CN111788349A - 具有减少起球的莱赛尔纤维 - Google Patents
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Abstract
本发明提供在表现出高的半纤维素含量和提高的原纤化倾向的同时具有减少起球的莱赛尔纤维、以及其生产方法和包含其的产品。
Description
本发明涉及具有减少起球(pill formation)的莱赛尔纤维、其生产方法以及包含所述莱赛尔纤维的产品。
现有技术状况:
莱赛尔纤维在文献中和被专业人员所知为具有优异纤维性质(韧性、伸长和工作能力)的纤维。莱赛尔纤维的结构带来优异的机械纺织性质,这体现为在干和湿状态下的高韧性和良好的尺寸稳定性。
莱赛尔纤维被专业人员所知表现出相对较高的原纤化倾向,这追溯到其高的原纤状晶体结构。这种原纤化一方面可用于对成品布(如桃皮绒、丝感或柔软牛仔布)产生特定效应。另一方面,这种原纤化可导致布起球和难看的光学外观和触感。
US 8187422描述了含原纤化莱赛尔微纤维和纸浆的共混物以优化最终擦拭产品(wipe product)的清洁性能,从而导致最终产品的提高的不透明度和孔隙率和增强的柔软度。在该专利中指出,莱赛尔短纤维可使用盘磨机或类似设备在具有低固含量的水性介质中原纤化。通常对这样的纤维进行化学预处理以将纤维原纤化,如果没有任何化学预处理,将会消耗大量的能量和时间。US 8187422公开了加工(获自外部供应商的)已原纤化的纤维以生产含有25-75%的这些原纤化纤维的一次性擦拭布(wipe)。
起球倾向主要在由天然纤维(完全天然纤维或与例如合成纤维的共混物)制成的针织物中是众所周知的挑战。由从布表面上的纱线中伸出的纤维形成起球,这些纤维也倾向于最先原纤化。这些原纤化的束变得缠结并形成毛球。在湿条件下的机械摩擦(mechanical abrasion)诱发其形成。Schurz等人(Macromolecular Symposia 1994, 83,1, 273-289)、Fink等人(Prog. Polym. Sci. 2001, 26, 1473-1524)和Periyasamy等人(Bangladesh Textile Today, 2012, 4)的出版物给出了关于这一课题的现有技术状况的概览。
为了防止莱赛尔纤维的湿原纤化,可遵循两种不同的方法。可调整生产条件或可在生产工艺中增加化学交联步骤。
调整生产条件的现有技术状况仅带来没有体现在加工中的原纤化倾向的轻微改进或导致成本或技术努力增加,这迄今没有实现大规模实施。
在WO 9214871(低于8.5的纺丝浴和洗涤场的pH产生原纤化减轻的纤维)、WO9735054(不同参数的组合导致较低的原纤化 - 纺丝原液的浓度、在气隙中的牵拉、喷射孔直径)、WO 9738135(不同参数的组合导致较低的原纤化 - 气隙长度、纺丝气体条件、在气隙中的停留时间)、WO 9725462(将脂族醇添加到纺丝浴和洗涤场中,任选也可加入NaOH)中公开了生产条件的调整。也可通过纺丝原液中的添加剂影响纤维的原纤化倾向(Chanzy等人(Polymer, 1990, 31, 400-405)、Weigel等人(Lenzinger Berichte, 1994, 74, 9,31-36)或Mortimer等人(J. Appl. Polym. Sci. 1996, 60, 305-316))。
第二种方法 – 借助化学交联剂或功能活性染料的化学交联 – 与一些缺点相关,如附加化学品和成本、废水处理中的挑战、交联在纺织工艺链中的抗水解稳定性不足。在EP053977、EP 0665904和EP 0943027中描述了化学交联程序。
WO 2015101543描述了由两种不同的高α含量浆的混合物制成的具有降低的耐湿磨性和在Hoeller图中的特定位置的莱赛尔纤维。
US 8187422公开了莱赛尔纤维和低DP或标准DP纤维素浆纤维的混合物,其具有250 ml或更低的CSF(加拿大标准游离度),甚至在干燥后也保持CSF值。浆纤维(pulpfibers)占该混合物中的纤维总重量的10-75%。低DP浆含有更高量的半纤维素,但仅作为低DP浆添加到该混合物中,没有提到半纤维素含量的任何相关性。
根据TAPPI Standard T227 om-94使用CSF方法(加拿大标准游离度)测量原纤化倾向。US 6,790,527 B1公开了可能具有高木质素和高半纤维素含量的莱赛尔产品。WO 02/086206 A1公开了锯末碱法浆(sawdust alkaline pulp)。WO 99/47733公开了莱赛尔纤维和用于制造其的组合物。US 2015/0184338 A1公开了可用于制造人造丝纤维的包括牛皮纸浆的组合物。
US 6706237公开了由富含半纤维素的浆粕获得的熔喷纤维表现出降低的或减轻的原纤化倾向。US 8420004公开了用于生产非织造布的熔喷纤维的另一实例。在US6440547中也给出类似的公开,其仍涉及熔喷纤维。在这些专利中,制成的纤维表现出降低的原纤化倾向 – 一方面,熔喷纤维无法与借助气隙莱赛尔技术制成的纤维比较。在这些专利中,也提到使用这种技术制成的纤维 – 使用无法以商业品质生产莱赛尔纤维的实验室设备制造这些纤维(因为例如拉伸比、后处理、生产速度不反映规模化品质(scale-upqualities))。这些纤维没有用充分的后处理制成并且拉伸不足,因此预计可表现出与在生产规模下制成的纤维相比不同的结构和性质。
除上文提到的试图防止原纤化的步骤外,还可通过酶法和/或机械处理除去已发生的原纤化。在受控环境中的特定纤维素酶和/或机械处理(例如滚动处理)将表面抛光以除去原纤化。例如Carrillo等人(Textile Research Journal 2003, 73, 11, 1024-1030)。
Zhang等人(Polymer Engineering and Science, 2007, 47, 702-706)描述了具有较高半纤维素含量的纤维。作者认定该纤维倾向于表现出增强的抗纤维原纤化性质、更低的结晶度和更好的可染色性。他们也认定拉伸强度仅微不足道地降低并且通过纺丝原液中的较高半纤维浓度甚至可进一步提高纤维性质。Zhang等人(Journal of AppliedPolymer Science, 2008, 107, 636-641)、Zhang等人(Polymer Materials Science andEngineering, 2008, 24, 11, 99-102)公开了与Zhang的论文(Polymer Engineering andScience, 2007, 47, 702-706)相同的数值,而Zhang等人(China Synthetic FiberIndustry, 2008, 31, 2, 24-27)描述了更好的机械性质。相同的作者在Journal ofApplied Science, 2009, 113, 150-156中认定这一相同的理论。
Zhang等人的论文(Polymer Engineering and Science 2007, 47, 702-706)中描述的纤维用无法以商业品质生产莱赛尔纤维的实验室设备制成(因为例如拉伸比、生产速度、后处理不反映规模化品质(scale-up qualities))。这些纤维没有用充分的后处理制成并且拉伸不足,因此可预计表现出与在生产规模下制成的纤维不同的结构和性质。
发明目的
考虑到对适用于广泛多样化产品的基于纤维素原材料的纤维的需求日益增长,需要具有改善的、减少起球性质的纤维。同时,如果可避免现有技术中公开的有利于实现所需减少起球的化学处理,则是有利的,因为这些增加了最终产品的成本并可能对纤维具有有害作用,如在纺织加工过程中的水解稳定性差,以致所得纤维并非总是适合所有预期用途。因此本发明人的任务是提供表现出减轻或减少起球的纤维。
发明概述
本发明人因此提供了如权利要求1中所述的纤维、如权利要求12中所述的其生产方法和如权利要求9中所述的特定浆粕用于制备纤维的用途,以及如权利要求16中所述的含有其的产品。在各自的从属权利要求中以及在说明书中描述了优选实施方案。
本发明特别提供下列实施方案,它们应被理解为是在下文中提供了进一步解释的实施方案。
1.) 具有减少起球的莱赛尔纤维,其具有5重量%或更大的半纤维素含量和350 ml或更小的CSF值(8 min)。
2.) 根据实施方案1的莱赛尔纤维,其中与相同纤度的标准莱赛尔纤维相比,作为毛球数测得的起球在10个洗涤周期后至少减少50%。
3.) 根据实施方案1或2的莱赛尔纤维,其中CSF值为300 ml或更小。
4.) 根据实施方案1至3任一项的莱赛尔纤维,其中半纤维素含量为10重量%或更大。
5.) 根据实施方案1至4任一项的莱赛尔纤维,其具有6.7 dtex或更小,如2.2dtex或更小,优选1.3 dtex或更小的纤度。
6.) 根据实施方案1至5任一项的莱赛尔纤维,其由具有7重量%或更大和25重量%或更小的半纤维素含量和6重量%或更大的木聚糖含量的浆粕制成。
7.) 根据实施方案1至6任一项的莱赛尔纤维,其中所述半纤维素包含125:1至1:3,优选25:1至1:2的C5/木聚糖 : C6/甘露聚糖比。
8.) 根据实施方案6或7任一项的莱赛尔纤维,其中所述浆粕包含5重量%或更多的木聚糖,优选8重量%或更多,更优选10重量%或更多,和/或3重量%或更多的甘露聚糖,优选5重量%或更多的甘露聚糖,和/或1重量%或更少的甘露聚糖。
9.) 浆粕用于生产根据实施方案1至8任一项的纤维的用途,其中所述浆粕具有7重量%或更大和25重量%或更小的半纤维素含量。
10.) 根据实施方案9的用途,其中所述半纤维素包含125:1至1:3,优选25:1至1:2的C5/木聚糖 : C6/甘露聚糖比。
11.) 根据实施方案9或10任一项的用途,其中所述浆粕包含5重量%或更多的木聚糖,优选8重量%或更多,更优选10重量%或更多,和/或3重量%或更多的甘露聚糖,优选5重量%或更多的甘露聚糖,和/或1重量%或更少的甘露聚糖。
12.) 使用直接溶解法生产根据实施方案1至8任一项的莱赛尔纤维的方法。
13.) 根据实施方案12的生产莱赛尔纤维的方法,其使用氧化胺法,其中氧化胺的水溶液和所述浆粕形成纤维素悬浮液和可成型溶液,使其在纺丝浴中成型并凝固,以在洗涤和预处理步骤后获得莱赛尔纤维。
14.) 根据实施方案13的生产莱赛尔纤维的方法,其使用氧化叔胺水溶液,优选NMMO水溶液。
15.) 根据实施方案12至14任一项的方法,其中所述浆粕包含10重量%或更多的半纤维素。
16.) 包含根据实施方案1至8任一项的莱赛尔纤维或根据权利要求12至15任一项制成的纤维的产品。
17.) 根据实施方案16的产品,其中所述产品是非织造布。
18.) 根据实施方案16和/或17的产品,其选自纸巾(tissue)和擦拭布。
附图简述
图1显示两种类型的纤维的原纤化动力学。图2和3显示两种类型的纤维在10和15个洗涤周期后的起球面积和起球数。
发明详述
不需要化学处理,如交联或在现有技术中被认为必要的其它处理就可获得具有降低的起球倾向的本发明的莱赛尔纤维。令人惊讶地并与上文论述的现有技术的建议不同,可使用具有高的半纤维素含量的浆粕制备该新型莱赛尔纤维。
如权利要求1中规定,根据本发明的纤维是不需要化学交联处理的具有降低的起球倾向的莱赛尔纤维。
如权利要求中进一步规定,根据本发明的优选纤维表现出与相同纤度的标准莱赛尔纤维相比减少至少50%,优选至少60%,更优选至少70%,如最多达80%的起球,其根据如实施例3中规定的方法作为毛球数测得。本文中提到的标准纤维是由如实施例1中作为标准莱赛尔浆粕规定的浆粕制成的莱赛尔纤维。
莱赛尔工艺是本领域中众所周知的并涉及纤维素木浆或其它纤维素基原料在极性溶剂(例如N-甲基吗啉N-氧化物[NMMO、NMO]或离子液体)中的直接溶解工艺。在商业上,该技术用于生产在纺织和非织造工业中广泛使用的一类纤维素短纤维(可以商标TENCEL®或TENCELTM购自Lenzing AG, Lenzing, Austria)。也已生产来自莱赛尔技术的其它纤维素体。
根据这种方法,在所谓的干湿法纺丝工艺中借助成型工具挤出纤维素溶液,并将模制的溶液例如经气隙引导到沉淀浴中,在此通过纤维素的沉淀获得模制体。将模制体洗涤并在进一步处理步骤后任选干燥。
这样的莱赛尔纤维是本领域中众所周知的并且其一般生产方法例如公开在US 4,246,221中,且其分析公开在BISFA (The International Bureau for theStandardization of Man-Made Fibers)出版物“Terminology of Man-Made Fibres”,2009版中。这两个参考文献都全文经此引用并入本文。
本文所用的术语莱赛尔纤维是指通过这种方法获得的纤维,因为已经发现根据本发明的纤维明显不同于例如获自熔喷法的纤维,即使使用纤维素木浆或其它纤维素基原料在极性溶剂(例如N-甲基吗啉N-氧化物[NMMO、NMO]或离子液体)中的直接溶解工艺制造原材料。
本文所用的术语半纤维素是指技术人员已知的存在于木材和其它纤维素原材料如一年生植物(即通常用于获得纤维素的原材料)中的材料。半纤维素以由戊糖和/或己糖(C5和/或C6-糖单元)组成的支化短链多糖的形式存在于木材和其它植物中。主要结构单元是甘露糖、木糖、葡萄糖、鼠李糖和半乳糖。多糖的骨架可仅由一个单元组成(例如木聚糖)或由两个或更多个单元组成(例如甘露聚糖)。侧链由阿拉伯糖基团、乙酰基、半乳糖基团和O-乙酰基以及4-O-甲基葡糖醛酸基团组成。确切的半纤维素结构在木材品种内显著变化。由于存在侧链,半纤维素表现出比纤维素低得多的结晶度。众所周知,甘露聚糖主要与纤维素结合,木聚糖与木质素结合。总体而言,半纤维素影响纤维素-木质素聚集体的亲水性、可达性(accessibility)和降解行为。在木材和木浆的加工过程中,断开侧链并降低聚合度。如技术人员已知的并且如本文所用的术语半纤维素包含天然状态的半纤维素、通过普通加工降解的半纤维素和通过特殊工艺步骤(例如衍生化)化学改性的半纤维素以及短链纤维素和具有最多500的聚合度(DP)的其它短链多糖。
标准莱赛尔纤维目前在商业上由具有高α-纤维素含量和低非纤维素含量(如半纤维素)的高品质木浆生产。市售莱赛尔纤维,如由Lenzing AG生产的TENCELTM纤维表现出对非织造布和纺织应用而言优异的纤维性质。如上文引用的专利中提到,如果需要高的抗原纤化性质(和因此减少起球),这些莱赛尔纤维要么使用交联剂化学处理和/或调整生产条件(这是成本和/或技术密集的),要么使用后处理(机械、酶)除去已生成的原纤。
减少起球被专业人员已知为减少的毛球数(毛球数/dm²)或减少的毛球面积(mm²/dm²)。
不同于现有技术中的推定,本发明中提供的莱赛尔纤维尽管表现出提高的原纤化倾向,但仍表现出减少起球。本发明人认为,本文所述的新型纤维的原纤比标准莱赛尔纤维硬,因此不形成束和与在纱线表面上伸出的纤维缠结并形成毛球。由于它们的硬质性质,这些原纤在加工中的机械应力过程中更容易断裂以致起球显著减少。
本发明通过提供如本文所述的莱赛尔纤维克服现有技术状况的缺点。
优选地,这些由具有至少7重量%,优选10重量%或更大,和在实施方案中13重量%或更大的半纤维素含量的富含半纤维素的浆粕制成。不同于上文论述的现有技术中的公开,如此高的半纤维素含量令人惊讶地为莱赛尔纤维提供提高的原纤化倾向与降低的起球性质的组合。因此本发明令人惊讶地与标准莱赛尔纤维相比在使用具有更高半纤维素含量的纤维素基原材料的同时实现如上文概述的任务。由于本发明不要求使用化学处理实现所需减少起球,可以克服上文论述的工艺问题。
优选用于本发明的浆粕如本文中概述表现出高的半纤维素含量。与用于制备标准莱赛尔纤维的标准低半纤维素含量浆粕相比,根据本发明使用的优选浆粕还表现出下文概述的其它差异。
与标准浆粕相比,如本文所用的浆粕表现出更蓬松的外观,这在研磨后(在用于形成用于莱赛尔工艺的纺丝溶液的原材料的制备过程中)导致存在高比例的较大粒子。因此与具有低半纤维素含量的标准浆粕相比,堆密度低得多。这种低的堆密度要求调整剂量参数(例如来自至少2个储存装置的剂量)。此外,根据本发明使用的浆粕更难用NMMO浸渍。这可通过根据Cobb评估法评估浸渍行为看出。标准浆粕表现出通常大于2.8 g/g的Cobb值(根据DIN EN ISO 535测定,调整为使用78% NMMO水溶液在75℃下用2分钟的浸渍时间),而用于本发明的浆粕表现出大约2.3 g/g的Cobb值。这要求在纺丝溶液制备过程中调整,如增加的溶解时间(例如解释在WO 9428214和WO 9633934中)和/或温度和/或在溶解过程中提高的灼热(searing)(例如WO9633221、WO9805702和WO 9428217)。这确保制成纺丝溶液,以能够在标准莱赛尔纺丝工艺中使用本文所述的浆粕。
在本发明的一个优选实施方案中,如本文所述的用于制备莱赛尔产品,优选纤维的浆粕具有300-440 ml/g,尤其是320-420 ml/g,更优选320至400 ml/g的SCAN粘度。根据SCAN-CM 15:99在乙二胺铜(cupriethylenediamine)溶液中测定SCAN粘度,这是技术人员已知的并可在市售设备,如可获自psl-rheotek的设备Auto PulpIVA PSLRheotek上进行的方法。SCAN粘度是一个重要的参数,其特别影响浆粕的加工以制备纺丝溶液。即使两种浆粕作为莱赛尔工艺的原材料看起来非常相似,不同的SCAN粘度也会导致在加工过程中完全不同的行为。在直接溶剂纺丝工艺,如莱赛尔工艺中,浆粕就这样溶解在NMMO中。不存在与粘胶工艺可比的熟化步骤,其中根据工艺的需要调节纤维素的聚合度。因此,原材料浆粕的粘度规格通常在小范围内。否则,在生产过程中可能出现问题。根据本发明已经发现,如果浆粕粘度如上文规定,则是有利的。更低的粘度损害莱赛尔产品的机械性质。更高的粘度特别可能导致纺丝原液的粘度更高,因此纺丝更慢。纺丝速度越慢,达到的拉伸比越低,这显著改变纤维结构及其性质(Carbohydrate Polymers 2018, 181, 893-901;Structuralanalysis of Ioncell-F fibres from birch wood, Shirin Asaadia;Michael Hummel;Patrik Ahvenainen;Marta Gubitosic;Ulf Olsson, Herbert Sixta)。这要求调整工艺并导致磨机能力降低。使用具有如本文中规定的粘度的浆粕能够实现平稳加工和高品质产品的生产。
本文所用的术语莱赛尔工艺和莱赛尔技术涉及纤维素木浆或其它纤维素基原料在极性溶剂(例如N-甲基吗啉N-氧化物[NMMO、NMO]或离子液体)中的直接溶解工艺。在商业上,该技术用于生产在纺织和非织造工业中广泛使用的一类纤维素短纤维(可以商标TENCEL®或TENCELTM商购自Lenzing AG, Lenzing, Austria)。也已生产来自莱赛尔技术的其它纤维素体。根据这种方法,通常在所谓的干湿法纺丝工艺中借助成型工具挤出纤维素溶液,并且模制的溶液例如经气隙进入沉淀浴,在此通过纤维素的沉淀获得模制体。将模制体洗涤并在进一步处理步骤后任选干燥。莱赛尔纤维的生产方法描述在例如US 4,246,221、WO 93/19230、WO95/02082或WO97/38153中。当本申请在使用实验室设备(特别是在现有技术中)或(半商业)中试装置和商业纤维纺丝单元的背景下论述与现有技术相关的缺点和如本文中公开和要求保护的新型产品的独特性质时,本发明应被理解为涉及更大规模的装置/单元,关于它们各自的生产能力,可认为如下:
半商业中试装置: 大约1 kt/a
商业单元 >30 kt/a。
如上文已经概述,Zahng等人(Polym. Engin. Sci., 2007, 47, 702-706)描述了具有高的半纤维素含量的纤维。作者认定收到的纤维倾向于表现出增强的抗纤维原纤化性质。
根据ISO 5267-1:1999 – determination of drainage – Part 1: Schopper-Riegler (SR) method和T227 om-94 Canadian standard method (CSF)分析纤维的原纤化倾向。SR方法提供稀释的纤维素纤维悬浮液的排液速度(drainage velocity)的程度。CSF涉及浆粕的游离度并在本发明的理解中在8分钟混合时间后测量。本发明令人惊讶地提供具有完全不同的性质的纤维,因为在较高的半纤维素含量下,原纤化倾向提高,同时起球减少。关于这些不同发现的一种可能的解释在于下述事实:根据本发明的纤维是使用大规模生产设备制成的纤维,而Zhang等人的论文中描述的纤维用无法以商业品质生产莱赛尔纤维的实验室设备制成(因为例如拉伸比、生产速度、后处理不反映规模化品质(scale-upqualities))。这些纤维没有用充分的后处理制成并且拉伸不足,因此表现出与在生产规模下在反映市场应用的纤度下制成的纤维相比不同的结构和性质。
可根据本领域中已知的程序调节半纤维素的含量。半纤维素可以是源自用于获得浆粕的木材的半纤维素,但也有可能根据所需纤维性质将来自其它来源的独立半纤维素添加到具有低原始半纤维素含量的高纯纤维素中。独立半纤维素的添加也可用于调节半纤维素含量的组成,例如调节己糖/戊糖比。
能够根据本发明制备纤维的浆粕优选表现出125:1至1:3,优选25:1至1:2的C5/木聚糖 : C6/甘露聚糖比。
半纤维素含量,独立于上文公开的比率或与上文公开的比率结合,可为7重量%或更大,优选10重量%或更大,甚至13重量%或更大,和在实施方案中最高达25重量%或甚至30重量%。在实施方案中,木聚糖含量为5重量%或更大,如8重量%或更大,和在实施方案中10重量%或更大。在实施方案中,独立地或与上文提到的半纤维素和/或木聚糖含量结合,甘露聚糖含量为3重量%或更大,如5重量%或更大。在另一些实施方案中,甘露聚糖含量,优选与如上文规定的高木聚糖含量结合,可为1重量%或更小,如0.2重量%或0.1重量%或更小。
浆粕中的纤维素含量(作为葡聚糖含量测量),优选与上文论述的半纤维素、木聚糖和甘露聚糖含量结合,优选为90重量%或更小,更优选85重量%或更小,但通常为60重量%或更高,优选70重量%或更高。
如上文提到,本发明的纤维中的半纤维素含量通常比标准莱赛尔纤维高。合适的含量为7重量%或更大,最多30重量%。根据本发明的纤维优选表现出125:1至1:3,优选25:1至1:2的C5/木聚糖 : C6/甘露聚糖比。关于木聚糖和/或甘露聚糖含量,上文提供的关于浆粕描述的实施方案也适用于纤维本身。
根据本发明的纤维通常具有9 dtex或更小,如3.3 dtex或更小,如2.2 dtex的纤度,取决于所需应用。如果该纤维要用于非织造应用,1.7 dtex或更小,如1.3 dtex或更小的纤度通常合适。但是,本发明也涵盖纤度低得多的纤维,纤度的合适下限为0.5 dtex或更高,如0.8 dtex或更高,和在实施方案中1.3 dtex或更高。如本文中公开的这些上限和下限值界定了0.5至9 dtex的范围,并包括通过将任一上限值与任一下限值组合形成的所有进一步范围。
根据本发明的纤维可使用莱赛尔技术(使用纤维素溶液)和纺丝法(使用根据标准莱赛尔工艺的沉淀浴)制备,这些是技术人员已知的。
根据本发明的纤维可用于各种应用,包括纱线形成和针织物的制备,也可用于生产非织造布。
当本申请提到参数,如结晶度、SCAN粘度等时,要理解的是,其如本文在说明书的一般部分中概述和/或如下列实施例中概述的那样测定。在这方面要理解的是,如本文中关于纤维规定的参数值和范围是指用源自浆粕并且仅含通常添加到原液中的添加剂,如加工助剂以及总量最多1重量%(基于纤维重量计)的其它添加剂,如消光剂(TiO2,其通常以0.75重量%的量加入)的纤维测定的性质。如本文中报道的独特和特定性质是纤维本身的性质,而非通过加入特定添加剂和/或纺丝后处理(如改善原纤化的处理等)而获得的性质。
但是,普通技术人员清楚的是,如本文中公开和要求保护的纤维可包含常见量的添加剂,如无机填料等,只要这些添加剂的存在对原液制备和纺丝操作没有有害作用。这些添加剂的类型以及各自的添加量是技术人员已知的。
实施例:
实施例1: 原纤化动力学的比较
使用具有不同半纤维素含量的浆粕制造两种不同的纤维类型(表1)。根据WO 93/19230制备纤维——将浆粕溶解在NMMO中并经气隙纺丝到沉淀浴中以制造根据本发明的1.3dtex / 4 mm纤维(纤维1有光);作为参考标准莱赛尔纤维的CLY标准有光(1.3 dtex / 4mm)。
表1: 浆粕的不同半纤维素含量的比较
糖[%ATS] | 标准莱赛尔浆粕 | 富含半纤维素的浆粕 |
葡聚糖 | 95.5 | 82.2 |
木聚糖 | 2.3 | 8.3 |
甘露聚糖 | 0.2 | 5.7 |
阿拉伯聚糖 | <0.1 | 0.3 |
鼠李聚糖(Rhaman) | <0.1 | <0.1 |
半乳聚糖 | <0.1 | 0.2 |
这两种不同的纤维类型在Andritz Laboratory装置12-1C板式精磨机(platerefiner)(NFB,S01-218238)中在6 g/l的起始浓度、1400 rpm和172 l/min流速下精磨。间隙设定为1 mm。
精磨结果显示在图1中。可以看出,纤维1与莱赛尔标准纤维相比以明显更高的速率原纤化,意味着时间和能量消耗降低。
实施例2: 原纤化倾向
在表2中报道了根据CSF TAPPI Standard T227 om-94在混合8分钟后评估的原纤化性质。本发明的纤维表现出极大提高的原纤化倾向。
表2: 在8分钟混合时间后纤维的CSF值的比较
纤维类型 | CSF [ml] |
1.3 dtex / 38 mmCLY标准有光 | 405 |
1.3 dtex / 38 mm纤维1有光 | 276 |
实施例3: 起球行为
将根据实施例1制成的莱赛尔纤维(1.3 dtex / 38 mm有光)转化成Nm 50环锭纱线(ring yarns)。这些纱线在Lawson&Hemphill FAK-S Sampler针织机上编织,具有260根针的针筒(cylinder),每英寸24针,54 Gauge以制造针织长袜。对样品施以重复洗涤周期和起球评估。在表3中报道了关于起球面积以及关于起球数的结果。使用类似于DIN EN ISO 12945-2的EMPA Standard SN 198525的参考样品评估起球数。Eldessouki等人(Fibers &Textiles in Eastern Europe 2014, 22, 6(108), 106-112)也公开了这种方法。
表3: 起球面积和起球数的比较
这些结果(显示在图2和3中)证实了根据本发明的纤维的极大改进的性质。起球面积以及起球数与标准莱赛尔纤维相比减少。表4作为起球数和起球面积的%减少显示各自的结果。与如上所示的提高的原纤化倾向结合,根据本发明的纤维表现出独特的性质平衡,以使该新型纤维对各种应用具有价值。
表4: 与标准莱赛尔纤维相比起球面积和起球数的减少
洗涤周期 | 1 | 5 | 10 | 15 |
面积 | 80% | 52% | 86% | 83% |
数 | 72% | 50% | 82% | 80% |
Claims (18)
1.具有减少起球的莱赛尔纤维,其具有5重量%或更大的半纤维素含量和350 ml或更小的CSF值(8 min)。
2.根据权利要求1的莱赛尔纤维,其中与相同纤度的标准莱赛尔纤维相比,作为毛球数测得的起球在10个洗涤周期后至少减少50%。
3.根据权利要求1或2的莱赛尔纤维,其中CSF值为300 ml或更小。
4.根据权利要求1至3任一项的莱赛尔纤维,其中半纤维素含量为10重量%或更大。
5.根据权利要求1至4任一项的莱赛尔纤维,其具有6.7 dtex或更小,如2.2 dtex或更小,优选1.3 dtex或更小的纤度。
6.根据权利要求1至5任一项的莱赛尔纤维,其由具有7重量%或更大和25重量%或更小的半纤维素含量和6重量%或更大的木聚糖含量的浆粕制成。
7.根据权利要求1至6任一项的莱赛尔纤维,其中所述半纤维素包含125:1至1:3,优选25:1至1:2的C5/木聚糖 : C6/甘露聚糖比。
8.根据权利要求6或7任一项的莱赛尔纤维,其中所述浆粕包含5重量%或更多的木聚糖,优选8重量%或更多,更优选10重量%或更多,和/或3重量%或更多的甘露聚糖,优选5重量%或更多的甘露聚糖,和/或1重量%或更少的甘露聚糖。
9.浆粕用于生产根据权利要求1至8任一项的纤维的用途,其中所述浆粕具有7重量%或更大和25重量%或更小的半纤维素含量。
10.根据实施方案9的用途,其中所述半纤维素包含125:1至1:3,优选25:1至1:2的C5/木聚糖 : C6/甘露聚糖比。
11.根据权利要求9或10任一项的用途,其中所述浆粕包含5重量%或更多的木聚糖,优选8重量%或更多,更优选10重量%或更多,和/或3重量%或更多的甘露聚糖,优选5重量%或更多的甘露聚糖,和/或1重量%或更少的甘露聚糖。
12.使用直接溶解法生产根据权利要求1至8任一项的莱赛尔纤维的方法。
13.根据权利要求12的生产莱赛尔纤维的方法,其使用氧化胺法,其中氧化胺的水溶液和所述浆粕形成纤维素悬浮液和可成型溶液,使其在纺丝浴中成型并凝固,以在洗涤和预处理步骤后获得莱赛尔纤维。
14.根据权利要求13的生产莱赛尔纤维的方法,其使用氧化叔胺水溶液,优选NMMO水溶液。
15.根据权利要求12至14任一项的方法,其中所述浆粕包含10重量%或更多的半纤维素。
16.包含根据权利要求1至8任一项的莱赛尔纤维或根据权利要求12至15任一项制成的纤维的产品。
17.根据权利要求16的产品,其中所述产品是非织造布。
18.根据权利要求16和/或17的产品,其选自纸巾和擦拭布。
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