CN1806070A - Lyocell类型的纤维素纤维 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种Lyocell类型的纤维素纤维，其特征在于，FFk调节状态的纤维强度与Fdk调节状态的纤维伸长的比值V为22或更小。
Description
本发明涉及一种Lyocell类型的纤维素纤维。
Lyocell类型的纤维通过溶剂纺丝方法进行制备，在该方法中，纤维素未经形成衍生物而直接溶于有机溶剂中，并用该溶液纺丝。这种纤维也称为“溶剂纺丝的”纤维。“Lyocell”是由BISFA(The International Bureau for theStandardization of man made fibers)对纤维素纤维给出的类名，该纤维素纤维如下制得，即将纤维素未经形成衍生物而溶于有机溶剂中，并通过干-湿纺丝法(Trocken-Nass-Spinnfahrens)或熔喷法从该溶液中挤出纤维。有机溶剂是指由有机化学物质和水组成的混合物。目前在商品规模上使用N-甲基-吗啉-N-氧化物作为有机溶剂。
在该方法中，纤维素溶液通常通过模具挤出并成型。成型的溶液经过空气隙到达沉淀浴中，在那通过溶液沉积而得到成型体。洗涤该成型体并且必要时在其他处理步骤后进行干燥。一种制备Lyocell纤维的方法例如描述在US-A4,246,221中。Lyocell纤维的特征在于高强度、高湿模量以及高钩接强度。
在Lenzinger Berichte 75/96的论文“Lyocell-eine vielseitige cellulosischeFaser”中未经详述地指出，地毯和地毯背衬可以使用Lyocell纤维。
W.Feilmair等人2002年在Rudolstadt的第5届国际研讨会“AltemativeCellulose-Herstellen，Verfahren，Eigenschaften”的报告“Funktionalitt von LenzingLyocellin Heimtextilien”中，描述了一种Lyocell类型的纤维，其纤度为6.7dtex，切长度为60mm。
EP 0 494 851描述了一种制备Lyocell纤维的方法，其中牵伸(Verzug)(抽丝速度同喷丝孔出口速度的比值)最高为1，或者特别是小于1。
传统Lyocell类型纤维的FFk调节状态的纤维强度与Fdk调节状态的纤维伸长的比值V(按照以下详细描述的方法测量并计算)明显高于2.2。
现在令人惊讶地发现，可以提供一种Lyocell纤维，其FFk调节状态的纤维强度与Fdk调节状态的纤维伸长的比值V小于2.2。
因此，本发明涉及一种Lyocell类型纤维，其特征在于，FFk调节状态的纤维强度与Fdk调节状态的纤维伸长的比值V为2.2或更小。
优选该比值V为2.0或更小，特别优选是1.8或更小。还优选该比值V不小于1。
本发明纤维的纤度优选为6dtex～25dtex。
令人惊讶地发现，特别是在制备较高纤度的Lyocell纤维时，可以达到FFk和Fdk之间的平衡比值。
本领域技术人员已知，纤维的纤度尤其是取决于拉出速度或者取决于拉出速度与纺丝溶液从喷嘴流出的速度的比值。
现已发现，在制备较高纤度的纤维时，随着纤度升高，观察到FFk与FdK的比值下降。该效果尤其从纤度为6dtex开始特别明显。在制备纤度为7dtex或更高，特别是12dtex或更高，以及优选15dtex或更高的纤维时，可以达到特别低的比值V。
根据本发明的纤维优选为人造短纤维形式。
根据本发明的纤维优选以其中牵伸值大于1的方法进行制备。
现已发现，根据本发明的纤维，特别是在12dtex、15dtex或更高的较高纤度时，非常适合用于地毯、纺织地面铺层、墙壁铺层和/或装饰材料。
目前在市场上出现的地毯大部分由合成纤维聚酰胺和聚丙烯以及由羊毛制得。还使用羊毛与聚酰胺和聚丙烯的混合物。诸如聚丙烯腈、聚酯和棉等纤维扮演次要角色。
直到60年代中期，才使用除棉之外的具有较高纤度(例如17dtex)的粘性纤维用于地毯中。但是由于合成纤维的开发及其在机械承载能力方面的优点，使得粘性纤维完全从该领域排除。
对地毯有各种要求。与光滑的地面相比，由于较高的居住舒适性而使用地毯。对于应力不高的领域，大多使用按照簇绒的棉绒地毯。对于机械应力较高的领域，使用毛圈地毯或毡地毯。
合成纤维和羊毛的缺点在于其静电荷载。在标准化踩踏测试中，测得电压为7-9kV。只有通过相应的措施，例如为纤维装备抗静电剂或者在地毯结构中嵌入导电纤维才能达到抗静电作用，在踩踏测试时电压降到低于3kV。对于羊毛，另外的问题是出现蛀虫的侵害，这就必须要用毒性的杀虫剂处理地毯。作为地毯材料，聚丙烯还有这样的缺点，即该纤维不能着色和印刷，因此只能通过纺丝着色达到有限的调色。
令人惊讶地表明，由具有较高纤度(例如15dtex)的Lyocell纤维，特别是与合成纤维结合，可以制得具有突出机械性能的簇绒地毯。由Lyocell纤维制成的地毯与由合成纤维和/或羊毛制成的地毯相比，具有内在的抗静电性能。在所述标准化踩踏测试中，电压在低于1kV的范围内。
与羊毛相比，Lyocell纤维不受蛀虫的侵害，因此不需要额外的装备。可以用已知用于纤维素纤维的技术对Lyocell纤维进行着色，因此可以实现多种着色方案。
与其他纤维素纤维例如粘性纤维相比，具有较高纤度和平衡比值V的Lyocel纤维的另一有利性质在于较高的弯曲刚度。
实施例
在连续运行的制备Lyocell类型纤维素纤维的小型装置中，以已知方式通过喷嘴使纤维素含量约为13％的纤维素溶液纺丝(纤维素生产者：Bacell公司)，通过调节牵伸比值(＝抽丝速度/喷丝孔出口速度，分别以米/分钟为单位)改变纤维的最终纤度。
为了制备纤度至多约3.25的纤维，通过直径为100μm的喷丝孔纺丝；为了制备更高纤度的纤维，通过直径为160μm的喷丝孔纺丝。
根据BISFA发表的“Testing methods viscose，modal，lyocell and acetate staplefibres and tows”，从所得的纤维中分别算出FFk调节状态的纤维强度(cN/tex)以及FDk调节状态的纤维伸长(％)。
从由此得出的FFk和FDk值，由FFk(cN/tex)除以FDk(％)确定比值V。
下表1概括了试验参数和所得的结果。
表1
| 纺丝物料纤维素(％) | 喷嘴直径(μm) | 牵伸比值 | 纤度(dtex) | FFk(cN/tex) | FDk(％) | FFk绝对值(cN/tex*dtex) | 比值V(FFk/FDk |
| 12.0 | 100 | 17 | 0.92 | 45.7 | 16.6 | 42 | 2.75 |
| 13.0 | 100 | 13 | 1.30 | 41 | 15.2 | 53 | 2.70 |
| 13.0 | 100 | 9 | 1.71 | 37.6 | 14.8 | 64 | 2.54 |
| 13.5 | 100 | 5 | 3.17 | 33.8 | 12.6 | 107 | 2.68 |
| 13.0 | 160 | 13 | 3.25 | 37.5 | 12.8 | 122 | 2.93 |
| 13.5 | 160 | 7 | 5.73 | 29.1 | 11.4 | 167 | 2.55 |
| 13.7 | 160 | 2.7 | 13.00 | 30.8 | 14.3 | 400 | 2.15 |
| 13.5 | 160 | 2.6 | 15.70 | 27.6 | 14 | 433 | 1.97 |
| 13.5 | 160 | 2.1 | 17.20 | 31.2 | 15.1 | 537 | 2.07 |
| 13.5 | 160 | 1.8 | 19.20 | 30.6 | 16.7 | 588 | 1.83 |
从表1可见，从纤度为6dtex开始，比值V的值为2.2或更小。
这一点从图1中同样是特别清楚的，该图中的结果是根据表1数据绘图得到的。
在较高的纤维纤度下比值V下降的原因可能在于，得出的纤维的纤维伸长直到纤度约为6dtex时几乎线性减少，而在较高纤度则升高。
在图2表示出这点，该图中画出了相对于纤维纤度的绝对纤维强度“FFk绝对值”(FFk乘以各纤维纤度)和纤维伸长FDk。绝对纤维强度随升高的纤度线性升高，而纤维伸长首先随升高的纤度下降，在更高纤度时又升高。
表2说明与粘性纤维相比，Lyocell类型纤维的高弯曲刚度。
按照一种由申请人开发的方法计算抗弯刚度。测量值表示在线性测量范围内力与途径的升高比值，以纤度计。
实施时，将经调节的纤维水平夹在夹梁(Klemmbalken)中，并用装置准确切割5mm长。用电力驱动该夹梁，以恒定速度向上移动。纤维压在传感薄板上，其适应于力传感器。纤维越硬，测得的力越高。
由于缺少校正可能性，不能给出有效的力来计算抗弯刚度。但可以在一定的测量范围内的纤维进行相对比较。计算在线性测量范围内测得的每一途径的力的升高，并以纤维的纤度计。
表2
| 弯曲梯度/dtex | ||
| 纤度(dtex) | Lyocell | 胶粘纤维 |
| 1.3 | 0.03 | |
| 3.3 | 0.12 | 0.06 |
| 5.0 | 0.11 | |
| 6.7 | 0.22 | |
| 13.6 | 0.52 | |
| 17.0 | 0.31 | |
Claims (9)
1、Lyocell类型的纤维素纤维，其特征在于，FFk调节状态的纤维强度与Fdk调节状态的纤维伸长的比值V为2.2或更小。
2、根据权利要求1的纤维，其特征在于，比值V为2.0或更小。
3、根据权利要求1的纤维，其特征在于，比值V为1.8或更小。
4、根据前述权利要求之一的纤维，其特征在于，比值V至少为1。
5、根据前述权利要求之一的纤维，其特征在于，纤维的纤度为6dtex～25dtex。
6、根据权利要求5的纤维，其特征在于，纤维的纤度为6.5dtex或更高。
7、根据权利要求5的纤维，其特征在于，纤维的纤度为12dtex或更高，优选为15dtex或更高。
8、根据前述权利要求之一的纤维，其为人造短纤维状。
9、根据前述权利要求之一的纤维在地毯、纺织地面铺层、墙壁铺层和/或装饰材料中的应用。
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