JP2023101736A - Flame-retardant lyocell filament - Google Patents

Flame-retardant lyocell filament Download PDF

Info

Publication number
JP2023101736A
JP2023101736A JP2023090512A JP2023090512A JP2023101736A JP 2023101736 A JP2023101736 A JP 2023101736A JP 2023090512 A JP2023090512 A JP 2023090512A JP 2023090512 A JP2023090512 A JP 2023090512A JP 2023101736 A JP2023101736 A JP 2023101736A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
filament
filaments
spinning
flame
flame retardant
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2023090512A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
マリノウスキー、ロベルト
Malinowsky Robert
ノイントイフェル、マルティン
Neunteufel Martin
クルノジャ-コシック、マリーナ
Crnoja-Cosic Marina
ビスジャーク、クレメンス
Bisjak Clemens
アイヒンガー、ディエター
Dieter Eichinger
シュレンプ、クリストフ
Schrempf Christoph
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lenzing AG
Original Assignee
Lenzing AG
Chemiefaser Lenzing AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from EP17001649.7A external-priority patent/EP3467162A1/en
Priority claimed from EP17001650.5A external-priority patent/EP3467161A1/en
Application filed by Lenzing AG, Chemiefaser Lenzing AG filed Critical Lenzing AG
Publication of JP2023101736A publication Critical patent/JP2023101736A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F1/00General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
    • D01F1/02Addition of substances to the spinning solution or to the melt
    • D01F1/07Addition of substances to the spinning solution or to the melt for making fire- or flame-proof filaments
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F2/00Monocomponent artificial filaments or the like of cellulose or cellulose derivatives; Manufacture thereof
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F2/00Monocomponent artificial filaments or the like of cellulose or cellulose derivatives; Manufacture thereof
    • D01F2/24Monocomponent artificial filaments or the like of cellulose or cellulose derivatives; Manufacture thereof from cellulose derivatives
    • DTEXTILES; PAPER
    • D02YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02GCRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G3/00Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
    • D02G3/44Yarns or threads characterised by the purpose for which they are designed
    • D02G3/443Heat-resistant, fireproof or flame-retardant yarns or threads
    • DTEXTILES; PAPER
    • D10INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10BINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2201/00Cellulose-based fibres, e.g. vegetable fibres
    • D10B2201/20Cellulose-derived artificial fibres
    • D10B2201/22Cellulose-derived artificial fibres made from cellulose solutions

Abstract

To provide a filament having flame retardancy, and moreover, a manufacturing method and use thereof.SOLUTION: A filament having flame retardancy is a flame-retardant filament (FR filament) containing a flame retardant and cellulose and is characterized by that the filament is a lyocell filament.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、難燃性リヨセルフィラメント、さらにはそれを製造するための方法、及び前記難燃性フィラメントの使用に関する。 The present invention relates to flame-retardant lyocell filaments, as well as to a method for producing the same and uses of said flame-retardant filaments.

難燃性繊維は、工業用布地から衣料品の上着まで、非常に様々な用途分野で用いられている。セルロース系繊維は、これらの用途分野で長い間使われてきたが、セルロース系フィラメントは、報告されているその不充分な寸法安定性及び低い湿潤強度のために、まだそれほど注目されておらず、この分野においてそれほど使用されていない。本明細書で用いられる場合、フィラメントという用語は、例えばBISFA(国際人工繊維標準化局(The International Bureau For The Standardization Of Man-Made Fibres))の専門用語(本明細書及び請求項で用いられるさらなる専門用語も、BISFAの刊行物において規定されている通りであり、以下も参照されたい)によると、連続的(エンドレス)と見なされる非常に長い繊維を規定するものであり、ステープル繊維、フロックなどのより短い種類の繊維のフィラメントとは区別される。そのようなより短い種類の繊維の場合、寸法安定性の懸念および強度の懸念は、重要度が低く、そのため、セルロース系ステープル繊維などは、難燃剤を含む添加剤を含有するバージョンにおいても、広く用いられてきた。しかし、フィラメントの場合、寸法安定性及び強度特性、特に湿潤強度に関する懸念は、より大きい問題である。これが、セルロース系フィラメント、特に難燃性フィラメントが依然として広く用いられていない理由の1つである。 Flame-retardant fibers are used in a wide variety of applications, from industrial fabrics to clothing outerwear. Although cellulosic fibers have long been used in these application areas, cellulosic filaments have not received much attention and have been used in this area due to their reportedly poor dimensional stability and low wet strength. As used herein, the term filament defines very long fibers that are considered continuous (endless), e.g. according to BISFA (The International Bureau For The Standardization Of Man-Made Fibers) terminology (further terminology used in the specification and claims is also defined in BISFA publications, see also below), as opposed to filaments of shorter types of fibers such as staple fibers, flock, etc. distinguished. For such shorter types of fibers, dimensional stability concerns and strength concerns are less important, so cellulosic staple fibers and the like have been widely used, even in versions containing additives, including flame retardants. However, for filaments, concerns about dimensional stability and strength properties, especially wet strength, are more of an issue. This is one of the reasons why cellulosic filaments, especially flame-retardant filaments, are still not widely used.

先行技術では、難燃剤を添加剤として用いてビスコースステープル繊維が製造されてきた。米国特許出願公開第2012/0156486(A1)号及び米国特許出願公開第2013/0149932(A1)号は、そのような先行技術のステープル繊維に関する明細書の例である。しかし、ビスコースフィラメントなどのセルロース系フィラメントは、難燃剤と共に製造された場合、寸法安定性、さらには充分な乾燥及び湿潤強度などの必要とされる特性を示してこなかった。これは、製織及び染色及び仕上げ、さらには破れた状態で洗濯又は使用した場合の縮みに関する適切なテキスタイル性能の実現などの要求の厳しいテキスタイル処理に耐えるために必要である。 In the prior art, viscose staple fibers have been produced using flame retardants as additives. US2012/0156486A1 and US2013/0149932A1 are examples of such prior art staple fiber specifications. However, cellulosic filaments such as viscose filaments have not exhibited the required properties such as dimensional stability, as well as adequate dry and wet strength when produced with flame retardants. This is necessary to withstand demanding textile processing such as weaving and dyeing and finishing, as well as achieving adequate textile performance in terms of shrinkage when laundered or used in torn condition.

上記の問題に照らして、本発明の目的は、強度及び寸法安定性に関して高品質の基準を満たす難燃性フィラメント(FRフィラメント)を提供することである。難燃性フィラメントという用語は、本明細書で用いられる場合、単に難燃性材料がコーティングされたものではなく、フィラメントのマトリックス中に難燃剤が組み込まれたフィラメントを規定する。 In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide flame-retardant filaments (FR filaments) that meet high quality standards in terms of strength and dimensional stability. The term flame retardant filament, as used herein, defines a filament that has a flame retardant incorporated within the matrix of the filament, rather than simply being coated with a flame retardant material.

この問題は、後述の態様<1>に記載のフィラメントによって、本発明に従って解決される。好ましい実施形態は、後述の態様<2>~<5>に記載されている。本発明はさらに、後述の態様<6>に記載の方法も提供し、これに関するやはり好ましい実施形態は、後述の態様<7>~<9>に記載されている。最後に、本発明は、後述の態様<10>に記載の使用、及び後述の態様<11>に記載の製品を提供し、これらに関する好ましい実施形態は、後述の態様<12>~<15>に記載されている。さらなる拡張は、以下の記述に提供される。 This problem is solved according to the present invention by the filament described in aspect <1> below. Preferred embodiments are described in aspects <2> to <5> below. The present invention further provides a method according to aspect <6> below, and preferred embodiments thereof are also described in aspects <7> to <9> below. Finally, the present invention provides a use according to aspect <10> below and a product according to aspect <11> below, and preferred embodiments thereof are described in aspects <12> to <15> below. Further extensions are provided in the description below.

驚くべきことに、難燃性リヨセルフィラメントが、先行技術の欠点、並びにビスコースフィラメントなどの難燃性セルロース系フィラメントに関する認識及び懸念を克服することが見出された。本明細書で述べるリヨセルフィラメントは、驚くべきことに、充分に高い特性のバランスを示し、難燃性フィラメントの形態で信頼性高く製造することができる。これらのFRフィラメントは、フィラメント糸、さらには本発明に従うフィラメント及び糸から製造される保護服用の布地、又は他の工業用途のための布地若しくは不織布を含む様々な製品の製造のために非常に有望である。 Surprisingly, it has been found that flame retardant lyocell filaments overcome the shortcomings of the prior art as well as perceptions and concerns regarding flame retardant cellulosic filaments such as viscose filaments. The lyocell filaments described herein surprisingly exhibit a sufficiently high balance of properties that they can be reliably produced in the form of flame-retardant filaments. These FR filaments are very promising for the production of a variety of products including filament yarns, as well as fabrics for protective clothing made from the filaments and yarns according to the invention, or fabrics or nonwovens for other industrial applications.

リヨセル繊維は、本技術分野において公知であり、それを製造するための一般的な方法は、例えば、米国特許第4,246,221号及びBISFA(国際人工繊維標準化局)の刊行物「Terminology of Man-Made Fibres」の2009年版に開示されている。両参考文献共に、その全内容が参照により本明細書に含められる。
また、セルロースフィラメント糸の製造方法に関する国際公開第02/18682(A1)号及び国際公開第02/72929(A1)号も参照され、これらについても、その全内容が含められる。
Lyocell fibers are known in the art, and general methods for making them are disclosed, for example, in U.S. Pat. No. 4,246,221 and the 2009 edition of the BISFA (International Bureau for Standardization of Man-made Fibers) publication "Terminology of Man-Made Fibers." Both references are hereby incorporated by reference in their entirety.
Reference is also made to WO 02/18682 A1 and WO 02/72929 A1 relating to processes for producing cellulose filament yarns, which are also incorporated in their entirety.

上記で示されるように、本発明に従うFRフィラメントは、リヨセルフィラメント、すなわち、リヨセルプロセスを用いて製造されるフィラメントである。このプロセスは、当業者に公知であり、したがって、本明細においてさらに詳細に述べることはしない。実施例、さらには本明細書で述べる特許文献が、このプロセスについての説明を提供する。前記フィラメントは、所望されるいかなる線密度を有していてもよく、適切な値は、0.6~4dtexの範囲内であり、好ましい値は、0.8~2dtexの範囲内である。本発明のFRフィラメントを製造するために用いられるセルロース原料品は、重要ではなく、リヨセルプロセスに適するいかなる種類の原料品が用いられてもよい。 As indicated above, the FR filaments according to the present invention are Lyocell filaments, i.e. filaments manufactured using the Lyocell process. This process is well known to those skilled in the art and therefore will not be described in further detail here. The examples, as well as the patent literature mentioned herein, provide a description of this process. Said filaments may have any desired linear density, suitable values being in the range of 0.6 to 4 dtex, preferred values being in the range of 0.8 to 2 dtex. The cellulosic raw material used to make the FR filaments of the present invention is not critical and any type of raw material suitable for the Lyocell process may be used.

上記で示されるように、本発明は、特に、新規かつ進歩性のあるFRフィラメントが、乾燥状態さらには湿潤状態において、機械的(強度/引張強度)特性の驚くべき高いバランスを、及び加えて非常に満足のいく寸法安定性を呈することを特徴とする。同時に、所望される難燃性を、機械的特性を過剰に犠牲にすることのないフィラメントであっても、得ることができる。本発明のフィラメントで得ることのできる強度特性は、典型的には、コンディショニングされた状態で特定され、本発明のFRフィラメントの場合、これらの特性は、典型的には、以下の通りである:
少なくとも22cN/texの平均乾燥引張強度(FFk)。前記フィラメントの平均乾燥破断伸び(FDk)は、少なくとも6%、好ましくは6%~8%である。これらの特性は、以下の試験装置及びパラメータを用いて評価される。
試験装置:USTER(登録商標)Tensorapid 4 2.4.2 UTR4/500N:
試験長さ:500mm
クランプ速度:60mm/分
クランプ圧力:30%
予負荷:4.1cN
As indicated above, the present invention is particularly characterized by the novel and inventive FR filaments exhibiting a surprisingly high balance of mechanical (strength/tensile strength) properties and in addition very satisfactory dimensional stability in dry as well as wet conditions. At the same time, the desired flame retardancy can be obtained even in filaments without excessively sacrificing mechanical properties. The strength properties obtainable with the filaments of the present invention are typically specified in the conditioned state, and for the FR filaments of the present invention these properties are typically as follows:
Average dry tensile strength (FFk) of at least 22 cN/tex. The average dry breaking elongation (FDk) of said filaments is at least 6%, preferably between 6% and 8%. These properties are evaluated using the following test equipment and parameters.
Test equipment: USTER® Tensorrapid 4 2.4.2 UTR4/500N:
Test length: 500mm
Clamping speed: 60mm/min Clamping pressure: 30%
Preload: 4.1cN

本発明に従うフィラメントは、したがって、好ましい高い寸法安定性を示し、それから製造される糸及び布地に有益性をもたらす。このように、本発明のFRフィラメントを用いて、高品質の難燃性製品を製造することができる。 Filaments according to the present invention therefore exhibit a favorable high dimensional stability, which is beneficial for yarns and fabrics produced therefrom. Thus, the FR filaments of the present invention can be used to produce high quality flame retardant products.

上記で述べたように、本発明のフィラメントは、FRフィラメント、すなわち、難燃剤が組み込まれたフィラメントである。本発明のフィラメントは、リヨセルフィラメントであることから、前記難燃剤の組み込みは、本明細書に含まれる実施例にさらに示されるように、前記難燃剤を適切な方法で紡糸溶液中に(又は、少なくとも前記フィラメントを紡糸する前の組成物中に)含めることによって実現することができる。難燃剤の種類は重要ではなく、典型的には前記難燃剤の溶液の形態で、好ましくは水溶液の形態で、特に前記紡糸溶液又は紡糸組成物中に含めることができればよい。しかし、前記難燃剤は、微粉砕粉末、又はそのような微粉砕粉末の分散体の形態で含められてもよい。難燃剤のそのような固体形態が用いられることになる場合、前記難燃剤の平均粒子径が、フィラメント径の50%以下であることが好ましく、より好ましくは前記フィラメント径の30%以下、さらにより好ましくは10%以下である。 As mentioned above, the filaments of the present invention are FR filaments, i.e. filaments with incorporated flame retardants. Since the filaments of the present invention are lyocell filaments, incorporation of the flame retardant can be accomplished by including the flame retardant in the spinning solution (or at least in the composition prior to spinning the filaments) in a suitable manner, as further illustrated in the examples contained herein. The type of flame retardant is not critical, as long as it can be included, typically in the form of a solution of said flame retardant, preferably in the form of an aqueous solution, especially in said spinning solution or spinning composition. However, the flame retardant may also be included in the form of finely divided powders or dispersions of such finely divided powders. If such a solid form of flame retardant is to be used, it is preferred that the average particle size of said flame retardant is no greater than 50% of the filament diameter, more preferably no greater than 30%, and even more preferably no greater than 10% of said filament diameter.

最終フィラメント中の難燃剤の量は、典型的には、前記フィラメントの2~50重量%、好ましくは10~40、さらにより好ましくは15~30重量%の範囲内である。この量は、必要に応じて(例えば、所望される難燃性の度合いに関連して)調整されてよく、前記紡糸溶液又は紡糸組成物中のセルロースと難燃剤との比によって調節することができる。 The amount of flame retardant in the final filament is typically in the range of 2-50%, preferably 10-40, even more preferably 15-30% by weight of said filament. This amount may be adjusted as needed (e.g., in relation to the degree of flame retardancy desired) and can be adjusted by the ratio of cellulose to flame retardant in the spinning solution or spinning composition.

難燃剤の種類は、上記で述べたように、重要ではない。しかし、窒素及びリン含有化合物に基づく難燃剤が好ましく、Aflammit(登録商標)の商標下で市販されているものなどである。特に、Aflammit KWBなどの有機リン化合物が好ましい。用いられるいずれの難燃剤も、典型的には目的とする前記フィラメント径に応じて、紡糸プロセスに適する粒子サイズを有する難燃剤を得るために(前記紡糸組成物中に可溶性でない場合)、ミリングなどの前処理に掛けられてよい。そのようなプロセスは、当業者に公知である。 The type of flame retardant is not critical, as noted above. However, flame retardants based on nitrogen and phosphorus containing compounds are preferred, such as those marketed under the Aflammit® trademark. In particular, organophosphorus compounds such as Aflammit KWB are preferred. Any flame retardant used may be subjected to a pretreatment such as milling to obtain a flame retardant with a particle size suitable for the spinning process (if not soluble in the spinning composition), typically depending on the filament diameter of interest. Such processes are known to those skilled in the art.

本発明の1つの実施形態では、テトラキスヒドロキシアルキルホスホニウム塩とアンモニアとの酸化縮合物である難燃剤、及び/又は1若しくは複数のアミン基を含有する窒素化合物である難燃剤は除外される。 In one embodiment of the present invention, flame retardants that are oxidative condensation products of tetrakishydroxyalkylphosphonium salts and ammonia and/or nitrogen compounds that contain one or more amine groups are excluded.

上記で概説したように、本発明に従うFRフィラメントは、リヨセルフィラメントである。したがって、本発明に従うフィラメントを製造するためのプロセスは、少なくともセルロース、水、NMMO、及び前記難燃剤を含む紡糸溶液の提供、並びに前記溶液を紡糸すること、並びに当業者に公知の方法で前記フィラメントを再生すること、を含む。本発明によると、300~600m/分、好ましくは350~450m/分などの約250~750m/分の紡糸速度が用いられ得ることが特定された。前記プロセスの過程で、染料及び顔料などのいずれかのさらなる必要とされる添加剤及び安定剤が、必要に応じて添加されてもよい。 As outlined above, the FR filaments according to the invention are lyocell filaments. Accordingly, a process for making filaments according to the present invention comprises providing a spinning solution comprising at least cellulose, water, NMMO, and said flame retardant, spinning said solution, and regenerating said filaments by methods known to those skilled in the art. According to the invention it has been determined that a spinning speed of about 250-750 m/min can be used, such as 300-600 m/min, preferably 350-450 m/min. During the course of said process, any further required additives and stabilizers such as dyes and pigments may be added as required.

前記フィラメントは、当然、コーティング、仕上げなどの何らかの通常の紡糸後処理を受けてもよい。当業者であれば、前記FRフィラメントの意図される使用に応じて、適切なプロセスを選択することができる。しかし、様々なプロセス工程の詳細な概要を含む好ましい例示的な紡糸プロセスを、以下に概説する。 Said filaments may of course undergo any of the usual post-spinning treatments such as coating, finishing, and the like. A person skilled in the art can select an appropriate process depending on the intended use of the FR filament. However, a preferred exemplary spinning process is outlined below, including a detailed overview of the various process steps.

本発明は、本明細書で述べるリヨセルフィラメントを、さらには例えばリヨセルマルチフィラメント糸を製造するためのプロセスを提供する。前記プロセスについて、個々のプロセス工程に言及して詳細に記載する。これらのプロセス工程及び対応する好ましい実施形態が、適宜組み合わされてもよいこと、並びに本出願が、これらの組み合わせを、本明細書で明示的に記載されていない場合であっても、包含し、開示することは理解されたい。 The present invention provides processes for making the lyocell filaments described herein, as well as, for example, lyocell multifilament yarns. The process is described in detail with reference to individual process steps. It is to be understood that these process steps and corresponding preferred embodiments may be combined as appropriate, and that the present application encompasses and discloses these combinations even if not explicitly recited herein.

・紡糸溶液の製造
以下の要件を満たすセルロース出発物質を用いることが好ましいことが見出された。
Preparation of the Spinning Solution It has been found preferable to use a cellulose starting material which meets the following requirements.

公知のリヨセル紡糸溶液のレオロジー特性は、高速フィラメント糸製造の要求に適合していない場合がある。例えば、ステープル繊維製造において公知である紡糸溶液組成物を用いた場合、許容されない回数のフィラメント破断が発生する。これまでに開示されたものよりも広い分子量分布のセルロース原料を用いることで、すなわち、450~700ml/gの範囲内のスキャン粘度を有するセルロースの5~30重量%、好ましくは10~25重量%を、300~450ml/gの範囲内のスキャン粘度を有するセルロースの70~95重量%、好ましくは75~90重量%とブレンドすることによって、これら2つの画分が40ml/g以上、好ましくは100ml/g以上のスキャン粘度差を有する場合に、この問題が克服されることが見出された。スキャン粘度は、SCAN-CM 15:99に従って、カプリエチレンジアミン溶液中で特定され、当業者に公知であり、psl-rheotek製の装置Auto PulpIVA PSLRheotekなどの市販の装置で実施することができる手法である。 The rheological properties of known lyocell spinning solutions may not meet the demands of high speed filament yarn production. For example, an unacceptable number of filament breaks occur when using spinning solution compositions known in staple fiber production. By using a cellulose feedstock with a broader molecular weight distribution than previously disclosed, i.e., by blending 5 to 30 wt%, preferably 10 to 25 wt% of cellulose having a scanning viscosity in the range of 450 to 700 ml/g with 70 to 95 wt%, preferably 75 to 90 wt% of cellulose having a scanning viscosity in the range of 300 to 450 ml/g, these two fractions are reduced to 40 ml/g or more, preferably 100 It has been found that this problem is overcome when having a scan viscosity difference greater than or equal to ml/g. Scanning viscosity is determined in capriethylenediamine solutions according to SCAN-CM 15:99 and is a technique known to those skilled in the art and can be performed on commercially available equipment such as the equipment Auto PulpIVA PSLRheotek manufactured by psl-rheotek.

必要とされる分子多分散性を実現するためのそのようなセルロース原料を得るために(例えば、木材パルプから)、異なる種類の出発物質のブレンドが用いられてよい。最適なブレンド比は、各ブレンド成分の実際の分子量、フィラメント製造条件、及び前記フィラメント糸の具体的な製品要件に依存することになる。別の選択肢として、必要とされるセルロース多分散性は、例えば、木材パルプの製造過程で、乾燥前にブレンドすることによって得ることも可能である。これにより、リヨセル製造の過程でパルプストックを注意深くモニタリングし、ブレンドするという必要性がなくなる。 Blends of different types of starting materials may be used to obtain such cellulosic feedstocks (eg, from wood pulp) to achieve the required molecular polydispersity. The optimum blend ratio will depend on the actual molecular weight of each blend component, filament manufacturing conditions, and specific product requirements for the filament yarn. Alternatively, the required cellulose polydispersity can be obtained by blending prior to drying, for example during the manufacture of wood pulp. This eliminates the need to carefully monitor and blend pulp stocks during lyocell manufacturing.

前記紡糸溶液中のセルロースの総含有量は、典型的には、10~20重量%、好ましくは10~16重量%であり、例えば12~14重量%などである。当業者であれば、リヨセルプロセスのための紡糸溶液に必要とされる成分が認識されることから、前記成分及び一般的製造方法についてのさらなる詳細な説明は、ここでは必要ではないと考えられる。これらに関しては、参照により本明細書に援用される米国特許第5,589,125号、国際公開第96/18760号、国際公開第02/18682号、及び国際公開第93/19230号を参照されたい。 The total content of cellulose in said spinning solution is typically 10-20 wt%, preferably 10-16 wt%, such as 12-14 wt%. Since those skilled in the art are aware of the components required in the spinning solution for the lyocell process, further detailed description of said components and general method of preparation is not believed necessary here. See US Pat. No. 5,589,125, WO 96/18760, WO 02/18682, and WO 93/19230, all of which are hereby incorporated by reference.

本発明に従うプロセスをさらに制御するために、高いレベルのプロセスモニタリング及び制御を用いて、前記紡糸溶液の組成の均一性を確保することが好ましい。これには、紡糸溶液組成物/圧力/温度のインライン測定、粒子含有量のインライン測定、ジェット/ノズル中での紡糸溶液温度分布のインライン測定、及び定期的なオフラインクロスチェックが含まれ得る。 To further control the process according to the present invention, a high level of process monitoring and control is preferably used to ensure compositional uniformity of the spinning solution. This may include in-line measurement of spinning solution composition/pressure/temperature, in-line measurement of particle content, in-line measurement of spinning solution temperature distribution in the jet/nozzle, and periodic off-line cross-checks.

本発明で用いられる前記リヨセル紡糸溶液の品質を制御し、必要であれば向上させることがさらに好ましく、なぜなら、大粒子が含まれると、個々のフィラメントが、形成される過程で許容されない破断を起こす結果となり得るからである。そのような粒子の例は、不純物であり、例えば、砂など、および、充分に溶解していないセルロースを含むゲル粒子である。そのような固体不純物の含有量を最小限に抑えるための1つの選択肢は、ろ過プロセスである。前記紡糸溶液の多段階ろ過は、固体不純物を最小限に抑えるための最適な方法である。当業者であれば、より細いフィラメント繊度のためには、より高いろ過ストリンジェンシーが必要とされることは理解される。典型的には、例えば、絶対阻止能が約20ミクロンである深層ろ過は、1.3デシテックスフィラメントに有効であることが見出された。より細いフィラメントデシテックスには、15ミクロンの絶対阻止能が好ましい。ろ過を実施するための装置及びプロセスパラメーターは、当業者に公知である。
加えて、前記紡糸溶液の粘度を、110℃、1.2(1/秒)のせん断速度で測定して、500~1350Pa・sの範囲に調節することが適切であることが見出された。
It is further preferable to control and, if necessary, improve the quality of the lyocell spinning solution used in the present invention, because the inclusion of large particles can result in unacceptable breakage of individual filaments during the forming process. Examples of such particles are impurities, such as sand, and gel particles containing poorly dissolved cellulose. One option for minimizing the content of such solid impurities is a filtration process. Multistage filtration of the spinning solution is the optimum method to minimize solid impurities. Those skilled in the art will appreciate that higher filtration stringency is required for finer filament fineness. Typically, for example, depth filtration, which has an absolute stopping power of about 20 microns, has been found effective for 1.3 decitex filaments. An absolute stopping power of 15 microns is preferred for finer filament decitex. Equipment and process parameters for performing filtration are known to those skilled in the art.
In addition, it was found suitable to adjust the viscosity of the spinning solution in the range of 500-1350 Pa·s, measured at 110° C. and a shear rate of 1.2 (1/s).

前記紡糸溶液の、その製造中の温度は、典型的には、105~120℃、好ましくは105~115℃の範囲内である。実際の紡糸/押出しの前に、前記溶液は、所望に応じてろ過の後に、当業者に公知のプロセス及び装置を用いて、典型的には115~135℃、好ましくは120~130℃のより高い温度まで加熱される。このプロセスは、紡糸ノズルを通しての押出しに適する前記紡糸溶液(紡糸物と称される場合がある)を提供するために、ろ過工程と共に、前記紡糸溶液の均質性を、その初期製造後に高める。次に、好ましくは、この紡糸溶液は、押出し/紡糸の前に、110℃~135℃、好ましくは115℃~135℃の温度とされ、これは、中間冷却及び加熱ステージ、さらにはテンパリングステージ(前記紡糸溶液が、ある特定の時間にわたって所与の温度で維持されるステージ)を含んでよいプロセスである。そのようなプロセスは、当業者に公知である。 The temperature of the spinning solution during its production is typically in the range 105-120°C, preferably 105-115°C. Before the actual spinning/extrusion, the solution, optionally after filtration, is heated to a higher temperature, typically 115-135°C, preferably 120-130°C, using processes and equipment known to those skilled in the art. This process, along with a filtration step, enhances the homogeneity of the spinning solution after its initial preparation to provide the spinning solution (sometimes referred to as a spin product) suitable for extrusion through a spinning nozzle. The spinning solution is then preferably brought to a temperature of 110° C. to 135° C., preferably 115° C. to 135° C., prior to extrusion/spinning, a process that may include intermediate cooling and heating stages, as well as tempering stages (stages in which the spinning solution is maintained at a given temperature for a certain period of time). Such processes are known to those skilled in the art.

・フィラメントの押出し
各紡糸口金ノズル孔を通る前記紡糸溶液の流量を均一かつ一定とすることは、前記プロセスをさらに改善し、個々のセルロースフィラメントに対する品質要件を、さらには結果としてマルチフィラメント糸に対する品質要件を満たす補助となることが見出された。これは、フィラメント及びフィラメント糸製造に必要とされる、200m/分以上の範囲である非常に速い生産速度の観点から特に適切である。本発明によると、200m/分以上の生産速度を実現することができ、400m/分以上、好ましくは700m/分以上、さらには最大1000m/分以上などである。適切な範囲は、200~1500m/分であり、400~1000m/分又は700~1000m/分などであり、700~1500m/分などの範囲を含む。
Filament Extrusion It has been found that a uniform and constant flow rate of the spinning solution through each spinneret nozzle hole further improves the process and helps meet the quality requirements for individual cellulose filaments and consequently for multifilament yarns. This is particularly suitable in view of the very high production speeds required for filament and filament yarn production, in the range of 200 m/min or more. According to the invention, production speeds of 200 m/min or more can be achieved, such as 400 m/min or more, preferably 700 m/min or more, and even up to 1000 m/min or more. Suitable ranges are 200-1500 m/min, such as 400-1000 m/min or 700-1000 m/min, including ranges such as 700-1500 m/min.

リヨセル紡糸溶液の押出しに用いられる各紡糸口金部は、連続フィラメント糸に必要とされるフィラメントの数に対応した数のノズル孔を有する。例えば参照により本明細書に援用される国際公開第03014429(A1)号に開示されるように、複数の紡糸口金部を組み合わせて単一の紡糸口金プレートとすることによって、単一のジェットから複数の糸を押出すことができる。 Each spinneret section used to extrude the lyocell spinning solution has a number of nozzle holes corresponding to the number of filaments required for the continuous filament yarn. Multiple threads can be extruded from a single jet by combining multiple spinneret sections into a single spinneret plate, for example as disclosed in WO 03014429 A1, which is incorporated herein by reference.

各フィラメント糸に対するノズル孔の数は、意図する糸の種類に応じて選択されてよいが、前記数は、典型的には、10~300、好ましくは20~200の範囲内であり、30~150などである。 The number of nozzle holes for each filament yarn may be selected depending on the intended yarn type, but said number is typically in the range of 10-300, preferably 20-200, such as 30-150.

紡糸溶液流量の均一性は、前記紡糸口金及び前記個々のノズル内の良好な温度制御を提供することによって向上され得る。紡糸中の前記ノズル内及びノズル間の温度変動は、できる限り小さいことが好ましく、好ましくは±2℃以内である。これは、紡糸溶液の温度のいかなる局所的な相違も相殺することを可能として、前記紡糸溶液の温度を、各紡糸口金ノズルから押出される際に精密に制御するために、前記紡糸口金及び前記個々のノズルを一連の異なるゾーンで直接加熱する手段によって実現され得る。そのような温度制御手段の例は、参照により本明細書に援用される国際公開第02/072929号及び国際公開第01/81662号に開示されている。 Spinning solution flow uniformity can be improved by providing good temperature control within the spinneret and the individual nozzles. Temperature fluctuations within and between the nozzles during spinning are preferably as small as possible, preferably within ±2°C. This can be achieved by means of direct heating of the spinneret and the individual nozzles in a series of different zones to allow any local differences in spin solution temperature to be compensated and to precisely control the temperature of the spin solution as it is extruded from each spinneret nozzle. Examples of such temperature control means are disclosed in WO 02/072929 and WO 01/81662, incorporated herein by reference.

紡糸口金ノズルプロファイルは、好ましくは、前記ノズルを通る紡糸溶液のスムーズな加速を最大化し、同時に圧力損失は最小限に抑えるように設計される。前記ノズルの重要な設計の特徴としては、限定されないが、平滑な入口部表面、及びノズル出口部のシャープなエッジが挙げられる。 The spinneret nozzle profile is preferably designed to maximize smooth acceleration of the spinning solution through said nozzle while minimizing pressure drop. Important design features of the nozzle include, but are not limited to, smooth inlet surfaces and sharp edges at the nozzle outlet.

・初期冷却
前記紡糸ノズルを出た後、前記個々のフィラメントは、典型的には、冷却プロセスに掛けられ、典型的には空気流が用いられる。したがって、この工程での前記フィラメントの冷却は、通風を、好ましくは、エアギャップでの制御された横通風(cross draught)を用いることによって行われることが好ましい。前記通風は、前記繊維の品質に有害な影響を及ぼすことなく所望される冷却効果を得るために、制御された湿度を有するべきである。適切な湿度値は、当業者に公知である。しかし、この工程に公知のリヨセルステープル繊維手順を直接適用してもうまく作用せず、なぜなら、これは、速いフィラメント生産速度を考慮に入れて、非常に長いエアギャップ(200mm超)を必要とするからである。しかし、そのようなエアギャップは、前記個々のフィラメントが動いて接触し、フィラメントの融合及び低い製品品質に繋がることから、実行できない。同じ理由から、ステープル繊維製造用に開示される高速の横通風も、問題を呈し得ることが見出された。加えて、フィラメント製品の場合は、ステープル繊維と比較して、延伸のより高い均一性及び一貫性が必要とされる。
- Initial cooling After exiting the spinning nozzle, the individual filaments are typically subjected to a cooling process, typically using a stream of air. Cooling of the filaments in this step is therefore preferably carried out by using drafts, preferably controlled cross drafts in an air gap. The draft should have a controlled humidity to obtain the desired cooling effect without detrimentally affecting the quality of the fibers. Suitable humidity values are known to those skilled in the art. However, direct application of the known lyocell staple fiber procedure to this process does not work well, as it requires very long air gaps (greater than 200 mm) to allow for high filament production rates. However, such air gaps are impractical because the individual filaments move and touch, leading to fusion of the filaments and poor product quality. For the same reason, it has been found that the high velocity cross draft disclosed for staple fiber production can also present problems. In addition, more uniformity and consistency of drawing is required for filament products compared to staple fibers.

したがって、本発明は、フィラメント糸製造の品質要件を満たすために、前記フィラメント製造処理を調節する新規な手段を提供する。 Accordingly, the present invention provides a novel means of adjusting the filament manufacturing process to meet filament yarn manufacturing quality requirements.

例えば、参照により本明細書に援用される国際公開第03014436(A1)号には、適切な横通風機構が開示されている。エアギャップの長さ全体にわたる均一なフィラメント冷却が好ましい。 For example, WO 03014436 A1, incorporated herein by reference, discloses a suitable cross-ventilation mechanism. Uniform filament cooling over the length of the air gap is preferred.

上記で概説したように、特に高生産速度を考慮した場合に一般的な紡糸プロセスの理解に従って必要であると見なされる前記長いエアギャップは、実行できない。しかし、約40~130mmなど、ステープル繊維製造に典型的に用いられるよりも長いエアギャップ長さが良好に用いられ得ることが見出された。好ましくは、前記エアギャップは、40~120mmの範囲内であり、50~100mmなどである。実施形態では、これは、紡糸口金面でのフィラメント間隔を広げること(リヨセルステープル繊維製造で用いられるノズル間隔の約2倍)と組み合わされ得る。そのような機構は、フィラメント製造に有益であることが見出された。このようにしてフィラメント間隔を広げることにより、フィラメントが接触する可能性が低減され、必要とされる均一なフィラメント冷却が実現可能となる。 As outlined above, said long air gaps, which are deemed necessary according to common spinning process understandings, especially when considering high production rates, are not feasible. However, it has been found that longer air gap lengths than typically used in staple fiber production, such as about 40-130 mm, can be successfully used. Preferably, said air gap is in the range of 40-120 mm, such as 50-100 mm. In embodiments, this can be combined with increasing the filament spacing at the spinneret face (approximately twice the nozzle spacing used in Lyocell staple fiber production). Such a mechanism has been found to be beneficial in filament production. By increasing the filament spacing in this manner, the possibility of filament contact is reduced and the required uniform filament cooling can be achieved.

横通風速度は、リヨセルステープル繊維製造に用いられている速度よりも非常に低いことが好ましい。適切な値は、0.5~3m/秒、好ましくは1~2m/秒である。湿度値は、空気1kgあたり0.5~10gの水の範囲内であってよく、空気1kgあたり2~5gの水などである。風の温度は、好ましくは、20℃未満などの25℃未満の値に制御される。 Cross draft speeds are preferably much lower than those used in lyocell staple fiber production. Suitable values are 0.5-3 m/s, preferably 1-2 m/s. Humidity values may be in the range of 0.5-10 g water/kg air, such as 2-5 g water/kg air. The temperature of the wind is preferably controlled to a value below 25°C, such as below 20°C.

・フィラメントの初期凝固
前記紡糸口金ノズルを出て、前記エアギャップで冷却された後、製造された前記フィラメントは、さらに初期凝固のために処理される必要がある。これは、前記個々のフィラメントを、紡糸浴とも称される凝固浴中に入れることによって実現される。高度な製品品質の均一性を実現するためには、前記フィラメントのこのさらなる初期凝固が、狭い許容範囲内で、すなわち、ほんの僅かな変動で、好ましくは精密に同じ位置で行われることが好ましいことが見出された。
従来の紡糸浴設計は、速いフィラメント速度(約400m/分超)に起因する流体力が前記浴の液面を乱す結果として、不均一な初期凝固(及び不定のエアギャップサイズ)、さらにはフィラメントの融合及び他の損傷の可能性ももたらすことから、この目的に適さない場合が多いことが見出された。そのような問題に備えて、50mm未満の深さを有する浅い紡糸浴を用いることが好ましいことが特定された。
Initial Solidification of Filaments After exiting the spinneret nozzle and being cooled in the air gap, the filaments produced need to be further processed for initial solidification. This is achieved by placing the individual filaments in a coagulation bath, also called spinning bath. In order to achieve a high degree of product quality uniformity, it has been found that this further initial solidification of the filaments preferably takes place within narrow tolerances, i.e. with only slight variations, preferably at exactly the same position.
It has been found that conventional spin bath designs are often unsuitable for this purpose as fluid forces due to high filament velocities (greater than about 400 m/min) disturb the bath surface resulting in uneven initial solidification (and inconsistent air gap sizes), as well as the possibility of filament fusion and other damage. For such problems, it has been determined that it is preferable to use shallow spinning baths having a depth of less than 50 mm.

そのような紡糸浴は、例えば、参照により本明細書に援用される国際公開第03014432(A1)号に開示されており、これには、5~40m、好ましくは5~30mm、より好ましくは10~20mmの範囲内の浅い紡糸浴深さが開示されている。そのような浅い紡糸浴を用いることにより、紡糸されたフィラメントと前記紡糸浴中の凝固溶液との接触位置を制御することが可能となり、それによって、従来の紡糸浴深さを用いた場合に発生し得る前記問題が回避される。 Such spin baths are disclosed, for example, in WO 03014432 A1, incorporated herein by reference, which discloses shallow spin bath depths in the range of 5-40 m, preferably 5-30 mm, more preferably 10-20 mm. The use of such shallow spin baths makes it possible to control the contact position between the spun filaments and the coagulation solution in the spin bath, thereby avoiding the aforementioned problems that can occur when using conventional spin bath depths.

加えて、前記紡糸浴中のアミンオキシドの濃度が、リヨセル繊維製造に典型的に用いられるよりも小さい値に制御される場合、フィラメントの品質も向上することができることが見出された。25重量%未満、より好ましくは20重量%未満のアミンオキシド、さらにより好ましくは15重量%未満の紡糸浴濃度が、フィラメントの品質を向上させることが見出された。前記アミンオキシド濃度の好ましい範囲は、5~25重量%であり、8~20重量%又は10~15重量%などである。これは、リヨセルステープル繊維製造に対して開示されている範囲よりも著しく低い。そのような低アミンオキシド濃度を維持可能とするために、前記紡糸浴の組成の連続的なモニタリングが好ましく、それによって、例えば、前記濃度の調節を、水の補充により、及び/又は過剰なアミンオキシドの選択的な除去により行うことができる。
この紡糸浴の温度は、典型的には、5~30℃、好ましくは8~16℃の範囲内である。
In addition, it has been found that filament quality can also be improved if the concentration of amine oxide in the spinning bath is controlled to values lower than those typically used for lyocell fiber production. It has been found that spin bath concentrations of less than 25 wt%, more preferably less than 20 wt%, and even more preferably less than 15 wt% amine oxide improve filament quality. A preferred range for the amine oxide concentration is 5 to 25 wt%, such as 8 to 20 wt% or 10 to 15 wt%. This is significantly lower than the ranges disclosed for lyocell staple fiber production. To be able to maintain such low amine oxide concentrations, continuous monitoring of the spin bath composition is preferred, so that, for example, adjustments to the concentration can be made by water replenishment and/or by selective removal of excess amine oxide.
The temperature of this spinning bath is typically in the range 5-30°C, preferably 8-16°C.

前記紡糸溶液について上記で開示した好ましい実施形態と同様に、形成されたばかりの傷付き易いフィラメントが前記紡糸浴中の望ましくない固体不純物によって損傷を受ける可能性を最小限に抑えるために、高ストリンジェンシーな紡糸浴液ろ過が考えられる。これは、700m/分を超える非常に速い生産速度の場合に特に重要である。 Similar to the preferred embodiment disclosed above for the spin solution, high stringency spin bath solution filtration is contemplated to minimize the likelihood of newly formed vulnerable filaments being damaged by unwanted solid impurities in the spin bath. This is particularly important for very high production speeds above 700 m/min.

前記紡糸浴内で、前記紡糸浴からの出口部によって目的の最終糸の前記個々のフィラメントが一緒にされ、初期マルチフィラメント束にまとめられ、前記出口部は、典型的には、リング形状出口部であり、前記フィラメントを一緒にまとめ、さらには、前記フィラメント束と一緒に前記浴から排出される紡糸浴溶液の量を制御する働きも有する。適切な機構は、当業者に公知である。前記フィラメントの少なくとも一部は、前記リング形状出口部と接触することから、前記リング形状出口部の形状さらには材料の選択は、前記フィラメント束に掛かる張力に影響を与える。当業者であれば、前記フィラメント束に対するいかなる負の影響も最小限に抑えるための、前記紡糸浴からのこれらの出口部に適する材料及び形状が分かるであろう。 Within the spin bath, an outlet from the spin bath causes the individual filaments of the final yarn of interest to be brought together and grouped into an initial multifilament bundle, the outlet typically being a ring-shaped outlet that holds the filaments together and also serves to control the amount of spin bath solution that exits the bath with the filament bundle. Suitable mechanisms are known to those skilled in the art. Since at least a portion of the filaments are in contact with the ring-shaped outlet, the shape of the ring-shaped outlet as well as the choice of material will affect the tension applied to the filament bundle. Those skilled in the art will know suitable materials and shapes for these outlets from the spinning bath to minimize any negative impact on the filament bundle.

したがって、本発明に従うプロセスの好ましい実施形態では、前記プロセスは、10~15重量%、好ましくは12~14重量%のセルロースを含むリヨセルプロセスに適する紡糸溶液を製造する工程を含み、前記セルロースは、異なるスキャン粘度値を有するセルロースの上述したブレンドである。このプロセスはさらに、押出しノズルを通るときの温度変動を±2℃以下に維持しながら、前記紡糸溶液を前記押出しノズルを通して押出す工程を含む。こうして製造されたフィラメントは、上述したように初期冷却に掛けられ、続いて、このようにして得られたフィラメントの前記初期凝固が、深さが50mm未満、好ましくは5~40mm、より好ましくは10~20mmである凝固浴(紡糸浴)中で行われる。 Thus, in a preferred embodiment of the process according to the invention, said process comprises producing a spinning solution suitable for the Lyocell process comprising 10-15% by weight, preferably 12-14% by weight of cellulose, said cellulose being the aforementioned blend of celluloses with different scan viscosity values. The process further includes extruding the spinning solution through the extrusion nozzle while maintaining a temperature variation of ±2° C. or less through the extrusion nozzle. The filaments thus produced are subjected to initial cooling as described above, followed by said initial solidification of the filaments thus obtained in a coagulation bath (spinning bath) having a depth of less than 50 mm, preferably 5 to 40 mm, more preferably 10 to 20 mm.

この凝固浴に用いられる前記凝固液の組成物は、23重量%以下、より好ましくは20重量%未満、さらにより好ましくは15重量%未満のアミンオキシドの濃度を示す。このアミンオキシド含有量の調節は、アミンオキシドの選択的除去及び/又は新たな水の補充によって前記好ましい範囲に前記濃度を調節することによって実現することができる。 The composition of said coagulating liquid used in this coagulating bath exhibits a concentration of amine oxide of 23 wt% or less, more preferably less than 20 wt%, even more preferably less than 15 wt%. This adjustment of amine oxide content can be accomplished by adjusting the concentration to the preferred range by selective removal of amine oxide and/or replenishment of fresh water.

そのようなプロセスにより、高品質の、及び特に高い均一性のフィラメントを確実に得ることができ、前記フィラメントは、特に、均一な凝固が確保され、したがって均一なフィラメント特性が確保される方法で前記凝固浴に投入される。加えて、上記で述べたプロセスの実施形態では、以下でさらに述べるように、標準的なリヨセルステープル繊維製造プロセスと比較して、例えばより広いノズル間隔を用いることによって、押出し時の前記個々のフィラメント間の距離を調節することが好ましい。これらの好ましいプロセスパラメータ及び条件により、本明細書で述べるように、高い均一性のリヨセルフィラメントの製造が可能となり、同時に、所望される速いプロセス速度(200m/分以上、より好ましくは400m/分以上、及び実施形態では、700m/分以上という速さの紡糸速度)も可能となる。これに関連して、上記で説明した前記プロセスパラメータ及び条件は、フィラメント及び糸の製造停止が必要となるフィラメントの破断などを回避することから、本発明はさらに、セルロースリヨセルフィラメント及び対応する糸の連続する長期間にわたる製造を可能とする。 Such a process makes it possible to reliably obtain filaments of high quality and particularly high homogeneity, said filaments being introduced into said coagulation bath in a manner which in particular ensures uniform coagulation and thus uniform filament properties. In addition, in the process embodiments described above, it is preferable to control the distance between the individual filaments during extrusion, for example by using wider nozzle spacing, as compared to standard lyocell staple fiber manufacturing processes, as further described below. These preferred process parameters and conditions enable the production of highly uniform lyocell filaments, as described herein, while also enabling the desired high process speeds (spinning speeds as high as 200 m/min or higher, more preferably 400 m/min or higher, and in embodiments as high as 700 m/min or higher). In this regard, the present invention further enables continuous long-term production of cellulose lyocell filaments and corresponding yarns, as the process parameters and conditions described above avoid filament breakage, etc., which would require the production of filaments and yarns to be stopped.

・フィラメントの延伸
前記紡糸浴を出た後、前記マルチフィラメント束は、典型的には、最終糸をもたらすことになる前記束を、洗浄、乾燥、及び巻き取りなどの次の処理ステージへ向けるガイドローラーによって引き取られる。この工程の過程では、好ましくは、前記フィラメント束の延伸は行われない。前記紡糸浴の前記出口部から前記ガイドローラーとの接触部までの距離は、必要に応じて選択されてよく、100~400mmなどの40~750mmの距離が適切であるとして示された。このプロセス工程が、製品品質を制御し、それに影響を与えるためのさらなる選択肢を提供可能であることが見出された。このプロセス工程では、例えば、フィラメントの結晶構造の調節が可能であり、それによって、リヨセル連続フィラメント糸の望ましい特性が実現される。上記で述べたように、及び後述の態様<1>の文言から誘導可能であるように、このプロセス工程での成功は、上記で述べたように、紡糸溶液のレオロジー及びノズルからの押出しの一貫性と密接に関連していることが見出された。
Filament drawing After exiting the spinning bath, the multifilament bundle is typically taken up by guide rollers that direct the bundle to the next processing stages such as washing, drying, and winding, which will result in the final yarn. During this step, preferably no drawing of the filament bundles takes place. The distance from the outlet of the spinning bath to the contact with the guide roller may be chosen according to need, and a distance of 40-750 mm has been shown to be suitable, such as 100-400 mm. It has been found that this process step can provide additional options for controlling and influencing product quality. This process step allows, for example, the adjustment of the crystal structure of the filaments, thereby achieving the desired properties of the lyocell continuous filament yarn. As noted above, and as can be derived from the language of aspect <1> below, it has been found that success at this process step is closely related to the rheology of the spinning solution and the consistency of extrusion through the nozzle, as noted above.

上記で述べたように、ガイドローラーなどの手段が、フィラメントを引き取り、それを集めて初期糸を形成し、こうして得られた前記糸を、さらなる処理工程へ向けて誘導する。本発明によると、前記フィラメント束(糸)と前記ガイドローラーとの接触位置で前記フィラメント束に掛けられる最大張力は、(4.2×フィラメント数/フィラメント繊度)0.69(cN)以下であることが好ましい。この張力は、前記フィラメント/フィラメント束に対して、前記紡糸ノズルを出る位置から最初の接触位置まで、例えば前記凝固工程後に提供される前記ガイドローラーとの最初の接触位置までの間で掛けられる張力を意味する。上記で提供される式から、例示として、例えば60フィラメントで糸の繊度が80dtex(個々のフィラメントは1.33dtexの繊度を有する)のフィラメント束に対する前記最大張力が定められ、前記最大張力は、(4.2×60:1.33)0.69、したがって、37.3cNである。 As mentioned above, means such as guide rollers take up the filaments and collect them to form the initial yarn and guide said yarn thus obtained towards further processing steps. According to the present invention, the maximum tension applied to the filament bundle (yarn) at the contact position between the filament bundle (yarn) and the guide roller is preferably (4.2×number of filaments/filament fineness) 0.69 (cN) or less. This tension means the tension applied to the filament/filament bundle from the point of exiting the spinning nozzle to the point of first contact, e.g. to the point of first contact with the guide roller provided after the coagulation step. From the formula provided above, by way of example, said maximum tension for a filament bundle of, for example, 60 filaments and a yarn fineness of 80 dtex (each filament has a fineness of 1.33 dtex) is determined, said maximum tension being (4.2×60:1.33) 0.69 , thus 37.3 cN.

そのような特定の最大張力を維持することによって、高品質の糸を得ることができるようにフィラメント破断を確実に防止することができる。加えて、このことは、前記フィラメント製造プロセスを、障害を起こすことなく必要とされる時間にわたって確実に継続可能とする補助となる。当業者であれば、本明細書で言及される張力が、3本ロール試験装置(three roll testing apparatus)Schmidt-Zugspan-nungsmessgerat ETB-100を用いることによって、全体プロセスから取ったサンプルを用いて測定される張力であることは理解される。本明細書で言及される指定された接触位置でフィラメント及びフィラメント束に対して測定される前記張力は、上記で提供される式に従う値に前記張力値を調節する目的で、本発明に関して本明細書で開示されるプロセスパラメータを用いて、特に、前記紡糸溶液の組成、前記紡糸浴深さ及び前記紡糸浴液(凝固浴)組成、前記横通風、並びにノズル設計及びノズル間隔などの紡糸口金設計を調節することによって、製品品質及びプロセス安定性を制御するために用いることができる。 By maintaining such a specific maximum tension, filament breakage can be reliably prevented so that a high quality yarn can be obtained. Additionally, this helps ensure that the filament manufacturing process can continue for the required time without failure. Those skilled in the art will understand that the tensions referred to herein are tensions measured with samples taken from the overall process by using a three roll testing apparatus Schmidt-Zugspan-nungsmessgerat ETB-100. Said tension measured for filaments and filament bundles at the designated contact positions referred to herein can be used to control product quality and process stability using the process parameters disclosed herein with respect to the present invention, in particular by adjusting the composition of said spinning solution, said spinning bath depth and said spinning bath solution (coagulation bath) composition, said cross draft, and spinneret design such as nozzle design and nozzle spacing, for the purpose of adjusting said tension values to values according to the formulas provided above.

・フィラメントの洗浄
初期凝固及び冷却後の前記フィラメントは、依然としてアミンオキシドを含有していることから、得られた前記フィラメント及び/又は糸は、典型的には、洗浄に掛けられる。アミンオキシドは、脱塩水又は他の適切な液体の向流を介して、典型的には70~80℃で、新たに形成された糸から除去することができる。ここまでのプロセス工程と同様に、トラフ(troughs)の使用を例とする従来の洗浄法は、約400m/分を超える速い生産速度の観点から問題を呈し得ることが見出された。加えて、高品質の製品を得るためには、各個々のフィラメントへの洗浄液の均一な適用が好ましい。同時に、目的の糸特性を実現するために前記フィラメントの完全性を維持する目的で、前記傷付き易いフィラメントと洗浄面との間の接触が最小限であることも好ましい。さらに、個々のフィラメント糸は、互いに近接して洗浄される必要があり、及びライン長さは、プロセスを経済面で実行可能とするために、最小限に抑えられるべきである。上記の観点から、好ましい洗浄プロセスは、以下を単独で、又は組み合わせて含むことが見出された。
• Washing of filaments Since the filaments after initial solidification and cooling still contain amine oxides, the resulting filaments and/or yarns are typically subjected to washing. Amine oxides can be removed from the newly formed threads via a countercurrent flow of demineralized water or other suitable liquid, typically at 70-80°C. As with the previous process steps, it has been found that conventional cleaning methods, such as the use of troughs, can present problems in view of high production speeds in excess of about 400 m/min. Additionally, a uniform application of the wash solution to each individual filament is preferred in order to obtain a high quality product. At the same time, it is also preferred that there is minimal contact between the sensitive filaments and cleaning surfaces in order to maintain the integrity of the filaments to achieve the desired yarn properties. Additionally, individual filament yarns need to be washed in close proximity to each other and line lengths should be minimized to make the process economically viable. In view of the above, preferred cleaning processes have been found to include, alone or in combination:

洗浄は、好ましくは、一連の駆動ローラーを用いて行われ、各糸は、個々に一連の洗浄液含浸工程/洗浄液除去工程に掛けられる。 Washing is preferably carried out using a series of driven rollers and each yarn is individually subjected to a series of wash impregnation/wash removal steps.

各洗浄含浸工程の後に、前記傷付き易いフィラメントを損傷させることなく、各糸フィラメントから液体を均一に除去又は脱液する手段を提供することが有益であることが見出された。これは、例えば、適切に設計及び配置されたピンガイドを介して実現され得る。前記ピンガイドは、例えば、マットクローム処理で構築されていてよい。前記ガイドは、フィラメント糸の近接した間隔(約3mm)、フィラメントとの良好な接触を可能とし、均一な液体除去及びフィラメントの損傷を最小限に抑えるための低張力をもたらす。 It has been found beneficial to provide a means of uniformly removing or draining liquid from each yarn filament after each washing impregnation step without damaging said sensitive filaments. This can be achieved, for example, through appropriately designed and arranged pin guides. The pin guide may for example be constructed with a matt chrome treatment. The guides allow for close spacing of the filament threads (approximately 3 mm), good contact with the filaments, uniform liquid removal and low tension to minimize filament damage.

所望に応じて、前記フィラメントからの残留溶媒の除去効率を高めるために、アルカリ洗浄工程が含まれてもよい。 If desired, an alkaline wash step may be included to increase the efficiency of removing residual solvent from the filaments.

使用済み洗浄液(第一のピンガイド後)は、典型的には、溶媒回収へ戻る前で、10~30%、好ましくは18~20%のアミンオキシドの濃度を有する。 The spent cleaning fluid (after the first pin guide) typically has a concentration of 10-30%, preferably 18-20% amine oxide before returning to solvent recovery.

「柔軟仕上げ剤」が、さらなる処理の補助とするために適用されてよい。種類及び適用方法は、当業者に公知である。例えば、「リックローラー(lick-roller)」機構で前記フィラメント上に約1%の仕上げ剤を適用し、続いてニップローラーで乾燥機へ向かう糸の張力を制御することが効果的であることが見出された。 A "softener" may be applied to aid further processing. The types and methods of application are known to those skilled in the art. For example, it has been found effective to apply about 1% finish onto the filaments with a "lick-roller" mechanism, followed by nip rollers to control the tension of the yarn going to the dryer.

・糸の乾燥
ここでも、この工程を良好に制御することが、最適な糸特性の発現及びフィラメント損傷の可能性の最小化を補助する。乾燥手段さらには乾燥パラメータは、当業者に公知である。好ましい実施形態は、以下に規定される。
Yarn Drying Again, good control of this process aids in developing optimum yarn properties and minimizing the potential for filament damage. Drying means as well as drying parameters are known to those skilled in the art. Preferred embodiments are defined below.

乾燥機は、例えば、約1m径の加熱ドラム12~30個から成る。フィラメントの張力が低く一定に、好ましくは10cN未満、好ましくは6cN未満で確実に維持されるように、個々の速度を制御することが好ましい。乾燥を通しての糸の間隔は、約2~6mmであってよい。 The dryer consists, for example, of 12 to 30 heated drums with a diameter of about 1 m. It is preferred to control the individual speeds to ensure that the filament tension remains low and constant, preferably below 10 cN, preferably below 6 cN. The spacing of the threads through drying may be about 2-6 mm.

乾燥機の初期温度は、約150℃である。前記乾燥プロセスの後期ステージでは、乾燥が進行するに従って温度がこれよりも低くてよい。 The initial temperature of the dryer is about 150°C. Later stages of the drying process may have lower temperatures as drying progresses.

乾燥後、当業者に公知の手段によって帯電防止剤及び/又は柔軟仕上げ剤が前記フィラメント糸に適用されてよい。 After drying, antistatic agents and/or fabric softeners may be applied to the filament yarns by means known to those skilled in the art.

糸の混紡、かさ高加工、交織を例とするさらなるプロセス工程が、当業者に公知のプロセスを用いて、乾燥後、回収前に適用されてよい。所望される場合、上記で示した工程の前に、前記糸に柔軟仕上げ剤が適用されてもよい。 Further process steps such as yarn blending, bulking, union weaving may be applied after drying and before recovery using processes known to those skilled in the art. If desired, a softener may be applied to the yarn prior to the steps indicated above.

・糸の回収
糸は、標準的な巻き取り装置を用いて回収されてよい。適切な例は、一列のワインダーである。ワインダー速度を用いて、低く一定の糸張力を維持するために上流のプロセス速度が微細に調整される。
Yarn recovery Yarn may be recovered using standard winding equipment. A good example is a single row winder. The winder speed is used to fine tune the upstream process speed to maintain a low and constant yarn tension.

当業者であれば、染料、抗菌製品、イオン交換製品、活性炭、ナノ粒子、ローション、難燃剤製品、高吸収剤、含浸剤、染料、仕上げ剤、架橋剤、グラフト剤、バインダー、及びこれらの混合物などの様々な改質剤が、前記紡糸溶液の製造過程で、又は前記洗浄ゾーンで添加されてもよいことは理解され、これらの添加が、前記紡糸プロセスを阻害しなければよい。このことにより、製造される前記フィラメント及び糸を、個々の製品要件を満たすように改質することが可能となる。当業者であれば、そのような上記で言及した物質を、前記リヨセルフィラメント糸製造プロセスの工程で添加する方法を良く認識している。これに関して、前記洗浄ステージで通常添加されることになる多くの望ましい改質剤が、速いライン速度、したがって短い滞留時間のために、前記フィラメント糸経路では有効ではないことが見出された。これらの改質剤を導入するための別の選択肢としての手法は、充分に洗浄されたが「まったく乾燥されていない」フィラメント糸を回収し、これらを、滞留時間が制限因子とはならないバッチ式のさらなる処理に供することである。 Those skilled in the art will appreciate that various modifiers such as dyes, antimicrobial products, ion exchange products, activated carbon, nanoparticles, lotions, flame retardant products, superabsorbents, impregnating agents, dyes, finishes, crosslinkers, grafting agents, binders, and mixtures thereof may be added during manufacture of the spinning solution or in the washing zone, provided that these additions do not interfere with the spinning process. This allows the filaments and yarns produced to be modified to meet individual product requirements. Those skilled in the art are well aware of how to add such above-mentioned substances during the steps of the lyocell filament yarn manufacturing process. In this regard, it has been found that many desirable modifiers that would normally be added in the washing stage are not effective in the filament yarn path due to high line speeds and thus short residence times. Another alternative approach to introducing these modifiers is to collect well-washed but "never dried" filament yarns and subject them to batchwise further processing where residence time is not a limiting factor.

本発明に従うFRフィラメントは、糸、布地、及び不織布などのさらなる製品を製造するために用いることができる。糸は、様々な数の本発明のフィラメントを含んでよく、適切な例は、15~150などの10~200フィラメントであり、実施形態では、25~100である。糸の繊度は、意図する使用分野に応じて広範囲を包含してよく、例えば、50~120デニールなどの30~150デニールの範囲内の繊度である。高い機械的強度及び少し低い破断伸びなどの特性の独特のバランスに起因して、本発明のフィラメントを用いて高い寸法安定性を有する高品質の製品を製造することができる。 FR filaments according to the present invention can be used to produce additional products such as yarns, fabrics and nonwovens. Yarns may comprise varying numbers of filaments of the present invention, suitable examples being 10-200 filaments, such as 15-150, in embodiments 25-100. The fineness of the yarn may encompass a wide range depending on the intended field of use, for example a fineness within the range of 30-150 denier, such as 50-120 denier. Due to the unique balance of properties such as high mechanical strength and slightly lower elongation at break, the filaments of the present invention can be used to produce high quality products with high dimensional stability.

本発明のFRフィラメントは、さらなる(テキスタイル)製品を製造する場合、単独で用いられてよいが、また、前記フィラメントは、所望される特性プロファイルを有するフィラメント混合物を作り出すために、他の種類の繊維とブレンドされてよい。特に、本発明のFRフィラメントを他の繊維とブレンドすることは、意図する製品が高度な難燃性を必要としない場合に選択肢であり得る。別の選択肢は、高い強度の布地が所望される場合に、前記FRフィラメントを高強度のフィラメントとブレンドすることである。いずれの場合でも。したがって、本発明におけるFRフィラメントは、上記で説明したように、他の種類の繊維とのブレンドの場合でも、良好な特性を提供することが示された。 The FR filaments of the present invention may be used alone when making further (textile) products, but they may also be blended with other types of fibers to create filament mixtures with desired property profiles. In particular, blending the FR filaments of the present invention with other fibers can be an option when the intended product does not require a high degree of flame retardancy. Another option is to blend the FR filaments with high strength filaments if a high strength fabric is desired. in any case. Thus, the FR filaments in the present invention have been shown to provide good properties even when blended with other types of fibers, as explained above.

以下の例は、本発明を例示する。 The following examples illustrate the invention.

以下の例は、非難燃性のビスコース、キュプラ、及びリヨセルフィラメントと比較して本発明のFRリヨセルフィラメントの優れた特性を実証するものである。
実施例1は、本発明に従うFRリヨセルフィラメントの特性を示す。
比較例1~3は、それぞれ、ビスコースフィラメント、キュプラフィラメント、及びリヨセルフィラメントの特性を示し、これらはすべて難燃性成分を含有していない。
The following examples demonstrate the superior properties of the FR lyocell filaments of the present invention compared to non-flame retardant viscose, cupro, and lyocell filaments.
Example 1 demonstrates the properties of FR lyocell filaments according to the invention.
Comparative Examples 1-3 demonstrate the properties of viscose filaments, cupra filaments, and lyocell filaments, respectively, all of which do not contain flame retardant components.

実施例1における本発明に従うフィラメントは、以下のようにして作製した。
パルプ(セルロース)を、78%のN-メチルモルホリン N-オキシド(NMMO)水溶液及び少量の安定剤で含浸した。得られた懸濁液は、11.6%のセルロース、68%のNMMO、20.4%の水、及び安定剤GPEを含有していた。前記パルプは、亜硫酸セルロースと硫酸セルロースとの混合物から成っていた。難燃剤(Aflammit KWB、50%のNMMO水溶液中、20%の粉砕Aflammit KWBの懸濁液)を添加して、最終紡糸溶液を調製し、せん断及び加熱下でスラリーから過剰の水を除去して、12.7%のセルロース、73.8%のNMMO、10.7%の水、及び2.8%の難燃剤を含む繊維フリーの紡糸溶液を得た(%はすべて全組成物に対する重量基準)。
前記紡糸溶液をろ過し、乾湿式プロセスにより、114℃で、ノズルを通してエアギャップ中へ押出した。前記押出しプロセスを安定化させるために、前記エアギャップに空気流を提供した。紡糸速度は、400m/分であった。
前記エアギャップを通過した後、前記セルロースを、10%のNMMOを含有し、残りは水である紡糸浴中で析出させた。
こうして得たエンドレスフィラメントを水で洗浄し、仕上げ剤で含浸し、乾燥し、ボビンに巻き取った。洗浄は、完全な脱塩水により向流で行った。乾燥については、接触乾燥機を用い、湿度を10.5%に低下させた。
これらのフィラメントを用いて、単一フィラメントから成るマルチフィラメントを作製した。前記マルチフィラメントから、無撚りフィラメント糸を製造した。前記フィラメント糸から、布地を製造することができる。製造した前記糸の線密度は、20~200dtex、好ましくは50~150dtexであった。
A filament according to the invention in Example 1 was made as follows.
Pulp (cellulose) was impregnated with 78% N-methylmorpholine N-oxide (NMMO) aqueous solution and a small amount of stabilizer. The resulting suspension contained 11.6% cellulose, 68% NMMO, 20.4% water and stabilizer GPE. The pulp consisted of a mixture of cellulose sulfite and cellulose sulfate. Flame retardant (Aflammit KWB, suspension of 20% ground Aflammit KWB in 50% aqueous NMMO solution) was added to prepare the final spinning solution and excess water was removed from the slurry under shear and heat to yield a fiber-free spinning solution containing 12.7% cellulose, 73.8% NMMO, 10.7% water, and 2.8% flame retardant (all percentages are total composition weight basis for goods).
The spinning solution was filtered and extruded through a nozzle into an air gap at 114° C. by a dry-wet process. An air flow was provided in the air gap to stabilize the extrusion process. The spinning speed was 400 m/min.
After passing through the air gap, the cellulose was precipitated in a spinning bath containing 10% NMMO and the balance water.
The endless filaments thus obtained were washed with water, impregnated with a finish, dried and wound onto bobbins. Washing was carried out in countercurrent with completely demineralized water. For drying, a contact dryer was used and the humidity was reduced to 10.5%.
These filaments were used to prepare multifilaments consisting of single filaments. A non-twisted filament yarn was produced from the multifilament. Textiles can be produced from the filament yarns. The linear density of said yarns produced was between 20 and 200 dtex, preferably between 50 and 150 dtex.

前記製造プロセスの他の詳細については、米国特許第4,246,221号、国際公開第02/18682(A1)号、及び国際公開第02/72929(A1)号が参照される。 For other details of the manufacturing process, reference is made to US Pat. No. 4,246,221, WO 02/18682 A1, and WO 02/72929 A1.

フィラメントの比較例1~3を、従来のプロセスを用いて製造し、前記リヨセルフィラメントは、難燃剤成分を用いないこと以外は実施例1で記載した実験設定を用いて製造した。
それぞれの特性を以下に報告する。
Filament Comparative Examples 1-3 were produced using a conventional process, the lyocell filaments were produced using the experimental set-up described in Example 1, but without the flame retardant component.
The properties of each are reported below.



比較例1及び2は、ビスコースフィラメント及びキュプラフィラメントが、難燃剤を添加しない場合であっても、まったく不充分な特性を呈することを示している。他方、FRリヨセルフィラメントは、機械的特性については、比較例3、すなわち非FRリヨセルフィラメントと比較して少し低いものの、非常に満足のいく特性を呈している。しかし、本発明に従うFRリヨセルフィラメントの前記特性は、前記非FRビスコース及びキュプラフィラメントと比較して、大きく改善されている。他の種類のセルロースフィラメントを用いた前記比較例は、機械的特性が大きくバランスを欠いているという問題点を有し、そのため、これらのフィラメントから寸法安定性のある製品を製造することはできない。同時に、本発明の難燃性フィラメントは、非常に満足のいく難燃性を示すことに加えて、機械的特性の優れたバランスも示す。 Comparative Examples 1 and 2 show that viscose and cupra filaments exhibit quite unsatisfactory properties even without the addition of flame retardants. On the other hand, the FR lyocell filaments exhibit very satisfactory mechanical properties, albeit slightly lower than those of Comparative Example 3, ie the non-FR lyocell filaments. However, said properties of FR lyocell filaments according to the invention are greatly improved compared to said non-FR viscose and cupra filaments. Said comparative examples with other types of cellulose filaments suffer from a large and unbalanced mechanical properties, so dimensionally stable products cannot be produced from these filaments. At the same time, the flame retardant filaments of the present invention, in addition to exhibiting very satisfactory flame retardancy, also exhibit an excellent balance of mechanical properties.

難燃性ライニング
本発明のFRリヨセルフィラメントを用いて得た糸(den90/40(40のフィラメントを有する全繊度90デニールのマルチフィラメント)、糸の繊度dtex100f40)から、75g/mのライニングを製造した。このライニングを用いて、水分バリア(積層体、148g/m、50%メタアラミド/50%Lenzing FR(難燃性ビスコースステープル繊維)/PU膜)、外布(260g/m;50%Lenzing FR、38%パラアラミド、12%PA)を備える三層のアセンブリとし、上記で識別されるライニング(100%FRリヨセルフィラメント)を、難燃性に関して評価した。前記三層アセンブリは、EN ISO 15025:2002 A法(外布への着火試験さらにはライニングへの着火試験)に従う火炎伝播性試験に合格し、EN469(EN533インデックス3)に従うすべての要件を満足していた。
本発明は以下の態様を含む。
<1> 難燃剤及びセルロースを含む難燃性フィラメント(FRフィラメント)であって、前記フィラメントはリヨセルフィラメントであることを特徴とする、FRフィラメント。
<2> 22cN/tex以上の平均乾燥引張強度を有する、<1>に記載のFRフィラメント。
<3> 11cN/tex以上の平均湿潤引張強度を有する、<1>又は<2>に記載のFRフィラメント。
<4> 難燃剤の量が、2~50重量%である、<1>~<4>のいずれか一項に記載のFRフィラメント。
<5> パルプ、N-メチルモルホリン N-オキシド、水、及び難燃剤を含む組成物を提供すること、並びに前記溶液を紡糸してフィラメントを製造すること、を含む、<1>~<4>のいずれか一項に記載のFRフィラメントを製造するための方法。
<6> 前記紡糸溶液中の難燃剤及びパルプの量が、前記紡糸溶液の12~25%の範囲内である、<5>に記載の方法。
<7> 紡糸速度が、250~750m/分の範囲内である、<5>又は<6>に記載の方法。
<8> 前記パルプが、亜硫酸セルロース及び硫酸セルロースを含む、<5>~<7>のいずれか一項に記載の方法。
<9> 糸、布地、及びテキスタイル製品の製造のための、<1>~<4>のいずれか一項に記載のFRフィラメント又は<5>~<8>のいずれか一項に従って製造されたFRフィラメントの使用。
<10> <1>~<4>のいずれか一項に記載のFRフィラメント又は<5>~<8>のいずれか一項に従って製造されたFRフィラメントを含む、糸、布地、又はテキスタイル製品。
<11> 前記FRフィラメントが、他の種類の繊維とブレンドされる、<9>又は<10>に記載の使用又は製品。
<12> EN ISO 15025:2002 B法-下端着火、に従って試験された場合に、EN ISO 14 116分類「火炎伝播性インデックス3」に従う要求を満たしている、<9>~<11>のいずれか一項に記載の使用又は製品。
<13> マルチフィラメント糸である、<9>~<12>のいずれか一項に記載の使用又は製品。
<14> 前記FRフィラメントが、樹脂仕上げ剤を含む、<9>~<13>のいずれか一項に記載の使用又は製品。
Flame Retardant Lining A lining of 75 g/m 2 was produced from the yarn obtained using the FR lyocell filaments of the invention (den 90/40 (90 total denier multifilament with 40 filaments), yarn fineness dtex 100f40). This lining was used as a three-layer assembly comprising a moisture barrier (laminate, 148 g/ m2 , 50% meta-aramid/50% Lenzing FR (flame retardant viscose staple fiber)/PU membrane), an outer fabric (260 g/ m2 ; evaluated. Said three-layer assembly passed the flame spread test according to method EN ISO 15025:2002 A (outer fabric ignition test as well as lining ignition test) and fulfilled all the requirements according to EN469 (EN533 index 3).
The present invention includes the following aspects.
<1> A flame-retardant filament (FR filament) containing a flame retardant and cellulose, wherein the filament is a lyocell filament.
<2> The FR filament according to <1>, having an average dry tensile strength of 22 cN/tex or more.
<3> The FR filament according to <1> or <2>, having an average wet tensile strength of 11 cN/tex or more.
<4> The FR filament according to any one of <1> to <4>, wherein the amount of flame retardant is 2 to 50% by weight.
<5> The method for producing FR filaments according to any one of <1> to <4>, comprising providing a composition comprising pulp, N-methylmorpholine N-oxide, water, and a flame retardant, and spinning the solution to produce filaments.
<6> The method of <5>, wherein the amount of flame retardant and pulp in the spinning solution is in the range of 12-25% of the spinning solution.
<7> The method according to <5> or <6>, wherein the spinning speed is in the range of 250 to 750 m/min.
<8> The method according to any one of <5> to <7>, wherein the pulp contains cellulose sulfite and cellulose sulfate.
<9> Use of the FR filament according to any one of <1> to <4> or the FR filament manufactured according to any one of <5> to <8> for manufacturing yarns, fabrics, and textile products.
<10> A yarn, fabric, or textile product comprising the FR filament according to any one of <1> to <4> or the FR filament produced according to any one of <5> to <8>.
<11> The use or product of <9> or <10>, wherein the FR filaments are blended with other types of fibers.
<12> The use or product according to any one of <9> to <11>, which, when tested in accordance with EN ISO 15025:2002 B method-bottom ignition, satisfies the requirements according to EN ISO 14 116 classification "flame spread index 3".
<13> The use or product according to any one of <9> to <12>, which is a multifilament yarn.
<14> The use or product according to any one of <9> to <13>, wherein the FR filament contains a resin finish.

Claims (14)

難燃剤及びセルロースを含む難燃性フィラメント(FRフィラメント)であって、前記フィラメントはリヨセルフィラメントであることを特徴とする、FRフィラメント。 A flame-retardant filament (FR filament) comprising a flame retardant and cellulose, characterized in that said filament is a lyocell filament. 22cN/tex以上の平均乾燥引張強度を有する、請求項1に記載のFRフィラメント。 3. The FR filament of claim 1, having an average dry tensile strength of 22 cN/tex or greater. 11cN/tex以上の平均湿潤引張強度を有する、請求項1又は請求項2に記載のFRフィラメント。 3. The FR filament of claim 1 or claim 2, having an average wet tensile strength of 11 cN/tex or greater. 難燃剤の量が、2~50重量%である、請求項1~請求項3のいずれか一項に記載のFRフィラメント。 FR filament according to any one of claims 1 to 3, wherein the amount of flame retardant is 2-50% by weight. パルプ、N-メチルモルホリン N-オキシド、水、及び難燃剤を含む組成物を提供すること、並びに前記溶液を紡糸してフィラメントを製造すること、を含む、請求項1~請求項4のいずれか一項に記載のFRフィラメントを製造するための方法。 A method for making FR filaments according to any one of claims 1 to 4, comprising providing a composition comprising pulp, N-methylmorpholine N-oxide, water, and a flame retardant, and spinning said solution to make filaments. 前記紡糸溶液中の難燃剤及びパルプの量が、前記紡糸溶液の12~25%の範囲内である、請求項5に記載の方法。 6. The method of claim 5, wherein the amount of flame retardant and pulp in said spinning solution is in the range of 12-25% of said spinning solution. 紡糸速度が、250~750m/分の範囲内である、請求項5又は請求項6に記載の方法。 A method according to claim 5 or claim 6, wherein the spinning speed is within the range of 250-750 m/min. 前記パルプが、亜硫酸セルロース及び硫酸セルロースを含む、請求項5~請求項7のいずれか一項に記載の方法。 A method according to any one of claims 5 to 7, wherein the pulp comprises cellulose sulfite and cellulose sulfate. 糸、布地、及びテキスタイル製品の製造のための、請求項1~請求項4のいずれか一項に記載のFRフィラメント又は請求項5~請求項8のいずれか一項に従って製造されたFRフィラメントの使用。 Use of the FR filament according to any one of claims 1 to 4 or the FR filament produced according to any one of claims 5 to 8 for the production of yarns, fabrics and textile products. 請求項1~請求項4のいずれか一項に記載のFRフィラメント又は請求項5~請求項8のいずれか一項に従って製造されたFRフィラメントを含む、糸、布地、又はテキスタイル製品。 A yarn, fabric or textile product comprising the FR filament according to any one of claims 1-4 or the FR filament produced according to any one of claims 5-8. 前記FRフィラメントが、他の種類の繊維とブレンドされる、請求項9又は請求項10に記載の使用又は製品。 11. Use or product according to claim 9 or claim 10, wherein the FR filaments are blended with other types of fibers. EN ISO 15025:2002 B法-下端着火、に従って試験された場合に、EN ISO 14 116分類「火炎伝播性インデックス3」に従う要求を満たしている、請求項9~請求項11のいずれか一項に記載の使用又は製品。 12. Use or product according to any one of claims 9 to 11, which, when tested according to EN ISO 15025:2002 Method B - Bottom ignition, meets the requirements according to EN ISO 14 116 classification "Flame spread index 3". マルチフィラメント糸である、請求項9~請求項12のいずれか一項に記載の使用又は製品。 Use or product according to any one of claims 9 to 12, which is a multifilament yarn. 前記FRフィラメントが、樹脂仕上げ剤を含む、請求項9~請求項13のいずれか一項に記載の使用又は製品。
Use or product according to any one of claims 9 to 13, wherein said FR filaments comprise a resin finish.
JP2023090512A 2017-10-06 2023-05-31 Flame-retardant lyocell filament Pending JP2023101736A (en)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP17001650.5 2017-10-06
EP17001649.7 2017-10-06
EP17001649.7A EP3467162A1 (en) 2017-10-06 2017-10-06 Flame retardant lyocell filament
EP17001650.5A EP3467161A1 (en) 2017-10-06 2017-10-06 Lyocell type cellulose filament production process
JP2020519769A JP2020536186A (en) 2017-10-06 2018-10-08 Flame-retardant lyocell filament

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020519769A Division JP2020536186A (en) 2017-10-06 2018-10-08 Flame-retardant lyocell filament

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023101736A true JP2023101736A (en) 2023-07-21

Family

ID=63713908

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020519769A Pending JP2020536186A (en) 2017-10-06 2018-10-08 Flame-retardant lyocell filament
JP2023090512A Pending JP2023101736A (en) 2017-10-06 2023-05-31 Flame-retardant lyocell filament

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020519769A Pending JP2020536186A (en) 2017-10-06 2018-10-08 Flame-retardant lyocell filament

Country Status (10)

Country Link
US (2) US20200240043A1 (en)
EP (1) EP3692189A1 (en)
JP (2) JP2020536186A (en)
KR (2) KR20200059291A (en)
CN (1) CN111148864A (en)
AU (1) AU2018346452B2 (en)
BR (1) BR112020004363A2 (en)
MX (1) MX2020003621A (en)
PE (1) PE20210233A1 (en)
WO (1) WO2019068927A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110172740B (en) * 2019-02-26 2020-12-22 东华大学 Preparation method of flame-retardant cellulose fiber
CN113715291B (en) * 2021-09-08 2023-04-25 清华大学 Continuous forming equipment for biological fibers

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4246221A (en) 1979-03-02 1981-01-20 Akzona Incorporated Process for shaped cellulose article prepared from a solution containing cellulose dissolved in a tertiary amine N-oxide solvent
ATA53792A (en) 1992-03-17 1995-02-15 Chemiefaser Lenzing Ag METHOD FOR PRODUCING CELLULOSIC MOLDED BODIES, DEVICE FOR IMPLEMENTING THE METHOD AND USE OF A SPINNING DEVICE
AT401271B (en) * 1993-07-08 1996-07-25 Chemiefaser Lenzing Ag METHOD FOR PRODUCING CELLULOSE FIBERS
DE4444140A1 (en) 1994-12-12 1996-06-13 Akzo Nobel Nv Solvent-spun cellulosic filaments
CA2225943C (en) * 1995-07-05 2008-01-15 Lenzing Aktiengesellschaft Regenerated cellulose incorporating phosphorous compounds so as to be flame-retardant
TW389799B (en) * 1995-08-29 2000-05-11 Asahi Chemical Ind Cellulose multifilament yarn and fabric made thereof
TW392003B (en) * 1995-10-11 2000-06-01 Asahi Chemical Ind False twist yarn
JPH108337A (en) * 1996-06-25 1998-01-13 Asahi Chem Ind Co Ltd Multifilament yarn for air jet loom weft
JP3852631B2 (en) * 1997-05-29 2006-12-06 東洋紡績株式会社 Regenerated cellulose fiber and method for producing the same
EP0853146A3 (en) * 1997-01-09 1999-03-24 Akzo Nobel N.V. Method of producing cellulosic fibres and cellulosic fibres
AU3611301A (en) 2000-04-25 2001-11-07 Teijin Limited Polyester fiber having deformed cross section and yarn and fabric comprising thesame
DE10043297B4 (en) 2000-09-02 2005-12-08 Thüringisches Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung e.V. Process for the production of cellulose fibers and cellulose filament yarns
DE10112050B4 (en) 2001-03-14 2004-02-12 Thüringisches Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung e.V. Method and device for the production of cellulose fibers and cellulose filament yarns
WO2003014429A1 (en) 2001-08-11 2003-02-20 Tencel Limited Spinneret
WO2003014432A1 (en) 2001-08-11 2003-02-20 Tencel Limited Precipitating bath
CN1240890C (en) 2001-08-11 2006-02-08 坦塞尔有限公司 Process for prepn. of cellulosic shaped bodies
DE10155066A1 (en) * 2001-11-09 2003-05-28 Degussa Process for flame retardant treatment of cellulose fibers
DE10314878A1 (en) * 2003-04-01 2004-10-28 Zimmer Ag Method and device for producing post-stretched cellulose filaments
KR100488604B1 (en) * 2003-07-25 2005-05-11 주식회사 효성 Lyocell multi-filament
AT504052A1 (en) * 2006-08-14 2008-02-15 Chemiefaser Lenzing Ag USE OF A CELLULOSE FIBER
KR101271581B1 (en) * 2008-03-25 2013-06-11 코오롱인더스트리 주식회사 Spinneret for Lyocell filament fiber and a preparation method of Lyocell filament fiber using the same
US9845575B2 (en) * 2009-05-14 2017-12-19 International Paper Company Fibrillated blend of lyocell low DP pulp
AT508687A1 (en) * 2009-09-01 2011-03-15 Chemiefaser Lenzing Ag FLAME-RESTRICTED CELLULOSIC FIBER, THEIR USE AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
EP2488683B1 (en) * 2009-10-13 2018-08-29 Lenzing Aktiengesellschaft Flame barriers comprising flame-retardant lyocell fibers
AT509801A1 (en) * 2010-05-06 2011-11-15 Chemiefaser Lenzing Ag DYED FLAME-INHIBITED CELLULOSE SHAPING BODY
AT510909B1 (en) * 2010-12-20 2013-04-15 Chemiefaser Lenzing Ag FLAME-RESISTANT CELLULOSIC MAN-MADE FIBERS
CN103668619B (en) * 2012-09-14 2017-06-09 美利肯公司 Yarn, textile material and the clothes containing it
AT513761A1 (en) * 2012-12-27 2014-07-15 Chemiefaser Lenzing Ag Non-fibrillating, flame retardant cellulosic sheet, its use and method of making the same
CN103541034B (en) * 2013-10-23 2016-01-06 东华大学 A kind of flame-retardant Lyocell fiber and preparation method thereof
WO2015135835A1 (en) * 2014-03-11 2015-09-17 Smartpolymer Gmbh Flame-resistant molded cellulose bodies produced according to a direct dissolving method
CN106381564B (en) * 2016-09-21 2018-11-23 东华大学 A kind of preparation method of functional regeneration cellulose fibre

Also Published As

Publication number Publication date
MX2020003621A (en) 2020-10-28
PE20210233A1 (en) 2021-02-09
KR20200059291A (en) 2020-05-28
BR112020004363A2 (en) 2020-09-08
US20200240043A1 (en) 2020-07-30
RU2020114311A (en) 2021-11-08
CN111148864A (en) 2020-05-12
AU2018346452B2 (en) 2020-10-15
US20230080038A1 (en) 2023-03-16
EP3692189A1 (en) 2020-08-12
WO2019068927A1 (en) 2019-04-11
JP2020536186A (en) 2020-12-10
AU2018346452A1 (en) 2020-03-12
KR20220071296A (en) 2022-05-31
RU2020114311A3 (en) 2021-11-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102534152B1 (en) Lyocell type cellulose filament production process
JP2023101736A (en) Flame-retardant lyocell filament
JP4839973B2 (en) Cellulose mixed ester entangled multifilament
TWI752381B (en) Cellulose filament process
RU2789193C2 (en) Fire resistant lyocellic fiber
RU2787860C1 (en) Method for production of cellulose elementary threads
TWI725653B (en) Process for liquid removal from cellulose filaments yarns or fibers
KR100486816B1 (en) Process for preparing lyocell multi-filament having better strength conversion ratio

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230630