本发明专利技术涉及一种具有高度均匀的截面的纤维素纤维，尤其涉及一种截面直径变异系数（ＣＶ（％））低的纤维素纤维。具体而言，本发明专利技术涉及这样的纤维素纤维，其中构成复丝的单丝的截面直径变异系数（ＣＶ（％））低于２．５，所述复丝是通过将纤维素粉末溶解于液态Ｎ－甲基吗啉－Ｎ－氧化物（下文中称之为ＮＭＭＯ）中而制得的。根据本发明专利技术，天丝复丝的制备方法包括如下步骤：（ｉ）通过将纤维素粉末均匀地分散、溶胀并溶解于ＮＭＭＯ溶液中从而制备纺丝液；（ｉｉ）通过纺丝头将所述纺丝液纺丝至气隙内；以及（ｉｉｉ）在凝固浴内将经挤压纺丝的所述纺丝液凝固。特别是，通过将凝固系数调节至０．８至１．３从而对所述凝固步骤进行调节，并且所述凝固系数表示为Ｔ↓［Ｄ′］／Ｔ↓［Ｃ］，Ｔ↓［Ｄ′］＝Ｔ↓［Ｄ］＋Ｔ↓［Ａ］－９０，并且Ｔ↓［Ｄ］、Ｔ↓［Ａ］和Ｔ↓［Ｃ］分别表示纺丝液的温度、气隙中所施加的冷却空气的温度、以及凝固浴的温度。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有高度均匀的截面的纤维素纤维，尤其涉及具有低的截面直径变异系数(cv(%))的纤维素纤维。具体而言，本专利技术涉及这样的纤维素纤维，其中构成复丝的单丝的截面直径变异系数(CV(%))低于2.5，所述复丝是通过将纤维素粉末溶解于液态N-甲 基吗啉-N-氧化物(下文中称为NMMO)中而制得的。
技术介绍
天丝纤维(lyocell fiber)是由纺丝液(其中，在NMMO中溶解 有纤维素)制成的，并且这种天丝纤维的优点在于具有高的吸湿性、 高的干态强度和湿态强度、以及高的模量。此外，与粘胶纤维(viscose myon)不同，天丝被认为是环境友好型纤维，其不具有对环境造成 污染的有害物质。这种作为人造丝的替代品的天丝纤维可被用作轮胎 帘线，基于这一目的，构成复丝的单丝的截面直径需要具有均匀度， 从而达到作为轮胎帘线材料所需的髙强度。可将均匀度表示为截面直 径变异系数(CV(%))。国际专利公开No. WO 2001/86043披露了截面直径变异系数 (CV(%))为6.5%或更高的天丝纤维。然而，WO 2001/86043中所披 露的专利技术的目的在于提高截面直径变异系数(CV(%))，并且如其实 施例中所示，由于其强度为0.7g/旦至5.0g/旦，因此这种天丝纤维不 适合用作工业材料，尤其是不适合用作轮胎帘线用材料。参见其他的现有专利技术，美国专利No. 6,773,648披露了这样一种 天丝纤维，其沿纤维长度方向的截面直径变异系数(CV(%))为6% 至17%，并且纤维之间的截面直径变异系数(CV(%))为10%至22%。 然而，具有这样的沿纤维长度方向的截面直径变异系数(CV(%))以 及纤维之间的截面直径变异系数(CV(%))的天丝纤维均不适合用作4轮胎帘线用天丝纤维。
技术实现思路
技术问题本专利技术提出了这样一种用于改善截面直径变异系数的方法，该方 法通过在加工过程中调节气隙和凝固浴的温度，从而使得构成复丝的 单丝的截面直径变异系数(CV(%))低于2.5。技术方案本专利技术的目的是通过以下方法提供一种用作轮胎帘线用高强度浸胶帘线的天丝纤维，所述方法为调节气隙中的冷却空气的温度以及凝固浴的温度，并将构成复丝的单丝的截面直径变异系数(cv(。/。p调节至低于2.5。 有益效果本专利技术的天丝纤维可具有适于用作轮胎帘线用浸胶帘线的性 质。根据本专利技术，可通过调节凝固系数，将截面直径变异系数(CV(M)) 控制在所需范围内。这样，本专利技术具有制备可用作轮胎帘线用浸胶帘 线的天丝复丝的优点。实施本专利技术的最佳方式尽管许多现有技术中已经披露了用以生产天丝纤维的工艺，但 是根据各种不同的工艺条件可制得具有不同性质的天丝纤维。具体而 言，纺丝头中的纺丝压力、纺丝孔的直径和数目、纺丝速度、气隙中 冷却空气的温度和空气流速、以及凝固浴的温度和浓度是决定天丝纤维的性质的主要因素。本专利技术所制备的天丝纤维是通过控制工艺条件 从而使其具有适宜用作轮胎帘线的性质而制得的。本专利技术所制备的天丝纤维的性质并非独立地受到上述因素或其 他因素的影响，而是受到这些因素之间的关系的影响。本专利技术的特征 在于，对这些因素进行控制，以使其具有这种关系。5决定所制得的天丝纤维的均匀度的因素可分为气隙中的冷却条 件和凝固条件。因此，如下所示，可将条件因素表示为这样的凝固系 数，该凝固系数由气隙中的冷却空气的温度以及凝固浴的温度的数学 函数所得。凝固系数-Td,/Tc^0.8至1.3<formula>formula see original document page 6</formula>TD表示纺丝液的温度，TA表示气隙中所施加的冷却空气的温度，并且Tc:表示凝固浴的温度。在本专利技术的天丝纤维的制备工艺中，凝固系数被调节至0.8至 1.3。通过调节凝固系数，使得纺丝液被冷却，并且将纺丝液的温度 和凝固浴的温度调节至相似的温度范围内，随后将纺丝液中所含的 NMMO供入到凝固浴中，并在其中缓慢地铺展开。在这种操作中， 由于铺展速度较低，可提高单丝的均匀度。为了降低铺展速度，将凝 固系数调节至0.8至1.3。在下文中，将对截面直径变异系数(CV(。/。)) 低的天丝纤维的制备方法进行详细地描述。作为制备天丝纤维的原料，将聚合度为800至1200、且oc-纤维 素的含量为93%或更高的针叶木浆(softwood pulp)用破碎机粉碎成 平均直径为500 )um的粉末。制备水含量为10重量％至20重量％的 NMMO溶液。将所述浆料粉末和NMMO溶液同时供入到挤出机中。 随后，在温度保持为90'C至ll(TC的挤出机内，将纤维素粉末均匀地 分散、溶胀并溶解于NMMO溶液中，然后通过温度为9(TC至ll(TC 的纺丝线路将其转移至纺丝头内，从而制得纺丝液。通过纺丝头将该 纺丝液进行纺丝而形成长丝。在本专利技术的天丝纤维的制备方法中，纺丝头的直径可为80 mm 至130mm。在确定了纺丝头的直径之后，可确定纺丝孔的数目以及 纺丝孔的长径比(L/D比)。纺丝孔的数目可为800至1200，纺丝 孔的直径可为800 (im至2000 pm，并且纺丝孔的L/D比可为2至5。 将纺丝液挤压纺丝而穿过气隙。将纺丝液冷却并固化，以在气隙中拉 伸纺丝液，其中在0'C至25t:的较低温度下将空气吹入气隙内。将在气隙中被冷却和固化后的溶液在具有特定的浓度和温度的凝固液中凝固成长丝。在凝固过程中将本专利技术的天丝纤维控制为具有 预定的凝固系数，从而使得天丝纤维可具有所需的性质。如下所示，条件因素可被表示为这样的凝固系数，该凝固系数 由冷却空气的温度和凝固浴温度的数学函数所得。凝固系数^Td./Tc， Td'=Td+Ta-90TD是指纺丝液的温度，lA是指气隙中所施加的冷却空气的温度， 并且Tc是指凝固浴的温度。在本专利技术的天丝纤维的制备方法中，凝 固系数可为0.8至1.3。为了调节凝固系数，可对凝固浴的浓度进行调节，从而将NMMO 的浓度调节至5重量％至20重量％。当凝固系数为0.8至1.3时，纺 丝液的温度与凝固浴的温度相似，并且纺丝液中所含的NMMO铺展 到凝固浴中的铺展速度尽可能地低。这样，可实现均匀的凝固。因此， 构成复丝的单丝的截面变得非常均匀并且获得高强度。由根据上述方法所制得的天丝纤维来制备坯布帘线(greige cord)，并随后制备浸胶帘线。通过将特定数目的合股捻纱(ply twist yarn)和缆捻纱(cable twist yarn)捻成两股天丝纤维，来制备坯布 帘线。优选的是，可在300/300TPM至500/500TPM的条件下对合股 捻纱/缆捻纱进行加捻，并且合股捻纱和缆捻纱的数目不必相同。随 后将通过对合股捻纱和缆捻纱进行加捻而获得的坯布帘线浸入到浸 胶溶液中。在树脂层粘附于坯布帘线上之后，便制得轮胎用浸胶帘线。本专利技术的轮胎帘线用天丝纤维的整体细度为800旦至3300旦， 并且各单丝的细度为0.5旦至2.0旦。根据本专利技术通过将凝固系数调 节为0.8至1.3而制得的天丝纤维的特征在于其具有如下物理性质(1) 复丝的韧度为6.4g/旦至8.3g/旦，(2) 断裂伸长率为5.7%至7.1%，以及(3) 截面直径变异系数(CV(%))低于2.5% 本本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种制备天丝复丝的方法，该方法包括： 通过将纤维素粉末均匀地分散、溶胀并溶解于ＮＭＭＯ溶液中从而制备纺丝液； 通过纺丝头将所述纺丝液纺丝至气隙内；以及 在凝固浴内将经挤压纺丝的所述纺丝液凝固， 所述方法的特征在于，通 过将凝固系数调节至０．８至１．３从而对所述凝固过程进行调节，并且所述凝固系数表示如下： 凝固系数＝Ｔ↓［Ｄ′］／Ｔ↓［Ｃ］，Ｔ↓［Ｄ′］＝Ｔ↓［Ｄ］＋Ｔ↓［Ａ］－９０；并且 Ｔ↓［Ｄ］、Ｔ↓［Ａ］和Ｔ↓［Ｃ］分别表示纺丝液的温度 、气隙中所施加的冷却空气的温度、以及凝固浴的温度。
【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：李泰政，崔在新，李炳珉，
申请(专利权)人：株式会社晓星，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。