醋酸纤维素以及包含该纤维素的纺丝原液制造技术

使用包含下列醋酸纤维素（１），（２）或（３）的纺丝原液，通过流延法制备薄膜：（１）带有至少结合至醋酸纤维素和醋酸半纤维素之一上的羧基的醋酸纤维素，其中至少部分所述的羧基呈酸性形式；（２）醋酸纤维素，至少包含下列的一种物质，所述物质包括：于水中的酸离解指数ｐＫａ从１．９３－４．５０的酸，该酸的碱金属盐和该酸的碱土金属盐；或（３）包含碱金属或碱土金属的醋酸纤素，其中在１克醋酸纤维素中碱金属和碱土金属的总含量从有效量至５．５×１０↑［－６］当量。该醋酸纤维素包括二醋酸纤维素和三醋酸纤维素。该醋酸纤维素具有高的脱模性和优异的光学特性，还可用于纺丝法。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于生产薄膜(起偏振器保护膜，滤色片，用于光敏材料的薄膜)和纤维的醋酸纤维素，以及包含所述醋酸纤维素的纺丝原液。三醋酸纤维素薄膜是强韧的并具有良好的尺寸稳定性，耐热性，和光学各向同性。因此，其已在各个领域中得到应用，如用于光学薄膜装置的基材(例如光敏材料的基材)，液晶装置的起偏振器保护膜(例如液晶保护膜)，和滤色片。因此需要三醋酸纤维素具有令人满意的光学特性，例如，低的泛黄指数、混浊度、和双折射，以及高的透明度。当在生产纤维中使用包含醋酸纤维素如二醋酸纤维素和溶剂的溶液(纺丝原液(dope))时，需要该溶液具有高的可纺性。为保证令人满意的光学特性，通常通过如下技术来生产醋酸纤维素，所述技术包含对棉绒浆，针叶木浆或阔叶木浆进行乙酰化；将包含所得到的醋酸纤维素和溶剂的溶液(纺丝原液)流延至一垫模上；然后从该垫模上剥离所得到的薄膜。然而，当使用棉绒浆时，成本将不可避免地变高。此外，当使用针叶木浆中的高纯针叶木浆时，存在着稳定提供原材料的问题。当使用低纯度针叶木浆时，醋酸纤维素的透明度往往将降低。另一方面，阔叶木浆在成本方面通常是有利的，但流延薄膜从垫模上的脱模性不能令人满意，因此很难得到令人满意的表面平滑度和足够高的生产率。此外，由低纯度浆得到的醋酸纤维素将损害其纺丝原液的稳定性或过滤性并因此降低可纺性。因此，本专利技术的目的是提供一种在流延法中保证有从垫模上良好脱模性的醋酸纤维素，以及包含所述纤维素的纺丝原液。本专利技术的另一个目的是提供一种在流延法中具有高脱模性和令人满意的光学性质的醋酸纤维素，以及包含所述纤维素的纺丝原液。本专利技术的再一个目的是提供一种当利用其纺丝原液生产纤维时具有高可纺性的醋酸纤维素，以及包含所述纤维素的纺丝原液。本专利技术的又一目的是提供一种具有高脱模性，优异光学性质和可纺性以及良好耐热性的醋酸纤维素。为实现上述目的，本专利技术者确实进行了大量的研究，并发现(I)形成连接至醋酸纤维素和/或醋酸半纤维素上的羧基或(II)在醋酸纤维素中碱金属或碱土金属的含量将明显地影响薄膜的脱模性和透明度或纺丝原液的可纺性。基于上述发现业已完成了本专利技术。因此，本专利技术的醋酸纤维素包括(1)醋酸纤维素，其中至少部分连接至醋酸纤维素和/或醋酸半纤维素上的羧基呈酸的形式(酸性形式)，(2)醋酸纤维素，至少包含下列的一种物质，所述物质包括于水中的酸离解指数pKa从1.93-4.50的酸，该酸的碱金属盐和该酸的碱土金属盐，和(3)醋酸纤维素，其中在1克醋酸纤维素中碱金属和碱土金属的总含量从有效量至5.5×10-6当量(以离子当量为单位)。此外，本专利技术的醋酸纤维素包括结合有选自上述特征或特性(1)，(2)和(3)中两个或更多个特征或特性的醋酸纤维素。本专利技术披露了上述醋酸纤维素的生产方法。此外，本专利技术包括通过用酸或其盐将浆液的pH调节至4.5-6.0而赋予耐热性的醋酸纤维素。本专利技术的纺丝原液至少包含一种上述醋酸纤维素中的醋酸纤维素。此外，本专利技术的纺丝原液包括包含(a)醋酸纤维素，和(b)至少一种选自如下物质的纺丝原液；所述物质包括于水中的酸离解指数pKa从1.93-4.50的酸，该酸的碱金属盐和该酸的碱土金属盐。此外，本专利技术包括通过使用上述纺丝原液而改善薄膜从垫模上的脱模性，或改善生产纤维中的可纺性的方法。顺便要提到的是，在多段离解酸的场合，根据离解段，其酸离解指数pKa是不相同的。在本说明书中，“酸离解指数pKa为1.93-4.50”的意思是至少在第一段(离解段1)中的酸离解指数pKa在1.93-4.50。可通过对浆粕进行乙酰化而生产本专利技术的醋酸纤维素。对浆粕的种类没有特别的限制，可以使用各种浆粕。通常，可以使用至少一种选自木浆(例如阔叶木浆和针叶木浆)和棉绒浆的浆粕，并且可以结合使用木浆和棉绒浆。表明浆粕纯度的α-纤维素的含量可以在例如90-100％重量的范围内选择，在木浆是实际上该含量约从92-98％重量。根据本专利技术，可以使用低纯度浆粕，如α-纤维素含量从90-97％重量(特别是从92-96％重量)的浆粕。在这些浆粕中，实践中使用木浆。如上所述，通过将阔叶木浆用作原料生产的醋酸纤维素在流延法中通常将影响薄膜的脱膜性，通过将针叶木浆用作原料生产的醋酸纤维素将影响光学特性，如透明度，或可纺性。尽管将木浆用作原料，本专利技术仍能改善醋酸纤维素薄膜的脱模性，光学特性如透明度和醋酸纤维素的可纺性。能通过常规的生产技术，例如将硫酸用作催化剂的方法，乙酸法，和二氯甲烷法来生产醋酸纤维素。通常，通过用乙酸或类似物对原料浆(纤维素)进行处理(活化步骤)，在硫酸催化剂的存在下利用乙酸酐对所述的原料浆进行乙酰化以得到三醋酸纤维素(乙酰化步骤)，然后为调节其乙酰化度而使三醋酸酯水解或老化(皂化步骤，或熟成或老化步骤)而生产醋酸纤维素。在本专利技术的方法中，通过将乙酸或含水乙酸的雾喷在浆粕(纤维素)上，或通过将浆粕浸在乙酸或含水乙酸浴中，而进行活化步骤。相对于100重量份浆粕(纤维素)而言，乙酸的用量约从10-100重量份，优选从约20-80重量份，更优选从约30-60重量份。在乙酰化步骤中使用的乙酸酐的量可根据能有利于上述乙酰化度的范围内选择。因此，以100重量份浆粕(纤维素)计，乙酸酐的用量例如从约230-300重量份，优选从约240-290重量份，更优选从约250-280重量份。在乙酰化步骤中，通常将乙酸用作溶剂。在此所使用的乙酸量，以每100重量份浆粕(纤维素)计，例如从约200-700重量份，优选从约300-600重量份，更优选从约350-500重量份。作为乙酰化或老化(熟成)用的催化剂，通常使用硫酸。相对于100重量份纤维素，硫酸的用量通常从约1-15重量份，优选从约5-15重量份，更优选从约5-10份。皂化步骤或老化(或熟成)步骤例如可以在约50-70℃的温度下进行。为了改善醋酸纤维素的光学特性，可在适当的生产阶段，例如在乙酰化反应后或在皂化(水解)反应或老化后，用氧化剂对醋酸纤维素进行处理。所述氧化剂包括但不局限于，过氧化氢；过酸如过甲酸，过乙酸和过苯甲酸；有机过氧化物如过氧化二乙酰等。氧化剂可单独使用或结合使用。优选的氧化剂是易于从醋酸纤维素中取出而不会留下大量残余物的氧化剂，因此所述氧化剂包括过氧化氢，过甲酸或过乙酸。特别优选的是过氧化氢和过乙酸。氧化剂的用量可根据所需的光学参数值来选择，以100重量份醋酸纤维素计，其用量例如可以从约0.01-5重量份，优选从约0.1-2.5重量份，特别是从约0.1-1重量份。可在适合于氧化剂的温度例如从约20-100℃，优选从约30-70℃用氧化剂进行处理。根据各种用途或特性，醋酸纤维素的平均乙酰化度可以在约30-62％的范围内选择。对于工业化生产，二醋酸纤维素或三醋酸纤维素通常是有利的。醋酸纤维素的平均乙酰化度例如从约43.7-62.5％(乙酰基的平均取代度约1.7-3.0)，优选从约45-62.5％(平均取代度约1.8-3.0)，更优选从约48-62.5％(平均取代度约2.0-3.0)。对于改善的尺寸稳定性，耐湿性和耐热性，在三醋酸纤维素中，平均乙酰化度例如从约58-62.5％，优选从约58.5-62％，更优选从约59-62(例如约60-61％)。乙酰化度表示乙酸的结合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种至少具有选自下面特征（ｉ），（ｉｉ）和（ｉｉｉ）之一的醋酸纤维素： （ｉ）结合至选自醋酸纤维素和醋酸半纤维素至少之一上的部分羧基呈酸性形式； （ｉｉ）至少包含下列的一种物质，所述物质包括：于水中的酸离解指数ｐＫａ从１．９３－４．５０的酸，该酸的碱金属盐和该酸的碱土金属盐，和 （ｉｉｉ）包含碱金属或碱土金属，其中在１克醋酸纤维素中碱金属和碱土金属的总含量从有效量至５．５×１０↑［－６］当量，以离子当量为单位。

【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：中西友起子，谷口宽树，上田贺多子，
申请(专利权)人：大赛璐化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]