莱赛尔型纤维素长丝生产方法技术

本发明专利技术提供莱赛尔纤维素连续长丝纱线的可行生产方法。

Production method of Lyocell cellulose filament

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】莱赛尔型纤维素长丝生产方法本专利技术涉及纤维素长丝纱线的生产。
技术介绍
连续长丝纱线广泛用于纺织工业中以生产与由使用短纤维制得的纱线生产的织物相比具有不同特性的织物。连续长丝纱线是其中所有纤维在纱线的任何长度上都连续的长丝纱线。连续长丝纱线将通常由10至300根或更多的单独长丝组成，所述长丝在生产时全部彼此平行并且平行于纱线的轴线。该纱线通过挤出聚合物或聚合物衍生物的溶液或熔体，然后将所生产的纱线卷绕到筒管或卷轴上或通过离心卷绕形成丝饼来生产。合成聚合物连续长丝纱线是常见的。例如，尼龙、聚酯和聚丙烯连续长丝纱线用于多种多样的织物中。它们通过将熔融聚合物通过喷丝板熔融纺丝来生产，所述喷丝板具有与生产的纱线中所需的长丝数目相对应的多个孔。在熔融聚合物开始固化之后，可以拉伸纱线以使聚合物分子取向并改善纱线的性能。连续长丝纱线还可以由纤维素衍生物(例如二乙酸纤维素和三乙酸纤维素)通过干法纺丝纺成。将聚合物溶解在合适的溶剂中，然后通过喷丝板挤出。在挤出后溶剂迅速蒸发，导致聚合物以形成纱线的长丝形式沉淀。可以拉伸新生产的纱线以使聚合物分子取向。连续长丝纱线也可以使用粘胶法由纤维素生产。纤维素通过与氢氧化钠和二硫化碳反应而转化为黄原酸纤维素，然后溶解在氢氧化钠溶液中。纤维素溶液，通常称为粘胶，通过喷丝板挤出到酸浴中。氢氧化钠被中和，导致纤维素沉淀。同时，黄原酸纤维素通过与酸反应而转化回至纤维素。将新形成的长丝拉伸以使纤维素分子取向，洗涤以从长丝中除去反应物，然后干燥并卷绕到筒管上。在该方法的早期版本中，使用离心卷绕机——TophamBox将湿纱收集成丝饼。然后在烘箱中干燥纱饼，之后卷绕到筒管上。连续长丝纤维素纱线还使用铜氨法(cuproprocess)来生产。将纤维素溶解在氢氧化铜铵溶液中。将所得溶液挤出到水浴中，在水浴中氢氧化铜铵被稀释并且纤维素沉淀。将所得纱线洗涤、干燥并卷绕到筒管上。通过粘胶法或铜氨法生产的纤维素连续长丝纱线可以通过机织或针织或其它织物形成方法制成织物。所生产的织物用于各种应用，包括外套、女式衬衫和上衣、女内衣和祈祷地毯用衬里。纱线还被生产用于轮胎和其它橡胶产品的强化。由连续长丝纤维素纱线制成的织物可具有高光泽。它们善于处理湿气以提高穿着者的舒适性。它们不像使用连续长丝合成纱线制成的织物那样容易产生静电。然而，由目前可获得的连续长丝纤维素纱线制成的织物通常具有差的物理性质。与由合成聚合物(例如聚酯)制成的织物相比，干强度和撕破强度较差。由于纤维素和水之间的相互作用，湿强度比干强度低得多。耐磨性低。与水的相互作用还软化了纤维素，导致由该纱线制成的织物在润湿时不稳定。由于这些缺陷，最初使用连续长丝纤维素纱线制造的产品现在主要使用合成聚合物连续长丝纱线(例如聚酯和尼龙)来生产。然而，合成纱线的确显示出某些缺点。使用它们制造的织物不具有由纤维素纱线制造的织物的湿气处理能力。合成织物可产生静电。一些人认为由合成纱线制成的衣服与含纤维素的织物相比穿着起来不舒适地多。因此，需要以下连续长丝纤维素纱线：其将允许生产具有目前可获得的由连续长丝纤维素纱线制成的织物的积极特征而且具有通常与使用连续长丝合成纱线制成的织物相关联的性能的织物和其它纺织产品。令人惊讶地发现，由莱赛尔(lyocell)方法生产的连续长丝纱线具有比由粘胶法生产的长丝纱线显著更高的拉伸强度。这可产生具有更好的强度、撕破强度和耐磨性的织物。当莱赛尔长丝被润湿时，强度损失远低于粘胶长丝。这意味着，当润湿时，莱赛尔织物更难以变形，从而赋予更好的织物稳定性。当润湿时，与等同的粘胶织物相比，莱赛尔织物也更牢固。还令人惊讶地发现，由莱赛尔连续长丝生产的织物可具有光泽、湿气处理性能和低静电产生，这些是连续长丝粘胶织物和铜氨纤维织物的合意的特性。莱赛尔技术是基于将纤维素木浆或其它纤维素基原料直接溶解在极性溶剂(例如N-甲基吗啉N-氧化物，下文称为“氧化胺”)中以产生粘性的高剪切稀化溶液的技术，所述溶液可以形成为一系列有用的纤维素基材料。在商业上，该技术用于生产一类广泛用于纺织和无纺工业的纤维素短纤维(由LenzingAG，Lenzing，Austria以商标TENCEL®市售可得)。还公开了来自莱赛尔技术的其它纤维素产品，例如长丝、膜、套框(casing)、珠粒和非织造网。EP823945B1公开了一种用于制造纤维素纤维的方法，其包括根据莱赛尔方法的纤维素纺丝溶液的挤出和凝固，必须包括拉伸长丝和将长丝切割成纤维素纤维的步骤，该纤维素纤维可用于各种应用领域。根据该现有技术的教导，为了特别获得具有所需性能平衡的短纤维，拉伸经凝固的纤维素长丝的工艺步骤是必要的。EP0853146A2公开了一种用于制备纤维素基纤维的方法。根据该文献的教导，将具有大不相同的分子量的两种不同的原材料混合，以便获得纤维。WO98/06754公开了一种类似的方法，该方法要求首先将两种不同的原材料分别溶解，之后将制备的溶液混合以获得纺丝溶液。DE19954152A1公开了一种制备纤维的方法，其中采用具有相对较低温度的纺丝溶液。由莱赛尔纺丝溶液生产的纤维素长丝纱线的益处已有描述(Krüger,LenzingerBerichte9/94,S.49ff.)。然而，关于经由已知方法生产莱赛尔短纤维或纤维素长丝纱线的现有技术没有提供关于如何以可行方式制造连续长丝莱赛尔纱线的教导。因此，已知的方法的确遭受商业上可行的方法还未知的缺点，因为通过用于形成莱赛尔长丝的现有技术方法获得的长丝和纱线的质量不令人满意。此外，关于由其它工艺技术(粘胶长丝、合成长丝)生产纤维和长丝的现有技术教导不适用于莱赛尔方法，这是由于在挤出后直接进行高聚合物拉伸、接着经由液体交换进行受控溶剂去除的高要求。因此，与莱赛尔短纤维生产相比，连续长丝莱赛尔纱线的制备呈现出新的工艺挑战，主要是由于高得多的生产速度、长丝均匀性要求以及对特别的工艺连续性的需要：·长丝生产速度通常是短纤维生产的超出十倍之快。·在连续长丝纱线产品中，所有单根长丝的性能必须在非常窄的可变性窗口内，例如以防止诸如染料吸收变化的问题。例如，旦数分布的变异系数必须小于5%。另一方面，在短纤维工艺中，由于每个纤维包由从已经被切割成所需长度并混合的长丝获得的数百万根单独纤维组成，因此存在多得多的范围来“平均”各长丝之间的微小变化。莱赛尔短纤维的形成实例公开于EP823945B1中。·为了使拉伸步骤期间的断丝最小化，需要相当高纯度水平的纺丝溶液。断裂会导致单根长丝的损失，导致纱线不再符合所需的规格，并且潜在地导致纺丝连续性的丧失。短纤维生产工艺容许一定比例的单根长丝断裂。专利技术目的因此，本专利技术的目的是提供一种使得能够以高品质和工艺控制生产莱赛尔长丝和莱赛尔复丝纱线的方法，使得整个方法在商业上可行。专利技术简述因此，本专利技术提供了如权利要求1所定义的方法。优选实施方案在权利要求2至10和说明书中给出。此外，本专利技术提供了如权利要求11和本申请所定义的获得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种由纤维素在含水叔胺氧化物中的莱赛尔纺丝溶液生产莱赛尔型纤维素长丝纱线的方法，其包括以下步骤：/na)制造包含10 wt%至20 wt%纤维素的纺丝溶液，其中所述纤维素是5-30 wt%的具有450-700 ml/g范围内的扫描粘度的纤维素与70-95 wt%的具有300-450 ml/g范围内的扫描粘度的纤维素的共混物，其中该两个部分的确显示至少40 ml/g的扫描粘度差异，/nb)通过挤出喷嘴挤出所述纺丝溶液以获得长丝，/nc)经由包含叔胺氧化物的浓度为20%或更低的凝固液的纺丝浴使所述长丝初始凝固；/nd)洗涤所述长丝；和/ne)干燥所述长丝。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171006 EP 17001650.51.一种由纤维素在含水叔胺氧化物中的莱赛尔纺丝溶液生产莱赛尔型纤维素长丝纱线的方法，其包括以下步骤：
a)制造包含10wt%至20wt%纤维素的纺丝溶液，其中所述纤维素是5-30wt%的具有450-700ml/g范围内的扫描粘度的纤维素与70-95wt%的具有300-450ml/g范围内的扫描粘度的纤维素的共混物，其中该两个部分的确显示至少40ml/g的扫描粘度差异，
b)通过挤出喷嘴挤出所述纺丝溶液以获得长丝，
c)经由包含叔胺氧化物的浓度为20%或更低的凝固液的纺丝浴使所述长丝初始凝固；
d)洗涤所述长丝；和
e)干燥所述长丝。


2.根据权利要求1所述的方法，其中生产复丝纱线。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中在离开所述喷嘴后的长丝与0.5-3m/s的横向通风空气流接触。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中在喷嘴出口和纺丝浴表面之间提供在40mm至130mm范围内的间隙(气隙)。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述长丝在离开所述纺丝浴后通过导辊卷绕。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述纺丝浴具有5mm至40mm的深度。


7.根据权利要求4和6...

【专利技术属性】
技术研发人员：C施伦普夫，A格雷森鲍尔，F古格雷尔，M诺伊恩托伊费尔，E赖特，
申请(专利权)人：连津格股份公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT