BR112020016978A2

BR112020016978A2 - Fibra celulósica fiada em solvente

Info

Publication number: BR112020016978A2
Application number: BR112020016978-1A
Authority: BR
Inventors: Verena Silbermann; Martina Opietnik
Original assignee: Lenzing Aktiengesellschaft
Priority date: 2018-03-06
Filing date: 2019-03-05
Publication date: 2020-12-15
Also published as: EP3762525A1; CN111819314B; US11898273B2; TWI814782B; TW201940767A; CA3091720A1; JP2021517213A; US20200407883A1; CN111819314A; CL2020002131A1; WO2019170670A1; KR20200130273A; KR102662301B1

Abstract

a presente invenção refere-se a uma fibra celulósica do gênero liocel. a fibra de acordo com a invenção tem as seguintes propriedades: a) a fibra tem um teor de hemicelulose de 5 % em peso ou mais; b) a fibra é caracterizada pelos fatores hoeller f1 e f2 conforme segue: fator hoeller f1 = 0,7+x e = 1,3+x, fator hoeller f2 = 0,75+(x*6) e = 3,5+(x*6), em que x é 0,5 se a fibra não contém um agente de fosqueamento, e x é 0 se a fibra contém um agente de fosqueamento e se x é 0,5, a fibra é essencialmente livre de qualquer agente de incorporação.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para “FIBRA CELULÓSICA FIADA EM SOLVENTE”.

[0001] A presente invenção refere-se a uma fibra celulósica fiada em solvente do gênero lyocell.

[0002] As fibras lyocell são conhecidas na literatura e por peritos como fibras com excelentes propriedades de fibra (tenacidade, alon- gamento e capacidade de operação). O termo “lyocell” é um termo genérico conforme aceito pelo Bureau of International Standardization of Man-Made-Fibres (“BISFA”).

[0003] A estrutura das fibras lyocell conduzem a excelentes pro- priedades têxteis mecânicas refletidas em altas tenacidades em esta- do seco e úmido, e boas estabilidades de dimensão.

[0004] O processo lyocell/tecnologia lyocell se relaciona a um pro- cesso de dissolução direta de polpa de madeira de celulose ou outra matéria-prima à base de celulose em um solvente polar (especialmen- te N-metilmorfolina-N-óxido [NMMO, NMO] ou líquidos iônicos). Co- mercialmente, a tecnologia é usada para produzir uma família de fibras sintéticas de celulose (comercialmente disponíveis de Lenzing AG, Lenzing, Áustria sob a marca comercial TENCEL® ou TENCELTM), que são amplamente usadas na indústria têxtil e indústria de não-tecidos. Outros corpos moldados de celulose de tecnologia lyocell têm sido também produzidos.

[0005] De acordo com este método, a solução de celulose é usu- almente extrudada em um assim denominado processo de fiação se- co-úmido por meio de uma ferramenta de formação, e a solução mol- dada extrudada é transferida, via uma folga de ar, em que a solução moldada extrudada é estirada mecanicamente, em um banho de pre- cipitação, onde o corpo moldado é obtido por precipitação da celulose. A moldagem é lavada e opcionalmente secada após etapas de trata- mento adicionais. Um processo para produção de fibras lyocell é des-

crito, por exemplo, na US 4.246.221, WO93/19230, WO95/02082 ou WO97/38153. Este método é também conhecido sob o termo “air-gap- spinning”.

[0006] Os termos “hemiceluloses”, conforme aqui usado, se refe- rem a materiais conhecidos àqueles técnicos conhecidos que estão presentes em madeira e outra matéria-prima celulósica, tais como plantas anuais, isto é, a matéria-prima da qual celulose tipicamente é obtida. Hemiceluloses estão presentes na madeira e outras plantas em forma de polissacarídeos de cadeia curta ramificada formados por pentoses e/ou hexoses (unidades de açúcar C5 e/ou C6). Os elemen- tos constitutivos principais são manose, xilose, glicose, ramnose e ga- lactose. O suporte dos polissacarídeos pode consistir de simente uma unidade (por exempolo, xilano), ou de duas ou mais unidades (por exemplo, manano). As cadeias laterais consistem de grupos arabino- se, grupos acetila, grupos galactose e grupos O-acetila, bem como grupos de ácido 4-O-metilglucurônico. A estrutura de hemicelulose exata varia significantemente dentro de espécies de madeira. Devido à presença de hemiceluloses, a cadeia lateral mostra cristalinidade mui- to mais baixa comparada a celulose. É bem conhecido que manano predominantemente se associa com celulose e xilano com lignina. Em resumo, as hemiceluloses influenciam no comportamento de hidrofili- cidade, acessibilidade e degradação do agregado de celulose-lignina. Durante o processamento de madeira e polpa, as cadeias laterais são clivadas e o grau de polimerização é aumentado. Os termos hemicelu- loses conforme conhecidos pelo técnico no assunto e conforme aqui usados compreendem hemiceluloses em seu estado nativo, hemicelu- loses degradadas por processamento ordinário e hemiceluloses quimi- camente modificadas por tapas de processo especiais (por exemplo, derivatização), bem como celuloses de cadeia curta e outros polissa- carídeos de cadeia curta com um grau de polimerização (DP) de até

500.

[0007] As fibras são normalmente caracterizadas por medição de titulação, tenacidade e alongamento na quebra. Adicionalmente, re- ceptividade a corantes, módulo, tenacidade de nó, tenacidade de laço e fibrilação e tendências de arrastamento, podem ser medidos.

[0008] Em 1984 Hoeller e Puchegger (Melliand Textilberichte 1984, 65, 573-574) introduziram um “novo método para caracterizar fibras de celulose regeneradas”.

[0009] Os autores proporcionaram um gráfico que reflete as pro- priedades da fibra na base de dois fatores calculados que são plotados em dois eixos que geram o assim denominado “gráfico de Hoeller”, em que tipos de fibra diferentes reivindicam áreas diferentes.

[0010] As propriedades de fibra têxtil mecânicas que geram estes dois fatores são bem conhecidas aos técnicos e podem ser encontra- das e testadas de acordo com BISFA “Testing methods viscose, mo- dal, lyocell and acetate staple fibres and tows” Edition 2004, Chapter 7.

[0011] Os dois fatores de Hoeller são calculados conforme descrito abaixo:

[0012] F1= - 1,109 + 0,03992*tenacidade (cond) – 0,06502*alongamento (cond) + 0,04634*tenacidade (úmido) – 0,04048*alongamento (úmido) + 0,08936*BISFA-Módulo + 0,02748*tecanidade de laço + 0,02559*tenacidade de nó

[0013] F2= -7,070 + 0,02771*tenacidade (cond) + 0,04335*alongamento (cond) + 0,02541*tenacidade (úmido) + 0,03885*alongamento (úmido) – 0,01542 BISFA-Módulo + 0,2891 te- nacidade de laço + 0,1640 tenacidade de nó

[0014] De acordo com Lenzinger Berichte 2013, 91, 07-12, no grá- fico de Hoeller, fibras de processos de produção diferentes, por exem- plo, dissolução direta vs derivatização, podem ser claramente distin- guidas entre si. Também entre os tipos de fibra de dissolução direta,

as fibras produzidas de solventes diretos diferentes reivindicam áreas diferentes – por exemplo, fibras fiadas de soluções em líquidos iônicos ou, de outro modo, NMMO.

[0015] Fibras lyocell comerciais exibem valores de Hoeller-F1 en- tre 2 e 3, e valores de Hoeller-F2 entre 2 e 8 (WO 2015/101543 e Len- zinger Berichte 2013, 91, 07-12). As fibras recuperadas de dissoluções diretas em líquidos iônicos cobrem uma área de valores de Hoeller-F1 entre 3 e 5,5 e valores Hoeller-F2 entre 7 e 10,5 (Lenzinger Berichte 2013, 91, 07-12). O WO 2015/101543 divulga um novo tipo de fibra lyocell com valores de Hoeller-F2 em uma região mais baixa entre 1 e 6, e valores de Hoeller-F1 entre -0,6 e uma borda superior direita que é definida por F2-4,5*F1 ≥3, especificamente ≥1.

[0016] Desse modo, o WO 2015/101543 descreve uma fibra lyocell com uma localização específica dentro do diagrama de Hoeller. As fi- bras lyocell reivindicadas foram produzidas usando misturas de polpas de madeira de alta qualidade com alto teor α e baixos teores de não- celulose tais como hemiceluloses para alcançar uma distribuição de peso molecular específica e parâmetros de fiação otimizados. A in- fluência da folga de ar é reduzida, fiação é realizada a altas temperatu- ras e pelo uso de razões de estiramento inferiores.

[0017] Na literatura até agora, somente fibras têxteis foram exami- nadas usando o gráfico de Hoeller.

[0018] Os tipos de fibra de não-tecido contêm agentes de fosque- amento similares a TiO2 dando a fibra uma aparência embaçada com- parada às fibras têxteis brilhantes.

[0019] O EP 1 362 935 descreve a preparação de uma polpa he- mi-rica e a produção de fibras lyocell desta. Nos exemplos, a tecnolo- gia meltblown é descrita. As fibras produzidas pela tecnologia meltblown são analisadas por cristalinideade e tenacidade. Para al- cançar fibras sintéticas, os feixes de fibras são abertos pela mão. Este método não reflete o processo descrito nesta invenção.

[0020] O método de produção de fibra lyocell descrito na presente invenção não é comparável à tecnologia meltblown. O princípio do mé- todo de formação de fibra é descrito acima.

[0021] A US 6 440 547 descreve a preparação de uma polpa hemi- rica e a produção de fibras lyocell em um modo similar ao EP 1 362

935. Nesta patente não somente a tecnologia meltblown é usada para a produção de fibras, mas também uma tecnologia de folga de ar para a produção de fibras sintéticas lyocell.

[0022] Adicionalmente, o EP 1 311 717 também descreve a produ- ção de fibras lyocell hemi-ricas usando a tecnologia de folga de ar, analisando as fibras mais corretamente medindo além da tenacidade úmida/seca e alongamento, também a tenacidade de laço, módulo ini- cial e módulo úmido. As fibras mencionadas nestas patentes mostram excelentes propriedades de fibra (tenacidade, alongamento), sugerin- do que estas fibras cairão na área de fibras lyocell padrões.

[0023] Wendler et al (Fibres and textiles in Eastern Europe 2010, 18, 2 (79), 21-30) descrevem a adição de polissacarídeos diferentes (xilanos, mananos, derivado de xilano,…) em, entre outros, lyocell do- pes (NMMO, líquidos iônicos, fiação destes dopes em uma unidade de laboratório de produção em escala (produzindo 1,5 kg de fibras) e subsequente análise das fibras. Somente uma diminuição insignifican- te nas propriedades da fibra (tenacideade e alongamento) com a adi- ção de xilanos em dopes à base de NMMO foi observada. É suspeita- do que as fibras atuais diferentemente, se elas são produzidas a) por adição de polissacarídeos no dope, ou b) dissolução direta de uma polpa hemi-rica. As fibras são produzidas em uma unidade de labora- tório de produção em escala, que não reflete a produção comercial.

[0024] Schild et al (Cellulose 2014, 21, 3031-3039) descrevem fi- bras de viscose enriquecidas com xilano, em que o xilano é adicionado em uma etapa posterior no processo de produção de viscose. Os auto- res detectaram uma diminuição nas propriedades da fibra. Singh et al (Cellulose, 2017, 24, 3119-3130) também adicionam hemiceluloses ao processo de viscose. Eles postulam que as propriedades da fibra per- manecem inafetadas por esta adição. As fibras lyocell são menciona- das como fibras de referência, mas nenhuma adição de xilano é des- crita. A tecnologia de viscose inclui uma etapa de reação química na qual a celulose é estruturalmente mudada a um derivado, que é sub- sequentemente clivada no banho de fiação para formar celulose no- vamente. Esta tecnologia não pode ser comparada à tecnologia de lyocell de dissolução direta.

[0025] Zhang et al (Polymer Engineering and Science 2007, 47, 702-706) descrevem fibras lyocell com teores mais altos de hemicelu- lose. Eles postulam que a resistência à tensão somente diminui insig- nificantemente e que as propriedades da fibra podem ser aumentadas por concentrações mais altas de polpa no dope de fiação.

[0026] Zhang et al (Journal of Applied Polymer Science, 2008, 107, 636-641), Zhang et al (Polymer Materials Science and Engineering 2008, 24, 11, 99-102) divulgam as mesmas figuras como o artigo por Zhang et al (Polymer Engineering and Science 2007, 47, 702-706).

[0027] Zhang et al (China Synthetic Fibra Industry, 2008, 31, 2, 24- 27) descrevem melhores propriedades mecânicas para fibras lyocell grosseiras (2,3 dtex) com hemi-teores mais altos. Os mesmos autores postulam esta mesma teoria em Journal of Applied Science 2009, 113, 150-156.

[0028] É um objetivo da presente invenção proporcionar uma fibra lyocell, que se aproxima das fibras de viscose em propriedades simila- res ao valor de retenção de água intensificado. As fibras da invenção podem substituir fibras de viscose em algumas aplicações como fibras lyocell produzidas por um processo de circuito fechado ecológico.

[0029] Este objetivo é solucionado por uma fibra celulósica do gê- nero liocel, caracterizada pelas seguintes propriedades: a) a fibra tem um teor de hemicelulose de 5 % em peso a 50 % em peso b) a fibra é caracterizada pelos fatores Hoeller F1 e F2 con- forme segue: fator Hoeller F1 ≥ 0,7+x e ≤ 1,3+x, fator Hoeller F2 ≥ 0,75+(x*6) e ≤ 3,5+(x*6), em que x é 0,5 se a fibra não contém um agente de fosqueamento, x é 0 se a fibra contém um agente de fosqueamento, e se x é 0,5, a fibra é essencialmente livre de qualquer agen- te de incorporação.

[0030] Concretizações preferidas são divulgadas nas reivindica- ções dependentes. Breve Descrição dos Desenhos:

[0031] A Figura 1 mostra um Gráfico Hoeller, ilustrando a localiza- ção das fibras lyocell da presente invenção no referido Gráfico confor- me comparado a outros tipos de fibra lyocell. Descrição Detalhada da Invenção:

[0032] Surpreendentemente, o objetivo da presente invenção foi solucionado pelas fibras lyocell exibindo uma certa faixa de fatores Hoeller como pela reivindicação 1.

[0033] A Figura 1 mostra a localização das novas fibras lyocell no Gráfico de Hoeller.

[0034] A primeira área reivindicada é definida por um fator Hoeller F1 entre 1,2 e 1,8 e um fator Hoeller F2 entre 3,75 e 6,5. As fibras, de acordo com a invenção, dentro desta área são fibras lyocell para apli- cações têxteis como titulações de 1 dtex até 6,7 dtex, especialmente 1,3 dtex até 6,7 dtex, de preferência, 3,3 dtex ou menos, de preferên-

cia, 2,2 dtex ou menos, ainda mais de preferência, 1,7 dtex ou menos. Faixas de titulação especialmente preferidas são de 1 dtex a 3,3 dtex, mais preferidas 1,3 dtex a 2,2 dtex. Também preferida é uma faixa de titulação de 1,7 dtex a 2,2 dtex.

[0035] A segunda área reivindicada é definida por um fator Hoeller F1 entre 0,7 e 1,3 e um fator Hoeller F2 entre 0,75 e 3,5. As fibras den- tro desta área são fibras lyocell para aplicações de não-tecidos com uma titulação padrão de 1,3 dtex a 2,2 dtex, especialmente 1,3 dtex a 1,7 dtex, mas também 1,7 dtex a 2,2. dtex, e contendo um agente de fosqueamento (por exemplo, TiO2).

[0036] Pode ser visto que para ambas alternativas, as regiões no Gráfico de Hoeller distinguem as fibras de acordo com a presente in- venção de a) Fibras lyocell padrões (aplicações de têxteis e aplicações de não-tecidos) produzidas de uma solução de celulose em NMMO, b) fibras lyocell produzidas de soluções em líquidos iônicos, c) fibras lyocell de acordo com WO 2015/101543.

[0037] Além disso, as duas fibras alternativas (fibras para aplica- ções de têxteis e aplicações de não-tecidos) são diferenciadas entre si nas duas áreas descritas acima.

[0038] No caso da fibra de acordo não conter agente de fosquea- mento (X = 0,5), a fibra é também essencialmente livre de qualquer agente de incorporação. O termo “essencialmente livre de qualquer agente de incorporação” significa que à parte de quaisquer impurezas que podem estar contidas no dope de fiação usado para fiação da fi- bra, nenhum agente de incorporação foi adicionado ao dope de fiação. O termo “agente de incorporação” significa um agente que, sob as condições do respectivo processo usado para fiação da fibra, especi- almente sob as condições do processo de amina-óxido, permanece distribuído no interior da matriz de celulose na fibra após a celulose ter sido precipitada da solução de fiação.

[0039] O termo “essencialmente livre” especialmente significa um teor de agente de incorporações de menos do que 0,05 % em peso baseado em celulose.

[0040] No caso da fibra de acordo com a presente invenção conter um agente de fosqueamento, o agente de fosqueamento está contido na fibra em uma faixa de 0,1% em peso a 10% em peso, de preferên- cia, 0,3% em peso a 5% em peso, mais de preferência, 0,5% em peso a 1% em peso.

[0041] O agente de fosqueamento pode ser selecionado a partir do grupo consistindo em TiO2, CaCO3, ZnO, caulim, talco, silícico pirogê- nico, BaSO4, e misturas dos mesmos.

[0042] Em uma concretização preferida adicional, a fibra de acordo com a presente invenção exibe um valor de retenção de água (WRV) de 70% e mais alto, de preferência, 75% a 85%.

[0043] Este é um WRV mais alto do que aquele de fibras lyocell padrões e passa a estar mais próximo às capacidades de absorção de fibras de viscose.

[0044] Uma fibra preferida de acordo com a presente invenção é caracterizada por um teor de hemicelulose de 7% em peso a 50% em peso, de preferência, 7% em peso a 25% em peso.

[0045] De preferência, a fibra de acordo com a presente invenção foi obtida por um processo de amina-óxido, isto é, de uma solução de celulose em um óxido de amina terciária aquoso, tal como N- metilmorfolino-N-óxido.

[0046] Fibras lyocell padrões são atualmente produzidas de polpas de madeira de alta qualidade com alto teor α e baixos teores de não- celulose, tal como hemiceluloses.

[0047] Em contraste a isto, as fibras lyocell descritas são produzi- das de polpas hemi-ricas (≥7% em peso de teor de hemicelulose).

[0048] Nas duas concretizações exemplares da presente inven- ção, duas polpas Kraft diferentes de fontes de madeira diferentes fo- ram escolhidas para produzir estas fibras.

[0049] As fibras foram produzidas em uma planta piloto semico- mercial (~1 kt/a) com razões de estiramento suficientes, velocidades de produção e um pós-tratamento similar completo comercial da fibra. Um incremento simples desta unidade de produção a uma unidade comercial (>30 kt/a) é viável e seguro.

[0050] A US 6 440 547, US 6 706 237, EP 1 362 935 e EP 1 311 717 descrevem a preparação de uma polpa hemi-rica e a produ- ção de fibras lyocell usando uma tecnologia de folga de ar para a pro- dução de fibras sintéticas. De acordo com a informação fornecida nes- tes documentos relacionada aos experimentos, bem como a excelen- tes propriedades de fibra (tenacidade, alongamento) das fibras produ- zidas com esta tecnologia, o técnico no assunto pode concluir que as fibras foram produzidas em uma unidade de laboratório de produção em escala, sem um pós-tratamento completo. Tal pós-tratamento completo incluiria, por exemplo, etapas de lavagem contínua realiza- das no feixe de fibras com temperaturas variantes e valor de pH, per- mitindo que o feixe de fibras seja lavado a estado de equilíbrio e, des- se modo, tem um impacto nas propriedades de tensão da fibra.

[0051] É bem conhecido aos peritos que valores de alta tenacida- de e alongamento extrapolam também aos outros valores medidos in- cluídos nos fatores Hoeller (por exemplo, resistência de laço e alon- gamento). Desse modo, se a tenacidade e alongamento de uma fibra são excelentes, a resistência de laço e alongamento são esperados serem excelentes também.

[0052] Portanto, as fibras produzidas de acordo com os documen- tos acima citados nesta unidade de escala de bancada que não refle- tem a produção comercial estarão localizadas na área das fibras lyo-

cell comerciais do estado da técnica.

[0053] Para uma produção comercial, as capacidades de produção de pelo menos 1 ton de fibras por ano (produção semi-comercial), es- pecialmente pelo menos 1,000 tons até 30,000 tons de fibras por ano e mais são requeridas.

[0054] Consequentemente, a presente invenção também proporci- ona um feixe de fibras contendo uma pluralidade de fibras de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes. Um "feixe de fi- bras" é compreendido para ser uma pluralidade de fibras, por exemplo, uma pluralidade de fibras sintéticas, um cordão de filamentos contí- nuos, ou um fardo de fibras, que podem conter até várias centenas de quilogramas de fibra.

[0055] Especialmente, o feixe de fibras de acordo com a presente invenção pode conter pelo menos 20kg, de preferência, pelo menos 70kg da fibra de acordo com a invenção, de preferência, na forma de um fardo de fibra.

[0056] O WO 2007/128026 divulga a produção de uma fibra lyocell de certas polpas. Uma das polpas usadas para produção de fibra lyo- cell é divulgada neste documento para ter um teor relativamente alto de hemicelulose (7,8% em peso de xilano e 5,3% em peso de mana- no). A viscosidade desta polpa é divulgada para ser 451 ml/g.

[0057] Para a manufatura da fibra da presente invenção, a polpa usada deve ter uma viscosidade de 300-440 ml/g, especialmente, 320- 420 ml/g.

[0058] Desse modo, em uma concretização preferida da presente invenção, a polpa usada para a preparação das fibras lyocell, confor- me descrito acima, tem uma viscosidade scan na faixa de 300-440 ml/g, especialmente 320-420 ml/g, mais de preferência, 320 a 400 ml/g.

[0059] A viscosidade scan é determinada de acordo com SCAN-

CM 15:99 em uma solução de cuprietilenodiamina, uma metodologia que é conhecida ao técnico no assunto e que pode ser efetuada em dispositivos comercialmente disponíveis, tal como o dispositivo Auto PulpIVA PSLRheotek disponível de psl-rheotek.

A viscosidade scan é um parâmetro importante que influencia no processamento particular da polpa para preparar soluções de fiação.

Mesmo se duas polpas pa- recem ser de grande similaridade como matéria-prima para o processo lyocell, diferentes viscosidades scan conduzirão a comportamento completamente diferente durante processamento.

Em um processo de fiação em solvente direto similar ao processo lyocell, a polpa é dissol- vida em NMMO como tal.

Nenhuma etapa de maturação existe compa- rável ao processo de viscose onde o grau de polimerização da celulo- se é ajustado às necessidades do processo.

Portanto, as especifica- ções para a viscosidade da polpa de matéria-prima tipicamente estão dentro de uma faixa pequena.

De outro modo, os problemas durante a produção podem ocorrer.

De acordo com a presente invenção, verifi- cou-se ser vantajoso se a viscosidade da polpa é conforme definida acima.

Viscosidades inferiores comprometem as propriedades mecâ- nicas dos produtos lyocell.

As viscosidades mais altas em particular podem conduzir à viscosidade do dope de fiação sendo mais alta e, portanto, a fiação será mais lenta.

Como uma velocidade de fiação mais baixa, razões de estiramento mais baixas serão alcançadas, que significantemente alteram a estrutura da fibra e suas propriedades (Carbohydrate Polymers 2018, 181, 893-901; Structural analysis of Ioncell-F fibres from birch wood, Shirin Asaadia; Michael Hummel; Pa- trik Ahvenainen; Marta Gubitosic; Ulf Olsson, Herbert Sixta). Isto re- quererá adaptações de processo e conduzirá a uma diminuição na ca- pacidade de moagem.

Usando polpas com as viscosidades conforme definidas aqui capacita o processamento e produção regular de produ- tos de alta qualidade.

[0060] As polpas usadas na presente invenção, conforme esboça- das aqui, mostram um alto teor de hemiceluloses. Comparadas com a polpa de teor de hemicelulose de baixo padrão usada para a prepara- ção de fibras lyocell padrões, as polpas usadas de acordo com a pre- sente invenção também mostram outras diferenças: Comparadas com polpas padrões, as polpas conforme aqui usadas divulgam uma apa- rência mais felpuda, que após moagem (durante preparação de mate- riais de partida para a formação de soluções de fiação para o processo lyocell), resulta na presença de uma alta proporção de partículas maio- res. Como um resultado, a densidade aparente é muito mais baixa, comparada com polpas padrões tendo um baixo teor de hemicelulose. Em adição, as polpas usadas de acordo com a presente invenção são mais difíceis de impregnar com NMMO. Todas estas propriedades di- ferentes requerem certas adaptações durante preparações de solução de fiação, tal como tempo de dissolução aumentado (por exemplo, ex- planado no WO 94/28214 e WO 96/33934), e/ou cisalhamento aumen- tado durante dissolução (por exemplo, WO 96/33221, WO 98/05702 e WO 94/28217). Isto assegura a preparação de uma solução de fiação que capacita o uso das polpas aqui descritas em processos de fiação de lyocell padrões.

[0061] Exemplos

[0062] Exemplo 1: Produção de fibra lyocell de polpas diferentes

[0063] As polpas especificadas na tabela 1 foram convertidas em dopes de fiação e processadas em fibras lyocell, de acordo com o WO 93/19230, com titulações diferindo entre 1,3 a 2,2 dtex.

[0064] A fibra 1 foi produzida continuamente, usando polpa hemi- rica 1, em escala semicomercial (1 kt/a), incluindo um pós-tratamento completo deas fibras. A fibra 2 foi produzida usando polpa hemi-rica 2 em uma unidade de produção descontínua. Além disso, ambas fibra 1 e fibra 2 foram produzidas em uma versão de brilho/têxtil e em uma versão opaca/não-tecida com a adição de um agente de fosqueamento (TiO2).

[0065] Fibras lyocell padrões (CLY padrão) são produzidas de pol- pa de lyocell padrão com (NW, opaco) ou sem (TX, brilhante) agente de fosqueamento. Tabela 1: Hemi composição de polpas diferentes: polpa lyocell padrão polpa hemi-rica 1 polpa hemi-rica 2 Teor de açúcar - xilano [%] 1,2 8,3 14 Teor de açúcar -manano [%] 1,1 5,7 <0,2 Viscosidade [ml/g] 406 e 415, resp. 372 383

[0066] As propriedades de tensão das fibras assim produzidas, bem como os fatores Hoeller 1 e 2 resultantes são colocados na se- guinte Tabela 2

Tabela 2: Propriedades da fibra das fibras diferentes Titula- Modul Bisfa Tipo de fi- FFk.

FDk.

FFn.

FDn.

SFk.

SDk.

KFk. ção kond.

Modul fator Hoeller fator Hoeller bra/titulação/comprimento de corte F1 F2 (mm)/opaca ou brilhante dtex cN/tex % cN/tex/% cN/tex % cN/tex/5% cN/tex % cN/tex fibra1 1,7/38/opaca 1,75 28,1 11,5 5,0 24,5 17,8 7,0 11,5 4,0 22,3 1,2 2,6 fibra1 1,7/38/opaca 1,71 28,9 12,8 4,1 24,6 18,6 6,6 12,1 4,3 21,0 1,1 2,7 fibra1 1,7/38/opaca 1,70 25,6 10,6 3,5 23,6 16,7 7,2 11,5 3,6 24,2 1,2 2,8 fibra2 1,7/38/opaca 1,72 27,6 11,4 5,2 23,4 17,2 6,8 11,1 3,9 21,7 1,1 2,3

CLY NW* padrão. 1,7/38/opaca 1,79 32,1 12,7 3,9 28,2 18,4 7,3 11,5 3,7 23,8 1,5 3,1

15/17 CLY NW padrão. 1,7/38/opaca 1,75 30,6 12,6 4,8 26,1 15,9 8,6 11,8 3,1 20,6 1,5 2,5 fibra1 1,3/38/brilhante 1,32 30,9 12,1 4,6 26,8 18,5 7,6 17,9 6,5 27,1 1,7 5,4 fibra1 1,3/38/brilhante 1,36 31,1 13,8 4,0 25,6 17,8 7,2 19,3 7,1 25,8 1,5 5,7 fibra1 1,3/38/brilhante 1,31 31,1 13,7 4,4 26,4 18,7 7,3 18,2 5,8 27,4 1,6 5,7 fibra1 2,2/38/brilhante 2,12 28,2 12,1 3,6 24,1 18,3 6,9 15,1 5,6 23,9 1,2 4,0 fibra1 2,2/38/brilhante 2,24 28,1 12,0 3,9 21,6 15,8 6,9 15,3 5,3 23,5 1,2 3,8

CLY TX** padrão. 1.3/38/brilhante 1,32 36,1 13,5 6,4 30,7 18,3 8,5 17,0 4,7 28,7 2,1 5,8

CLY TX padrão. 1,3/38/brilhante 1,23 35,3 14,0 5,, 30,3 17,6 8,3 17,6 4,9 28,4 2,0 5,8

CLY TX 1,7/38/brilhante 1,65 38,6 14,8 5,4 31,5 17,4 8,5 19,5 5,8 29,3 2,3 6,7

CLY TX padrão. 2,2/38/brilhante 2,14 41,7 13,4 7,2 33,1 16,9 9,5 19,1 4,9 32,4 2,7 7,1

* NW: Não-tecido ** TX: Têxtil

[0067] Pode ser visto da tabela 2 que as fibras de acordo com a presente invenção, isto é, “fibra 1” e “fibra 2” exibem fatores Hoeller F1 e F2 que localizam as mesmas no campo específico conforme definido acima e distinguem as mesmas das fibras lyocell padrões.

[0068] Na seguinte tabela 3, os valores de retenção de água (WRV) medidos de acordo com DIN 53814 (1974) conforme descrito abaixo das fibras da presente invenção são comparados com aqueles das fibras lyocell padrões, bem como fibras de viscose.

[0069] Para determinar o valor de retenção de água, uma quanti- dade definida de fibras secas é introduzida em tubos centrífugos espe- ciais de acordo com DIN 53814 (com uma saída para a água). As fi- bras são permitidas intumecerem em água deionizada por 5 minutos. Em seguida elas são centrifugadas a 3000 rpm por 15 minutos, pelo que a celulose úmida é pesada imediatamente. A celulose úmida é se- cada por 4 horas a 105 °C, pelo que o peso seco é determinado. O WRV é calculado usando a seguinte fórmula:

[0070] WRV[%] = (mf = massa úmida, mt = massa seca)

[0071] O valor de retenção de água (WRV) é um valor medido que indica quanta água de uma amostra penetrada de umidade é retida após centrifugação. O valor de retenção de água é expresso como uma percentagem relativa ao peso seco da amostra.

[0072] Na tabela 3, os valores de retenção de água das fibras da presente invenção (fibra 1 e 2) comparados às fibras de referência são listados, e um aumento do WRV por 19% e 26% respectivamente comparados às fibras CLY padrões pode ser observado. Tabela 3: Valores de retenção de água de fibras diferentes Tipo de fibra WRV [%] CLY padrão. 1,3 dtex/38 mm brilhante 69,6 viscose padrão 1,3 dtex/40 mm brilhante 89,9 fibra 1 1,3 dtex/38 mm brilhante 82,8

Tipo de fibra WRV [%] CLY padrão 1,7 dtex/38 mm opaca 65,3 fibra 1 1,7 dtex/38 mm opaca 82,1 fibra 2 1,7 dtex/38 mm opaca 78,0

[0073] Pode ser claramente visto que as fibras de acordo com a presente invenção (“fibra 1” e “fibra 2”) excedem as fibras lyocell pa- drões em termos de água, seu WRV e, desse modo, as tornam mais similares às fibras de viscose.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Fibra celulósica do gênero liocel, caracterizada pelo fato de que possui as seguintes propriedades: a) a fibra tem um teor de hemicelulose de 5 % em peso a 50 % em peso; b) a fibra tem como característica os fatores Hoeller F1 e F2 conforme segue: fator Hoeller F1 ≥ 0,7 + x e ≤ 1,3 + x, fator Hoeller F2 ≥ 0,75+ (x*6) e ≤ 3,5 + (x*6), em queem que x é 0,5 se a fibra não contém um agente de fosqueamento, xé0 se a fibra contém um agente de fosqueamento, e se x é 0,5, a fibra é essencialmente livre de qualquer agente de incorporação.

2. Fibra de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pe- lo fato de que x é 0,5 e em que fator Hoeller F1 ≥ 1,2 e ≤ 1,8, fator Hoeller F2 ≥ 3,75 e ≤ 6,5.

3. Fibra de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pe- lo fato de que X é 0 e em que fator Hoeller F1 ≥ 0,7 e ≤ 1,3, e fator Hoeller F2 ≥ 0,75 e ≤ 3,5.

4. Fibra de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pe- lo fato de que o agente de fosqueamento está contido na fibra em uma faixa de 0,1 % em peso a 10 % em peso, de preferência, 0,3 % em pe- so a 5 % em peso, mais de preferência, 0,5 % em peso a 1 % em pe- so.

5. Fibra de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracteriza- da pelo fato de que o agente de fosqueamento é selecionado a partir do grupo consistindo em TiO2, CaCO3, ZnO, caulim, talco, silícico piro- gênico, BaSO4, e misturas dos mesmos.

6. Fibra de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de um valor de retenção de água (WRV) de 70% e mais alto, de preferência, 75% a 85%.

7. Fibra de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de um teor de hemicelulose de 7% em peso a 50% em peso, de preferência, 7% em peso a 25% em peso.

8. Fibra de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que foi obtida por um processo de amina-óxido.

9. Feixe de fibras, caracterizado pelo fato de conter uma pluralidade de fibras como definidas em qualquer uma das reivindica- ções precedentes.

10. Feixe de fibras de acordo com a reivindicação 9, carac- terizado pelo fato de conter pelo menos 20kg, de preferência, pelo menos 70kg da fibra como definida em qualquer uma das reivindica- ções 1 a 8, de preferência, na forma de um fardo de fibras.