高断裂伸长纤维素纤维和长丝、纱线及其生产方法技术

本发明专利技术涉及纤维素纤维、长丝和纱线，它们是用含９４－１００ｗｔ％纤维素、磷酸和／或其酐和水组分的溶液经纺丝得到的，其断裂伸长大于７％。这样的纤维素产品可用各向同性和各向异性的纤维素溶液经纺丝而制得。所得到的产品特别适合于在纺织品中使用。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用含94-100wt％纤维素、磷酸和/或其酐和水组分的溶液经纺丝得到的纤维素纤维。这种纤维在申请人的非预先公开的专利申请WO 96/06208中已有叙述。该申请叙述用各向异性纤维素溶液纺丝得到的纤维素纤维、长丝和纱线，这种各向异性纤维素溶液是将纤维素溶于含65-80wt％五氧化二磷的溶剂中得到的。如在此申请中所述，用此申请中所述的纤维素溶液得到的纤维、长丝和纱线是特别适合特定技术应用的，例如作为诸如轮胎和传送带之类的橡胶制品的增强材料。WO 96/06208中所述纤维、长丝和纱线是以其相对高的断裂强度(＞500mN/tex)、相对高的模量(＞15N/tex)和相对低的断裂伸长(＜7％)为特征的。但是，这种纤维是不太适合于在纺织中使用的，其原因特别是由于这种高模量纤维的穿着相对不舒适性，并且由于其相对低的断裂伸长而不适合于特殊技术应用。本专利技术涉及比WO 96/06208所述的纤维素纤维是更适合于纺织使用和特殊技术应用的纤维素纤维。本专利技术涉及断裂伸长大于7％的本说明书第一段所述的纤维素纤维。本专利申请中的磷酸一词指磷的所有的无机酸和它们的混合物。正磷酸是五价磷的酸，即H3PO4，其无水等同物即其酐是五氧化二磷(P2O5)。除正磷酸和五氧化二磷外，决定于体系中的水的量，还有一系列的水结合能力在五氧化二磷和正磷酸之间的五价磷的酸，诸如多磷酸(H6P4O13,PPA)。溶剂中五氧化二磷重量百分数的计算是从溶剂中磷酸(包括其酐)的总重量和水的总量开始的，将酸转变成五氧化二磷和水，并计算所说五氧化二磷构成的总重量的百分数。在此描述中，来自纤维素或其它组分的一部分物质的水和配制溶液加入的水都不包括在溶剂中的五氧化二磷浓度的计算之中。溶液中的五氧化二磷的重量百分数的计算是从溶液中的磷酸(包括其酐)总重量和水的总量开始的，将酸转变成五氧化二磷的水，并计算所说五氧化二磷构成的总重量的百分数。因为这一原因，在此描述中，来自纤维素或其它组分的一部分物质的水和配制溶液加入的水都包括在溶液中的五氧化二磷浓度的计算之中。溶液中纤维素的重量百分数的计算是从溶液中所有组分的总重量开始的。用磷酸衍生的纤维素包括在构成欲纺溶液94-100wt％的组分中。在用磷酸衍生的纤维素的情况中，本专利说明书中所列的溶液中纤维素重量百分数指基于纤维素计算的量。此方法以类似方式应用于本说明书所述的磷的量。除了水、磷酸和/或其酐、纤维素和/或磷酸和纤维素的反应产物外，在溶液中可能存在其它物质。可将分类成下列四组的组分进行混合来制备溶液纤维素；水；磷酸(包括其酐)；其它组分。“其它组分”可以是有利于纤维素溶液加工性能的物质、与磷酸不同的其它溶剂、或辅助剂(添加剂)，例如尽可能阻止纤维素降解的物质，或者染料等。溶液最好是由96-100wt％的纤维素、磷酸和/或其酐和水的组分组成。最好不采用异于磷酸的溶剂，并且辅助剂或添加剂的存在量只应有0-4wt％，以溶液的总重量为基础计算。更优选的是溶液含最低可能量的异于纤维、磷酸和/或其酐和水组分的物质，即0-1wt％的添加剂。业已发现，权利要求1的纤维素纤维可用各向同性和各向异性纤维素溶液，即基于纤维素的溶液，经纺丝而得到。含94-100wt％纤维素、磷酸和/或其酐和水组分的各向同性可纺纤维素溶液已在申请人的非预先公开的专利申请NL1002236中叙述。含94-100wt％纤维素、磷酸和/或其酐和水组分的各向异性纤维素溶液已在申请人的非预先公开的专利申请WO 96/06208中叙述。各向同性和各向异性溶液可利用纤维素和含65-85wt％五氧化二磷的溶剂在短时间内以极简单的方法制得，溶剂中五氧化二磷的含量计算是相对于溶剂中五氧化二磷和水的总量。在制取权利要求1的纤维素纤维时，发现各向同性与各向异性溶液之间是存在差别的。各向同性溶液含94-100wt％纤维素、磷酸和/或其酐和水组分的各向同性可纺纤维素溶液可用所谓的干喷湿纺法纺丝。在这种纺丝工艺中采用了下列步骤。·将溶液通过一个或多个毛细管孔挤出。·将挤出物通过一含非凝固介质的层(即一层空气)，挤出物在此层中被牵伸；·将挤出物在凝固液中凝固(以形成纤维和/或连续长丝)；·洗涤和褶裥/卷绕形成的纤维/长丝。在这一纺丝工艺中采用可纺各向同性纤维素溶液时，发现在制取断裂伸长大于7％的纤维/长丝时具有下列的特殊意义·挤出物在含非凝固介质的层中未被牵伸或只牵伸了很有限的程度。挤出物最好在此层中有些松驰。·凝固液含水量低于50wt％，优选低于10wt％。在一优选的制备工艺中，凝固液是无水的(即液体含水量低于5wt％)或是加入了阳离子的水，优选含一价阳离子例如Li+、Na+或K+的水溶液。这样的溶液可以例如将磷酸锂、钠或钾溶于水而制取。·纤维/长丝在最低可能张力下洗涤和卷绕，优选无张力洗涤和/或卷绕。适合用作得自各向同性可纺溶液的挤出物的含水量低于50wt％的凝固剂是低沸点非极性有机液体，这种液体对纤维素或其混合物只有极有限的溶胀作用。这种适合的凝固剂之实例包括醇、酮、酯或其混合物。优选使用丙酮为凝固剂。可以选择性地将水加入凝固剂以便得到含水量低于50wt％的凝固剂。但使用含水量低于10wt％的凝固剂是优选的，更特别是基本上无水的凝固剂。适合用作得自各向同性可纺溶液的挤出物的含水并向其中加入阳离子的凝固剂是含例如Li+、Na+或K+的一价阳离子的水溶液。这种溶液可以例如将磷酸锂、钠或钾溶于水而制得。各向异性溶液含94-100wt％纤维素、磷酸和/或其酐和水组分的各向异性纤维素溶液也可用干喷湿纺工艺纺丝。当在这种纺丝工艺中使用各向异性纤维素溶液时，发现在制取断裂伸长大于7％的纤维/长丝时具有下列的特殊意义·凝固液主要含水和选择性加入的阳离子，优选加入一价阳离子；或凝固液含水量低于50wt％，优选低于10wt％。·纤维/长丝在最低可能张力下洗涤和卷绕。·如凝固液含水量低于50wt％，则纤维/长丝在低张力下凝固。适合用作得自各向异性可纺溶液的挤出物的含水并向其中加入阳离子的凝固液是含例如Li+、Na+或K+一价阳离子的水溶液。这样的溶液可以例如将磷酸锂、钠或钾溶于水面得到。适合用作得自各向异性可纺溶液的挤出物的含水低于50wt％的凝固剂是低沸点非极性有机液体，这种液体对纤维素或其混合物仅有极有限的溶胀作用。这类合适凝固剂的实例包括醇、酮、酯或其混合物。使用丙酮作凝固剂是优选的。可选择性地将水加入凝固剂以便得到含水量低于50wt％的凝固剂。但最好使用含水量低水10wt％的凝固剂，更特别是基本无水的凝固剂。已经发现，在各向异性溶液纺丝中，使用含水量低于50wt％的凝固剂、更特别是基本无水的凝固剂可以制备断裂伸长大于7％和断裂强度在600mN/tex以上、更特别是700mN/tex以上的纤维素纤维和长丝。一个具有要求数目毛细管的单个喷丝板不仅可用于从各向同性和各向异性溶液得到的断裂伸长大于7％的纤维素纤维和长丝的挤出，而且也能挤出在实际应用上需求量很大的断裂伸长大于7％并含有30-10000、优选100-2000长丝的纤维素复丝。制造这样的复丝纱最好是如EP168876中所述在有许多纺丝孔簇的簇纺装置上进行，或在有一个或多个WO 95/20969中所述的喷丝板的纺丝装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纤维素纤维，这种纤维是用含９４－１００ｗｔ％纤维素、磷酸和／或其酐和水组分的溶液经纺丝得到的，其特征在于纤维的断裂伸长大于７％。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：M伊普玛，JB韦斯特因克，H马特曼，H博斯托勒，J维林克，
申请(专利权)人：阿克佐诺贝尔公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]