RU2754057C9

RU2754057C9 - Fibrous monofilament

Info

Publication number: RU2754057C9
Application number: RU2019118709A
Authority: RU
Inventors: Юха САЛМЕЛА; Янне ПОРАНЕН; Арто САЛМИНЕН
Original assignee: Спиннова Ой
Priority date: 2016-12-23
Filing date: 2017-12-14
Publication date: 2021-10-20
Also published as: CN110168152A; BR112019012490A2; CA3046292A1; RU2019118709A3; RU2019118709A; JP7063904B2; RU2754057C2; CL2019001712A1; BR112019012490B1; CN110168152B; EP3538691A1; JP2020502390A; WO2018115577A1; US20190301053A1

Abstract

FIELD: fibrous monofilament.

SUBSTANCE: invention relates to a fibrous monofilament containing wood pulp fibers. Fibrous monofilament with a diameter lying in the range from 20 microns to 400 microns contains at least 30 wt.% of natural plant cellulose fibers, and the natural plant cellulose fibers are unregenerated. The specified monofilament contains from 1 wt.% to 50 wt.% of artificial cellulose fibers.

EFFECT: invention provides fibrous monofilaments with properties suitable for a variety of applications.

15 cl, 9 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Настоящее изобретение относится к волокнистой мононити, содержащей волокна древесной массы.The present invention relates to a fibrous monofilament containing wood pulp fibers.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИPRIOR ART

В текстильной промышленности есть несколько по существу различных типов пряжи.There are several essentially different types of yarn in the textile industry.

Наиболее распространенными являются виды пряжи, которые представляют собой тонкие шнуры, содержащие скрученные волокна определенной длины, например - хлопковые, шерстяные или другие натуральные волокна или синтетические штапельные волокна, изготовленные из полиэфира, нейлона или других синтетических полимеров.The most common types of yarn are thin cords containing twisted fibers of a certain length, such as cotton, wool or other natural fibers, or synthetic staple fibers made from polyester, nylon or other synthetic polymers.

Также распространенными являются волоконные пряжи, которые состоят из пучков бесконечных волокон. Типичными примерами являются пряжи, содержащие натуральные волокна, например - шелковые, или искусственные волокна, такие как полиэфир, нейлон, вискоза или лиоцелл.Also common are fiber yarns, which are composed of endless fiber bundles. Typical examples are yarns containing natural fibers such as silk or man-made fibers such as polyester, nylon, rayon or lyocell.

Еще одним типом пряжи является бумажная пряжа, которую производят из бумажных листов. Бумагу нарезают в виде длинных, узких лентовидных полос, которые скручивают на специальном прядильном устройстве. Бумажную пряжу сматывают в большие мотки и подвергают последующей обработке в соответствии с желаемыми конечными свойствами (гидрофобность, цвет, трение и т.п.) пряжи. В заключение пряжу наматывают на потребительские бобины меньшего размера. Это означает, что под микроскопом бумажная пряжа имеет ту же структуру, что и бумага, то есть ее можно раскрутить с получением тонких полосок бумаги. Достигнутые свойства бумажной пряжи могут ограничивать ее применение и прикладные задачи. Например, многослойная или складчатая структура обеспечивает повышенное смачивание за счет капиллярных сил между слоями. Складчатая структура является пористой, то есть структура содержит промежутки между слоями бумаги, что повышает жесткость и толщину бумажной пряжи.Another type of yarn is paper yarn, which is made from paper sheets. The paper is cut into long, narrow ribbon-like strips, which are rolled on a special spinning device. The paper yarn is wound into large skeins and post-processed according to the desired final properties (hydrophobicity, color, friction, etc.) of the yarn. Finally, the yarn is wound onto smaller consumer bobbins. This means that under the microscope, the paper yarn has the same structure as paper, that is, it can be unwound to form thin strips of paper. The achieved properties of paper yarn can limit its use and applications. For example, a multi-layer or folded structure provides increased wetting due to capillary forces between the layers. The folded structure is porous, that is, the structure contains gaps between the layers of paper, which increases the stiffness and thickness of the paper yarn.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить волокнистые мононити, обладающие свойствами, подходящими для разнообразных применений. Такие свойства, как прочность и толщина, могут влиять на возможности использования волокнистой мононити.An object of the present invention is to provide fibrous monofilaments having properties suitable for a variety of applications. Properties such as strength and thickness can affect the usability of fibrous monofilament.

Аспекты настоящего изобретения включают волокнистую мононить, содержащую волокна древесной массы. В дополнение или альтернативно могут быть использованы другие натуральные целлюлозные волокна и их смеси с синтетическими или искусственными целлюлозными волокнами.Aspects of the present invention include monofilament fibrous filament containing wood pulp fibers. In addition or alternatively, other natural cellulosic fibers and mixtures thereof with synthetic or artificial cellulosic fibers can be used.

Согласно аспекту настоящего изобретения волокнистая мононить содержит по меньшей мере 30 мас.% натуральных древесных целлюлозных волокон. Натуральные древесные целлюлозные волокна являются нерегенерированными. Волокнистая мононить может содержать от 30 мас.% до 99 мас.%, или от 50 мас.% до 99 мас.%, или от 70 мас.% до 99 мас.% натуральных древесных целлюлозных волокон.According to an aspect of the present invention, the monofilament filament contains at least 30 wt% natural wood cellulose fibers. Natural wood cellulose fibers are not regenerated. The monofilament filament may contain from 30 wt.% To 99 wt.%, Or from 50 wt.% To 99 wt.%, Or from 70 wt.% To 99 wt.% Natural wood cellulose fibers.

Натуральные древесные целлюлозные волокна могут быть механически или химически соединены друг с другом. Химическое соединение может быть обеспечено водородными связями между натуральными древесными целлюлозными волокнами.Natural wood cellulose fibers can be mechanically or chemically bonded to each other. The chemical compound can be provided by hydrogen bonds between natural wood cellulose fibers.

Волокнистая мононить может дополнительно содержать искусственные целлюлозные волокна. Искусственные целлюлозные волокна могут иметь длину, лежащую в диапазоне от 1 мм до 10 мм, предпочтительно - от 2 мм до 10 мм, более предпочтительно - от 4 мм до 6 мм; и/или номер нити, лежащий в диапазоне от 0,7 дтекс до 7 дтекс, предпочтительно - от 0,9 дтекс до 1,7 дтекс.The monofilament filament may further comprise artificial cellulose fibers. Artificial cellulose fibers can have a length ranging from 1 mm to 10 mm, preferably from 2 mm to 10 mm, more preferably from 4 mm to 6 mm; and / or a thread number ranging from 0.7 dtex to 7 dtex, preferably from 0.9 dtex to 1.7 dtex.

Волокнистая мононить может дополнительно содержать волокна из переработанных текстильных отходов. Волокнистая мононить может дополнительно содержать добавки. Волокнистая мононить может иметь плотность, лежащую в диапазоне от 800 кг/м³ до 1700 кг/м³. Волокнистая мононить может иметь диаметр, лежащий в диапазоне от 20 мкм до 400 мкм. Волокнистая мононить может иметь линейную плотность, лежащую в диапазоне от 5 граммов на 1000 метров до 100 граммов на 1000 м, то есть от 5 текс до 100 текс, или предпочтительно - линейную плотность, лежащую в диапазоне от 5 текс до 50 текс. Волокнистая мононить может иметь удельную прочность на разрыв, лежащую в диапазоне от 5 сН/текс до 25 сН/текс, при измерении согласно стандарту ASTM D5035.The monofilament filament may additionally contain fibers from recycled textile waste. Fibrous monofilament may additionally contain additives. The monofilament filament can have a density ranging from 800 kg / m ³ to 1700 kg / m ³ . The monofilament filament may have a diameter ranging from 20 microns to 400 microns. The monofilament filament may have a linear density ranging from 5 grams per 1000 meters to 100 grams per 1000 meters, that is, from 5 tex to 100 tex, or preferably a linear density ranging from 5 tex to 50 tex. The monofilament filament can have a tensile strength ranging from 5 cN / tex to 25 cN / tex when measured according to ASTM D5035.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВBRIEF DESCRIPTION OF THE GRAPHIC MATERIALS

Далее аспекты настоящего изобретения будут описаны более подробно со ссылкой на прилагаемые графические материалы, где:In the following, aspects of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings, where:

Фиг. 1 иллюстрирует зависимость разрывной нагрузки от относительного удлинения волокнистой нити с линейной плотностью 20 текс согласно варианту осуществления настоящего изобретения;FIG. 1 illustrates the relationship between breaking load and elongation of a 20 tex filament according to an embodiment of the present invention;

Фиг. 2а иллюстрирует зависимость силы от изменения положения во время эксперимента с динамическим испытанием на прочность согласно варианту осуществления настоящего изобретения;FIG. 2a illustrates the force versus change in position during a dynamic strength test experiment in accordance with an embodiment of the present invention;

Фиг. 2b иллюстрирует зависимость силы от относительного удлинения во время эксперимента с динамическим испытанием на прочность согласно варианту осуществления настоящего изобретения;FIG. 2b illustrates force versus elongation during a dynamic strength test experiment according to an embodiment of the present invention;

Фиг. 3 демонстрирует вид волокнистой мононити в просвечивающем микроскопе (масштабная метка 500 мкм),FIG. 3 shows a view of a fibrous monofilament in a transmission microscope (scale mark 500 μm),

Фиг. 4 демонстрирует вид под микроскопом места разрыва волокнистой мононити с линейной плотностью 20 текс после разрыва нити во время испытания на разрыв (масштабная метка 500 мкм),FIG. 4 shows a microscope view of the site of rupture of a monofilament filament with a linear density of 20 tex after rupture of a filament during a rupture test (scale mark 500 μm),

Фиг. 5 демонстрирует примеры частично раскрученной бумажной пряжи (масштабная метка 5000 мкм),FIG. 5 shows examples of partially untwisted paper yarn (scale mark 5000 μm),

Фиг. 6 демонстрирует вид под просвечивающим микроскопом раскрученной бумажной пряжи (масштабная метка 100 мкм),FIG. 6 shows a view under a transmission microscope of untwisted paper yarn (scale mark 100 μm),

Фиг. 7 демонстрирует продольное сечение волокнистой мононити,FIG. 7 shows a longitudinal section of a fibrous monofilament,

Фиг. 8 демонстрирует поперечное сечение волокнистой мононити с линейной плотностью 20 текс согласно варианту осуществления настоящего изобретения,FIG. 8 shows a cross-section of a 20 tex monofilament filament according to an embodiment of the present invention,

Фиг. 9 демонстрирует пример графиков «напряжение-деформация» древесных волокон, полученных из различных положений (годовых колец) в сосне ладанной.FIG. 9 shows an example of stress-strain plots of wood fibers obtained from different positions (annual rings) in incense pine.

СВЕДЕНИЯ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯINFORMATION CONFIRMING THE POSSIBILITY OF CARRYING OUT THE INVENTION

В описании настоящего изобретения и в формуле изобретения процентные значения, относящиеся к количеству сырьевых материалов, являются массовыми процентами (мас.%), если в явном виде не указано иное. Термин «содержащий» можно использовать как неограничивающий термин, но он также включает ограничивающий термин «состоящий из». Использованы следующие ссылочные номера и обозначения:In the description of the present invention and in the claims, the percentages referring to the amount of raw materials are weight percent (wt.%), Unless explicitly stated otherwise. The term "comprising" can be used as a non-limiting term, but it also includes the limiting term "consisting of". The following reference numbers and symbols are used:

1 - волокнистая мононить,1 - fibrous monofilament,

2 - целлюлозное волокно,2 - cellulose fiber,

3 - поверхность волокнистой мононити,3 - the surface of the fibrous monofilament,

4 - конец целлюлозного волокна,4 - end of cellulose fiber,

5 - водородная связь,5 - hydrogen bond,

х - продольная ось.x - longitudinal axis.

Номер нити (текс) относится к линейной массовой плотности, то есть к массе, приходящейся на единицу длины (1 текс=1 г/1000 м; и 1 децитекс=1 дтекс=1 г/10000 м).The thread number (tex) refers to the linear mass density, that is, the mass per unit length (1 tex = 1 g / 1000 m; and 1 decitex = 1 dtex = 1 g / 10000 m).

Термин «волокнистая мононить» (в контексте настоящего изобретения также обозначаемый просто как «нить») относится к непрерывной длине отдельных сгруппированных волокон. Волокна могут быть соединены друг с другом для формирования устойчивой структуры мононити. Мононить невозможно разделить или разобрать на элементы. Сгруппированные волокна невозможно разделить на субструктуры, такие как ленты или полоски волокон, с использованием, например, механического резания, дефибрирования или способов химического разделения. Дезинтеграция волокнистой мононити дает лишь отдельные волокна. Волокнистая мононить имеет непрерывную длину, равную нескольким метрам или километрам.The term "monofilament filament" (also referred to simply as "filament" in the context of the present invention) refers to the continuous length of individual bundled fibers. The fibers can be bonded together to form a stable monofilament structure. Monofilament cannot be divided or disassembled into elements. The bundled fibers cannot be subdivided into substructures such as ribbons or strips of fibers using, for example, mechanical cutting, defibration, or chemical separation methods. Disintegration of the fibrous monofilament yields only individual fibers. Fibrous monofilament has a continuous length of several meters or kilometers.

Термин «натуральные волокна» относится к волокнам, происходящим из источника растительного сырьевого материала, например - из древесины. Натуральные древесные волокна состоят из фибрилл целлюлозы в матриксе, состоящем из гемицеллюлозы и лигнина. Целлюлоза - это линейный полисахаридный полимер, содержащий несколько моносахаридных звеньев глюкозы. Натуральные целлюлозные волокна можно выделить из древесного сырьевого материала способом химического или механического получения волокнистой массы, а волокнистая масса содержит целлюлозный волокнистый материал.The term "natural fibers" refers to fibers originating from a plant raw material source such as wood. Natural wood fibers are composed of cellulose fibrils in a matrix of hemicellulose and lignin. Cellulose is a linear polysaccharide polymer containing several monosaccharide glucose units. Natural cellulosic fibers can be separated from wood raw material by chemical or mechanical pulping, and the pulp contains cellulosic fibrous material.

Термин «целлюлозные волокна» относится к органическим волокнам, происходящим из целлюлозы, предпочтительно - из древесной целлюлозы, такой как древесная волокнистая масса. Целлюлоза - это органическое соединение, содержащее линейные цепи звеньев D-глюкозы, соединенных β-(1,4)-гликозидными связями. Целлюлозные волокна включают растительные волокна, такие как древесные волокна. Бумажная волокнистая масса является примером смеси целлюлозных волокон. Термин «целлюлозные волокна в нативной форме» относится к натуральным целлюлозным волокнам. Натуральные целлюлозные волокна не были подвергнуты химической или физической модификации полимерной структуры целлюлозы.The term "cellulosic fibers" refers to organic fibers derived from cellulose, preferably from wood pulp, such as wood pulp. Cellulose is an organic compound containing linear chains of D-glucose units linked by β- (1,4) -glycosidic bonds. Cellulosic fibers include plant fibers such as wood fibers. Pulp is an example of a blend of cellulosic fibers. The term "cellulosic fibers in native form" refers to natural cellulosic fibers. Natural cellulose fibers have not been chemically or physically modified to the polymer structure of cellulose.

Согласно аспекту настоящего изобретения и согласно Фиг. 3 и Фиг. 4 волокнистая мононить 1 содержит волокна 2, также обозначаемые как волокнистые элементы, которые соединены друг с другом так, что волокна являются частью стабильной волокнистой мононити. По меньшей мере часть волокон представляют целлюлозные волокна, происходящие из растительной волокнистой массы. Кроме того, по меньшей мере часть волокон могут представлять искусственные целлюлозные волокна (например - лиоцелл, вискоза или модал). Согласно Фиг. 7 целлюлозные волокна 2 структуры мононити 1 соединены друг с другом водородными связями 5. Эти водородные связи можно разрушить, например, с использованием воды или другого водного раствора, так что структура волокнистой мононити распадается обратно на отдельные первичные целлюлозные волокна.In accordance with an aspect of the present invention, and in accordance with FIG. 3 and FIG. 4, the fibrous monofilament 1 contains fibers 2, also referred to as fibrous elements, which are connected to each other so that the fibers are part of a stable fibrous monofilament. At least some of the fibers are cellulosic fibers derived from plant pulp. In addition, at least some of the fibers can be artificial cellulose fibers (for example, lyocell, rayon or modal). Referring to FIG. 7, the cellulosic fibers 2 of the monofilament structure 1 are connected to each other by hydrogen bonds 5. These hydrogen bonds can be broken, for example, using water or another aqueous solution, so that the monofilament fibrous structure disintegrates back into individual virgin cellulose fibers.

Согласно аспекту настоящего изобретения волокнистую мононить получают из водной суспензии. Водная суспензия содержит воду, целлюлозные волокна и по меньшей мере один модификатор реологических свойств. Водная суспензия может содержать волокна древесной волокнистой массы или другие короткие натуральные целлюлозные волокна, например - хлопковые или льняные, или другие короткие искусственные целлюлозные волокна, то есть регенерированные целлюлозные волокна, например - вискозу, купроволокно или лиоцелл. Во время производства водную суспензию пропускают через узкое сопло, где волокна выстраиваются (ориентируются) по потоку (см. описание ориентации ниже). Сопло подает водную суспензию в секцию скручивания и обезвоживания, за которой следует сушка, для получения волокнистой мононити. Волокнистую мононить получают одностадийным способом. Это исключает потребность в дополнительных стадиях, как в случае получения или обработки бумаги. Полученная таким способом волокнистая мононить является непрерывной, но ее можно подвергнуть последующей обработке с получением более коротких отрезков. На толщину волокнистой мононити можно по меньшей мере частично влиять посредством регулирования скорости производства, концентрации водной суспензии и геометрии сопла.According to an aspect of the present invention, the monofilament fiber is prepared from an aqueous slurry. The aqueous suspension contains water, cellulose fibers and at least one rheology modifier. The aqueous suspension may contain wood pulp fibers or other short natural cellulosic fibers, for example cotton or linen, or other short artificial cellulose fibers, that is, regenerated cellulosic fibers, for example rayon, cuprofibre or lyocell. During production, the aqueous slurry is passed through a narrow nozzle where the fibers are aligned (oriented) downstream (see orientation description below). The nozzle feeds an aqueous slurry to the rolling and dewatering section, followed by drying, to produce a fibrous monofilament. Fibrous monofilament is produced in a one-step process. This eliminates the need for additional steps as in the case of making or processing paper. The monofilament filament obtained in this way is continuous, but it can be further processed to obtain shorter lengths. The thickness of the fibrous monofilament can be at least partially influenced by adjusting the production speed, the concentration of the aqueous slurry, and the geometry of the nozzle.

ВолокнаFiber

Целлюлозные волокна - это натуральные волокна, которые происходят из источника растительного сырьевого материала. Растительные сырьевые материалы могут происходить из целлюлозной волокнистой массы, рафинированной волокнистой массы, химической волокнистой массы, термомеханической волокнистой массы, механической волокнистой массы или макулатурной волокнистой массы. Целлюлозные волокна можно выделить из любого материала, содержащего целлюлозу, с использованием биологических, химических, механических, термомеханических или хемитермомеханических способов получения волокнистой массы.Cellulose fibers are natural fibers that come from a plant raw material source. Plant raw materials can be derived from cellulosic pulp, refined pulp, chemical pulp, thermomechanical pulp, mechanical pulp, or waste pulp. Cellulosic fibers can be isolated from any cellulose-containing material using biological, chemical, mechanical, thermomechanical, or chemi-thermomechanical pulping methods.

Целлюлозные волокна могут происходить из наноцеллюлозы, включающей наноструктурированную целлюлозу и наноразмерные волокна. Существует несколько широко используемых синонимов для наноцеллюлозы. Например: нанофибриллированная целлюлоза, микрофибриллярная целлюлоза, нанофибриллярная целлюлоза, целлюлозное нановолокно, фибриллированная целлюлоза наноразмера, микрофибриллированная целлюлоза (MFC; от англ.: microfibrillated cellulose) или целлюлозные микрофибриллы. Наноцеллюлозные волокна имеют высокое характеристическое отношение, которое является отношением длины к ширине. Наноцеллюлозные волокна могут иметь ширину или поперечный размер менее 200 нанометров, предпочтительно - в диапазоне от 2 нанометров до 20 нанометров, особо предпочтительно - от 5 нанометров до 12 нанометров. Наноцеллюлозные волокна могут иметь длину или продольный размер, например, в диапазоне от одного микрометра до нескольких микрометров. Наноцеллюлозные волокна можно выделить из любого материала, содержащего целлюлозу, например - из древесной волокнистой массы. Размеры волокон или пучков волокон зависят от сырьевого материала и способа выделения. Наноцеллюлозные волокна можно выделить из древесных волокон с использованием ударной гомогенизации при высоком давлении, высокой температуре и высокой скорости. Способ гомогенизации используют для деламинирования или дезинтеграции клеточных стенок волокон и для высвобождения их субструктурных фибрилл и микрофибрилл. Также можно использовать ферментативную и/или механическую предварительную обработку древесных волокон. Наноцеллюлозные волокна могут находиться в нативной форме, в которой они не проходили химическую модификацию. Альтернативно наноцеллюлозные волокна могут быть предварительно химически модифицированными, например - посредством окисления, опосредованного N-оксидом.Cellulosic fibers can be derived from nanocellulose, including nanostructured cellulose and nano-sized fibers. There are several commonly used synonyms for nanocellulose. For example: nanofibrillated cellulose, microfibrillated cellulose, nanofibrillary cellulose, cellulosic nanofiber, nanosized fibrillated cellulose, microfibrillated cellulose (MFC; from English: microfibrillated cellulose) or cellulose microfibrils. Nanocellulose fibers have a high aspect ratio, which is the ratio of length to width. Nanocellulose fibers can have a width or transverse dimension of less than 200 nanometers, preferably in the range from 2 nanometers to 20 nanometers, particularly preferably from 5 nanometers to 12 nanometers. Nanocellulose fibers can have a length or longitudinal dimension, for example, in the range from one micrometer to several micrometers. Nanocellulosic fibers can be isolated from any material containing cellulose, such as wood pulp. The dimensions of the fibers or fiber bundles depend on the raw material and the separation method. Nanocellulose fibers can be isolated from wood fibers using impact homogenization at high pressure, high temperature and high speed. The homogenization method is used to delaminate or disintegrate the cell walls of fibers and to release their substructural fibrils and microfibrils. You can also use enzymatic and / or mechanical pretreatment of wood fibers. Nanocellulose fibers can be in their native form, in which they have not undergone chemical modification. Alternatively, the nanocellulose fibers can be chemically pre-modified, for example by N-oxide mediated oxidation.

Целлюлозные волокна могут содержать натуральные волокна, происходящие от растений. Растительные волокна могут включать необработанный или повторно используемый растительный материал или их комбинации. Растительные волокна могут происходить из древесного или недревесного материала. Растения могут включать древесину, например - мягкую древесину, твердую древесину или любую их комбинацию. Мягкая древесина может включать древесину ели, сосны, пихты, лиственницы, дугласовой пихты, канадской тсуги. Твердая древесина может включать древесину березы, осины, тополя, ольхи, эвкалипта, акации. Альтернативно или дополнительно целлюлозные волокна могут происходить от других растений (недревесных), таких как хлопчатник, конопля, лен, сизаль, джут, кенаф, бамбук, торф или кокос. Недревесные целлюлозные волокна могут также происходить из отходов сельского хозяйства, трав или других растительных веществ, таких как солома, листья, кора, семена, шелуха семян, цветки, овощи или фрукты.Cellulosic fibers may contain natural fibers derived from plants. Plant fibers can include untreated or recycled plant material, or combinations thereof. Plant fibers can come from woody or non-woody material. Plants can include wood such as softwood, hardwood, or any combination of these. Softwood may include spruce, pine, fir, larch, Douglas fir, Canadian hemlock. Hardwoods can include birch, aspen, poplar, alder, eucalyptus, acacia. Alternatively or additionally, cellulosic fibers can come from other plants (non-woody) such as cotton, hemp, flax, sisal, jute, kenaf, bamboo, peat, or coconut. Non-wood cellulose fibers can also come from agricultural waste, grasses, or other plant matter such as straw, leaves, bark, seeds, seed hulls, flowers, vegetables, or fruits.

Волокнистая мононить содержит по меньшей мере 30 мас.%, предпочтительно - по меньшей мере 50 мас.% натуральных целлюлозных волокон. Например - от 30 мас.% до 99 мас.%, предпочтительно - от 50 мас.% до 99 мас.%, и наиболее предпочтительно - от 70 масс % до 99 мас.% натуральных целлюлозных волокон. Как указано выше, натуральные целлюлозные волокна являются нерегенерированными. Соответственно, натуральные целлюлозные волокна не были подвергнуты химической регенерации или физической модификации целлюлозной полимерной структуры. Натуральные целлюлозные волокна являются нерегенерированными и состоят преимущественно из кристаллической структуры целлюлозы I. Целлюлоза I может иметь структуры I_α и I_β. Искусственные целлюлозные волокна являются регенерированными, и кристаллическая структура обычно отличается от целлюлозы I. Преобразование целлюлозы I в целлюлозу II (или в другие формы, такие как целлюлоза III или целлюлоза IV) является необратимым. Соответственно, эти формы являются стабильными и их невозможно преобразовать обратно в целлюлозу I.The monofilament filament contains at least 30 wt.%, Preferably at least 50 wt.% Natural cellulosic fibers. For example, from 30 wt.% To 99 wt.%, Preferably from 50 wt.% To 99 wt.%, And most preferably from 70 wt.% To 99 wt.% Natural cellulose fibers. As indicated above, natural cellulose fibers are unregenerated. Accordingly, natural cellulosic fibers have not undergone chemical regeneration or physical modification of the cellulosic polymer structure. Natural cellulose fibers are unregenerated and consist predominantly of the crystalline structure of cellulose I. Cellulose I may have structures I _α and I _β . Artificial cellulose fibers are regenerated and the crystal structure is usually different from cellulose I. The conversion of cellulose I to cellulose II (or to other forms such as cellulose III or cellulose IV) is irreversible. Accordingly, these forms are stable and cannot be converted back to cellulose I.

Химический состав натуральных целлюлозных волокон, размер и характеристическое отношение волокон и их ориентация в нити влияют на механические и физические свойства волокнистой мононити. Например, на механические и физические свойства целлюлозных волокон влияет их химический состав, преимущественно - целлюлоза, гемицеллюлоза и лигнин. Например, более высокий предел прочности на разрыв и более высокую пластичность можно получить при использовании волокон, содержащих кристаллическую целлюлозу. Жесткость целлюлозных волокон возрастает, а их гибкость снижается с увеличением отношения кристаллических областей к аморфным. Предел прочности на разрыв волокон повышается, а удлинение снижается при уменьшении угла наклона первичных фибрилл.The chemical composition of natural cellulose fibers, the size and aspect ratio of the fibers and their orientation in the filament affect the mechanical and physical properties of the fibrous monofilament. For example, the mechanical and physical properties of cellulose fibers are influenced by their chemical composition, mainly cellulose, hemicellulose and lignin. For example, higher tensile strength and higher ductility can be obtained by using fibers containing crystalline cellulose. The stiffness of cellulose fibers increases, and their flexibility decreases with an increase in the ratio of crystalline to amorphous regions. The tensile strength of the fibers increases and the elongation decreases as the angle of inclination of the primary fibrils decreases.

В структуре мононити характеристическое отношение целлюлозных волокон (отношение длины волокна к диаметру волокна) может лежать в диапазоне от 10 до 300, предпочтительно - от 30 до 100. Высокое характеристическое отношение оказывает влияние на гибкость мононити.In the monofilament structure, the aspect ratio of cellulosic fibers (the ratio of fiber length to fiber diameter) can range from 10 to 300, preferably from 30 to 100. A high aspect ratio affects the flexibility of the monofilament.

Согласно аспекту настоящего изобретения волокнистая мононить содержит целлюлозные волокна в нативной форме, то есть натуральные целлюлозные волокна. Натуральная целлюлоза I может влиять на степень структурной упорядоченности целлюлозы или целлюлозных волокон. Кроме того, натуральная целлюлоза I может оказывать влияние на жесткость и плотность волокнистой нити.According to an aspect of the present invention, the fibrous monofilament contains cellulosic fibers in their native form, that is, natural cellulosic fibers. Natural cellulose I can affect the degree of structural ordering of cellulose or cellulose fibers. In addition, natural cellulose I can influence the stiffness and density of the filament.

Кроме того, волокнистая мононить может содержать другие волокна, например - натуральные растительные волокна, модифицированные или регенерированные натуральные волокна или синтетические волокна. Волокна волокнистой мононити могут включать искусственные волокна, например - вискозу, модал, ацетат, искусственный шелк, или синтетические волокна, такие как полиэфир или полиамид, и волокна из переработанных текстильных отходов.In addition, the monofilament filament may contain other fibers, such as natural plant fibers, modified or regenerated natural fibers, or synthetic fibers. Fibers of the fibrous monofilament may include man-made fibers such as rayon, modal, acetate, rayon, or synthetic fibers such as polyester or polyamide, and fibers from recycled textile waste.

Искусственные целлюлозные волокна можно добавить к смеси натуральных целлюлозных волокон. Искусственные целлюлозные волокна могут иметь узкое распределение по длине и диаметру волокон, поскольку их получают из промышленных процессов, а не выделяют из природных источников. Натуральные волокна, выделенные из природных источников, могут иметь довольно широкое распределение по длине и диаметру волокон по сравнению с распределением искусственных целлюлозных волокон. Тонкие и длинные искусственные целлюлозные волокна могут увеличить предел прочности на разрыв и растяжимость волокнистой мононити. В качестве примера волокнистая мононить может быть полностью изготовлена из искусственных целлюлозных волокон, что дополнительно улучшает ее свойства.Artificial cellulose fibers can be added to the natural cellulose fiber blend. Artificial cellulose fibers can have a narrow fiber length and diameter distribution because they are obtained from industrial processes rather than isolated from natural sources. Natural fibers isolated from natural sources can have a rather wide distribution in fiber length and diameter compared to the distribution of artificial cellulose fibers. Thin and long man-made cellulose fibers can increase the tensile strength and tensile strength of the fibrous monofilament. As an example, the monofilament filament can be made entirely of synthetic cellulose fibers, which further enhances its properties.

Мононить может содержать искусственные целлюлозные волокна, происходящие из промышленного способа получения целлюлозы. Искусственные целлюлозные волокна являются регенерированными целлюлозными волокнами. Мононить может содержать от 1 мас.% до 50 мас.% искусственных целлюлозных волокон, предпочтительно - от 1 мас.% до 30 мас.% искусственных целлюлозных волокон, более предпочтительно - от 1 мас.% до 20 мас.% искусственных целлюлозных волокон. Один из таких способов - это так называемый способ получения лиоцелла, в котором волокна и другие формованные изделия можно получить из раствора целлюлозы в водно-органическом растворителе. Более конкретно, водный раствор NMMO (N-метилморфолин-N-оксида; от англ.: N-methyl-morpholine-N-oxide) был растворителем, который использовали в коммерческом масштабе на протяжении более чем двадцати лет. В характерном случае на соответствующих производственных предприятиях используют прядильные растворы, содержащие примерно 13 мас.% целлюлозы. Предпочтительным целлюлозным сырьевым материалом является волокнистая масса, но, в зависимости от обстоятельств, можно также использовать другие целлюлозные сырьевые материалы, такие как хлопковый линтер. Мононить может содержать искусственные лиоцелловые волокна.The monofilament may contain artificial cellulosic fibers derived from an industrial cellulose process. Artificial cellulose fibers are regenerated cellulose fibers. The monofilament may contain from 1 wt% to 50 wt% of artificial cellulose fibers, preferably from 1 wt% to 30 wt% of artificial cellulose fibers, more preferably from 1 wt% to 20 wt% of artificial cellulose fibers. One such method is the so-called lyocell method, in which fibers and other shaped articles can be prepared from a solution of cellulose in an aqueous organic solvent. More specifically, an aqueous solution of NMMO (N-methyl-morpholine-N-oxide; from English: N-methyl-morpholine-N-oxide) has been a solvent that has been used on a commercial scale for more than twenty years. Typically, the respective manufacturing plants use spinning solutions containing about 13% by weight of cellulose. The preferred cellulosic raw material is pulp, but other cellulosic raw materials such as cotton linters can also be used depending on the circumstances. Monofilament may contain artificial lyocell fibers.

Волокнистая мононить может содержать волокна из переработанных текстильных отходов. Волокнистая мононить может содержать от 1 мас.% до 50 мас.% волокон из переработанных текстильных отходов, предпочтительно - от 30 мас.% до 50 мас.% волокон из переработанных текстильных отходов, более предпочтительно - от 40 мас.% до 50 мас.% волокон из переработанных текстильных отходов. Волокна из переработанных текстильных отходов могут содержать термопластичные или термоскрепляющие волокна, такие как полипропиленовые, полиамидные, полиэфирные, полипропилен/полиэфирные и бикомпонентные волокна короткой резки. Термин «бикомпонентный» относится к различию материалов и свойств между внутренней структурой и наружной поверхностью волокон короткой резки. Например, наружный поверхностный слой (или слои) бикомпонентного волокна может содержать термоскрепляющий материал. Волокна из переработанных текстильных отходов могут быть равномерно распределены в структуре мононити и термоскреплены во время стадии дополнительной обработки. Термоскрепление может привести к желаемым свойствам волокнистой мононити, например - к повышенной разрывной прочности и лучшей устойчивости к стирке.Fibrous monofilament may contain fibers from recycled textile waste. The monofilament filament may contain from 1 wt.% To 50 wt.% Fibers from recycled textile waste, preferably from 30 wt.% To 50 wt.% Fibers from recycled textile waste, more preferably from 40 wt.% To 50 wt. % of fibers from recycled textile waste. Recycled textile waste fibers may contain thermoplastic or thermal bonding fibers such as polypropylene, polyamide, polyester, polypropylene / polyester and short cut bicomponent fibers. The term "bicomponent" refers to the difference in materials and properties between the inner structure and the outer surface of short cut fibers. For example, the outer surface layer (or layers) of the bicomponent fiber may comprise a thermal bonding material. Fibers from recycled textile waste can be evenly distributed in the monofilament structure and thermally bonded during the post-processing step. Thermal bonding can lead to the desired properties of the fibrous monofilament, such as increased tensile strength and better wash resistance.

Волокна из переработанных текстильных отходов могут быть выделены либо из производственных текстильных отходов, либо из потребительских текстильных отходов, содержащих один тип волокон или смесь различных типов волокон. Отходы производства (или производственные отходы) скапливаются при производстве текстильных изделий, во время которого образуются значительные количества отходов, например - отходы прядения или обрезки из производства готовой одежды. Потребительские отходы образуются, когда ткань выбрасывается пользователем после использования. Существующие способы вторичного использования текстильных изделий, охватывающие лишь малое количество текстильных отходов, включают, например, передачу бывших в употреблении текстильных изделий в благотворительные организации или изготовление тряпок или волокон искусственной шерсти (шодди) для изоляционных материалов из обрезков потребительских текстильных отходов. Публикации WO 2015/077807 и US 2016/237619, содержание которых полностью включено в данную публикацию посредством ссылки, описывают способ вторичного использования волокон из производственных текстильных отходов для получения формованных изделий из регенерированной целлюлозы. Такие вторичные волокна из переработанных производственных текстильных отходов получают согласно способу предварительной обработки регенерированных хлопковых волокон, в котором предварительная обработка регенерированных хлопковых волокон включает стадию удаления металла и стадию окислительного отбеливания.Fibers from recycled textile waste can be separated from either production textile waste or consumer textile waste containing one type of fiber or a mixture of different types of fibers. Waste (or production waste) is accumulated in the manufacture of textiles, during which significant amounts of waste are generated, such as waste from spinning or trimmings from the production of ready-to-wear garments. Consumer waste is generated when the fabric is discarded by the user after use. Existing textile recycling methods that cover only a small amount of textile waste include, for example, donating used textiles to charities or making rags or faux wool fibers (shoddy) for insulation from scraps of consumer textile waste. Publications WO 2015/077807 and US 2016/237619, the contents of which are hereby incorporated by reference in their entirety, describe a method of recycling fibers from textile waste production to obtain molded articles from regenerated cellulose. Such recycled fibers from recycled textile manufacturing waste are obtained according to a method for pretreating reclaimed cotton fibers, in which the pretreatment of the reclaimed cotton fibers includes a metal removal step and an oxidative bleaching step.

Поэтому в конкретном варианте осуществления настоящего изобретения волокнистая мононить содержит от 1 мас.% до 50 мас.% волокон из переработанных производственных текстильных отходов, предпочтительно - от 30 мас.% до 50 мас.% волокон из переработанных производственных текстильных отходов, более предпочтительно - от 40 мас.% до 50 мас.% волокон из переработанных производственных текстильных отходов, причем эти волокна из переработанных производственных текстильных отходов получают согласно способу предварительной обработки регенерированных хлопковых волокон, в котором предварительная обработка регенерированных хлопковых волокон включает стадию удаления металла и стадию окислительного отбеливания.Therefore, in a specific embodiment of the present invention, the monofilament fibrous yarn contains from 1 wt.% To 50 wt.% Fibers from recycled textile waste production, preferably from 30 wt.% To 50 wt.% Fibers from recycled textile waste production, more preferably from 40 wt.% To 50 wt.% Fibers from recycled industrial textile waste, and these fibers from recycled industrial textile waste are obtained according to a method for pretreating reclaimed cotton fibers, in which the pre-treatment of reclaimed cotton fibers includes a metal removal step and an oxidative bleaching step.

Согласно публикации WO 2015/077807 хлопковые волокна можно выделить из производственных хлопковых отходов или потребительских хлопковых отходов. Они могут включать волокнистую массу, полученную из обрезков хлопчатобумажных тканей. Кроме того, регенерированные хлопковые волокна перед использованием можно механически измельчить, размолоть или разрыхлить.According to WO 2015/077807, cotton fibers can be separated from industrial cotton waste or consumer cotton waste. These may include pulp obtained from cotton scraps. In addition, the reclaimed cotton fibers can be mechanically chopped, ground or loosened before use.

В частности, согласно публикации WO 2015/077807 стадия удаления металла может быть процедурой кислотной промывки и/или обработки комплексообразующим реагентом, а регенерированные хлопковые волокна можно обработать водным раствором комплексообразующего агента. В частности, обе процедуры можно объединить в одной стадии посредством добавления комплексообразующего агента к процедуре кислотной промывки. Кроме того, согласно публикации WO 2015/077807 стадия окислительного отбеливания может включать процедуру кислородного отбеливания и/или процедуру перекисного отбеливания. Стадия окислительного отбеливания также может включать процедуру озонового отбеливания. Стадия окислительного отбеливания может включать последовательность процедур окислительного отбеливания, указанных выше.In particular, according to WO 2015/077807, the metal removal step can be an acid washing and / or complexing agent treatment, and the regenerated cotton fibers can be treated with an aqueous complexing agent solution. In particular, both procedures can be combined in one step by adding a complexing agent to the acid wash procedure. In addition, according to WO 2015/077807, the oxidative bleaching step may include an oxygen bleaching procedure and / or a peroxide bleaching procedure. The oxidative bleaching step can also include an ozone bleaching procedure. The oxidative bleaching step may include the sequence of oxidative bleaching procedures outlined above.

Отходы одежных тканей могут содержать 43% хлопка, 36% волокон на основе нефти, таких как полиэфирные, акриловые или подобные волокна, и 21% натуральных волокон, таких как вискозные, шелковые или подобные волокна, что составляет рыночную долю, равную 51%, согласно публикации Wrap в «Textiles flow and market development opportunities in the UK» (2011). Ткани бытового назначения демонстрируют сходный состав из 30% хлопка и 70% других волокон, например -волокон на основе нефти и натуральных волокон. Эта композиция волокон пригодна в качестве сырьевого материала для изготовления волокнистой мононити. Волокнистая мононить может содержать по меньшей мере 30 мас.% регенерированных волокон из содержащих целлюлозу текстильных отходов, более предпочтительно - от 40 мас.% до 50 мас.% регенерированных волокон из содержащих целлюлозу текстильных отходов. Кроме того, волокнистая мононить может содержать полиэфирные, акриловые или полипропиленовые волокна или их смеси, которые могут обеспечивать термоскрепление и влияние на желаемые свойства волокнистой мононити, такие как повышенная разрывная прочность и лучшая устойчивость к стирке.Garment waste may contain 43% cotton, 36% oil-based fibers such as polyester, acrylic or similar fibers, and 21% natural fibers such as rayon, silk or similar fibers, representing a market share of 51%, according to Wrap publications in Textiles flow and market development opportunities in the UK (2011). Household fabrics show a similar composition of 30% cotton and 70% other fibers such as petroleum-based and natural fibers. This fiber composition is suitable as a raw material for the production of fibrous monofilament. The monofilament filament may contain at least 30 wt% reclaimed cellulose-containing textile waste fibers, more preferably 40 wt% to 50 wt% reclaimed cellulose-containing textile waste fibers. In addition, the fibrous monofilament may contain polyester, acrylic or polypropylene fibers, or mixtures thereof, which can provide thermal bonding and influence the desired properties of the fibrous monofilament, such as increased tensile strength and better washing resistance.

Кроме того, волокнистая мононить содержит от 0,01 мас.% до 30 мас.%, предпочтительно - от 0,05 мас.% до 20 мас.% или от 0,1 мас.% до 15 мас.%, неволокнистых добавок, таких как связующее (или связующие), модификатор реологических свойств и т.п.In addition, the monofilament fibrous yarn contains from 0.01 wt.% To 30 wt.%, Preferably from 0.05 wt.% To 20 wt.% Or from 0.1 wt.% To 15 wt.%, Non-fibrous additives, such as a binder (or binders), a rheology modifier, and the like.

ОриентацияOrientation

Фиг. 4 иллюстрирует вид под микроскопом места разрыва волокнистой мононити с линейной плотностью 20 текс после разрыва нити во время испытания на разрыв (масштабная метка 500 мкм). На Фиг. 4 волокнистая мононить 1 содержит целлюлозные волокна 2. Отдельные целлюлозные волокна волокнистой мононити в основном ориентированы по длине (то есть вдоль продольной оси х) волокнистой нити. Волокна ориентированы (упорядочены) таким образом, что продольное измерение одиночного волокна по существу соответствует продольному измерению волокнистой мононити. Согласно Фиг. 6 волокнистые элементы бумажной пряжи, изготовленной из тонких бумажных полосок, имеют случайную ориентацию относительно машинного направления (MD; от англ.: machine direction), соответствующего продольному направлению х пряжи.FIG. 4 illustrates a microscope view of a 20 tex monofilament filament rupture after filament rupture during a rupture test (scale mark 500 µm). FIG. 4, the fibrous monofilament 1 contains cellulosic fibers 2. The individual cellulosic fibers of the fibrous monofilament are generally oriented along the length (i.e., along the longitudinal axis x) of the fibrous filament. The fibers are oriented (ordered) such that the longitudinal dimension of a single fiber substantially corresponds to the longitudinal dimension of the fibrous monofilament. Referring to FIG. 6 fibrous elements of paper yarn, made from thin paper strips, have a random orientation with respect to the machine direction (MD; from English: machine direction) corresponding to the longitudinal direction x of the yarn.

Начальная ориентация волокон волокнистой мононити может быть обеспечена во время фазы производства в сопле. Сопло, имеющее выходной диаметр, меньший или равный максимальной средневзвешенной длине волокон, ориентирует волокна по существу в продольном направлении х суспензии, выходящей из сопла. Ориентацию волокон можно дополнительно регулировать в скручивающем и обезвоживающем устройстве. Ориентация волокон вдоль продольного направления волокнистой нити придает нити прочность.The initial orientation of the fibers of the fibrous monofilament can be ensured during the nozzle production phase. A nozzle having an outlet diameter less than or equal to the maximum weighted average fiber length orientates the fibers substantially in the longitudinal direction x of the slurry exiting the nozzle. The orientation of the fibers can be further adjusted in the twisting and dewatering device. Orientation of the fibers along the longitudinal direction of the fiber yarn imparts strength to the yarn.

ДобавкиAdditives

В дополнение к волокнистым элементам волокнистая мононить может содержать добавку (или добавки). Например, полисахаридную добавку (или добавки), такую как связующее, катионоактивный реагент (или реагенты), сшивающий агент (или агенты), диспергирующий агент (или диспергирующие агенты), пигмент (или пигменты) и/или другой модификатор (или модификаторы). Общее количество добавки (или добавок) в волокнистой мононити может лежать в диапазоне от 0,01 мас.% до 30 мас.%, от 0,05 мас.% до 20 мас.%, предпочтительно - от 0,1 мас.% до 15 мас.%.In addition to the fibrous elements, the monofilament fiber may contain an additive (or additives). For example, a polysaccharide additive (or additives) such as a binder, cationic reagent (or reagents), crosslinking agent (or agents), dispersing agent (or dispersing agents), pigment (or pigments), and / or other modifier (or modifiers). The total amount of additive (or additives) in the fibrous monofilament can range from 0.01 wt% to 30 wt%, from 0.05 wt% to 20 wt%, preferably from 0.1 wt% to 15 wt%.

Добавка может включать полисахаридные добавки, такие как альгинат, альгиновая кислота, пектин, каррагенан или наноцеллюлоза, или их комбинацию. Во время изготовления волокнистой мононити полисахаридная добавка, например -альгинат, может оказывать влияние на формирование гидрогеля. В волокнистой мононити полисахаридная добавка может реагировать с по меньшей мере одним реагентом, например - с катионоактивным реагентом. Реагент может содержать соль, например - хлорид кальция или сульфит магния. Химическая реакция между полисахаридной добавкой и реагентом обеспечивает быстрое повышение вязкости и предела текучести водной суспензии. Повышение вязкости водной суспензии оказывает влияние повышения прочности волокнистой мононити. Кроме того, полисахаридные добавки, такие как альгинат, могут действовать как связующее (или связующие) в структуре волокнистой мононити. Альгинат может вызывать поперечное сшивание, которое может оказывать влияние на связывание волокон волокнистой мононити. Альгинатный матрикс может сшиваться вокруг волокон и окружать волокна.The additive may include polysaccharide additives such as alginate, alginic acid, pectin, carrageenan, or nanocellulose, or a combination thereof. During the manufacture of the fibrous monofilament, a polysaccharide additive such as α-alginate can influence the formation of the hydrogel. In the fibrous monofilament, the polysaccharide additive can react with at least one reagent, for example a cationic reagent. The reagent may contain a salt such as calcium chloride or magnesium sulfite. The chemical reaction between the polysaccharide additive and the reagent rapidly increases the viscosity and yield stress of the aqueous suspension. Increasing the viscosity of the aqueous suspension has the effect of increasing the strength of the fibrous monofilament. In addition, polysaccharide additives such as alginate can act as a binder (or binders) in the structure of the fibrous monofilament. Alginate can cause crosslinking, which can interfere with fiber bonding of the monofilament filament. The alginate matrix can crosslink around the fibers and surround the fibers.

Добавка может содержать сшивающий агент и парный реагент. Сшивающий агент может реагировать с парным реагентом на выходе сопла. Реакция сшивания между сшивающим агентом и парным реагентом создает водный гидрогель и за счет этого влияет на начальную прочность волокнистой суспензии. Волокнистая мононить может содержать от 0 мас.% до 25 мас.% сшивающего агента. Сшивающий агент совместно со сшивающим реагентом создает гидрогель, который обеспечивает сохранение свойств волокнистой суспензии во время последующих фаз производства. Например, скручивание и быстрое обезвоживание могут создавать высокие напряжения в волокнистой суспензии. Гидрогель дополнительно влияет на прочность волокнистой мононити на разрыв.The additive may contain a crosslinking agent and a reagent pair. The crosslinking agent can react with the twin reagent at the nozzle exit. The crosslinking reaction between the crosslinking agent and the reagent pair creates an aqueous hydrogel and thereby affects the initial strength of the fiber suspension. The monofilament filament may contain from 0 wt% to 25 wt% of a crosslinking agent. The crosslinking agent, together with the crosslinking agent, creates a hydrogel that maintains the properties of the fiber suspension during subsequent manufacturing phases. For example, curling and rapid dewatering can create high stresses in the fiber suspension. The hydrogel additionally affects the tensile strength of the fibrous monofilament.

Добавка может содержать диспергирующий агент. Диспергирующий агент может содержать анионный длинноцепочечный полимер, наноцеллюлозу, карбоксиметилцеллюлозу (CMC; от англ.: carboxymethylcellulose), крахмал, анионные полиакриламиды (АРАМ; от англ.: anionic polyacrylamides) или их комбинацию. Волокнистая мононить может содержать от 0 мас.% до 20 мас.% диспергирующего агента. Диспергирующий агент может оказывать влияние на предел прочности на сдвиг волокнистой мононити.The additive may contain a dispersing agent. The dispersing agent may contain anionic long chain polymer, nanocellulose, carboxymethylcellulose (CMC; from English: carboxymethylcellulose), starch, anionic polyacrylamides (ARAM; from English: anionic polyacrylamides), or a combination thereof. The monofilament filament may contain from 0 wt% to 20 wt% of a dispersing agent. The dispersing agent can affect the shear strength of the fibrous monofilament.

Согласно варианту осуществления настоящего изобретения волокнистая мононить включает от 30 мас.% до 99 мас.% натуральных целлюлозных волокон и, дополнительно, от 0,1 мас.% до 15 мас.% связующего, например - альгината.According to an embodiment of the present invention, the monofilament filament comprises from 30 wt% to 99 wt% natural cellulosic fibers and optionally from 0.1 wt% to 15 wt% of a binder such as alginate.

Согласно варианту осуществления настоящего изобретения волокнистая мононить включает от 50 мас.% до 99 мас.% или от 70 мас.% до 99 мас.% натуральных целлюлозных волокон и, дополнительно, от 0,1 мас.% до 15 мас.% связующего, например - альгината.According to an embodiment of the present invention, the monofilament filament comprises 50 wt% to 99 wt% or 70 wt% to 99 wt% natural cellulose fibers and optionally 0.1 wt% to 15 wt% binder, for example - alginate.

Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения волокнистая мононить включает от 50 мас.% до 99 мас.% или от 70 мас.% до 99 мас.% или, предпочтительно, от 90 мас.% до 99 мас.% натуральных целлюлозных волокон и, дополнительно, от 0,1 мас.% до 10 мас.% связующего, например - CMC (карбоксиметилцеллюлозы) или крахмала.According to another embodiment of the present invention, the monofilament filament comprises 50 wt% to 99 wt%, or 70 wt% to 99 wt%, or preferably 90 wt% to 99 wt% natural cellulosic fibers, and optionally , from 0.1 wt.% to 10 wt.% binder, for example - CMC (carboxymethyl cellulose) or starch.

Связующее оказывает влияние на химическое связывание натуральных целлюлозных волокон водородными связями и соответствующее улучшение механических свойств волокнистой мононити.The binder has an effect on the chemical bonding of natural cellulose fibers by hydrogen bonds and a corresponding improvement in the mechanical properties of the fibrous monofilament.

Структура и свойстваStructure and properties

Отдельные волокна, то есть волокнистые элементы, волокнистой мононити собраны (соединены/сгруппированы) вместе, и большинство волокон ориентированы вдоль продольного размера х волокнистой мононити.The individual fibers, that is, the fibrous elements, of the fibrous monofilament are gathered (connected / grouped) together, and most of the fibers are oriented along the longitudinal dimension x of the fibrous monofilament.

Согласно Фиг. 3 волокнистая мононить содержит стабильную структуру 1 монофиламентного типа. Волокнистая мононить имеет необратимую или неизменяемую структуру. Структуру волокнистой мононити невозможно преобразовать или разобрать на монолитные субструктуры, такие как полоски или ленточки, с использованием механических или химических средств. Поскольку волокнистую мононить получают одностадийным способом, между исходной суспензией и волокнистой мононитью нет таких субструктур, промежуточных компонентов или промежуточных фаз, которые могли бы быть изменяемыми или обратимыми. Дезинтеграция волокнистой мононити 1 дает только отдельные целлюлозные волокна 2. На Фиг. 4 волокнистая мононить разорвана посредством растяжения, и на разорванном конце нити показаны отдельные целлюлозные волокна 2. Фиг. 4 иллюстрирует вид под микроскопом места разрыва волокнистой мононити, имеющей линейную плотность 20 текс, после разрыва нити во время испытания на разрыв (масштабная метка 500 мкм).Referring to FIG. 3 monofilament fiber contains a stable structure of 1 monofilament type. Fibrous monofilament has an irreversible or unchangeable structure. The structure of the fibrous monofilament cannot be transformed or disassembled into monolithic substructures such as strips or ribbons using mechanical or chemical means. Since the monofilament filament is produced in a one-step process, there are no substructures, intermediate components or intermediate phases between the initial slurry and the monofilament filament that could be altered or reversible. Disintegration of the fibrous monofilament 1 yields only individual cellulosic fibers 2. FIG. 4, the monofilament fiber is torn by stretching and the individual cellulosic fibers 2 are shown at the torn end of the yarn 2. FIG. 4 illustrates a microscope view of the break point of a monofilament filament having a linear density of 20 tex after the yarn breaks during a tensile test (scale mark 500 µm).

Форму волокнистой мононити можно регулировать в процессе изготовления. Волокнистая мононить может иметь круглое поперечное сечение. Альтернативно поперечное сечение может быть уплощенным, например - в форме эллипса. Форму нити можно регулировать в процессе изготовления, например - во время подачи водной суспензии или во время процесса сушки волокнистой мононити. Форма поперечного сечения волокнистой мононити согласно примеру, относящемуся к волокнистой мононити с линейной плотностью 20 текс, показана на Фиг. 8.The shape of the fibrous monofilament can be adjusted during the manufacturing process. The monofilament filament may have a circular cross-section. Alternatively, the cross-section can be flattened, for example in the form of an ellipse. The shape of the yarn can be adjusted during the manufacturing process, for example, during the supply of an aqueous suspension or during the drying process of the monofilament fiber. The cross-sectional shape of the filamentous monofilament according to the example of the filamentous monofilament with a linear density of 20 tex is shown in FIG. eight.

Структура волокнистой мононити, независимо от формы нити, характеризуется однородной и замкнутой поверхностной текстурой 3, как показано на Фиг. 3. Волокнистую мононить невозможно раскрутить или иным образом механически разобрать на какие-либо субструктуры, такие как полоски или ленточки волокон. Волокнистые элементы волокнистой мононити механически и химически (то есть водородными связями) соединены друг с другом. Фиг. 5 демонстрирует примеры раскрученных или частично раскрученных бумажных нитей (масштабная метка 5000 мкм). На Фиг. 5 бумажная пряжа, изготовленная из тонких полосок бумаги, имеет складчатую структуру, которую можно раскрутить. Складчатая структура приводит к высокопористой поверхности бумажной пряжи.The structure of the fibrous monofilament, regardless of the shape of the thread, is characterized by a uniform and closed surface texture 3, as shown in FIG. 3. The monofilament filament cannot be unwound or otherwise mechanically disassembled into any substructure such as strips or ribbons of fibers. The fibrous elements of the fibrous monofilament are mechanically and chemically (i.e., hydrogen bonded) connected to each other. FIG. 5 shows examples of unwound or partially unwound paper filaments (scale mark 5000 μm). FIG. 5 paper yarn, made from thin strips of paper, has a folded structure that can be unwound. The folded structure results in a highly porous paper yarn surface.

Кроме того, продольное измерение волокнистых элементов 2 мононити расположено по существу параллельно продольной оси х нити, в том числе и на наружной поверхности, за счет чего формируется плотная и замкнутая структура 3 поверхности. Другими словами, поверхность интактной мононити не содержит обрезанных концов целлюлозных волокон 4, выступающих из наружной периферической поверхности мононити. Плотная поверхностная структура влияет на повышение плотности поверхности и снижения капиллярного притяжения волокнистой мононити. Плотная поверхностная структура также может оказывать эффект предотвращения поступления мелких частиц внутрь мононити. На Фиг. 6, демонстрирующей вид под микроскопом раскрученной бумажной пряжи, видна случайная ориентация волокон относительно продольной оси MD. Также можно видеть обрезанные концы целлюлозных волокон 4, выступающие из наружной периферической поверхности и образующие рыхлую и незамкнутую структуру поверхности. Такая структура поверхности может приводить к повышению капиллярных сил и усиливать накопление мелких частиц чужеродного вещества.In addition, the longitudinal dimension of the monofilament fibrous elements 2 is located substantially parallel to the longitudinal axis x of the filament, including on the outer surface, whereby a dense and closed surface structure 3 is formed. In other words, the surface of the intact monofilament does not contain the cut ends of the cellulose fibers 4 protruding from the outer peripheral surface of the monofilament. The dense surface structure affects the increase in surface density and the reduction of the capillary attraction of the fibrous monofilament. The dense surface structure can also have the effect of preventing small particles from entering the interior of the monofilament. FIG. 6, showing a microscope view of the unwound paper yarn, the random orientation of the fibers with respect to the longitudinal axis MD is seen. You can also see the cut ends of the cellulose fibers 4 protruding from the outer peripheral surface and forming a loose and open surface structure. Such a surface structure can lead to an increase in capillary forces and increase the accumulation of small particles of foreign matter.

Волокнистая мононить согласно по меньшей мере некоторым или всем вариантам осуществления настоящего изобретения может иметь плотность, лежащую в диапазоне от 800 кг/м³ до 1700 кг/м³. Волокнистая мононить согласно по меньшей мере некоторым или всем вариантам осуществления настоящего изобретения может иметь плотность, лежащую в диапазоне от 1000 кг/м³ до 1500 кг/м³. Например, волокнистая мононить, содержащая от 70 мас.% до 90 мас.% натуральных целлюлозных волокон, может иметь плотность, равную 1300 кг/м³.Fibrous monofilament according to at least some or all of the embodiments of the present invention may have a density ranging from 800 kg / m ³ to 1700 kg / m ³ . Fibrous monofilament according to at least some or all of the embodiments of the present invention may have a density ranging from 1000 kg / m ³ to 1500 kg / m ³ . For example, a monofilament fibrous yarn containing from 70 wt.% To 90 wt.% Natural cellulose fibers can have a density equal to 1300 kg / m ³ .

Волокна волокнистой мононити могут быть по существу ориентированы в продольном направлении волокнистой мононити. Дополнительно или альтернативно волокна могут иметь нерегулярное расположение. Например, волокна могут быть закручены вокруг продольной оси. Во всех случаях структура волокнистой мононити является неизменяемой (необратимой). Поэтому невозможно разделить/разобрать на части структуру мононити или раскрутить волокна волокнистой мононити, Волокнистая мононить может иметь диаметр, лежащий в диапазоне от 20 мкм до 400 мкм. Волокнистая мононить может иметь линейную массовую плотность, предпочтительно лежащую в диапазоне от 5 текс до 100 текс, то есть от 5 граммов/1000 м до 100 г/1000 м, и особо предпочтительно волокнистая мононить может иметь линейную массовую плотность, лежащую в диапазоне от 5 текс до 50 текс.The filaments of the fibrous monofilament may be substantially oriented in the longitudinal direction of the fibrous monofilament. Additionally or alternatively, the fibers can have an irregular arrangement. For example, the fibers can be twisted around a longitudinal axis. In all cases, the structure of the fibrous monofilament is unchangeable (irreversible). Therefore, it is impossible to separate / disassemble the structure of the monofilament or untwist the fibers of the fibrous monofilament. The fibrous monofilament may have a diameter ranging from 20 µm to 400 µm. The monofilament filament may have a linear mass density, preferably in the range from 5 tex to 100 tex, that is, from 5 grams / 1000 m to 100 g / 1000 m, and particularly preferably the monofilament fibrous filament can have a linear mass density in the range from 5 tex up to 50 tex.

Фиг. 1 демонстрирует разрывную нагрузку как функцию относительного удлинения волокнистой нити с линейной массовой плотностью, равной 20 текс, согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Разрывная нагрузка волокнистой мононити варьируется в диапазоне от 0,06 кг силы до 0,23 кг силы (от 0,6 Н до 2,3 Н) в варианте осуществления согласно Фиг. 1. Волокнистая мононить, имеющая значения линейной массовой плотности, лежащие в диапазоне от 5 текс до 20 текс, имеет значения удельной разрывной нагрузки, лежащие в диапазоне от 11 сН/текс до 5 сН/текс. Разрывная нагрузка определена согласно стандарту ASTM D5035.FIG. 1 shows the breaking load as a function of the elongation of a 20 tex filament according to an embodiment of the present invention. The breaking load of the fibrous monofilament ranges from 0.06 kg force to 0.23 kg force (0.6 N to 2.3 N) in the embodiment of FIG. 1. Fibrous monofilament having linear mass density values ranging from 5 tex to 20 tex has tensile strength values ranging from 11 cN / tex to 5 cN / tex. Breaking strength determined according to ASTM D5035.

Удлинение при разрыве волокнистой мононити может лежать в диапазоне от 2% до 6%. Волокна мононити оказывают влияние на удлинение при разрыве. Например, термоскрепляющие волокна оказывают эффект увеличения значений удлинения при разрыве волокнистой мононити. Структура волокнистой мононити и ее механические и тактильные свойства могут постепенно изменяться при изменении концентрации волокнистой массы и параметров обработки водной суспензии во время изготовления волокнистой мононити.The elongation at break of the fibrous monofilament can range from 2% to 6%. Monofilament fibers have an effect on elongation at break. For example, thermal bonding fibers have the effect of increasing the elongation at break values of the fibrous monofilament. The structure of the fibrous monofilament and its mechanical and tactile properties can gradually change with changes in the concentration of the pulp and the processing parameters of the aqueous suspension during the manufacture of the fibrous monofilament.

Волокнистые сырьевые материалы могут оказывать эффект на свойства волокнистой мононити. Волокнистая мононить может сдержать от 0 мас.% до 99 мас.% целлюлозных волокон, происходящих из источника растительного сырьевого материала. Волокнистая мононить может содержать по меньшей мере 30% или по меньшей мере 50% целлюлозных волокон, происходящих из древесной волокнистой массы. Волокнистая мононить может необязательно содержать необработанные или вторичные (переработанные) волокна, происходящие из синтетических материалов, такие как стекловолокна, полимерные волокна, металлические волокна, и/или из натуральных волокон, таких как шерстяные волокна или шелковые волокна. Волокнистая мононить может необязательно включать хлопковые, льняные, конопляные волокна, искусственные целлюлозные волокна и/или волокнистую массу, изготовленную из текстильных отходов.Fibrous raw materials can have an effect on the properties of the fibrous monofilament. The fibrous monofilament can contain from 0 wt% to 99 wt% cellulosic fibers originating from a plant raw material source. The monofilament filament may contain at least 30% or at least 50% cellulosic fibers derived from wood pulp. The monofilament filament may optionally contain unprocessed or recycled fibers derived from synthetic materials such as glass fibers, polymer fibers, metal fibers, and / or natural fibers such as wool or silk fibers. The monofilament filament may optionally include cotton, linen, hemp fibers, man-made cellulose fibers, and / or pulp made from textile waste.

Комбинацию волокон, имеющих среднюю длину волокон, лежащую в диапазоне «от 2 мм до 3 мм» (описание коротких волокон), и волокон, имеющих среднюю длину волокон, лежащую в диапазоне «от 5 мм до 10 мм» (описание длинных волокон), можно использовать для положительного воздействия на прочность и растяжимость волокнистой нити.A combination of fibers having an average fiber length in the range of "2 mm to 3 mm" (description of short fibers) and fibers having an average fiber length in the range of "5 mm to 10 mm" (description of long fibers), can be used to positively influence the strength and tensile properties of the filament.

Комбинацию волокон, имеющих среднюю длину волокон, лежащую в диапазоне «от 1 мм до 2 мм» (описание коротких волокон), и волокон, имеющих среднюю длину волокон, лежащую в диапазоне «от 2 мм до 4 мм» (описание длинных волокон), можно использовать для положительного воздействия на ровноту нити.A combination of fibers having an average fiber length in the range of "1 mm to 2 mm" (description of short fibers) and fibers having an average fiber length in the range of "2 mm to 4 mm" (description of long fibers), can be used to positively influence yarn evenness.

Фиг. 9 демонстрирует пример графиков «напряжение-деформация» древесных волокон, полученных из различных положений (годовых колец) в сосне ладанной. Происхождение и различные источники волокон могут изменять свойства волокон и свойства волокнистой мононити. Волокна могут иметь, например, различные характеристические отношения, диаметры, жесткость на изгиб, прочность на разрыв. Например, волокна, которые образовались в весеннее время (так называемая ранняя древесина), и волокна, которые образовались в конце лета (так называемая поздняя древесина), имеют различную плотность, прочность и растяжимость. Также различные механические свойства имеют волокна молодых деревьев и волокна старых деревьев. Волокна молодых сосновых деревьев могут иметь среднее относительное удлинение до 8%, а некоторые - до 25%, и среднее максимальное растягивающее напряжение, равное 400 МПа, тогда как древесные волокна старых сосен могут иметь среднее относительное удлинение, равное 4%, и максимальное растягивающее напряжение, равное 1200 МПа, как показано на Фиг. 9 (Mechanical properties of individual southern pine fibers. Part III: Global relationships between fiber properties and fiber location within an individual tree. Groom et al. Wood and fiber science. 2002, 34(2), pp. 238-250).FIG. 9 shows an example of stress-strain plots of wood fibers obtained from different positions (annual rings) in incense pine. The origin and different sources of fibers can alter the properties of the fibers and the properties of the fibrous monofilament. The fibers can have, for example, different aspect ratios, diameters, flexural stiffness, tensile strength. For example, fibers that formed in the spring (called early wood) and fibers that formed in late summer (called late wood) have different densities, strengths and extensibility. The fibers of young trees and fibers of old trees also have different mechanical properties. Fibers of young pine trees can have an average elongation of up to 8%, and some up to 25%, and an average maximum tensile stress of 400 MPa, while wood fibers of old pine trees can have an average elongation of 4% and a maximum tensile stress equal to 1200 MPa as shown in FIG. 9 (Mechanical properties of individual southern pine fibers. Part III: Global relationships between fiber properties and fiber location within an individual tree. Groom et al. Wood and fiber science. 2002, 34 (2), pp. 238-250).

Длина целлюлозных волокон волокнистой мононити может влиять на прочностные свойства волокнистой мононити. Длинные целлюлозные волокна (например, северной мягкой древесины) способны обеспечивать тонкие волокнистые мононити с хорошими прочностными свойствами. Волокнистая мононить может иметь толщину менее 0,1 мм. Например, сосну можно использовать в качестве источника длинных волокон, а эвкалипт - в качестве источника коротких волокон. Натуральные волокна, происходящие от сосны, могут иметь средневзвешенную длину волокон, лежащую в диапазоне от 2 мм до 3 мм. Средневзвешеная длина волокон (измеренная с использованием прибора для измерения характеристик волокон L&W Fiber Tester) относится к средневзвешенной длине волокон, где по меньшей мере 90 процентов волокон лежат в диапазоне средней длины.The length of the cellulosic fibers of the fibrous monofilament can affect the strength properties of the fibrous monofilament. Long cellulosic fibers (eg northern softwood) are capable of providing fine fibrous monofilaments with good strength properties. The monofilament filament can be less than 0.1 mm thick. For example, pine can be used as a long fiber source and eucalyptus can be used as a short fiber source. Natural fibers originating from pine can have weighted average fiber lengths ranging from 2 mm to 3 mm. Weighted average fiber length (measured using the L&W Fiber Tester) refers to the weighted average fiber length where at least 90 percent of the fibers are in the average length range.

В одном из примеров пара «сшивающий агент-парный реагент» может оказывать влияние на свойства волокнистой мононити. Например, различные реагенты могут отличаться по прочности и растяжимости, а также по другим свойствам, что дополнительно влияет на механические и физические свойства волокнистой мононити.In one example, a crosslinker-reagent pair may affect the properties of the fibrous monofilament. For example, different reagents can differ in strength and extensibility, as well as in other properties, which additionally affects the mechanical and physical properties of the fibrous monofilament.

В одном из примеров уровень рафинирования (фибриллирования волокон) может оказывать влияние на свойства волокнистой мононити. Механическое фибриллирование волокон увеличивает площадь поверхности волокон и поэтому обеспечивает больше связей с другими волокнами. Это изменяет механические свойства волокнистой мононити.In one example, the level of refining (fibrillation of the fibers) can affect the properties of the fibrous monofilament. Mechanical fibrillation of the fibers increases the surface area of the fibers and therefore provides more bonds with other fibers. This changes the mechanical properties of the fibrous monofilament.

Фиг. 2а иллюстрирует результаты измерения силы как функции изменения положения во время эксперимента с динамическим испытанием на прочность. Фиг. 2b иллюстрирует результаты измерения силы как функции относительного удлинения во время эксперимента с динамическим испытанием на прочность. Во время испытания волокнистую мононить циклически растягивали между зажимами до различной длины и возвращали к исходной длине. Во время эксперимента измеряли расстояние между зажимами и силу. Результаты показывают, что волокнистая мононить может выдерживать многократное растяжение. Фиг. 2а и Фиг. 2b также показывают, что волокнистая нить является эластичной. Если растягивающая сила снижается, длина нити также уменьшается.FIG. 2a illustrates the results of measuring force as a function of change in position during a dynamic strength test experiment. FIG. 2b illustrates the results of measuring force as a function of elongation during a dynamic strength test experiment. During the test, the monofilament filament was cyclically stretched between clamps to different lengths and returned to its original length. During the experiment, the distance between the clamps and the force were measured. The results show that the monofilament filament can withstand repeated stretching. FIG. 2a and FIG. 2b also shows that the filament is elastic. If the tensile force decreases, the length of the thread will also decrease.

Цвет волокнистой мононити можно изменять либо посредством окрашивания отдельных волокон волокнистой мононити, либо посредством окрашивания самой волокнистой мононити. Это можно выполнить с использованием способов окрашивания, известных специалистам в данной области техники, например - из способов производства бумаги. При использовании этих способов окрашивания полученная нить имеет одинаковый цвет на всем поперечном сечении. В этом случае нить не изменяет цвет даже при приложении к ней механического напряжения (например - при стирке, трении). Также волокнистую мононить можно подвергнуть окрашиванию с использованием текстильных красок. Например, можно использовать стандартные красители для хлопка и целлюлозы. Отдельные волокна в водных суспензиях можно подвергнуть окрашиванию перед изготовлением волокнистой мононити. Это может оказать положительный эффект на требуемое количество краски, проникновение краски, стирание краски, оттенки, качество и стабильность оттенков.The color of the fibrous monofilament can be changed either by dyeing individual fibers of the fibrous monofilament or by dyeing the fibrous monofilament itself. This can be done using dyeing techniques known to those skilled in the art, for example from papermaking techniques. When using these dyeing methods, the resulting thread has the same color throughout the entire cross section. In this case, the thread does not change color even when mechanical stress is applied to it (for example, during washing, friction). Also, the monofilament fiber can be dyed using textile dyes. For example, standard dyes for cotton and cellulose can be used. Individual fibers in aqueous suspensions can be dyed prior to making the fibrous monofilament. This can have a positive effect on the amount of paint required, paint penetration, paint abrasion, shades, shade quality and stability.

Волокнистая мононить согласно по меньшей мере некоторым или всем аспектам настоящего изобретения позволяет использовать волокнистую мононить во многих прикладных задачах вследствие вариабельных свойств волокнистой мононити. Свойства волокнистой мононити можно выбрать в соответствии с применением. Применение и желаемые свойства волокнистой мононити можно выбрать в соответствии с целевым назначением волокнистой мононити, материала, изготовленного из волокнистой мононити, материала, содержащего волокнистую мононить, и/или в соответствии с применением материала, содержащего волокнистую мононить. Несколько нитей типа волокнистой мононити можно скрутить с получением волокнистых структур мультифиламентного типа.Fibrous monofilament in accordance with at least some or all aspects of the present invention allows the use of fibrous monofilament in many applications due to the variable properties of the fibrous monofilament. The properties of the fibrous monofilament can be selected according to the application. The use and desired properties of the monofilament fiber can be selected according to the intended use of the monofilament fiber, the material made from the monofilament fiber, the material containing the monofilament fiber, and / or according to the application of the monofilament fiber material. A plurality of filaments of the fibrous monofilament type can be spun into fibrous structures of the multifilament type.

Свойства волокнистой мононити могут включать желаемую толщину и желаемую прочность в зависимости от использования и применения. Например, такие свойства, как мягкость, гибкость, стабильность, износостойкость, формостабильность, эластичность/неэластичность или/или возможность объединения с другими материалами или другими видами пряжи, могут влиять на возможности использования волокнистой мононити.The properties of the fibrous monofilament can include the desired thickness and desired strength, depending on the use and application. For example, properties such as softness, flexibility, stability, durability, dimensional stability, elasticity / inelasticity, and / or the ability to combine with other materials or other types of yarn, can affect the use of fibrous monofilament.

Волокнистая мононить согласно по меньшей мере некоторым аспектам настоящего изобретения оказывает эффект малого водного отпечатка. Использование волокон волокнистой массы обеспечивает утилизацию и повторное использование древесины, волокнистой массы и отходов волокнистой массы.Fibrous monofilament according to at least some aspects of the present invention has a small water print effect. The use of pulp fibers enables the recovery and reuse of wood, pulp and waste pulp.

Волокнистая мононить согласно по меньшей мере некоторым аспектам настоящего изобретения обеспечивает стабильное и экологически безопасное средство для швейной промышленности. В некоторых прикладных задачах волокнистая мононить может заменить, например, хлопок. Широкомасштабное выращивание хлопчатника требует значительных водных ресурсов. Выращивание хлопчатника широко распространено в регионах, уже испытывающих дефицит воды и продуктов питания. Выращивание хлопчатника сокращает доступную площадь земли для производства пищи, увеличивает потребление воды и усиливает проблему обеспечения пищей и водой. Использование хлопка является нерациональным, и необходима замена источников волокон. Ранее описанные свойства и способы производства бумажной пряжи не обеспечивали замену хлопка.Fibrous monofilament yarn in accordance with at least some aspects of the present invention provides a stable and environmentally friendly tool for the garment industry. In some applications, monofilament fiber can replace, for example, cotton. Large-scale cotton cultivation requires significant water resources. Cotton growing is widespread in regions already experiencing water and food shortages. Cotton growing reduces the available land for food production, increases water consumption, and exacerbates the problem of food and water supply. The use of cotton is not sustainable and fiber sources need to be replaced. The properties and methods of making paper yarns previously described did not provide a substitute for cotton.

Волокнистая мононить согласно по меньшей мере некоторым аспектам настоящего изобретения обладает свойством биоразлагаемости. Использование натуральных волокон обеспечивает переработку отходов, повторное использование и повторное применение волокнистой мононити и изготовленных из нее материалов и продуктов.Fibrous monofilament yarn according to at least some aspects of the present invention is biodegradable. The use of natural fibers enables the recycling, reuse and reuse of monofilament fiber and materials and products made from it.

Представленное выше описание приведено как иллюстрирующее аспекты настоящего изобретения. Части или детали можно заменять, изменять, объединять или исключать без отклонения от объема настоящего изобретения, определенного в формуле изобретения.The above description has been given as illustrative of aspects of the present invention. Parts or details may be replaced, altered, combined, or excluded without departing from the scope of the present invention as defined in the claims.

Claims

1. Fibrous monofilament with a diameter lying in the range from 20 microns to 400 microns, containing at least 30 wt.% Natural plant cellulose fibers, and natural plant cellulose fibers are unregenerated, characterized in that the specified monofilament contains from 1 wt.% up to 50 wt.% of artificial cellulose fibers.

2. Fibrous monofilament yarn according to claim 1, in which the content of artificial cellulose fibers is from 1 wt.% To 50 wt.%, Preferably from 1 wt.% To 30 wt.%, More preferably from 1 wt.% To 20 wt%.

3. Fibrous monofilament according to any one of the preceding claims, in which the artificial cellulose fibers are artificial cellulosic lyocell fibers, and the monofilament contains from 1 wt.% To 50 wt.% Of artificial cellulose lyocell fibers, preferably from 1 wt.% To 30 wt. % man-made cellulosic lyocell fibers, more preferably from 1 wt.% to 20 wt.% man-made cellulosic lyocell fibers.

4. Fibrous monofilament yarn according to any of the preceding claims, characterized in that it additionally contains fibers from recycled textile waste, and it contains from 1 wt.% To 50 wt.% Fibers from recycled textile waste, preferably from 30 wt.% To 50% by weight of fibers from recycled textile waste, more preferably from 40% to 50% by weight of fibers from recycled textile waste.

5. Fibrous monofilament yarn according to claim 4, characterized in that the recycled textile waste fibers contain thermobonding fibers, optionally containing at least one type of polypropylene, polyamide, polyester, polypropylene / polyester and short cut bicomponent fibers.

6. Fibrous monofilament yarn according to any one of the preceding claims, characterized in that it additionally contains fibers from recycled textile waste originating from production textile waste, and it contains from 1 wt.% To 50 wt.% Fibers from recycled production textile waste, preferably - from 30 wt.% to 50 wt.% fibers from recycled industrial textile waste, more preferably from 40 wt.% to 50 wt.% fibers from recycled industrial textile waste, and these fibers from recycled industrial textile waste obtained according to the preliminary method processing reclaimed cotton fibers, in which the pre-treatment of the reclaimed cotton fibers includes a metal removal step and an oxidative bleaching step.

7. Fibrous monofilament according to any one of the preceding claims, characterized in that the artificial cellulose fibers have a length ranging from 1 mm to 10 mm, preferably from 2 mm to 10 mm, more preferably from 4 mm to 6 mm; and / or a thread number ranging from 0.7 dtex to 7 dtex, preferably from 0.9 dtex to 1.7 dtex.

8. Fibrous monofilament according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that the fibrous monofilament contains from 30 wt.% To 99 wt.%, Or from 50 wt.% To 99 wt.%, Or from 70 wt.% To 99 wt. % natural plant cellulose fibers.

9. Fibrous monofilament yarn according to any one of the preceding claims, characterized in that the natural plant cellulose fibers are mechanically and chemically bonded to each other, the chemical bonding optionally being provided by hydrogen bonds between the natural plant cellulose fibers.

10. Fibrous monofilament yarn according to any one of the preceding claims, characterized in that the natural plant cellulose fibers are derived from chemical pulp, thermomechanical pulp, mechanical pulp or pulp derived from waste paper.

11. Fibrous monofilament according to any one of the preceding claims, characterized in that the fibrous monofilament additionally contains from 0.01 wt.% To 30 wt.% Additives, or preferably from 0.05 wt.% To 20 wt.% Additives, or more preferably 0.1 wt% to 15 wt% additives.

12. Fibrous monofilament yarn according to claim 11, wherein the additives comprise at least one of the following: alginate, alginic acid, pectin, carrageenan, carboxymethyl cellulose, starch, polyacrylamides, nanocellulose and vinyl acetate resins.

13. Fibrous monofilament according to claim 11 or 12, characterized in that the fibrous monofilament contains additives including thermoplastic fibers, optionally at least one of the following thermoplastic fibers: polypropylene, polyamide, polyester, polypropylene / polyester and short cut bicomponent fibers.

14. Monofilament fibrous yarn according to any one of the preceding claims, characterized in that the monofilament fibrous yarn has a density in the range from 800 kg / m ³ to 1700 kg / m ³ .

15. Fibrous monofilament according to any one of the preceding claims, characterized in that the fibrous monofilament has a linear mass density ranging from 5 grams per 1000 meters to 100 grams per 1000 m, that is, from 5 tex to 100 tex, or preferably linear a mass density ranging from 5 tex to 50 tex.

16. Monofilament fibrous yarn according to any one of the preceding claims, characterized in that the monofilament fibrous yarn has a tensile strength in the range of 5 cN / tex to 25 cN / tex when measured according to ASTM D5035.