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快速原纖化的萊塞爾纖維及其用途的制作方法

文檔序號:11446726閱讀:961來源:國知局
快速原纖化的萊塞爾纖維及其用途的制造方法與工藝
本發(fā)明涉及原纖化的萊塞爾纖維,其具有20或更大的原纖化商q,并且其超細(xì)纖維的含量至少為50%,所述超細(xì)纖維具有小于14目的細(xì)度和小于2μm的直徑,以及其用于制備擦拭布的用途,所述擦拭布含有漿粕(zellstoff)和5至20重量%的原纖化的萊塞爾纖維?,F(xiàn)有技術(shù)us6042769公開了通過使纖維素的聚合度降低至少200個(gè)單位的處理來增加萊塞爾纖維的原纖化傾向的方法。如此獲得的纖維應(yīng)特別用于非織造織物和紙。所述處理優(yōu)選用漂白劑進(jìn)行,特別是用次氯酸鈉進(jìn)行??商娲?,用酸,優(yōu)選無機(jī)酸如鹽酸、硫酸或硝酸的處理也是可能的。但是,該方法至今沒有商業(yè)轉(zhuǎn)變。在非織造織物中使用再生纖維素纖維,如粘膠纖維和萊塞爾纖維是眾所周知的。具體地講,通過研磨或也在所謂的精制機(jī)(refinern)(其由造紙已知)中使萊塞爾纖維原纖化(auffibrilliert),并作為纖維素-超細(xì)纖維與紙漿混合用于所謂的濕法成網(wǎng)法(nasslege-verfahren)(在本領(lǐng)域中也被稱作“濕法成網(wǎng)法(wet-laid-verfahren)”)中。在此,制備各種產(chǎn)品,像例如擦拭-或清潔布,所謂的濕巾,和用于例如薄絹的紙結(jié)構(gòu)。例如,us8187422描述了,通過向紙漿添加原纖化的萊塞爾-超細(xì)纖維可相應(yīng)地優(yōu)化一次性纖維素擦拭布的性能。不同于純漿粕擦拭布,清潔行為應(yīng)通過該添加相應(yīng)地得到改善。在此,優(yōu)化的性能特性的特征應(yīng)在于增加的不透明度(光散射)和孔隙率,改善的柔軟手感。較高的孔隙率應(yīng)導(dǎo)致較高的對水和油的吸收能力,這導(dǎo)致改善的清潔行為。us8187422沒有確切描述如何制備所使用的萊塞爾-超細(xì)纖維。僅簡述,通常的萊塞爾-短纖維,如其例如還用于制備紡織品,可在圓盤式精制機(jī)或類似的裝置中在水性介質(zhì)中在低的固體比例下原纖化。根據(jù)us8187422使用的萊塞爾-超細(xì)纖維以已原纖化的狀態(tài)從供應(yīng)商購得。它們具有csf<175ml的原纖化度以及<2μm的直徑。40%的纖維應(yīng)在此具有細(xì)于14目的細(xì)度。在us8187422中公開的一次性擦拭布含有25和75%之間的以這種方式制備的萊塞爾-超細(xì)纖維。盡管根據(jù)us8187422使用的萊塞爾纖維在水性介質(zhì)中在機(jī)械研磨負(fù)荷下原纖化。然而,為了根據(jù)us8187422實(shí)現(xiàn)特定的原纖化度,關(guān)于時(shí)間和能量投入的花費(fèi)在使用目前精制機(jī)-技術(shù)的情況下,比例如用于漿粕的顯著更大。目的相比于該現(xiàn)有技術(shù),目的在于,提供用于擦拭布中的纖維,其一方面可以被成本有利地原纖化,和另一方面以在擦拭布中的較小的量比例仍實(shí)現(xiàn)擦拭布的相同的機(jī)械性能,像例如高的強(qiáng)度。發(fā)明描述上述目的可通過原纖化的萊塞爾纖維實(shí)現(xiàn),其特征在于,它們具有20或更大的原纖化商q,并且其超細(xì)纖維的含量至少為50%,所述超細(xì)纖維具有小于14目的細(xì)度和小于2μm的直徑。為了避免誤解,應(yīng)在此闡明,在本發(fā)明上下文中的術(shù)語“原纖化的萊塞爾纖維”不是指完全相同的纖維的總量,而是指性質(zhì)基本上相同的纖維的混合物,其中,以不同細(xì)度(用目數(shù)測量)和不同直徑的纖維的混合物。所述原纖化商q定義為q=200/tcsf200在此tcsf200是在csf-測試中為實(shí)現(xiàn)200的csf-值所需的時(shí)間(用分鐘表示)。q越大,則因此在恒定的原纖化條件下需要更少的時(shí)間,以實(shí)現(xiàn)相同的原纖化度。根據(jù)初始纖維的種類和根據(jù)本發(fā)明的酸處理,可實(shí)現(xiàn)至最多400的q-值。本發(fā)明還涉及一種擦拭布,其含有漿粕和5至20重量%的原纖化的萊塞爾纖維,并且其中,所述原纖化的萊塞爾纖維具有20或更大的原纖化商q。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中,所述漿粕是紙漿。快速原纖化的萊塞爾-纖維可以意料之外地通過傳統(tǒng)的萊塞爾纖維的酸處理來制備。該酸處理可以根據(jù)本發(fā)明通過以下進(jìn)行:以已知的方式根據(jù)萊塞爾法從紡絲噴嘴擠出的纖維束(具有例如1.0和6.0dtex之間的單根纖維纖度)用稀無機(jī)酸,例如鹽酸、硫酸或硝酸(具有例如0.5和5%之間的濃度)在室溫下在容器中以例如1:10的浴比浸漬,和然后壓出一定的殘余水分,例如200%。經(jīng)浸漬的纖維束,然后用水蒸氣在超壓下在合適的設(shè)備中加載,然后洗滌至無酸并干燥。為了測定原纖化傾向,將纖維束切至5mm的短纖維長度,并經(jīng)受csf-測試(根據(jù)tappi標(biāo)準(zhǔn)t227om-94的加拿大標(biāo)準(zhǔn)游離度)。將纖維束切成合適的切削長度例如4至6mm的短纖維用于制備本發(fā)明的擦拭布。然后原纖化可以在造紙工業(yè)中常用的粉碎裝置,例如研磨裝置、精制機(jī)、粉碎機(jī)(desintegrator)或水力碎漿機(jī)(hydrapulper)中發(fā)生。原纖化在那里進(jìn)行,直到實(shí)現(xiàn)期望的原纖化度。酸處理和由此引起的csf的降低的效果可受處理參數(shù)的變化影響。用較低的酸濃度在超壓-蒸汽中的較長的處理時(shí)間下可以獲得相同的效果,反之亦然。同樣地,可以通過蒸汽處理的較低或較高的溫度來影響csf-值。在此顯而易見的是,有針對性地削弱纖維結(jié)構(gòu),并因此增加原纖化傾向。在隨后的csf-測試中可確定的是,在未處理的萊塞爾-纖維中為實(shí)現(xiàn)200ml的csf所需的研磨時(shí)間取決于漿粕類型和生產(chǎn)參數(shù)在12-16分鐘的范圍內(nèi)(見圖1)。該方法可與us8187422中的方法相比擬。用酸處理的萊塞爾-纖維在相同的研磨方式下只需要大約3-4分鐘,直到實(shí)現(xiàn)200ml的csf(圖1)。此外,可確定,通過酸預(yù)處理,使在研磨時(shí)形成的超細(xì)纖維(<14目且直徑<2μm)的比例顯著增加至50%以上。由此可能的是,使清潔布中萊塞爾纖維的比例降低至顯著<25重量%,根據(jù)本發(fā)明甚至20重量%以下,并且仍然獲得所要求的,例如在us8187422中描述的性能特性。根據(jù)本發(fā)明的快速原纖化的萊塞爾纖維可以根據(jù)本發(fā)明用于制備各種產(chǎn)品,如擦拭布,特別是一次性擦拭布,紙,特別是濾紙和用于技術(shù)應(yīng)用如電池等的紙。這些和其它產(chǎn)品以及對其適合的制備方法尤其在wo95/35399中描述,在此參考其并且將其全部公開內(nèi)容并入本專利申請中。特別地,根據(jù)本發(fā)明的擦拭布可以根據(jù)基本上已知的方法由本發(fā)明的纖維和漿粕制備。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中,加固通過水刺(wasservernadelung)進(jìn)行。本發(fā)明還涉及上述的本發(fā)明纖維用于制備擦拭布的用途,其中所述擦拭布含有漿粕和5至20重量%的原纖化的萊塞爾纖維。所述漿粕優(yōu)選為紙漿。下文借助實(shí)施例來描述本發(fā)明。然而,本發(fā)明明確地不限于這些實(shí)施例,而是還包括了基于同一發(fā)明構(gòu)思的所有其它實(shí)施方案。實(shí)施例實(shí)施例1:酸處理根據(jù)本發(fā)明的快速原纖化的萊塞爾-纖維如下制備:具有1.7dtex的單根纖維纖度的萊塞爾-纖維束用稀硫酸在室溫和1:10的浴比下浸漬并壓出約200%的水分。經(jīng)浸漬的纖維束在實(shí)驗(yàn)室蒸化機(jī)中在壓力下用水蒸氣加載約10分鐘,然后用水洗滌至無酸并干燥。將干纖維束切至5mm的短纖維長度并經(jīng)受csf測試。實(shí)施例2:原纖化動力的比較原纖化傾向借助csf(加拿大標(biāo)準(zhǔn)游離度)測試根據(jù)tappi標(biāo)準(zhǔn)t227om-94測量并測定原纖化商q。比較:a.商業(yè)上慣用的未處理的1.7dtex/6mm的萊塞爾-纖維,可從lenzingag作為tencel?商購(“tencel?-標(biāo)準(zhǔn)”)b.按照實(shí)施例1經(jīng)酸處理的纖維(“tencel?快速原纖化”)圖1示出了隨著在測量裝置中增加的粉碎時(shí)間csf-值的減小??梢郧宄乜闯?,經(jīng)酸處理的纖維比未處理的顯著更快地原纖化。這對商業(yè)制備原纖化的萊塞爾纖維的實(shí)踐意味著比使用未處理的萊塞爾纖維時(shí)顯著更低的時(shí)間-和能量花費(fèi)。表1示出了對不同試樣測定的tcsf200-值和從其計(jì)算得出的q值。表1:試樣tcsf200[min]q[min-1]a15.512.9b3.557.1實(shí)施例3:針對濕法成網(wǎng)法的適用性的比較比較與在實(shí)施例1中相同的纖維試樣:兩個(gè)纖維試樣a和b的1%的纖維水性懸浮液分別在andritzr1l型號的實(shí)驗(yàn)室精制機(jī)中在500w的功率下進(jìn)行研磨,其中不僅對用kwh/to表示的能量消耗還對為實(shí)現(xiàn)csf200的研磨度的持續(xù)時(shí)間(根據(jù)tappi標(biāo)準(zhǔn)t227om-94的加拿大標(biāo)準(zhǔn)游離度-測試)進(jìn)行了測定。與標(biāo)準(zhǔn)-萊塞爾纖維相比,原纖化的萊塞爾纖維能夠在只有50%的研磨時(shí)間且小于80%的能量消耗下加工(見表2)。表2:試樣研磨時(shí)間[min]能量消耗[kwh/to]a5400b2.565其中的2000ml在rapithk?then型號的紙張成型機(jī)中制備成試驗(yàn)紙張,并拍下這些試驗(yàn)紙張的rem-照片。圖2示出了由試樣b的懸浮液制成的紙張的rem-照片。當(dāng)前第1頁12
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