專利名稱：Lyocell類型的纖維素纖維的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種Lyocell類型的纖維素纖維。
Lyocell類型的纖維通過溶劑紡絲方法進(jìn)行制備，在該方法中，纖維素未經(jīng)形成衍生物而直接溶于有機(jī)溶劑中，并用該溶液紡絲。這種纖維也稱為“溶劑紡絲的”纖維。“Lyocell”是由BISFA(The International Bureau for theStandardization of man made fibers)對(duì)纖維素纖維給出的類名，該纖維素纖維如下制得，即將纖維素未經(jīng)形成衍生物而溶于有機(jī)溶劑中，并通過干-濕紡絲法(Trocken-Nass-Spinnfahrens)或熔噴法從該溶液中擠出纖維。有機(jī)溶劑是指由有機(jī)化學(xué)物質(zhì)和水組成的混合物。目前在商品規(guī)模上使用N-甲基-嗎啉-N-氧化物作為有機(jī)溶劑。
在該方法中，纖維素溶液通常通過模具擠出并成型。成型的溶液經(jīng)過空氣隙到達(dá)沉淀浴中，在那通過溶液沉積而得到成型體。洗滌該成型體并且必要時(shí)在其他處理步驟后進(jìn)行干燥。一種制備Lyocell纖維的方法例如描述在US-A4,246,221中。Lyocell纖維的特征在于高強(qiáng)度、高濕模量以及高鉤接強(qiáng)度。
在Lenzinger Berichte 75/96的論文“Lyocell-eine vielseitige cellulosischeFaser”中未經(jīng)詳述地指出，地毯和地毯背襯可以使用Lyocell纖維。
W.Feilmair等人2002年在Rudolstadt的第5屆國際研討會(huì)“AltemativeCellulose-Herstellen，Verfahren，Eigenschaften”的報(bào)告“Funktionalitt von LenzingLyocellin Heimtextilien”中，描述了一種Lyocell類型的纖維，其纖度為6.7dtex，切長度為60mm。
EP 0 494 851描述了一種制備Lyocell纖維的方法，其中牽伸(Verzug)(抽絲速度同噴絲孔出口速度的比值)最高為1，或者特別是小于1。
傳統(tǒng)Lyocell類型纖維的FFk調(diào)節(jié)狀態(tài)的纖維強(qiáng)度與Fdk調(diào)節(jié)狀態(tài)的纖維伸長的比值V(按照以下詳細(xì)描述的方法測(cè)量并計(jì)算)明顯高于2.2。
現(xiàn)在令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，可以提供一種Lyocell纖維，其FFk調(diào)節(jié)狀態(tài)的纖維強(qiáng)度與Fdk調(diào)節(jié)狀態(tài)的纖維伸長的比值V小于2.2。
因此，本發(fā)明涉及一種Lyocell類型纖維，其特征在于，F(xiàn)Fk調(diào)節(jié)狀態(tài)的纖維強(qiáng)度與Fdk調(diào)節(jié)狀態(tài)的纖維伸長的比值V為2.2或更小。
優(yōu)選該比值V為2.0或更小，特別優(yōu)選是1.8或更小。還優(yōu)選該比值V不小于1。
本發(fā)明纖維的纖度優(yōu)選為6dtex～25dtex。
令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，特別是在制備較高纖度的Lyocell纖維時(shí)，可以達(dá)到FFk和Fdk之間的平衡比值。
本領(lǐng)域技術(shù)人員已知，纖維的纖度尤其是取決于拉出速度或者取決于拉出速度與紡絲溶液從噴嘴流出的速度的比值。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，在制備較高纖度的纖維時(shí)，隨著纖度升高，觀察到FFk與FdK的比值下降。該效果尤其從纖度為6dtex開始特別明顯。在制備纖度為7dtex或更高，特別是12dtex或更高，以及優(yōu)選15dtex或更高的纖維時(shí)，可以達(dá)到特別低的比值V。
根據(jù)本發(fā)明的纖維優(yōu)選為人造短纖維形式。
根據(jù)本發(fā)明的纖維優(yōu)選以其中牽伸值大于1的方法進(jìn)行制備。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明的纖維，特別是在12dtex、15dtex或更高的較高纖度時(shí)，非常適合用于地毯、紡織地面鋪層、墻壁鋪層和/或裝飾材料。
目前在市場(chǎng)上出現(xiàn)的地毯大部分由合成纖維聚酰胺和聚丙烯以及由羊毛制得。還使用羊毛與聚酰胺和聚丙烯的混合物。諸如聚丙烯腈、聚酯和棉等纖維扮演次要角色。
直到60年代中期，才使用除棉之外的具有較高纖度(例如17dtex)的粘性纖維用于地毯中。但是由于合成纖維的開發(fā)及其在機(jī)械承載能力方面的優(yōu)點(diǎn)，使得粘性纖維完全從該領(lǐng)域排除。
對(duì)地毯有各種要求。與光滑的地面相比，由于較高的居住舒適性而使用地毯。對(duì)于應(yīng)力不高的領(lǐng)域，大多使用按照簇絨的棉絨地毯。對(duì)于機(jī)械應(yīng)力較高的領(lǐng)域，使用毛圈地毯或氈地毯。
合成纖維和羊毛的缺點(diǎn)在于其靜電荷載。在標(biāo)準(zhǔn)化踩踏測(cè)試中，測(cè)得電壓為7-9kV。只有通過相應(yīng)的措施，例如為纖維裝備抗靜電劑或者在地毯結(jié)構(gòu)中嵌入導(dǎo)電纖維才能達(dá)到抗靜電作用，在踩踏測(cè)試時(shí)電壓降到低于3kV。對(duì)于羊毛，另外的問題是出現(xiàn)蛀蟲的侵害，這就必須要用毒性的殺蟲劑處理地毯。作為地毯材料，聚丙烯還有這樣的缺點(diǎn)，即該纖維不能著色和印刷，因此只能通過紡絲著色達(dá)到有限的調(diào)色。
令人驚訝地表明，由具有較高纖度(例如15dtex)的Lyocell纖維，特別是與合成纖維結(jié)合，可以制得具有突出機(jī)械性能的簇絨地毯。由Lyocell纖維制成的地毯與由合成纖維和/或羊毛制成的地毯相比，具有內(nèi)在的抗靜電性能。在所述標(biāo)準(zhǔn)化踩踏測(cè)試中，電壓在低于1kV的范圍內(nèi)。
與羊毛相比，Lyocell纖維不受蛀蟲的侵害，因此不需要額外的裝備。可以用已知用于纖維素纖維的技術(shù)對(duì)Lyocell纖維進(jìn)行著色，因此可以實(shí)現(xiàn)多種著色方案。
與其他纖維素纖維例如粘性纖維相比，具有較高纖度和平衡比值V的Lyocel纖維的另一有利性質(zhì)在于較高的彎曲剛度。
實(shí)施例在連續(xù)運(yùn)行的制備Lyocell類型纖維素纖維的小型裝置中，以已知方式通過噴嘴使纖維素含量約為13％的纖維素溶液紡絲(纖維素生產(chǎn)者Bacell公司)，通過調(diào)節(jié)牽伸比值(＝抽絲速度/噴絲孔出口速度，分別以米/分鐘為單位)改變纖維的最終纖度。
為了制備纖度至多約3.25的纖維，通過直徑為100μm的噴絲孔紡絲；為了制備更高纖度的纖維，通過直徑為160μm的噴絲孔紡絲。
根據(jù)BISFA發(fā)表的“Testing methods viscose，modal，lyocell and acetate staplefibres and tows”，從所得的纖維中分別算出FFk調(diào)節(jié)狀態(tài)的纖維強(qiáng)度(cN/tex)以及FDk調(diào)節(jié)狀態(tài)的纖維伸長(％)。
從由此得出的FFk和FDk值，由FFk(cN/tex)除以FDk(％)確定比值V。
下表1概括了試驗(yàn)參數(shù)和所得的結(jié)果。
表1
從表1可見，從纖度為6dtex開始，比值V的值為2.2或更小。
這一點(diǎn)從

圖1中同樣是特別清楚的，該圖中的結(jié)果是根據(jù)表1數(shù)據(jù)繪圖得到的。
在較高的纖維纖度下比值V下降的原因可能在于，得出的纖維的纖維伸長直到纖度約為6dtex時(shí)幾乎線性減少，而在較高纖度則升高。
在圖2表示出這點(diǎn)，該圖中畫出了相對(duì)于纖維纖度的絕對(duì)纖維強(qiáng)度“FFk絕對(duì)值”(FFk乘以各纖維纖度)和纖維伸長FDk。絕對(duì)纖維強(qiáng)度隨升高的纖度線性升高，而纖維伸長首先隨升高的纖度下降，在更高纖度時(shí)又升高。
表2說明與粘性纖維相比，Lyocell類型纖維的高彎曲剛度。
按照一種由申請(qǐng)人開發(fā)的方法計(jì)算抗彎剛度。測(cè)量值表示在線性測(cè)量范圍內(nèi)力與途徑的升高比值，以纖度計(jì)。
實(shí)施時(shí)，將經(jīng)調(diào)節(jié)的纖維水平夾在夾梁(Klemmbalken)中，并用裝置準(zhǔn)確切割5mm長。用電力驅(qū)動(dòng)該夾梁，以恒定速度向上移動(dòng)。纖維壓在傳感薄板上，其適應(yīng)于力傳感器。纖維越硬，測(cè)得的力越高。
由于缺少校正可能性，不能給出有效的力來計(jì)算抗彎剛度。但可以在一定的測(cè)量范圍內(nèi)的纖維進(jìn)行相對(duì)比較。計(jì)算在線性測(cè)量范圍內(nèi)測(cè)得的每一途徑的力的升高，并以纖維的纖度計(jì)。
表權(quán)利要求
1.Lyocell類型的纖維素纖維，其特征在于，F(xiàn)Fk調(diào)節(jié)狀態(tài)的纖維強(qiáng)度與Fdk調(diào)節(jié)狀態(tài)的纖維伸長的比值V為2.2或更小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的纖維，其特征在于，比值V為2.0或更小。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的纖維，其特征在于，比值V為1.8或更小。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的纖維，其特征在于，比值V至少為1。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的纖維，其特征在于，纖維的纖度為6dtex～25dtex。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的纖維，其特征在于，纖維的纖度為6.5dtex或更高。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的纖維，其特征在于，纖維的纖度為12dtex或更高，優(yōu)選為15dtex或更高。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的纖維，其為人造短纖維狀。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的纖維在地毯、紡織地面鋪層、墻壁鋪層和/或裝飾材料中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種Lyocell類型的纖維素纖維，其特征在于，F(xiàn)Fk調(diào)節(jié)狀態(tài)的纖維強(qiáng)度與Fdk調(diào)節(jié)狀態(tài)的纖維伸長的比值V為22或更小。
文檔編號(hào)D01F2/02GK1806070SQ200480016614
公開日2006年7月19日 申請(qǐng)日期2004年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月13日
發(fā)明者J·曼納, H·費(fèi)爾戈, C·施倫普夫, D·埃欣格, F·迪恩伯格 申請(qǐng)人:連津格股份公司