制造溶纺纤维素纤维的方法,由其制得的溶纺纤维素纤维和含它的纸张和水力缠结的织物技术

将溶纺纤维素纤维进行处理，使其聚合度减少约２００或更多个单元，可提高其原纤化倾向。合适的处理方法包括剧烈的漂白，例如将含０．１－１０％（重量）次氯酸钠（以有效氯计）的水溶液加到纤维上，随后汽蒸。纤维可以湿态或预先干燥过的形式被处理。由本发明专利技术方法处理的纤维可用于如制造纸张和水力缠结的织物。原纤化倾向提高的纤维在粉碎试验中可藉３０，０００－１５０，０００次的粉碎机转数被打浆成加拿大标准排水度为４００，又可藉５０，０００－２００，０００次的粉碎机转数被打浆成加拿大标准排水度２００。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的领域本专利技术涉及制造原纤化倾向提高的溶纺纤维素纤维(lyocell fibre)的方法，并涉及原纤化倾向提高的溶纺纤维素纤维。大家知道，通过将纤维素在合适溶剂中的溶液挤入凝固浴中可制得纤维素纤维。这个过程称为“溶液纺丝”，由它制得的纤维素纤维称为溶纺纤维素纤维。溶纺纤维素纤维与用其它已往方法制得的纤维素纤维是不同的，所述的其它已知方法依赖于纤维素的可溶性化学衍生物的形成及其随后分解再生纤维素，例如粘胶法。与粘胶人造纤维之类的纤维相比，溶纺纤维素纤维以其令人难忘的纺织物理性质(如韧度)而著名。US-A-4,246,221描述了一个溶液纺丝过程的例子，其内容在此作为参考加以引用。纤维素溶于如含水叔胺N-氧化物(例如N-甲基吗啉N-氧化物)的溶剂中。然后将所得的溶液挤压通过合适的模板(喷丝孔)进入水浴，获得一束长丝，用水洗以除去溶剂后干燥。纤维会显示出原纤化的倾向，尤其是当它在湿润状态下经受机械应力时。原纤化是当纤维结构在纵向上发生断裂时产生的，它使得细小的原纤维部分地从纤维上脱离，使纤维和含纤维的织物(如机织或针织织物)具有毛状的外观。这种原纤化被认为是在湿润和溶胀状态下的处理过程中由于纤维的机械摩损而产生的。较高的温度和较长的处理时间通常趋于产生较大程度的原纤化。溶纺纤维素纤维对这种磨损似乎特别敏感，因此通常发现它比其它类型的纤维素纤维更易于原纤化。人们尽了很大努力试图降低溶纺纤维素纤维的原纤化。在某些最终使用中存在原纤化的纤维是有利的。例如，含原纤化纤维的过滤材料通常具有高的效率。在造纸过程中通过打击纤维诱发原纤化，通常已知它能提高纸张的强度和透明度。原纤化也可用于制造非织造织物(如水力缠结的织物(hydroentangled fabrics))，以提供改进的粘结力、覆盖性和强度。尽管溶纺纤维素纤维的原纤化倾向比其它纤维素纤维的要高，但并不总是如某些最终使用所需的那么大。本专利技术的一个目的是提供原纤化倾向提高的溶纺纤维素纤维。本专利技术的描述本专利技术提供一种制造原纤化倾向提高的溶纺纤维素纤维的方法，它包括下述步骤(1)将纤维素溶于溶剂中形成溶液，(2)挤压溶液通过喷丝孔，形成许多长丝，(3)洗涤长丝除去溶剂，形成溶纺纤维素纤维；以及特征步骤是(4)处理溶纺纤维素纤维，其条件应有效地使纤维素聚合度减少至少约200个单元。溶剂较好地包含叔胺N-氧化物，更好地包含N-甲基吗啉N-氧化物(NMMO)，通常它也包含少量的水。当使用水溶性的溶剂(如NMMO)时，通常在步骤(3)中用水溶液洗涤长丝，以便从长丝中除去溶剂。步骤(3)结束时的溶纺纤维素纤维是湿态的，通常需要干燥。在本专利技术的一个实例中，降解步骤(4)是在湿态纤维上进行，然后再对纤维进行干燥。在本专利技术的另一个实例中，纤维在步骤(3)和(4)之间被干燥。若是间歇法生产或处理时间较长时，比较方便的是，在预先干燥过的纤维上使用本专利技术的降解步骤(4)。预干燥处理可以是纤维，纱或包括机织物、针织物和非织造织物等织物。溶纺纤维素纤维可以丝束的形式制得，该丝束在湿态或干燥态转变成短纤维，作进一步的加工处理。可在降解步骤(4)之前或之后和在干燥之前或之后使溶纺纤维素丝束转变成短纤维。由本专利技术方法制得的溶纺纤维素纤维可未被着色(有光或本色)或被着色，例如加入如二氧化钛之类的消光颜料。纤维素的聚合度(D.P.)可以很方便地测定纤维素在溶剂中的稀溶液的粘度来加以确定，所述的溶剂为金属/胺配合物的水溶液，例如氢氧化铜铵溶液。基于TAPPI Standard T206的合适方法作为试验方法1描述如下。纤维素的D.P.是对每个分子中葡糖酐数目的度量。应明白这样测得的D.P.是粘均D.P.。可由许多方法实现降解步骤(4)中纤维素D.P.的所需降低。在本专利技术的一个实例中，可通过漂白处理降低D.P.，较好地是使用漂白液。可采用在浴中通过、浸轧或喷雾的方法将漂白液施加到纤维上，例如具体是将液体喷到从辊子之间的辊隙中挤出的纤维丝束上。可使用含次氯酸盐(如次氯酸钠)的水溶液漂白湿态纤维，例如使用含0.1-10，较好地0.25-4，更好地0.5-2重量％NaOCl(以有效氯来表示)的水溶液。漂白液另外还可含有如氢氧化钠之类的碱，例如含达约0.5或1％(重量)的氢氧化钠。或者，可将漂白液的pH值控制在5.5-8，较好地大约6-7的范围内。业已发现在这些pH值范围时，降解进行得比较快。若需要的话，在升高的温度下(如约50℃)将次氯酸盐漂白液施加到纤维上。较低浓度的漂白液可用于分批处理预先干燥过的溶纺纤维素纤维。例如，漂白液可含0.1-1％(重量)有效氯，漂白可在略微升高的温度如30-60℃下进行1-3小时。或者，可使用含过氧化物(特别是过氧化氢)的水溶液进行漂白，例如使用含0.5-20，较好地1-6，更好地1-4％(重量)过氧化氢的溶液。过氧化物漂白液较好地还包含如氢氧化钠之类的碱，例如含约0.05-1.0％(重量)的氢氧化钠。碱性过氧化物漂白液的pH值较好地在9-13，更好地在10-12的范围内。较为可取的是不使用过氧化物稳定剂。或者可使用酸性过氧化物溶液(pH值为1或更小)。最好在室温或比室温低的温度将过氧化物漂白液施加到纤维上，以尽可能避免过氧化物产生分解。一般来说，过氧化物漂白液对降低纤维素的D.P.的有效性比次氯酸盐漂白液的要差，因此，若希望大幅度降低D.P.，较为可取的是使用次氯酸盐漂白液。用含有催化过氧化物离子分解的过渡金属(例如铜或铁阳离子)离子的溶液对溶纺纤维素纤维进行预处理，可提高过氧化物处理的有效性。应该知道，这种预处理最好与不使用循环浴施加过氧化物溶液的方法结合起来一起使用。还可用紫外线辐射来提高如次氯酸盐或过氧化物等漂白处理的有效性。用漂白液润湿纤维之后，较为可取的是进行加热以引发和加速纤维素D.P.降低过程中的降解反应。例如，经漂白液润湿的溶纺纤维素纤维丝束通过蒸汽管道或加热的J形箱。可以使用湿的或过热蒸汽。尽管应按纤维素D.P.所需的降低程度来选择温度和时间，但蒸汽管道中的温度大约为80-130℃，停留时间为10-200或20-60秒。若希望较长的汽蒸时间(如5-30分钟)，可使用其它类型的设备，如J形箱或床式汽蒸锅。或者，可以用酸的水溶液或酸性或特别是中性缓冲液来处理用次氯酸盐漂白液润湿的纤维，使之发生降解。或者，可使用如漂煮锅(kier)之类的棉花常用漂白设备，对预先干燥过的溶纺纤维素纤维进行本专利技术的降解步骤(4)。再或者，可使用湿纺纤维连续湿处理常用的设备，对丝束或短纤维形式的湿态或预先干燥过的溶纺纤维素纤维进行本专利技术的降解步骤(4)。例如，可将溶纺纤维素纤维放在连续织网传送带上，然后使用常规洗涤初生粘胶人造丝的设备，令其在与轧干辊交替放置的一系列喷嘴或其它给湿装置下面通过。这种交替类型的设备比湿丝束通过蒸汽管道可较容易地获得较长的处理时间。或者，可以使用纤维素生产技术中用的其它漂白处理，例如亚氯酸盐漂白。通常应选择侵蚀性的条件，以确保D.P.的显著降低。在本专利技术的另一个实例中，是用酸的水溶液处理溶纺纤维素纤维来降低纤维素的D.P.。该酸较好地为无机酸，尤其是盐酸、硫酸或特别是硝酸。例如，用含约0.2-4.5％(重量)浓硝酸的水溶液来润湿纤维。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造原纤化倾向提高的溶纺纤维素纤维的方法，它包括下述步骤：（１）将纤维素溶于溶剂中形成溶液，（２）挤压该溶液通过喷丝孔，形成许多长丝，（３）洗涤长丝除去溶剂，形成溶纺纤维素纤维，其特征在于下述步骤（４）使溶纺纤维素纤 维经受足以使纤维素聚合度降低至少２００个单元的条件。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JM甘农，I格雷夫森，PA约翰逊，CR伍丁斯，
申请(专利权)人：考脱沃兹纤维控股有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]