纤和微纤维。也可以使用木材纤维的酶促和/或机械预处理。纳米纤维素纤维可以天然形式，其没有经历任何化学改性。或者，纳米纤维素纤维可以化学预改性，例如N-氧基介导的氧化。纤维素纤维可包含源自植物的天然纤维。植物基纤维可包括初生或再循环植物材料或其组合。植物基纤维可以源自木材或非木材。植物可包括木材，如软木、硬木或其任何组合。软木可包括云杉、松树、冷杉、落叶松、花旗松、铁杉。硬木可包括桦木、白杨、杨树、桤木、桉树、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直径为20‑400μm的纤维状单丝，包含至少30重量％的木基天然纤维素纤维，其中所述木基天然纤维素纤维是非再生的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.23 FI 201660351.一种直径为20-400μm的纤维状单丝，包含至少30重量％的木基天然纤维素纤维，其中所述木基天然纤维素纤维是非再生的。2.根据权利要求1所述的纤维状单丝，还包含人造纤维素纤维，含有1至50重量％的人造纤维素纤维，优选1至30重量％的人造纤维素纤维，更优选1至20重量％的人造纤维素纤维。3.根据前述权利要求所述的纤维状单丝，还包含人造纤维素莱塞尔纤维，含有1至50重量％的人造纤维素莱塞尔纤维，优选1至30重量％的人造纤维素莱塞尔纤维，更优选1至20重量％的人造纤维素莱塞尔纤维。4.根据前述权利要求中任一项所述的纤维状单丝，还包含再循环的纺织品废纤维，含有1至50重量％的再循环的纺织品废纤维，优选30至50重量％的再循环的纺织品废纤维，更优选40至50％重量的再循环的纺织品废纤维。5.根据权利要求4所述的纤维状单丝，其中所述再循环的纺织品废纤维包括热粘合纤维，任选地包含聚丙烯、聚酰胺、聚酯、聚丙烯/聚酯和双组分短切纤维中的至少一种。6.根据前述权利要求中任一项所述的纤维状单丝，还包含来自消费前纺织品废物的再循环的纺织品废纤维，含有1至50重量％的再循环的消费前纺织品废纤维，优选30至50重量％的再循环的消费前纺织品废纤维，更优选40至50重量％的再循环的消费前纺织品废纤维，这样的再循环的消费前纺织品废纤维根据预处理回收的棉纤维的方法制备，其中所述预处理回收的棉纤维包括金属去除阶段和氧化漂白阶段。7.根据前述权利要求中任一项所述的纤维状单丝，其中所述人造纤维素纤维的长度为1至...

【专利技术属性】
技术研发人员：J萨梅拉，J波拉嫩，A萨米嫩，
申请(专利权)人：斯宾诺华公司，
类型：发明
国别省市：芬兰,FI