具有增强的原纤化能力的多糖纤维及其制备方法技术

本发明专利技术涉及制备具有增强的原纤化能力的多糖纤维的方法以及由此制备的纤维及其用途，该多糖纤维作为形成纤维的物质含有纤维素和α(1→3)-葡聚糖的混合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】 本专利技术涉及制备具有增强的原纤化能力的多糖纤维的方法以及由此制备的纤维 及其用途，该多糖纤维作为形成纤维的物质含有纤维素和Ct (1 - 3)-葡聚糖的混合物。
技术介绍
多糖正变得越来越重要，因为它们是可以从可再生原料获得的材料。最常见的多 糖之一是纤维素。几乎完全由纤维素构成的棉纤维是多糖的重要性的一个实例。然而，同 样从其它纤维素原料获得的材料，例如纤维素合成纤维，也变得越来越重要。 物类名称"莱赛尔（Lyocell)纤维"由BISFA (人造纤维标准化国际局）分配给从 在有机溶剂中而没有形成衍生物的溶液而制备的纤维素纤维。 然而，迄今为止，只有一种用于大规模生产的莱赛尔类型的纤维的方法已获得广 泛认可，即氧化胺方法。在该方法中，氧化叔胺，优选N-甲基吗啉-N-氧化物（ΝΜΜ0)，被用 作溶剂。 氧化叔胺早就已知作为纤维素替代溶剂。从US 2179181例如已知的，氧化叔胺 能溶解纤维素而没有发生衍生化，并且从该溶液中可以制备纤维素成型体，例如纤维。US 3447939描述了环状氧化胺作为纤维素的溶剂。 从众多的专利文件和其它出版物中，本领域技术人员长期以来基本上已知如何实 施此方法。例如，尤其在EP 356 419 Bl中描述了溶液的制备，和EP 584 318 Bl描述了这 样的纤维素在含水氧化叔胺中的溶液的纺丝。 在氧化胺方法中主要使用的纤维素原料是从木材中获得的纤维素。在木材以及在 其它植物的纤维素来源(如棉绒、稻草等）中存在的纤维素分子形成非常长的链，即它们具 有高的聚合度。为了得到工业上能够很好加工的纤维素纺丝溶液，需要专门调整纤维素分 子的聚合度，其中不可避免地会缩短一部分聚合物分子。这发生在通常的纤维素制备方法 中以及在单独的预处理步骤，如漂白、酸处理或辐照通过分割原本长的纤维素分子进行。除 了具有所需聚合度的较短链，这也造成显著更短的片段，例如低聚物或者甚至单体，其最晚 在沉淀浴中的纺丝溶液的沉淀时保留在溶液中，不有利于形成纤维和因此流失。原料在这 个过程中出现的损失可能是巨大的，并且可以影响整个氧化胺方法的经济性。 莱赛尔纤维具有优异的纺织机械性能，如在干燥和潮湿状态中的高强度；然而，在 洗涤过程中，它们由于其原纤结构而很容易原纤化。术语"纤维化"是指当纤维在潮湿状态 下受到机械应力时分裂成纤维片段；对于纺织产品，这种现象可能会导致出现平面形成物 的多毛和灰化。在纺织领域，这种现象通常被认为是不希望的。因此，降低原纤化是大量专 利的主题。 然而，在许多类型的应用中，莱赛尔纤维的原纤化能力具有有益效果。在非纺织领 域中，能够原纤化的纤维在水刺固化后形成具有更大的强度和覆盖力的非织造织物。以这 种方式制备的过滤材料对于许多物质混合物展现了改善的分离能力。在纸应用中，通过使 用原纤化的纤维获得具有更高强度的产品。 尽管莱赛尔纤维相比于其它纤维素纤维更倾向于原纤化，但是对于一些应用还希 望更高的原纤化能力。 US 5725821描述了一种具有增强的原纤化能力的纤维素纤维，其通过纤维素溶 液的纺丝获得，其中纤维素的聚合度为不超过450和在纺丝溶液中的纤维素浓度为至少 16 %。这种方法的缺点是使用更昂贵的低聚合纤维素以及高的纤维素浓度，这导致纺丝物 料具有非常高的粘度。 US 6042769也描述了一种具有增强的原纤化能力的纤维素纤维，其中纤维经受导 致强烈聚合度降低的漂白条件。所使用的是高浓度的过氧化氢或次氯酸钠和随后的蒸发处 理。但是，这种方法的缺点是，除了原纤化行为的预期的改进，强度和伸长率显著降低(最多 50%)〇 US 7000000描述了通过纺丝基本上由己糖重复单元构成的多糖溶液制得的纤维， 其中这些己糖重复单元通过α (1 - 3)-糖苷键相连。这些多糖可以通过使蔗糖的水溶液 与GtfJ葡糖基转移酶(从唾液链球菌分离出）接触来制备 (Simpson 等，Microbiology, vol. 41，pp 1451-1460 (1995))。如在此上下文中，"基本 上"是指该多糖链内有可能存在发生其它键配置的个别缺陷位置。对于本专利技术的目的，这些 多糖被称为" α (1 - 3)-葡聚糖"。 US 700000首先公开了由单糖酶法制备α (1 - 3)-葡聚糖的可能性。以这种方 式，相对短链的多糖可以在没有单体单元损失的情况下产生，因为聚合物链从单体单元构 成。与短链纤维素分子的制备相反，聚合物链越短，α (1 - 3)-葡聚糖的制备越便宜，因为 这样在反应器中所需要的停留时间将是短的。 根据US 7000000,所述α (1 - 3)-葡聚糖应该是衍生化的，优选乙酰化的。优选 地，溶剂是有机酸、有机卤素化合物、氟化醇或这些组分的混合物。这些溶剂是昂贵和难以 再生的。 因此，尝试了在氧化胺方法中在商业上应用的大规模工艺条件下使用 α (1 - 3)_葡聚糖代替纤维素。然而结果显示，在这些条件下不能令人满意地将 α (1 - 3)-葡聚糖加工成纤维。 US 7000000没有公开关于以这种方式产生的纤维的原纤化性能。 专利技术目的 相对于现有技术，本专利技术的目的在于提供具有增强的原纤化能力的多糖纤维及其制备 方法，其不具有上述的缺点。该多糖原料应该可以便宜地制造，并且加工方法应该是已知的 且可以经济地以及在现有的设备中实施。
技术实现思路
上述目的的解决方案在于，提供制备具有增强的原纤化能力的莱赛尔纤维，尤其 具有小于45的NSF值的莱赛尔纤维的方法，其中纺丝溶液含有水性氧化胺和作为形成纤维 的物质的纤维素和α (1 - 3)-葡聚糖的混合物。对于本专利技术的目的，这样的纤维也称为莱 赛尔纤维，尽管它们除了纤维素还含有其它形成纤维的多糖，即α (1 - 3)-葡聚糖。 对于本专利技术的目的，术语"纤维"包括具有特定剪切长度的短纤维以及长纤维。下 面描述的本专利技术所有原理基本上适用于短纤维以及长纤维。 本专利技术纤维的单个纤维滴度（Einzelfasertiter)可以为0. 1至10 dtex。优选 0.5至6.5 dtex和更优选0.9至3.0 dtex。在短纤维的情况中，剪切长度通常为0.5至 120 mm，优选20至70 mm和更优选35至60 mm。在长纤维的情况中，在纤维纱线中的单纤 维数目为50至10, 000,优选50至3, 000。 所述α (1 - 3)-葡聚糖可以通过将蔗糖的水溶液与从唾液链球菌分离出的 GtfJ 葡糖基转移酶接触而制备（Simpson 等，Microbiology, vol. 41，ρρ 1451-1460 (1995))〇 在本专利技术方法的一个优选的实施方案中，至少90%的所述α (I - 3)-葡聚糖由己 糖单元构成和至少50%的所述己糖单元通过α (1 - 3)-糖苷键相连。 制备本专利技术纤维的方法由以下步骤构成： 1. 制备含有以下物质的纺丝溶液：水性氧化胺和作为形成纤维的物质的纤维素和 α (1 - 3)_葡聚糖的混合物，根据下面两种方法之一： a. 可以将α (1 - 3)-葡聚糖以在水性氧化胺中的溶液的形式加入到根据已知方法制 备的纤维素溶液； b. 在与水性氧化胺接触之前，已经可以将α (1 - 3)-葡聚糖混入到纤维素。本文档来自技高网...

【技术保护点】
制备具有增强的原纤化能力的莱赛尔纤维的方法，尤其具有小于45的NSF值的莱赛尔纤维，其特征在于，纺丝溶液含有水性氧化胺和作为形成纤维的物质的纤维素和α(1→3)‑葡聚糖的混合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：F德恩伯格，S雷德林格，C施雷姆普夫，H雷夫，H菲戈，G克罗纳，
申请(专利权)人：连津格股份公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT