本发明专利技术涉及一种生产利奥塞尔纤维的方法和设备，所述利奥塞尔纤维从含有水、纤维素和叔胺氧化物的纺丝物料中挤出。纺丝物料由纤维素通过多个方法步骤获得，在所述方法步骤中向纤维素、纤维素悬浮液和／或纤维素溶液中混入处理介质。本发明专利技术的目的是实现一种稳定且环境友好的纺丝方法，而不论所使用的纤维素的种类如何。为此，本发明专利技术在纤维素、纤维素悬浮液和／或纤维素溶液中，对使纤维素悬浮液和／或纤维素溶液不稳定的至少一种金属离子的含量进行监测并将其调节到稳定限以下。在本发明专利技术的设备中，通过传感器（２３，２３’）测量金属离子的含量并通过控制装置（１７）对金属离子的含量进行设定。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种由纺丝物料生产利奥塞尔(Lyocell)纤维的方法，所述纺丝物料通过将处理介质加入纤维素、纤维素悬浮液和/或纤维素溶液中制得。本专利技术还涉及一种用于生产利奥塞尔纤维的设备，该设备具有可将纤维素、纤维素悬浮液和/或纤维素溶液与处理介质一起加入至其中的混合装置。这类方法和设备在利奥塞尔技术中是公知的。通过使用利奥塞尔技术，从含有纤维素、水和叔胺氧化物的纺丝物料中以连续模塑体(endless moulded body)的形式挤出线、纤维、薄膜和膜。由于具有环境友好性，利奥塞尔技术正在越来越多地取代传统的粘胶法。利奥塞尔技术的环境友好性来源于在有机、水性溶剂中不发生衍生作用(derivatisation)的纤维素溶液。连续模塑体例如纤维和薄膜从这种纤维素溶液中挤出。通过模塑体的挤出以及挤出过程中纤维素的取向和再生，可以得到在纺织和非纺织领域有多种用途的高强度模塑体。利奥塞尔这一命名由BISFA(人造纤维标准化国际局)颁布。现有技术中关于利奥塞尔方法现有许多资料证明。从US-B-2179181中已知叔胺氧化物可作为纤维素的溶剂，该溶剂可溶解纤维素而不发生衍生作用。从这些溶液中，可以通过沉淀获得纤维素模塑体。然而，将纤维素溶于含水氧化胺、尤其是溶于N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMNO)的处理在安全方面是存在问题的，因为当纤维素溶于NMMNO中时纤维素的聚合度降低。此外，氧化胺通常仅表现出有限的热稳定性，尤其是在NMMNO/纤维素/水体系中，并且具有自发进行放热反应的倾向。为解决上述问题并能够经济地生产利奥塞尔纤维，现有技术中对解决方案进行了一系列探索。在US-A-4144080中，据称纤维素在高温下更快地溶于叔胺-N-氧化物，并且如果将纤维素与叔胺-N-氧化物的优选组分以及水共同研磨，可以形成更均匀的溶液。在WO-94/28219中，描述了一种制备纤维素溶液的方法，在该方法中将磨碎的纤维素和一种氧化胺溶液加入一个卧式圆柱体混合腔中。该混合腔具有绕其纵向轴转动的、在轴向上彼此隔开的搅拌元件。除了NMMNO以外，N-甲基哌啶-N-氧化物、N-甲基吡咯烷酮氧化物、二甲基环己胺氧化物以及其他物质均可用作氧化胺。混合腔中的混合过程在65℃到85℃之间进行。根据WO-A-98/005702，纤维素与叔胺氧化物的水溶液在一个设备中进行混合，据此混合设备具有一个混合工具和一个在混合过程中转动的容器。在WO-A-98/005702中，对混合工具加以改进，使之成为桨、板或螺旋形，并且优选在混合过程中防止在容器内壁上形成沉淀。在WO-A-96/33934中，描述了一种这样的缓冲设备，该缓冲设备包括一个混合容器和一个作为排料设备的输送蜗杆。通过这种方式，尽管纤维素分批投料，也可实现纤维素溶液的连续生产。WO-96/33221的方法对WO-A-96/33934中的方法进行了改进，在改进的方法中在一个单独的步骤中用磨碎的纤维素和氧化胺水溶液生产出均匀的纤维素悬浮液。为达到此目的，将磨碎的纤维素与液态的含水叔胺氧化物接触并形成第一混合物。将第一混合物在一个表面上铺展成层并在强烈混合下输送至整个表面。这一过程可以连续操作。从EP-A-0356419、DE-A-2011493和WO-A-94/06530中还可知以薄层形式处理纤维素溶液的其他方法。纤维素本身的研磨也是专利文献的客体之一。例如，US-A-4416698中把将纤维素磨碎至粒径小于0.5mm作为一个优点提及。在WO-A-95/11261中，将预先粉碎的纤维素加入到叔胺氧化物的水溶液中以形成第一悬浮液。然后研磨该第一悬浮液并通过加热和减压使其转化为可成型的纤维素溶液。为了将研磨或粉碎纤维素时扬起的粉尘回收到加工过程中，在WO-A-94/28215中使用了过滤器，用以将纤维素粉尘从空气中分离。在WO-A-96/38625中，描述了一种既可粉碎纤维素捆又可粉碎片状纤维素的系统。为达到这一目的，该系统设有一个通向纤维素预粉碎设备的料槽。在EP-B-0818469中提出将纤维素分散到氧化胺水溶液中并将所获得的分散体系用木聚糖酶处理。除了这些为了经济地生产可纺的均匀纤维素溶液所做的努力，还有为克服纤维素溶液在放热反应中自发出现分解现象的问题所进行的尝试。根据在Buijtenhuis等，The Degradation and Stabilisationof Cellulose Dissolved in NMMNO，Papier40(1986)12，第615-618页中记载的研究结果，纤维素溶液中的金属似乎降低NMMNO的分解温度。主要地，铁和铜似乎加速NMMNO的分解。其他金属，例如镍或铬，如果具有合适的浓度，对适当存在并具有合适浓度的纤维素溶液的分解性能也具有消极影响。然而，在WO-A-94/28210中，不锈钢仍用作纺丝头材料，以承受纤维素溶液挤出过程中的高压。在DE-T-69913117中，采纳了一种不同的方法在利奥塞尔纤维的生产中获得稳定的纤维素溶液。该文献中的方法不是在利奥塞尔方法的纤维素处理过程中介入，而是在生产用于利奥塞尔方法的纤维素的过程中介入。根据该文献中的方法，将金属离子的含量降低以获得具有低过渡金属含量的纤维素，尤其是具有低的铁和铜含量的纤维素。当然，这种纤维素尤其适用于作为利奥塞尔方法的基础的纤维素溶液，因为它们降低了利奥塞尔方法中的纤维素处理过程和纺丝过程中纺丝物料中NMMNO分解的风险。然而，使用DE-T-69913117中的方法仍然存在问题，即除了该文献中所述的纤维素以外，其他纤维素仍然导致纤维生产中纤维素溶液和/或纤维素悬浮液不稳定，因此，不存在纤维素溶液不稳定问题的、安全的利奥塞尔方法只能通过专用DE-T-69913117中的纤维素来保证。此外，NMMNO/纤维素/水体系在高浓缩的NMMNO区域具有将金属离子从处理设备例如管线、过滤器和泵中释放出来的特性，从而使体系的稳定性降低。在WO-A-96/27035中，描述了一种生产纤维素模塑体的方法，在该方法中至少一部分与纤维素溶液接触的材料在至少0.5μm的深度内含有至少90％的选自钛、锆、铬和镍中的一种元素。关于WO-A-96/27035，重要的一点在于与纤维素溶液接触的设备和管路的其余成分中不合有任何铜、钼、钨或钴。根据WO-A-96/27035，这种措施可以避免放热分解反应。最后，在作为最接近的现有技术的DE-C-19837210中，制造了一种均匀的纤维素溶液，而不限所用纤维素的含水量为多少。与现有方法不同，在该方法中纤维素首先在无NMMNO存在的条件下经由初始剪切带在均化作用下输送至碎浆机中，并仅在此后加入低含水量的NMMNO中。构成最接近的现有技术的DE-A-4439149采用另一种生产纤维素溶液的方法。根据DE-A-4439149中的方法，用酶对纤维素进行预处理。为提高酶预处理的效果，可以在预处理之前将纤维素在水中通过剪切作用粉碎。然后将经过预处理的纤维素与液体分离，将分离所得的纤维素加入NMMNO的熔体和水中。对此可以将分离所得的液体在补充水和酶的损失后返回预处理步骤。然而，在实际中已证实这种工艺管理是不可行的，因为通过这种方式获得的纤维素溶液不稳定。尽管为获得均匀稳定的纤本文档来自技高网...
【技术保护点】
从含有水、纤维素和叔胺氧化物的纺丝物料中生产利奥塞尔纤维的方法，其中纺丝物料通过向纤维素、纤维素悬浮液和／或纤维素溶液中加入处理介质制得，其特征在于对纤维素、纤维素悬浮液和／或纤维素溶液中的至少一种破坏稳定性金属离子的含量进行监测并将其调节到稳定限以下。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：S齐凯利，W舒曼，L格拉泽，M朗金，
申请(专利权)人：齐默股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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