制备再生纤维素长丝的方法技术

一种用于从包含甲酸纤维素、磷酸和甲酸的各向异性的溶液中制备再生纤维素长丝的方法，该方法包括以下步骤： －将溶液通过毛细管挤出， －将成形的甲酸纤维素长丝穿过一个空气层， －将甲酸纤维素长丝穿过一个凝固浴， －用水洗涤甲酸纤维素长丝， －再生甲酸纤维素长丝， －用水洗涤成形的再生纤维素长丝， －干燥再生纤维素长丝，和 －卷绕该再生纤维素长丝， 其特征在于甲酸纤维素长丝在再生之前被干燥至小于２０％的含湿量并于再生之后长丝在小于２５ｃＮ／ｔｅｘ的张力下被洗涤和干燥。（*该技术在2016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】
本专利技术涉及一种用于从包含甲酸纤维素、磷酸和甲酸的各向异性的溶液中，该方法包括以下步骤-将溶液通过毛细管挤出，-将成形的甲酸纤维素长丝穿过一个空气层，-将甲酸纤维素长丝穿过一个凝固浴，-用水洗涤甲酸纤维素长丝，-再生甲酸纤维素长丝，-用水洗涤成形的再生纤维素长丝，-干燥再生纤维素长丝，和-卷绕该再生纤维素长丝。这种方法可从WO85/05115中得知。本专利技术披露了纤维素在包含甲酸和磷酸的溶剂中的溶解作用。所得的包含甲酸纤维素的各向异性溶液是可纺的并能够通过一个气隙-湿法纺丝工艺进行加工。以这种方法得到的甲酸纤维素长丝能够用NaOH再生。与粘胶法制得的再生纤维素长丝相比，所得的再生纤维素长丝具有高断裂负荷及高模量。然而可通过WO85/05115的方法制得的长丝的断裂伸长率是比较低的，通常在3-4％的范围内。还有，该长丝的形态似乎是由长丝轴周围的相互埋置其中的层堆积成的。这种形态似乎伪周期地(pseudoperiodically)沿着长丝轴变化。这种伪周期的形态也可被描述成一种带状结构。该带状结构用偏振光显微镜是可以看见的。WO94/17136描述了一种从包含甲酸纤维素的各向异性溶液中纺丝的方法。尽管用这种方法得到的长丝具有大于4％的断裂伸长率，但它们的断裂负荷是比较低的。现已令人惊奇地发现一种得到具有高断裂负荷和高断裂伸长率的再生纤维素长丝的方法，即为纺丝溶液的纤维素具有350-1500范围内的聚合度(DP)；甲酸纤维素长丝是在4-16cN/tex的张力下进行洗涤和/或干燥的；在再生之前将甲酸纤维素长丝干燥并于它们已再生之后在一个比较低的张力下将它们进行洗涤和干燥。本专利技术包括有在开始段落所述的步骤中，甲酸纤维素长丝在再生之前被干燥至小于20％的含湿量并于再生之后在一个小于2.5cN/tex(厘牛顿/特)的张力下被洗涤和干燥。使用本专利技术的方法，可得到具有以下良好性能组合的复丝0＜DS＜1％，CV＜2，断裂负荷700-1200mN/tex(毫牛顿/特)断裂伸长率＞5％。在本方法中，DS(纤维素被取代的程度)是通过一种以下描述的方法测定的，而CV表示对长的复丝所测的纱线线密度的变异系数。溶液的制备一种包含甲酸纤维素、甲酸和磷酸(＝正磷酸，H3PO4)的各向异性溶液可如WO85/05115中所描述的，通过将纤维素加到一种包含甲酸和磷酸的溶剂中而得到。为了得到一种易纺的溶液，该溶剂优选地包含重量比为0.05至0.7，更具体地为0.2至0.4，特别是大约0.3的甲酸和磷酸。优选地将13-27重量份(pbw)的纤维素和87-73重量份的溶剂混合以得到一种总共包含100重量份的溶液。一种经济上有利的工艺将采用一种具有高纤维素浓度如22重量％的纺丝溶液。所用纤维素的α含量大于90％，更具体地超过了95％。为了从溶液中纺出符合质量的长丝，建议使用具有高α含量的如通常用于制造纺织和工业应用纤维的“溶解纸浆”。合适种类的纤维素的例子为Arbocell BER 600/30，Buckeye V5，V60或V65，Viscokraft和Ultranier。纤维素的聚合程度(DP)，如通过在本专利申请中提及的方法测定的，最好在350至1500的范围内，更具体地在500至1350的范围内。商业上可得到的纤维素一般含有一些水但能够不受烦碍地使用。当然，也可以使用干燥的纤维素，但这不是必需的。各向异性溶液可通过在一个合适的捏合机如IKA-复式捏合机，Linden-Z捏合机，或LIST-混合器中充分混合溶剂和纤维素而得到。甲酸纤维素是通过纤维素与甲酸之间的一些反应形成的。用这种方法可得到取代程度(DS)大于10％，更具体地在15-40％范围内的的甲酸纤维素。挤出纺丝溶液和凝固长丝所得的溶液可通过具有所需数量毛细管的喷丝头板纺丝或挤出。纤维素浓度在13-27重量％范围内的纺丝溶液优选地在20℃和70℃之间的温度下挤出，且在较高温度下的停留时间应尽可能短。这种溶液优选地在40℃和60℃之间的温度下挤出。对其他浓度来说，以下结论适用，即当浓度较高时，纺丝温度也应优选地比这里所指示的范围要高，而且反之亦然。喷丝头板上孔的所需数量取决于所要得到的长丝的将来用途。这样，具有所需数量毛细管的单个喷丝头板常根据真正实践中的需要，不仅可用于挤出单丝也可用于挤出复丝(包含从30至10000根长丝，优选地从100至2000根长丝)。这种复丝的生产优选地在包含许多如EP168876中所描述的毛细管束的束纺丝组合件上，或在具有一个或更多WO95/20696中所描述的那种喷丝头板的纺丝组合件上进行。挤出之后，将挤出物穿过一个空气层。在这层中，该挤出物被拉伸。这层厚度的选择取决于挤出物的线密度和所需的拉伸程度。优选地使用厚度在4至150mm范围内的空气层。喷丝头板和凝固浴之间的层不仅可用空气，也可用一些其他气体、蒸汽或其混合物，如氮气来填充。由于蒸发，凝固剂也能以气态存在于层中。如果需要这样，层中的气态凝固剂的数量可以例如通过定期地改变层中的气体或蒸汽来减少。然后，将得到的挤出物以一种可从其本身得知的方式穿过一个凝固浴。用于得到具有高断裂负荷和高断裂伸长率的长丝的合适凝固剂可选择对纤维素、水或其混合物没有膨胀效应的低沸点极性有机液体。这种合适凝固剂的例子包括醇类、酮类、酯类和水、或其混合物。使用酮作为凝固剂是优选的。凝固浴的温度优选地处于-40℃至10℃的范围内。如果凝固浴的温度低于-10℃可得到最结实的长丝。如果使用丙酮作为凝固剂，凝固浴的温度优选地处于-30℃至-10℃的范围内。现已发现如果对刚好处于凝固浴上的长丝所测的张力小于2cN/tex，更具体地小于1cN/tex时，可得到具有高断裂负荷和高断裂伸长率的长丝。洗涤凝固过的长丝凝固之后，用水冲洗长丝。为了在洗涤过程中尽可能保持长丝的张力不变，在一个连续步骤中将长丝穿过洗涤液是优选的。按照非常适合在真正实践中使用的方法，冲洗是使用洗涤板或所谓的喷射洗涤器完成的，如在英国专利说明书GB762959中所描述的。冲洗可在0℃和100℃之间的温度下进行。冲洗优选地在15℃和60℃之间的温度下进行。如果在长丝束中残留了任何凝固剂，最好使冲洗在凝固剂沸点以下的温度下进行。现已发现特别地冲洗掉磷酸对于得到具有高断裂负荷和高断裂伸长率的复丝是至关重要的。冲洗可优选地以这种方式进行以致于该纱线在被洗涤之后包含小于0.2％的H3PO4，优选地小于0.15％的H3PO4。可通过在尽可能低的张力下洗涤纱线来提高洗涤效率。干燥甲酸纤维素长丝在洗涤之后，将甲酸纤维素长丝干燥而且任选地卷绕之。现已发现甲酸纤维素长丝的干燥对于得到具有高断裂负荷和高断裂伸长率的再生纤维素纱线是至关重要的。进而发现长丝被干燥的程度是重要的。为了得到具有高断裂负荷和高断裂伸长率的再生长丝，应该以这种方式干燥长丝以致于复丝含有小于20％的水分。还发现在洗涤和/或干燥过程中的张力对于得到具有高断裂负荷和高断裂伸长率的再生纱线是非常重要的。如果在甲酸纱线的洗涤和/或干燥的过程中张力处于4和16cN/tex之间，就可得到这种纱线。按照非常适合在真正实践中使用的方法，长丝是在一个连续步骤中通过使用一或多个从动加热滚筒(使长丝围绕加热滚筒绕几圈)而干燥的。干燥本文档来自技高网...

【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：赫拉尔杜斯·约翰内斯·亨德里克斯·福斯，伯纳德斯·玛丽亚·肯德斯，汉内克·伯斯托尔，
申请(专利权)人：米凯林技术研究公司，
类型：发明
国别省市：