纤维素模塑体的制备方法技术

本发明专利技术介绍了一种纤维素模塑体的制造方法。其中纤维素溶解在叔胺氧化物和一种纤维素的非溶剂例如水中。此溶液经由模塑工具挤出，且所得到的单丝在被拉伸时经过空隙导入沉淀浴。此方法以沉淀浴实质上包含叔胺氧化物的非水溶剂为特点，其中非水溶剂的分子量大于叔胺氧化物的分子量。用这种方式可以获得低原纤维化倾向的溶剂纺丝纤维。聚乙二醇被优选使用。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纤维素模塑体例如权利要求1的一般部分所述的纤维的制造方法。在上一个十年间，由于纤维素粘胶法制造工艺所造成的环境问题，导致了大量的工作投入在提供其它的对环境无害的方法，一种特别有趣的、前两年已明确化的可能性则是在有机溶剂中设有一种衍生物生成的纤维素的溶解以及从此溶液中挤出模塑体。这类纺丝纤维从BISFA(国际人造纤维标准化委员会)得到了俗名Lyocell，其中有机化合物和水的混合物意指有机溶剂。叔胺氧化物和水的混合物据悉对Lyocell纤维的制造工艺而言是极好的溶剂。主要是，N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)用作胺氧化物。其它适用的胺氧化物发表在EP-A 553070中。从纤维素在NMMO和水的混合物中的溶液中制造纤维素模塑体方法，发表在例如US-PS4,246,221中。用此法制造的纤维通过在空调状态和湿态的高纤维强度、高湿模量和高勾接强度而显得出色。这些纤维的特征是它们的高原纤维化倾向，尤其是在湿态诸如洗涤操作过程中。尽管这种性质对一些纤维的应用及有趣效应的产生是绝对需要的，在其它方面如在耐洗性纺织品的应用却受到限制。因此，没有人致力于尝试使用一些方法去减少原纤维化行为。在PCT-WO 92/07124中，曾建议对一种新鲜纺丝，尚未全干的纤维用一种含有多个阳离子位置的聚合物溶液进行处理。根据EP-A-538977，这些可能是新鲜纺丝或已干燥的纤维，用含一种带2至6个能与纤维素反应的官能团的化学试剂的水溶液处理。PCT-WO 94/09191指出这些用于处理纤维的化学试剂所带的官能团是亲电的C＝C双键化合物及其它对纤维素活泼的基团。这些建议通常认为纤维的原纤维化倾向的减弱可通过纤维的化学修饰来达到。即往显负电势的羟基基团中加入阳离子化合物，另一方面是通过纤维素与阳离子化合物的活泼基团及产生的纤维的交联的共价键的形成来达到。其它文献诸如申请人待批申请AT 1348/93，涉及有目的地改变纺丝参数，例如空隙中的输出量、空隙长度、拉伸和空气湿度。出乎意料的是已经发现，当纤维被挤压同时拉丝通过空隙，导入的沉淀浴基本上由叔胺氧化物，尤其是NMMO的非水溶剂所组成时，可获得原纤维化倾向的有效减弱。其中非水溶剂的分子量大于叔胺氧化物的。通常而言，纤维素纤维是从叔胺氧化物溶液中纺丝到一种水溶液沉淀浴中。另一方面，SU-1 224362A则描述了一种带有纺丝浴的纤维素纤维制造法。该纺丝池的特点在于在其它物质中含有带5-40％NMMO和0.8-10％水的异丙醇或异丁醇或二者的混合物，以便增加断裂伸长、减少高温收缩并维持温态延伸。异戊醇的使用也在另一例中简述。Romanov V.V.，Lunina O.B.，Mil｀kova L.P.和Kulichikhin V.G.，Khim.Volokna(1989)No.1.p.29.Romanov V.V.，Lunina O.B.，Mil｀kova L.P.，BrusentovaV.G.和Kulichikhin V.G.，Khim.Volokna(1989)no.4，p.33及Romanov V.V.和Sokira A.N.，Khim.Volokna(1988)no.1，p.27描述了异丙醇和异丁醇在纺丝浴中的应用。I.Quenin，“Precipitation de la cellulose àpartirde solutions dans les oxydes d amines tertiairesapplication au filage”Grenoble 1985年学位论文以及M.Dubé和R.H.Blackwell，“Precipitation and crystallization ofcellulose from amine oxide solutions”TAPPI会议，国际溶解和特殊浆粕、波士顿1983，检验了在甲醇中纺丝时纤维素的结晶程度。纤维从胺氧化物中纺丝时的原纤维化行为在P.Weigel，J.Gensrich和H.P.Fink“Challenges in Cellulosec Man-Made Fibres”粘胶化学讨论会，斯德哥尔摩1994中提及。据此文献报导，在异丙醇中纺丝似乎应该产生明显的改善。所有这些刊物都通常报道了如下事实，即低分子量物质用作纺丝浴的沉淀试剂，其分子量明显低于所使用的胺氧化物。NMMO的分子量等于117g/mol。令人惊异的是，当在纺丝浴中使用比胺氧化物分子量大的物质时，纺丝纤维的原纤维化行为明显得到改善。按照本专利技术的方法，纺丝浴基本上含有这些物质，即附加的少量添加试剂可存在于纺丝浴中。按照此胺氧化物的非水溶剂的应用专利技术，少量直至10％的叔胺氧化物或水也可以加入纺丝浴中而不会影响这种效应。依照本专利技术，一些二元醇、二元醇醚、聚乙二醇和聚二乙醇醚已被证明特别适应于此方法的应用。据证明，在纤维中使用聚乙二醇尤其能够获得很好的原纤维化行为。按照本专利技术，此方法当用N-甲基吗啉-N-氧化物作为叔胺氧化物时，能以极为有效的方式使用。根据本专利技术的方法，作为纺丝溶液，所有已知组合物都可以考虑。作为原料可以考虑用普通浆粕和浆粕混合物。纺丝物料中浆粕浓度可以在5％和25％之间改变。而纤维素含量在10％和18％之间更好。实施例测试装置这是一台塑料加工中常用的Davenpor公司的熔体指数仪。此仪器由一个能填满纺丝浆液，可控温的加热园筒组成。使用一个活塞、推力由引擎控制，纺丝浆液通过一个连接到园筒下面的喷丝头挤出。如在Lyocell技术的基本专利中所述，这是一种干-湿纺丝法，即在实施例中所述，单丝通过空隙浸入到纺丝浴中(在纺丝浴中浸水长度20厘米)并通过一个导丝盘引出。条件纺丝浆液12％浆粕/76％NMMO/12％水纺丝温度110℃纺丝孔径100μm空隙中温度22-27℃，相对湿度12-16％。这些参数在实验中保持恒定。纺丝在13种不同的非水溶剂的纺丝浴中进行，并最终测定纤维的原纤维化行为。原纤维化行为测量在湿态下，洗涤过程中及后处理过程中，纤维相互间的磨蚀由下列实验模拟8根纤维加入到盛有4ml水的20ml样品瓶中，并在一台Gerhardt公司，玻恩(FRG)的RO-10型实验室机动振荡器上，在12档振荡9小时以上。然后，在显微镜下，通过数每一0.276mm纤维长度上的纤维数目对纤维的原纤维化行为进行评价，并以一种代表原纤维化倾向的指标0(无原纤维)至6(显著原纤维化)来记录。表1 <p>表1(续) 表1(续) 注对未填充项，最后一项的值适用。相对于原纤维化指标的双值，意指对8根不同纤维的两组独立测量数据的平均值。从以上表格中显而易见，在类似的测试条件下，分子量明显低于NMMO的有机溶剂，对纺丝纤维的原纤维化倾向并不产生明显的改善。尤其是与文献对比，相对于异丙醇时，这种改善也同样未观测到。若分子量相当于或高于NMMO时，可以看到明显的原纤维化倾向的改善。这种改善在分子量大于200g/mol时尤为显著。当使用高分子量的聚乙二醇时，甚至原纤维化指标在0或0.5之间的纤维亦可用此法制备，这就是说没有或实际上没有更多的纤维离析发生。高分子量(大于3000)的聚乙二醇的使用，只是受到下列限制这些化合物在纺丝浴中使用时必本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纤维素模塑体的制备方法，其中纤维素溶解在一种由叔胺氧化物和一种纤维素的非溶剂，例如水组成的混合物中，此溶液经由模塑工具挤出，得到的单丝在被拉伸时通过空隙进入沉淀浴，其特征是，沉淀浴实际上包括一种叔胺氧化物的非水溶剂，其中非水溶剂的分子量大于叔胺氧化物的分子量。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：H吕夫，
申请(专利权)人：连津格股份公司，
类型：发明
国别省市：AT[奥地利]