里奥塞尔纤维制造技术

里奥赛尔纤维，其特征是沿纤维长度和纤维与纤维的横截面直径和横截面构型的可变性。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本申请要求拥有1996年8月23日提出申请的临时申请系列号60/023,909和60/024,462两者的优先权。本专利涉及具有新奇性质的里奥赛尔(Lyocell)纤维及其制法。本申请还涉及用这些纤维生成的纱线和含有这些纤维的织物和无纺织物。具体地说，此方法包括先将纤维素溶解在氧化胺中形成纺丝原液。然后，将纺丝原液经小孔挤入拉伸纤维素溶液潜丝的空气流中，或将纺丝原液经小孔离心排出制成潜纤维。然后，将潜纤维在液体非溶剂中再生形成纤维。无论那种方法都可以生产自粘合无纺织物。用粘胶法和铜铵法再生的纤维素的强力纤维已经有100多年历史。后一方法在1890年取得专利，两年后粘胶法也获得专利。在粘胶法中，先将纤维素浸入碱化浓度苛性钠中生成碱纤维素，然后同二硫化碳反应生成纤维素黄原酸酯，随之，将纤维素黄原酸酯溶于稀苛性钠溶液。经过滤和脱气后，将黄原酸酯溶液从液面下的喷丝嘴挤入硫酸、硫酸钠、硫酸锌和葡萄糖的再生浴中形成连续长丝。得到的所谓粘胶人造丝目前广泛用于纺织工业，过去曾广泛用于橡胶制品的增强，如轮胎和传送带。纤维素也可溶于氨的氧化铜溶液中，这一性质构成制造铜氨人造丝的基础。将纤维素溶液经过液面下的喷丝嘴进入5％苛性钠溶液或稀硫酸中形成纤维。经脱铜和洗涤后，得到的纤维具有高的湿强度。铜氨人造丝可制成很低旦的纤维，全部用于纺织工业。最近开发了其它的纤维素溶剂，一种这样的溶剂是基于四氧化氮在二甲基甲酰胺。尽管进行了许多的研究，但是还没有用这种方法制造再生纤维素纤维的工业方法。相当时间以来已经知道叔胺-N-氧化物可以用作纤维素的溶剂。Graenacher在美国专利2,179,181中公开了一组适用作溶剂的氧化胺的物质。但是该专利技术人仅能制成低浓度的纤维素溶液，并且溶剂回收成为主要问题。Johnson在美国专利3,447,939中讨论使用无水N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)和其它的胺N-氧化物作为纤维素和其它许多天然和合成聚合物的溶剂。但是这些溶液仍然是固体含量很低。在其后的美国专利3,508,941中，Johnson提出在溶液中混合各种天然和合成聚合物同纤维素形成紧密混合物。为降低纺丝原液粘度，加入纤维素的非溶剂如二甲基亚砜。将此聚合物溶液直接在冷甲醇中纺丝，但是得到的丝强度相当低。然而，1979年开始，公布了一系列专利用各种的胺氧化物作溶剂制备再生的纤维素纤维。具体地说，约含12％水的N-甲基吗啉-N-氧化物是特别有效的溶剂。在加热的条件下，一般为90-130℃，将纤维素溶解于此溶剂中，并经有大量细孔的喷丝嘴挤入空气中。纤维素纺丝原液丝连续经在空气中机械拉伸约3-10倍，使分子取向。然后使纤维进入非溶剂，一般为水中，使纤维素再生。还提出了其它的再生溶剂，如低级脂肪醇。此方法的实例在McCorsley和McCorsley等人的美国专利4,142,913、4,144,080、4,211,574、4,426,221和4,416,698等有过详细讨论。Jurkovic等人在美国专利5,252,284和Michels等人在美国专利5,417,909中专门讨论了溶于NMMO中的纤维素纺丝的挤出喷嘴的几何学。Brandner等人的美国专利4,246,228是许多专利的代表，这些专利公开了使用各种化合物作为稳定剂以防止纤维素和/或溶剂在热的NMMO溶液中降解。Franks等人在美国专利4,145,532和4,196,282讨论了将纤维素溶于胺氧化物溶剂以及达到较高纤维素浓度的困难。由NMMO溶液纺丝的纤维素纺织纤维被称作里奥赛尔纤维。里奥赛尔纤维是由有机溶液沉淀出的纤维素组成的纤维的一般的名称，其中，未发生羟基取代和不生成化学中间体。一种由Courtaulds,Ltd.生产的里奥赛尔产品是市场上出售的Tencel纤维。这些纤维是0.9-2.7旦重量和更重。旦是9000米纤维的重量的克数。由于很细，由其制成的纱线制备的织物具有极好的手感。现在制成的里奥赛尔纤维的一个限制是其几何功能。它们是连续形成的，一般具有非常均匀的，通常为圆形或椭圆形截面，纺丝时缺乏卷曲，具有相当光滑的带光泽的表面。这使其作为短纤维不太理想，因为难于在梳理过程达到均匀的分开，得到不均匀的混合和不均匀的纱线。为部分校正直线纤维的问题，在切短之前，人造短纤维总是要在辅助过程中进行卷曲。在Sellars等人的美国专利5,591,388或5,601,765中可看到卷曲的实例，其中，拉出的纤维在填塞箱经压缩并用干气流加热。还应指出，具有连续均匀截面和有光泽的表面得到常具有“塑料”外观的纱线。由热塑性聚合物制造的纱线常需要在纺丝前加入褪光剂，如二氧化钛。Wilkers等人在美国专利5,458,835中讨论了具有十字形截面和其它形状截面的粘胶人造丝纤维。Michels等人在美国专利5,417,909中公开了使用异型喷丝嘴生产具有非圆形截面的里奥赛尔纤维，但该专利技术人不知道这种方法的任何商业用途。Kaneko等人在美国专利3,833,438中讨论了用铜氨人造丝方法制造自粘合的纤维素无纺织物。但据本专利技术人所知，自粘合的里奥赛尔无纺织物尚未出现。通过许多挤出法已生产了合成聚合物的低旦纤维。其中三种方法与本专利技术有关。一种称为“熔喷”法。将熔融聚合物经过一系列小直径孔挤出到通常与挤出纤维平行流动的空气流中。随着冷却拉伸纤维。拉伸有两种目的一定程度的分子的纵向取向，以及降低纤维的最终直径。另一种相似的方法叫“纺粘”法，纤维被挤进管中经过管端真空产生的经过管中的空气流拉伸。总之，纺粘法纤维是连续的，而熔喷法的纤维一般呈分离的短长度。另一方法叫“离心纺丝”法，区别在于，熔融聚合物经快速旋转滚筒侧壁的小孔排出，随着滚筒转动由空气阻力稍稍拉伸。但是一般没有象熔喷那样的强空气流存在。这三种方法都可以用来制造无纺织物。因为已经多年来商业生产，这些方法已有广泛的专利和技术文献。熔喷的代表性专利是Weber等人的美国专利3,959,421和Milligan等人的美国专利5,075,068。Weber等人的专利使用在气流中喷水以迅速冷却纤维。在PCT Publication WO91/18682中讨论了稍稍有关的方法，这方法涉及用改进的熔喷法涂纸。所建议的涂布材料是含水液体，如“淀粉、羧甲基纤维、聚乙烯醇、胶乳、细菌纤维素悬浮液的水溶液或任何的含水材料、溶液或乳液”。但是，此方法是将挤出的材料雾化而不是形成潜纤维。Zikeli等人在美国专利5,589,125和5,607,639中提出在纤维离开喷丝嘴时用空气流横跨挤出的里奥赛尔纺丝原液。此空气流只用于冷却而不拉伸纤维。在Rook等人的美国专利5,242,633和5,326,241中例举了离心纺丝法，Okada等人在美国专利4,440,700中讨论了用于热塑性材料的离心纺丝法。当材料排出时，在喷丝嘴周围纤维呈环形被扑集住并由流动的冷液幕向下移动。适用于此法的聚合物包括聚乙烯醇和聚丙烯腈。在这两种材料的情况下，材料经“湿”纺，即在溶液中纺丝，用凝固浴代替了冷却液幕。除了上述的Kaneko等人的专利外，类似于熔喷、纺粘和离心纺丝的方法从未用于纤维素材料，因为纤维素本身基本上是不熔的。极细纤维，叫作“微旦纤维”，一般是指1.0旦或更低的纤维。由各种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：M·罗，V·A·洛斯里，A·N·尼奥吉，R·A·杰威尔，
申请(专利权)人：韦尔豪泽公司，
类型：发明
国别省市：