專利名稱：制造纖維素纖維的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造lyocell型纖維素纖維的方法，該方法通過用干/濕紡絲法對纖維素在含水氧化叔胺中的可紡絲溶液進(jìn)行加工。
在最近的幾年里，曾公開過許多用來替代粘膠法的方法，在這些方法中，纖維素不經(jīng)生成衍生物就溶解在有機(jī)溶劑、有機(jī)溶劑與無機(jī)鹽的組合或含水鹽溶液中。由此種溶液制造的纖維素纖維已由BISFA(“國際人造絲及合成纖維標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會”)賦予屬名“l(fā)yocell”。根據(jù)BISFA的定義，術(shù)語“l(fā)yocell”是指用紡絲方法從有機(jī)溶劑中獲得的纖維素纖維。根據(jù)BISFA的定義，術(shù)語“有機(jī)溶劑”是指由有機(jī)化合物與水組成的混合物。
然而迄今，從真正實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的意義上，只有一種制造lyocell型纖維素纖維的方法被人們所接受。該方法所優(yōu)選使用的溶劑是N-甲基嗎啉-N-氧化物(NMMO)。在本專利說明中，縮寫“NMMO”被用來替代術(shù)語“氧化叔胺”，其中術(shù)語NMMO還進(jìn)一步指N-甲基嗎啉-N-氧化物。后者是目前優(yōu)選使用的。
氧化叔胺作為纖維素的替代溶劑早已為世人所知。例如，由美國專利2,179,181得知，氧化叔胺具備不需要讓高級化學(xué)漿粕先生成衍生物就可將其溶解，而從這些溶液中通過沉淀可獲得諸如纖維之類的纖維素模塑體。美國專利3,447,939、3,447,956及3,508,941描述了另一些制備纖維素溶液的方法，其中以環(huán)狀胺氧化物作為優(yōu)選的溶劑。在所有這些方法中，纖維素都是在高溫下進(jìn)行物理溶解。
本申請人在EP-A-O356419中提出了一種優(yōu)選在薄膜處理設(shè)備中實(shí)施的方法，在該設(shè)備中，將一種粉碎的漿粕在含水氧化叔胺中的懸浮體擴(kuò)散成薄層的形式并沿著加熱表面前進(jìn)，其間該薄層的表面暴露在真空之中。隨著懸浮體沿加熱表面前進(jìn)，水不斷蒸發(fā)掉，纖維素就變得可溶了，以致使可紡絲的纖維素溶液由薄膜擠出機(jī)擠出。
例如，由US-A-4,246,221專利得知一種將纖維素溶液紡成絲的方法。按照這種方法，紡絲溶液經(jīng)過噴絲頭擠出單絲或絲束，它們經(jīng)過空氣隙進(jìn)入凝固浴，在凝固浴中，纖維素沉淀出來。絲束在空氣隙中受到拉伸，從而賦予纖維諸如改善的強(qiáng)度之類有利的物理性能。通過纖維素在凝固浴中的沉淀，上述有利的物理性能便得到固定，因此不再需要進(jìn)一步的拉伸。此種方法通常被稱之為干/濕紡絲法。
按照US-A-4,144,080，初生的絲束可在空氣隙中以空氣冷卻。還建議，以沉淀劑潤濕絲束的表面以減少單絲之間相互粘連的危險。但是，此種潤濕的缺點(diǎn)是，絲表面的纖維素會發(fā)生沉淀，使得用拉伸調(diào)節(jié)纖維性能變得更加困難。
EP-A-O648808描述了一種纖維素溶液的成形方法，溶液的纖維素組分包括由平均聚合度(DP)在500～2000的纖維素組成的第一成分，以及第二成分，由DP小于第一成分DP的90％的纖維素組成，在350～900的范圍。第一與第二成分的重量比應(yīng)在95∶5～50∶50。
本申請人的WO93/19230改進(jìn)了干/濕紡絲法并提高了其生產(chǎn)率。這是通過一種采用惰性冷卻氣體給予一定量的吹風(fēng)起作用的，在該方法中，規(guī)定冷卻裝置直接設(shè)在噴絲頭的下方。采用這種方式，就有可能顯著減少初生擠出絲的粘性，從而紡出密度更大的絲幕，即可采用紡絲孔排列密度高的噴絲頭，其數(shù)值高達(dá)1.4孔/mm2，自然，這樣一來，干/濕紡絲法的生產(chǎn)率也可大大提高了。用于冷卻初生擠出絲的空氣溫度在-6℃～+24℃。
本申請人的WO95/02082也同樣描述了干/濕紡絲法。這種方法采用的冷卻氣體溫度在10℃～60℃。所提供的冷卻氣體濕度在20gH2O～40gH2O/kg。
本申請人的WO95/01470及WO95/04173描述了一種分別采用孔密度為1.59孔/mm2的噴絲頭以及總共有15048孔的噴絲頭的紡絲方法。在兩種中的每一種情況下，冷卻氣體溫度均為21℃。
WO94/28218，大致地說，建議采用500～100,000孔的噴絲頭。冷卻氣體的溫度在0℃～50℃。本領(lǐng)域技術(shù)人員可從該文獻(xiàn)中歸納出，濕度在5.5gH2O～7.5gH2O/kg空氣。因此，這就在空氣隙內(nèi)造成了較為干燥的空氣。
WO96/17118也提及充斥在空氣隙中空氣氛，據(jù)稱該空氣必須盡可能干燥，即在0.1gH2O～7gH2O/kg空氣，相對濕度小于85％。所建議的冷卻風(fēng)溫度為6℃～40℃。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員從該文獻(xiàn)中能夠領(lǐng)悟到，該紡絲期間的氣氛須盡可能維持干燥。
這一點(diǎn)，從WO96/18760中也可以看出，該文獻(xiàn)建議，空氣隙內(nèi)的溫度保持在10℃～37℃，相對濕度在8.2％～19.3％，這意味著1gH2O～7.5gH2O/kg空氣。
此外，本申請人的WO96/20300描述了具有28392個紡絲孔的噴絲頭的使用?？諝庀秲?nèi)的空氣溫度為12℃，濕度，5gH2O/kg空氣。因此，從該文獻(xiàn)中也可領(lǐng)悟到，這方面的趨勢是將空氣隙內(nèi)的空氣事先保持干燥和冷卻的狀態(tài)，尤其當(dāng)采用紡絲孔數(shù)目大大增加的噴絲板，即當(dāng)紡制排列較密的絲幕時。
WO96/21758同樣涉及空氣隙內(nèi)氣氛的調(diào)節(jié)問題，提出使用不同冷卻風(fēng)的二步吹風(fēng)技術(shù)，其中在空氣隙的上部區(qū)域采用濕度較小和溫度較低的吹風(fēng)。
采用低濕度空氣的一個缺點(diǎn)在于，調(diào)節(jié)到這樣的空氣狀態(tài)只有付出一定的成本為代價方能做到。為了給胺氧化物過程提供大量的低濕度冷卻風(fēng)，需要相當(dāng)多的技術(shù)上開支。
而且，還發(fā)現(xiàn)，隨著冷卻風(fēng)穿絲幕吹過，它會變得越來越熱，越來越濕，原因在于從噴絲頭噴出的初生纖維溫度在100℃以上，且含水約10％，因此要向冷卻風(fēng)中放出熱量和濕氣。本申請人從實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，由于絲幕非常密，像這樣越積越多的水進(jìn)入會導(dǎo)致出現(xiàn)這樣的情況所需要的空氣只有通過技術(shù)上復(fù)雜的吹風(fēng)裝置方能得到調(diào)節(jié)，不采用這樣的裝置，就無法進(jìn)一步提高絲束的密度。
為此，本發(fā)明的目的在于消除上述缺點(diǎn)，并從而提供一種按照干/濕紡絲法加工纖維素在含水氧化叔胺中的可紡絲溶液，以制造屬名為lyocell纖維素纖維的方法。它允許在側(cè)吹風(fēng)不需要是干燥的條件下紡出大密度的絲幕。盡管在這種條件下，本發(fā)明方法的實(shí)施仍能夠?qū)崿F(xiàn)良好的可紡性，其中可達(dá)到的最低纖度越細(xì)，被認(rèn)為，可紡性越好(見下文)。
在文章開頭所定義的那種方法中，上述目的是這樣達(dá)到的用于紡絲的溶液中含有以溶液質(zhì)量為基準(zhǔn)，在0.05％(質(zhì)量)～0.70％(質(zhì)量)，尤其是0.10～0.55％(質(zhì)量)，優(yōu)選在0.15～0.45％(質(zhì)量)之間的分子量至少是5×105(=500,000)的纖維素和/或其它聚合物。
分子量是按照下文所描述的色譜法測定的。在本發(fā)明的專利申請中，按照下文所述色譜法進(jìn)行的測定中發(fā)出對應(yīng)于至少5×105分子量信號的纖維素分子或其他聚合物分子，被稱之為長鏈分子。
本發(fā)明建立在這樣一種認(rèn)識的基礎(chǔ)上，即在上面規(guī)定的濃度范圍內(nèi)，長鏈纖維素分子和/或其他聚合物按所指出的含量范圍在紡絲溶液中的存在，能夠使紡絲性能改善到允許采用不需要干燥的側(cè)吹風(fēng)的程度。從而，即使對非常致密的絲幕吹風(fēng)時，甚至處于絲幕更外側(cè)的區(qū)域也能保證良好的可紡性，因而只要用“用過的”，即被相當(dāng)程度加熱和變濕的吹風(fēng)空氣也能達(dá)到目的。
對本發(fā)明至關(guān)重要的是，在臨紡絲之前的紡絲溶液中必須存在上面所規(guī)定含量的長鏈纖維素分子。因?yàn)?，如眾所周知，紡絲溶液中的纖維素分子鏈會逐漸降解，因此，在制備紡絲溶液時就必須預(yù)先盡量提供含量足夠大的長鏈分子，以便使從紡絲溶液制備到實(shí)際進(jìn)行紡絲這段時間纖維素的降解不致這樣大，使該含量降低到按照本發(fā)明的最低含量，即0.05％(質(zhì)量)以下的程度。這已表明，當(dāng)采用濕側(cè)吹風(fēng)或在空氣隙內(nèi)維持濕氣氛時，若長鏈分子在原液中的含量低于0.05％(質(zhì)量)，可紡性將顯著惡化。
另一方面，若長鏈分子濃度高于0.70％(質(zhì)量)，則可紡性也會顯著惡化。這一點(diǎn)對潮濕或干燥吹風(fēng)紡絲來說都是如此。
本發(fā)明方法優(yōu)選使用在紡絲溶液中具有規(guī)定長鏈分子含量的漿粕混合物。
就此而論，同樣令人驚奇的是，采用包含這樣的漿粕混合物紡絲原液進(jìn)行紡絲，所制成的纖維具有較低的原纖化傾向。這種效應(yīng)，當(dāng)在空氣隙內(nèi)采用較高濕度的空氣時甚至表現(xiàn)得更加明顯。
N-甲基嗎啉-N-氧化物業(yè)已驗(yàn)證是最有效的氧化叔胺。
本發(fā)明還涉及一種纖維素在含水氧化叔胺中的可紡絲溶液在制造最高1dtex的纖維素纖維中的應(yīng)用，該溶液包含，以溶液質(zhì)量為基準(zhǔn)，0.05～0.70％(質(zhì)量)，尤其是0.10～0.55％(質(zhì)量)，優(yōu)選在0.15～D.45％(質(zhì)量)分子量至少是5×105的纖維素。此種lyocell纖維是新的。
本發(fā)明還涉及一種lyocell型纖維素纖維，其特征在于，它可以由本發(fā)明方法獲得。
本發(fā)明還涉及一種lyocell型纖維素纖維，其特征在于，它顯示出最高1dtex的纖度。
本發(fā)明纖維的優(yōu)選實(shí)施例包含，以纖維素纖維質(zhì)量為基準(zhǔn)，0.25～7.0％(質(zhì)量)，尤其是1.0～3.0％(質(zhì)量)分子量至少是5×105的纖維素。
本發(fā)明纖維的另一優(yōu)選實(shí)施例是短纖維。
此外，本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種按照干/濕紡絲法加工纖維素在含水氧化叔胺中的可紡絲溶液，以制造lyocell型纖維素纖維的方法，該方法的特征在于，(1)用于紡絲的溶液中分子量至少是5×105的纖維素的含量，以溶液質(zhì)量為基準(zhǔn)，在0.05％(質(zhì)量)～0.70％(質(zhì)量)之間，尤其是0.10～0.55％(質(zhì)量)，優(yōu)選在0.15～0.45％(質(zhì)量)；以及(2)紡絲所使用的噴絲板有10,000個噴絲孔，噴絲孔的排列方式為相鄰噴絲孔的間距最大為3mm；噴絲孔的線密度至少是20。
術(shù)語“線密度”是本申請人定義的一個關(guān)鍵數(shù)值，表示側(cè)吹風(fēng)所吹過的每毫米絲幕的纖維根數(shù)。線密度可通過將噴板的噴絲孔總數(shù)除以所謂的入流面積(單位，mm2)再乘上空氣隙的長度(單位mm)計算出?！叭肓髅娣e”是與紡絲浴表面成直角的一塊面積，該面積由空氣隙(mm)與由吹過的氣體首先接觸到的那一排絲構(gòu)成的；和相應(yīng)的噴絲板的“一排孔”和由其形成的線(總長度mm)。為清楚起見，參考圖3。
圖3用示意圖畫出一個矩形噴絲板1，它有紡絲孔2，由紡絲孔擠出絲束3。空氣隙的長度標(biāo)為“l(fā)”。穿過空氣隙之后，絲束3進(jìn)入凝固浴(未畫出)。在圖3中，只畫出了空氣隙內(nèi)的那部分絲束。
入流面積是空氣隙長度“l(fā)”與第一排絲束的寬度“b”的數(shù)學(xué)乘積。于是，線密度由下面的數(shù)學(xué)關(guān)系式給出
下面，將更詳細(xì)地說明本發(fā)明。
1．測定漿粕分子量分布曲線的一般方法漿粕的分子量分布曲線可通過凝膠滲透色譜法(GPC)獲得，其中以“微分重量分?jǐn)?shù)”(％)作為縱座標(biāo)，對分子量[g/mol；按對數(shù)標(biāo)繪]作圖。
圖中，數(shù)值“微分重量分?jǐn)?shù)”表示摩爾質(zhì)量分?jǐn)?shù)的百分頻率。
為了按GPC進(jìn)行分析，把漿粕溶解在二甲基乙酰胺/LiCl中并進(jìn)行色譜測定。檢測采用折射指數(shù)測定及所謂“MALLS”(=多角度激光散射)測定來實(shí)現(xiàn)(HPLC(高壓液相色譜)泵由Kontron提供；樣品收集器HP1050，惠普公司提供；洗脫液9g LiCl/L DMAC；RI(折射率)檢測器F511型，由ERC提供；激光波長488nm；增量dn/dc:1.36ml/g；評估軟件Astra3d,4.2版，由Wyatt公司提供；色譜柱材料4個柱，300mm×7.5mm，填料PL Gel20μ-Mixed-A，由Polymer-Laboratories提供；樣品濃度1g/l洗脫液；注入體積40μl，流速1ml/min。
測試儀器采取本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的措施進(jìn)行標(biāo)定。
信號評價按照Zimm的方法進(jìn)行，其中Zimm的公式，根據(jù)情況的需要，應(yīng)用評估軟件予以校正。
1.1.漿粕分子量分布曲線

圖1a以實(shí)例方式展示了Viscokraft LV漿粕(InternationalPaper公司出品)的分子量分布曲線。圖1a的曲線顯示，這種漿粕大部分由分子量約100,000的分子組成，且該漿粕實(shí)際上不含有分子量超過500,000的部分(僅約0.2％)。因此，單獨(dú)由此種漿粕在含水胺氧化物中15％的纖維素溶液(=紡絲原液)(制備方法，見下文)，不相當(dāng)于本發(fā)明應(yīng)用的原液。
作為比較，圖1b表示Alistaple LD9.2漿粕(Western Pulp公司出品)的分子量分布曲線。采用這種漿粕，摩爾質(zhì)量頻率最大值大約為200,000，同時該曲線還表明，這種特定的漿粕含有高百分率(約25％)的分子量大于500,000的分子。僅包含15％此種類型漿粕的(質(zhì)量)紡絲原液含有約4％(與溶液質(zhì)量有關(guān)；但未考慮溶液制備期間的降解)分子量大于500,000的纖維素分子，因此也不符合本發(fā)明所使用的原液條件。
圖1c表示70％Viscokraft LV與30％Alistaple LD9.2的漿粕混合物分子量分布曲線。對于這種漿粕混合物，最大值大約為100,000，同時該曲線還顯示出，此種漿粕混合物包含約7％分子量超過500,000的分子部分。
含有15％此種混合物的紡絲原液--倘若不考慮溶液制備期間的分子降解--就將包含大約1％(與溶液質(zhì)量有關(guān))分子量超過500,000的纖維素分子。然而，如上面已經(jīng)提到那樣，當(dāng)溶解于含水胺氧化物這段期間，纖維素分子必然要降解，以致使，長鏈分子的含量將降低，由所述混合物制備的原液所包含的長鏈分子部分比這還要顯著地降低。這一點(diǎn)表示在圖1d中，該圖描繪出臨紡絲之前由紡絲原液沉淀出的漿粕，按GPC標(biāo)繪的分子量分布曲線。該紡絲原液是臨要紡絲之前的纖維素溶液，其中僅剩下0.4％(質(zhì)量)長鏈分子，因此是符合本發(fā)明使用的纖維素溶液。
Solucell400型漿粕(生產(chǎn)單位Bacell SA，巴西)顯示出適合生產(chǎn)符合本發(fā)明的纖維素溶液的分子量分布。
2．紡絲原液(纖維素在含水氧化叔胺中的可紡絲溶液)制備粉碎漿粕或粉碎漿粕的混合物，被懸浮在捏合機(jī)(型號IKA-Laborkneter HKD-T,IKA-labortechnik公司制造)中的50％NMMO水溶液中，并浸漬1h。隨后，用維持在130℃溫度的加熱介質(zhì)加熱捏合機(jī)并減壓以使水蒸發(fā)，直至漿粕完全溶解到溶液中。
3．溶液的紡絲及最大拉伸速率或最小纖度的測定(可紡性)作為紡絲設(shè)備，采用通常在塑料加工中使用的熔流指數(shù)儀，Davenport公司制造。該設(shè)備由可加熱、溫控的銅制圓筒組成。將原液倒入該圓筒內(nèi)。借助一定重量荷載的活塞，使原液經(jīng)過安裝在鋼制圓筒底表面的噴絲頭擠出，該噴絲頭上開有一個直徑100μm的孔。
在該試驗(yàn)中，將置于該紡絲設(shè)備中的原液(纖維素含量15％)經(jīng)過該噴絲頭孔擠出并通過長度為3cm的空氣隙，然后進(jìn)入含水凝固浴中，轉(zhuǎn)向，通過設(shè)置在離開凝固浴以后的導(dǎo)絲盤拖出，借此也實(shí)現(xiàn)了拉伸。原液通過噴絲頭的排出量是0.030g/min。噴絲溫度是80℃～120℃。
用最低可紡纖度來模擬紡絲性能。為此目的，通過不斷提高拉伸速度直至絲束斷裂來測定最大拉伸速率(m/min)。記錄下該速度，并由此根據(jù)下面的公式算出纖度。最大拉伸速率的數(shù)值越高，紡絲性能或可紡性就越好。
已知最高拉伸速度，可按照以下通式計算纖度
式中K是纖維素濃度，％(質(zhì)量)；A是原液排出量，g/min；G是拉伸速率，m/min；L是噴絲頭的紡絲孔數(shù)目。在下面的實(shí)例中，纖維素濃度是15％；A=0.030g/min；L=1。
4．空氣隙內(nèi)的側(cè)吹風(fēng)對空氣隙內(nèi)絲束的側(cè)吹風(fēng)是通過這段絲束的整個長度并垂直于絲束進(jìn)行的。空氣的濕度通過恒溫裝置予以調(diào)節(jié)。
5．纖維素溶液的紡絲性能5.1長鏈分子比例過低(＜0.05％(質(zhì)量))的纖維素溶液按照上面規(guī)定的操作方法，采用Viscokraft LV漿粕(International Paper公司出品)，其分子量分布曲線用圖1a表示，制備了原液，將所述原液在不同的空氣隙濕度下紡絲，在紡絲期間，測定最高拉伸速率和最小可紡纖度。結(jié)果見表1。
在表1中，“溫度”指原液溫度，℃；“濕度”指空氣隙內(nèi)的空氣濕度，gH2O/kg空氣；“最高拉伸速度”指以m/min為單位的最高拉伸速率。纖度按上面給出的公式計算，單位為dtex。表1漿粕溫度濕度最高拉伸速度纖度Viscokraft LV同上115 0 176 0.31同上115 2099 0.55同上115 4863 0.86同上120 0 170 0.32同上120 2283 0.66同上120 4752 1.05表1中所示結(jié)果表明，隨著空氣隙內(nèi)濕度的增加，最高拉伸速率和最小纖度分別降低和增加。這意味著，該漿粕的溶液的可紡性，由于實(shí)際上不存在長鏈部分，故隨著空氣隙內(nèi)濕度的增加而惡化。
5.2.長鏈分子比例過高(＞0.70％(質(zhì)量))的纖維素溶液按照上面描述的操作方法，采用Alistaple LD9.2漿粕(WesternPulp公司出品)，其分子量分布曲線見圖1b，制備了原液，將所述原液在不同的空氣隙濕度下紡絲，在紡絲期間，測定最高拉伸速率和最小可紡纖度。獲得了相反的結(jié)果空氣隙內(nèi)濕度較高時的可紡性略好于濕度較低時的可紡性。然而，此種原液的可紡性總的來說是顯著較差的，如同可從最小纖度明顯看出那樣，原因就在于高分子成分含量太高。
5.3.長鏈分子比例不同的纖維素溶液的紡絲性能按照上面描述的操作方法，制備了包含15％(質(zhì)量)的由30％Alistaple LD9.2與70％Viscokraft LV的混合物組成的紡絲原液。臨紡絲之前，該漿粕混合物所顯示出的分子量分布如圖1d所示。原液在120℃的溫度、不同的空氣隙內(nèi)濕度下進(jìn)行紡絲。上述試驗(yàn)的結(jié)果見下表2表2漿粕混合物濕度最高拉伸速度 纖度(Alistaple/Viscokraft)30/70 30116 0.4730/70 50118 0.4630/70 70127 0.43由該表中可清楚地看出，不同于包含15％Viscokraft漿粕的原液，不再有隨空氣隙內(nèi)濕度增加可達(dá)到的最小纖度惡化的現(xiàn)象，實(shí)際上可達(dá)到的最小纖度反而略有改善。而且，可達(dá)到的纖度與包含15％Alistaple漿粕相比也有顯著降低。還可以看出，本發(fā)明原液的可紡性對于空氣隙內(nèi)的濕度表現(xiàn)出相對的獨(dú)立性。
在多次紡絲試驗(yàn)中，其中使用了上述或類似的漿粕混合物，并在紡絲期間獲得了符合本發(fā)明組成的紡絲原液，本發(fā)明人觀察到，如此制備的纖維的原纖化傾向，比未按照本發(fā)明制備的纖維的原纖化傾向要小。在這方面，在這樣按本發(fā)明的原液進(jìn)行紡絲期間，如此制備的纖維的原纖化傾向隨著空氣隙內(nèi)濕度的增加而進(jìn)一步減少。
圖2表示各種不同長鏈分子比例的纖維素溶液的紡絲性能，其中以最小纖度(dtex)作為縱座標(biāo)，而橫座標(biāo)則為相應(yīng)纖維素溶液中分子量至少是500,000的纖維素分子的含量。這些含量是在臨紡絲之前測定的。
通過將適當(dāng)數(shù)量的Alistaple LD9.2混入到Viscokraft LV中，調(diào)整了長鏈分子的比例。在所有情況下，溶液中纖維素含量均為15％(質(zhì)量)。
對每種纖維素溶液，在空氣隙內(nèi)濕度為30gH2O(曲線”a”)和0gH2O(干燥)(直線“b”)的2種條件下分別測定了紡絲性能。
從圖2可以看出-可紡性與長鏈分子含量之間存在一定聯(lián)系；-若空氣隙內(nèi)是干燥空氣(直線“b”)，則可紡性將隨著長鏈分子濃度的降低，沿著大致線性的方式改善；-若空氣隙內(nèi)是濕空氣(曲線“a”)，則可紡性最初隨著長鏈分子含量的降低而越來越好，但是，自大約0.25％(質(zhì)量)起如繼續(xù)降低，則又開始惡化，而當(dāng)降低到0.05％(質(zhì)量)以下，惡化的情況尤其顯著。
在圖2中，本發(fā)明的范圍(0.05～0.70％(質(zhì)量))已在圖中標(biāo)明。在該范圍內(nèi)，最小纖度僅在約0.4dtex與0.75dtex的范圍內(nèi)變化，即不論空氣隙內(nèi)的濕度如何。這意味著，在這一范圍內(nèi)，可紡性實(shí)際上與空氣隙內(nèi)的濕度無關(guān)，而且，長鏈分子含量落在本發(fā)明中標(biāo)出的含量范圍的原液能夠紡成高密度絲幕，紡絲期間空氣濕度對可紡性實(shí)際上沒有消極影響，這樣就避免了對成本高昂的側(cè)吹風(fēng)空調(diào)處理的需要。
通過廣泛的試驗(yàn)，本申請人確認(rèn)，按照這樣的方式，可紡出高線密度絲幕，即線密度至少是20，紡出的絲束隨后接受常規(guī)空氣的吹風(fēng)。
6．由按本發(fā)明和不按本發(fā)明的纖維素溶液制造的纖維的原纖化性能按照第2節(jié)中所描述的方法制備了總纖維素濃度為15％(重量)的纖維素溶液。
作為纖維素原料，采用了如下的漿粕和漿粕混合物1)Viscokraft(100％)2)Vicokraft(85％)與Alistaple LD9.2(15％)含100％Viscokraft LV纖維素材料的纖維素溶液，在紡絲之前不符合按照本發(fā)明使用的纖維素溶液。
含85％Viscokraft LV和15％Alistaple LD9.2纖維素材料的纖維素溶液，在紡絲之前則符合按照本發(fā)明使用的纖維素溶液。
由這2種纖維素原液，按照第3節(jié)中所描述的方法制備了纖維。在分開進(jìn)行的單個試驗(yàn)中，采用不同濕度的空氣吹拂空氣隙內(nèi)的絲束(參見4)，而所有其他參數(shù)則維持不變。對如此制備的纖維按照以下的試驗(yàn)方法測定了原纖化傾向。
對原纖化的測試按照下述試驗(yàn)方法模擬了纖維在濕的狀態(tài)下整理過程及在洗滌過程中彼此的摩擦8根長20mm的纖維被加入到盛有4mL水的20mL試樣瓶中，并置于Gerhardt公司(波恩(聯(lián)邦德國))制造的R0-10型實(shí)驗(yàn)室振動器上，設(shè)定在第12級，搖動9h。然后，在顯微鏡下數(shù)出每0.276mm纖維長度上原纖(細(xì)絲)的根數(shù)，以此來評價纖維的原纖化性能。
結(jié)果按照上述規(guī)范測定的原纖化性能見下表<
>從表中很容易看出，由組成符合本發(fā)明規(guī)定的纖維素溶液制造的纖維，比由組成不符合本發(fā)明規(guī)定的纖維素溶液制造的纖維，在原纖化傾向上來得低。而且，從該表還可以看出，由組成符合本發(fā)明的纖維素溶液制造的纖維，當(dāng)采用濕度較高的空氣吹拂絲束時，原纖化傾向甚至進(jìn)一步降低。
權(quán)利要求
1．按照干/濕紡絲法加工纖維素在含水氧化叔胺中的可紡絲溶液，以制造lyocell型纖維素纖維的方法，該方法的特征在于，用于紡絲的溶液中分子量至少是5×105的纖維素和/或另一種聚合物的含量，以溶液質(zhì)量為基準(zhǔn)，在0.05％(質(zhì)量)～0.70％(質(zhì)量)之間。
2．按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，用于紡絲的溶液中分子量至少是5×105的纖維素的含量，以溶液質(zhì)量為基準(zhǔn)，在0.10～0.55％(質(zhì)量)之間。
3．按照權(quán)利要求2的方法，其特征在于，用于紡絲的溶液中分子量至少是5×105的纖維素的含量，以溶液質(zhì)量為基準(zhǔn)，在0.15～0.45％(質(zhì)量)之間。
4．按照權(quán)利要求1～3之一的方法，其特征在于，使用N-甲基嗎啉-N-氧化物作為氧化叔胺。
5．纖維素在含水氧化叔胺中的可紡絲溶液在制造纖度最高1dtex的纖維素纖維中的應(yīng)用，所述溶液包含，以溶液質(zhì)量為基準(zhǔn)，0.05％～0.70％(質(zhì)量)分子量至少是5×105的纖維素。
6．lyocell型纖維素纖維，其特征在于，其纖度最大為1dtex。
7．可按照權(quán)利要求1～4之一的方法獲得的lyocell型纖維素纖維。
8．按照權(quán)利要求6或7之一的纖維素纖維，其特征在于，它含有，以纖維素纖維質(zhì)量為基準(zhǔn)，0.25～7.0％(質(zhì)量)，尤其是1.0～3.0％(質(zhì)量)分子量至少是5×105的纖維素。
9．按照權(quán)利要求6～8之一的纖維素纖維，其特征在于，它是以短纖維的形式存在的。
10．按照干/濕紡絲法加工纖維素在含水氧化叔胺中的可紡絲溶液，以制造lyocell型纖維素纖維的方法，該方法的特征在于，(1)用于紡絲的溶液中分子量至少是5×105的纖維素的含量，以溶液質(zhì)量為基準(zhǔn)，在0.05％(質(zhì)量)～0.70％(質(zhì)量)之間；以及(2)紡絲所使用的噴絲頭開有10,000以上的噴絲孔，噴絲孔的排列方式為相鄰噴絲孔的間距最大是3mm；噴絲孔的線密度至少是20。
全文摘要
本發(fā)明涉及按照干/濕紡絲法加工纖維素在含水氧化叔胺中的可紡絲溶液,以制造屬名為lyocell的纖維素纖維的方法,該方法的特征在于,用于紡絲的溶液中分子量至少是5×10
文檔編號D01D4/02GK1236403SQ98801167
公開日1999年11月24日 申請日期1998年6月17日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月17日
發(fā)明者E·米勒德爾, C·施雷姆普夫, H·呂夫, W·菲爾邁爾 申請人:連津格股份公司