具有复合晶体结构的纤维素材料制造技术

公开了一种具有类似于粘胶人造丝纤维特性的新型人造丝纤维，除制造成本经济外，其还适合在衣料中使用。所述人造丝纤维是通过将纤维素醋酯纤维的乙酰基总数的７５％或更多皂化为羟基而从取代度至少２．０的纤维素醋酯纤维进行制备，该人造丝纤维具有纤维素ＩＩ和ＩＶ的复合晶体结构。（*该技术在2020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】
技术介绍
1.专利
本专利技术涉及一种具有类似于粘胶人造丝纤维的特性的新型人造丝纤维，除制造成本经济外，其还适合在衣料中使用。另外，本专利技术也涉及一种制造这种人造丝纤维的方法。在本专利技术中，使用的术语“人造丝纤维”定义为由不超过15％的羟基被取代的β-D-吡喃型葡萄糖(以下简称“纤维素”)的聚合物制成的纤维。2.现有技术描述人造丝纤维被用于高质量的衣料是由于其具有特色的光泽、比重和优良的触摸感觉。通常，粘胶人造丝(以下简称“人造丝”)纤维是通过在硫酸和硫酸锌的水溶液中，将一种纤维素黄原酸钠水溶液进行纺丝而制造的，所述纤维素黄原酸钠水溶液是通过使用二硫化碳(CS2)将纤维素溶解于苛性钠溶液中制备的。但是，制造粘胶人造丝纤维是很困难的，例如，在生产粘胶人造丝纤维的过程中，会产生高毒性物质，如二硫化碳。另外，因为在内层和外层之间，甚至相同的纤丝之间往往也会存在色差，所以很难制造出单色的纤维产品。从纤维素的N-甲基吗啉-N-氧化物溶液中纺出的Lyocell(利沃赛)纤维，因为过度坚硬、成本昂贵，所以直到最近酶促加工被成功开发，它才被加工成纺织品。Fortisan(福第纤)，一种由Celanese公司制造的高强度粘胶人造丝，是通过将纤维素乙酸酯拉伸并用碱将拉伸的纤维素乙酸酯皂化制备的。由于其强度高达7gf/de，伸长率低达8％，所以Fortisan广泛地用于工业用纤维工业，包括轮胎帘线、传送带、消防软管等。用于由纤维素乙酸酯制备人造丝的方法可以参见Robert，W.Work的TEXTILE Research Journal，第XIX卷，第7期，381-393页，1949年7月，其描述了Forthisan的制造方法，以及美国专利2053766，其公开了一种高强度人造丝(强度为2.5gf/de或更高)。根据所述参考文献，纺出的乙酸酯纤维被拉伸并用碱进行皂化，得到具有纤维素II晶体结构的人造丝纤维，其强度高、伸长性差的性质把所述人造丝纤维限定于工业用途。即使如此，由于成本太高，它们仍没有得到生产。本专利技术的另一个目的在于提供一种简易地生产这种人造丝纤维的方法。本专利技术的再一个目的是提供使用了这种人造丝纤维的衣料产品，包括机织、针织和无纺织物。根据本专利技术的第一实施方案，提供一种人造丝纤维，其具有纤维素II和IV的复合晶体结构，通过将取代度至少2.0的纤维素纤维素醋酯纤维的乙酰基总数的至少75％皂化为羟基而进行制备。根据本专利技术的第二实施方案，提供一种制备人造丝纤维的方法，包括在相同或不同的浴中单独用强碱或用强碱和弱碱来处理纤维素纤维素醋酯纤维，以将纤维素醋酯纤维乙酰基总数的至少75％皂化为羟基的步骤，所述纤维素醋酯纤维的取代度为2.0或更高，由此人造丝纤维具有纤维素II和IV的复合晶体结构。根据本专利技术的第三实施方案，提供一种制备人造丝纤维的方法，包括在相同或不同的浴中单独用强碱或用强碱和弱碱来处理只含有纤维素醋酯纤维或纤维素醋酯纤维与其它纤维相结合的纤维材料，以将纤维素醋酯纤维乙酰基总数的至少75％皂化为羟基的步骤，所述纤维材料选自机织织物、针织物和无纺织物，其通过纺织、针织或点冲(niddlepunching)纤维素醋酯纤维自身或其与其它纤维的结合物而制备，所述纤维素醋酯纤维的取代度为2.0或更高，由此人造丝纤维具有纤维素II和IV的复合晶体结构。根据本专利技术的第四实施方案，提供一种生产人造丝薄膜的方法，包括在相同或不同的浴中单独用强碱或用强碱和弱碱来处理纤维素醋酯薄膜，以将纤维素醋酯薄膜中乙酰基总数的至少75％皂化为羟基的步骤，所述纤维素醋酯薄膜的取代度为2.0或更高，由此人造丝薄膜具有纤维素II和IV的复合晶体结构。根据本专利技术的第五实施方案，提供一种人造丝纤维产品，其含有具有纤维素II和IV的复合晶体结构，并通过将取代度至少2.0或更高的纤维素醋酯纤维中乙酰基总数的至少75％皂化为羟基而进行制备的人造丝纤维。根据本专利技术的第六实施方案，提供一种人造丝薄膜，其是通过将薄膜中乙酰基总数的至少75％皂化为羟基而从取代度为2.0或更高的纤维素醋酯薄膜制备的，它具有纤维素II和IV的复合晶体结构。专利技术简述附图说明图1示出粘胶人造丝纤维(a)、重量损失为40.1％的人造丝纤维(b)、重量损失为33.7％的人造丝纤维(c)和未允许进行重量损失的纤维素醋酯纤维(d)的红外吸收光谱。图2示出粘胶人造丝纤维(a)、重量损失为40.1％的人造丝纤维(b)、重量损失为33.7％的人造丝纤维(c)和未允许进行重量损失的纤维素醋酯纤维(d)的X射线衍射光谱。专利技术详述在公开或描述本专利技术的纤维素醋酸酯人造丝纤维之前，应当理解其中使用的术语是仅用于描述具体的实施方案，而不想对本专利技术进行任何限制。必须指出，在说明书和所附权利要求中使用的，单数形式“一”、“一个”和“所述”包括复数形式，除非上下文另有说明。在本申请中，在参考出版物时，这些出版物的内容全部引入本申请作为参考，其目的在于更充分地描述本专利技术所属的现有技术的水平。本专利技术关注一种人造丝纤维，其特征在于取代度为2.0(结合的乙酸为45％)或更高的纤维素醋酯纤维的乙酰基总数的75％或更多被皂化为羟基，并且具有纤维素II和纤维素IV的复合晶体结构。常规的人造丝纤维，如粘胶人造丝，cupra铵人造丝，Bemberg人造丝，高强度人造丝和Fortisan，在其结晶区具有纤维素II晶体结构(参见P.H.Hermans，Makromolecules，Chem.，第6卷，第25-29页；J.Dyer和G.C.Daul，Handbook of Fiber Science and Technology，第IV卷；编辑M.Lewin和E.M.Pearce；Fiber Chemistry，第968页，MarcelDekker，1985)。相反，本专利技术的人造丝纤维在结晶区显示出纤维素II和纤维素IV的复合晶体结构。对于人造丝来说，纤维素醋酸酯的乙酰基总数的75％或更多必须被皂化为羟基；否则，它不能被定义为人造丝。与纤维素醋酯纤维，即，本专利技术人造丝纤维的来源相比，本专利技术的人造丝纤维具有增加的抗断强度，相似或更高的断裂伸长率和降低的双折射率，但是其结晶度、比重和回湿性却有增加。当用比重法测定时，本专利技术人造丝纤维的结晶度为14-34％，双折射率为0.012-0.024。在比重方面，本专利技术人造丝纤维的比重增加到1.48-1.51gm/cm3，与粘胶人造丝纤维的比重类似，比比重为1.32(纤维素二醋酸酯)-1.33gm/cm3(纤维素三乙酸酯)的纤维素醋酯纤维更高。虽然纤维素醋酯纤维原料的抗断强度约为1.2-1.4gf/de，断裂伸长率约为20-40％，但是本专利技术的人造丝纤维却显示出1.2-2.5gf/de的抗断强度和20-50％的断裂伸长率。我们发现，本专利技术人造丝纤维的抗断强度和断裂伸长率类似于先前存在的粘胶人造丝的抗断强度和断裂伸长率。因此，由于本专利技术的人造丝纤维在机械性能，如强度和伸长率，物理性能，如重力、结晶度和取向度，在相对于有机溶剂的溶解性能和回湿性能方面类似于先前存在的粘胶人造丝，所以本专利技术的人造丝纤维可以被用于与先前存在的粘胶人造丝相同的用途。除可使用用于纤维素纤维的纺织品染料，如直接染料、活性染料、还原染料、萘酚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有纤维素Ⅱ和Ⅳ的复合晶体结构的人造丝纤维，其通过将纤维素醋酯纤维的乙酰基总数的７５％或更高皂化而进行制备。

【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：金益秀，安种洙，金秉学，
申请(专利权)人：SK化学株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]