人造纤维素纤维和包含纤维素纤维的非织造产品或织物制造技术

本发明专利技术涉及改性纤维素纤维，其包含大于0.25mol/kg干纤维的量的阴离子部分并且在其上施加基于干纤维的0.5重量％至5.0重量％的量的聚合物改性剂，聚合物改性剂包含阳离子部分，其带有至少1.5meq电荷/克聚合物，并且包含在纤维中的阴离子部分与阳离子部分的摩尔比在1:1至25:1的范围内。根据本发明专利技术的纤维的特征在于阴离子部分被掺入纤维中并且来自羧甲基纤维素，并在于包含阳离子部分的聚合物改性剂选自由聚二烯丙基二甲基氯化铵(聚DADMAC)、聚(丙烯酰胺‑共‑二烯丙基二甲基氯化铵)(PAM‑DADMAC)和它们的混合物组成的组。本发明专利技术还涉及包含改性纤维素纤维的非织造产品或织物。

Artificial cellulose fibers and non-woven products or fabrics containing cellulose fibers

The present invention relates to a modified cellulose fibre, which contains an anionic portion larger than 0.25 mol/kg of dry fibre and on which a polymer modifier based on a weight of 0.5% to 5.0% of dry fibre is applied. The polymer modifier contains a cationic portion with at least 1.5 mEq charge/g polymer, and contains the mole of the anionic portion and the cationic portion of the fibre. The ratio ranges from 1:1 to 25:1. The fibers according to the present invention are characterized in that the anionic part is doped into the fibers and comes from carboxymethyl cellulose, and in that the polymer modifier containing the cationic part is composed of free polydiallyl dimethylammonium chloride (polyDADMAC), poly (acrylamide copolydiallyl dimethylammonium chloride) (PAM DADMAC) and their mixture. The invention also relates to non-woven products or fabrics containing modified cellulose fibers.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】人造纤维素纤维和包含纤维素纤维的非织造产品或织物
本专利技术涉及改性纤维素纤维，特别是改性粘胶短纤维，并且涉及包含所述改性纤维素纤维的非织造产品或织物。特别地，本专利技术涉及人造改性纤维素纤维，其可用于如过滤纸、特种纸和非织造产品、特别是水力缠结非织造织物(hydroentanglednonwovens)的应用。
技术介绍
在“特种纸”的情况下，应理解纸的性质可以通过添加具有确定的几何参数(例如横截面、长度和直径)的纤维来改进。改进的纸张性质例如为：增加或降低的孔隙率、改进的强度(拉伸强度、撕裂强度、破裂强度)、更高的松密度(bulk)、改进的柔韧性。众所周知的是，纸和非织造产品的性质可以通过添加改性纤维素化合物来影响。WO1996/026220公开了改性纤维素颗粒以及所述颗粒在纸的制造中的用途，改性纤维素颗粒也在颗粒内部显示出阳离子基团。WO2011/012423公开了再生纤维素短纤维以及它们在纸和非织造产品的制造中的用途，再生纤维素短纤维中掺入了羧甲基纤维素(CMC)。因此，这些纤维具有阴离子性质。阴离子粘胶纤维的改进的粘合性质是已知的。有关聚电解质在纤维-纤维粘合中相互作用的广泛概述呈现在2005年STFI-Packforsk报告“Onthenatureofjointstrengthinpaper-Areviewofdryandwetstrengthresinsusedinpapermanufacturing”中(http://www.innventia.com/documents/rapporter/stfi-packforsk％20report％2032.pdf)。在本报告中引用了以下文章：“Thelinkbetweenthefibrecontactzoneandthephysicalpropertiesofpaper:awaytocontrolpaperproperties”；A.Torgnysdotter等人，Journalofcompositematerials；第41卷；第13期/2007年,1619-1633(在下文中称为“Torgnysdotter2007”)。其中，描述了阳离子聚电解质对阴离子纤维之间的粘合强度的影响。特别地，在该文献中，尤其研究了用聚二烯丙基二甲基氯化铵(聚DADMAC)改性的羧甲基化纤维素的性质。这方面的进一步研究已由同一作者在NordicPulpandPaperResearch18(4),2003,455-459(在下文中称为“Torgnysdotter2003”)中公布。在Torgnysdotter2003和Torgnysdotter2007中，人造纤维是通过羧甲基化而表面带电的或整体带电(bulkcharged)的。这意味着纤维本身的纤维素材料被衍生化到一定程度以形成羧甲基纤维素。根据Torgnysdotter2003，将表面带电的和整体带电的纤维都用聚DADMAC处理。发现吸附在表面带电的和整体带电的纤维中的聚DADMAC的最大量为约3mg/g纤维(＝0.3％)。根据Torgnysdotter2007，将整体带电的纤维用25g/kg聚DADMAC处理，而Torgnysdotter2007没有提到吸收到纤维上的聚DADMAC的量。在由R.Sczech撰写的论文“HaftvermittlungvonPolyelektrolytenzwischen”中提到作为纤维素表面之间非常适合的粘合促进剂PAM-DADMAC(http://opus.kobv.de/ubp/volltexte/2006/733/pdf/sczech.pdf)。使用阳离子聚合物作为干强剂在造纸工业中是众所周知的。然而，在现有技术的任何文献中，均未描述通过添加PAM-DADMAC或聚DADMAC对阴离子纤维的结合强度的积极影响。相反，在Torgnysdotter2007中，描述了对由阴离子带电纤维制成的纸的拉伸强度的负面影响(参见图3，第1623页)。这可以通过在添加阳离子聚合物时阴离子纤维的消溶胀引起的纤维之间的接触面积减小来解释。关于WO2011/012423的提议，单独阴离子纤维之间的粘合强度不足以由100％粘胶纤维生产商业质量的纸，也不足以使用这种纤维作为目前用于纸和非织造产品改性的阿巴卡(abacá)纤维的完全替代品。最后，仅可以以较少的量将阳离子聚电解质添加到纸配方中，并且不是防水的。从WO01/29309A1、WO00/39389、WO00/39398A1和GB1394553A中已知更多现有技术。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供改性人造纤维素短纤维，它可以被大量加入纸或非织造产品或其前体中，从而改进最终产品的性质而产品强度没有显著下降。本专利技术的目的特别是提供改性人造纤维素短纤维，其能够实现可逆的纤维-纤维粘合和/或当应用于纸或非织造产品时，允许纤维在液体或含水性流体(例如水)中的再分散性，而纸或非织造产品的强度基本上没有降低。这些目的通过根据本专利技术的改性纤维素纤维得以解决，其特征在于其包含大于0.25mol/kg干纤维的量的阴离子部分并且在其上施加基于干纤维的0.5重量％至5.0重量％的量的聚合物改性剂，聚合物改性剂包含阳离子部分，其带有至少1.5meq电荷/克聚合物，并且包含在纤维中的阴离子部分与阳离子部分的摩尔比在1:1至25:1的范围内，并且其特征在于阴离子部分被掺入纤维中并且来自羧甲基纤维素，并在于包含阳离子部分的聚合物改性剂选自由聚二烯丙基二甲基氯化铵(聚DADMAC)、聚(丙烯酰胺-共-二烯丙基二甲基氯化铵)(PAM-DADMAC)和它们的混合物组成的组。附图说明图1示出了在添加和不添加PAM-DADMAC的情况下，对由各种阴离子和非离子粘胶纤维制备的纸的各种性质的影响。具体实施方式令人惊讶的并且与现有技术文献中给出的指示相反的是，已经表明，具有根据本专利技术特征组合的人造纤维素纤维在改性纸和非织造产品的性质方面非常有用。特别地，根据本专利技术的改性纤维素纤维可以实现可逆的纤维-纤维粘合，并且当施加到纸上或非织造产品上时可以赋予其在液体或含水性流体(例如水)中的再分散性。在下文中，术语“聚合物改性剂”是指一种聚合物改性剂，这样的聚合物改性剂包含阳离子部分，其带有至少1.5meq电荷/克聚合物。此外，这种聚合物改性剂也称为“(阳离子)聚电解质”或“聚合(阳离子)聚电解质”。在优选的实施方案中，根据本专利技术的改性纤维素纤维的特征在于纤维素纤维是人造纤维素短纤维，例如为粘胶纤维或莱赛尔(lycoell)纤维。术语“人造纤维”表示通过在进行或不进行预先衍生化的情况下溶解纤维素起始材料并从通过所述溶解获得的溶液中纺丝纤维而制备的纤维。因此，术语“人造纤维”排除了天然纤维素纤维，例如棉。此外，还排除了未通过将纺丝溶液进行纺丝获得的纤维素材料(例如纤维素纸浆)。众所周知的人造纤维素纤维包括粘胶纤维，粘胶纤维包括标准粘胶纤维、莫代尔(modal)纤维或粘液丝(polynosic)纤维和莱赛尔纤维。术语“短纤维”是本领域技术人员熟知的，表示在纺丝后已经切成不连续长度的纤维。粘胶纤维是通过粘胶法生产的纤维，其中将黄原酸纤维素的碱性溶液纺成酸性纺丝浴，于是未衍生化的纤维素再生并以纤维的形式沉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性纤维素纤维，其特征在于：其包含大于0.25mol/kg干纤维的量的阴离子部分并且在其上施加基于干纤维的0.5重量％至5.0重量％的量的聚合物改性剂，所述聚合物改性剂包含阳离子部分，其带有至少1.5meq电荷/克聚合物，并且包含在所述纤维中的阴离子部分与阳离子部分的摩尔比在1:1至25:1的范围内，其特征在于所述阴离子部分被掺入所述纤维中并且来自羧甲基纤维素，并在于所述包含阳离子部分的聚合物改性剂选自由聚二烯丙基二甲基氯化铵(聚DADMAC)、聚(丙烯酰胺‑共‑二烯丙基二甲基氯化铵)(PAM‑DADMAC)和它们的混合物组成的组。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.27 EP 16196098.41.一种改性纤维素纤维，其特征在于：其包含大于0.25mol/kg干纤维的量的阴离子部分并且在其上施加基于干纤维的0.5重量％至5.0重量％的量的聚合物改性剂，所述聚合物改性剂包含阳离子部分，其带有至少1.5meq电荷/克聚合物，并且包含在所述纤维中的阴离子部分与阳离子部分的摩尔比在1:1至25:1的范围内，其特征在于所述阴离子部分被掺入所述纤维中并且来自羧甲基纤维素，并在于所述包含阳离子部分的聚合物改性剂选自由聚二烯丙基二甲基氯化铵(聚DADMAC)、聚(丙烯酰胺-共-二烯丙基二甲基氯化铵)(PAM-DADMAC)和它们的混合物组成的组。2.根据权利要求1所述的改性纤维素纤维，其特征在于所述纤维素纤维是人造纤维素短纤维，例如为粘胶纤维或莱赛尔纤维。3.根据权利要求1或2所述的改性纤维素纤维，其特征在于所述阴离子部分与阳离子部分的摩尔比在4:1至12:1的范围内。4.根据前述权利要求中任一项所述的改性纤维素纤维，其特征在于，所述包含阳离子部分的聚合物改性剂表现出100,000g/mol至500,000g/mol、特别是200,000g/mol至300,000g/mol的摩尔量。5.根据前述权利要求中任一项所述的改性纤维素纤维，其特征在于，其包含掺入所述纤维中的羧甲基纤维素(CMC)，所述羧甲基纤维素(CMC)以使得所述纤维包含基于干纤维的1重量％至4重量％的COOH-基团，优选包含1.5重量％至3重量％的COOH-基团的量掺入所述纤维。6.根据前述权利要求中任一项所述的改性纤维素纤维，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：约尔格·库恩，英格·伯恩特，沃尔特·罗根施泰因，贝恩德·塞格尔，
申请(专利权)人：凯尔海姆纤维制品有限责任公司，格拉特菲尔特盖恩斯巴赫股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE