[发明专利]制造纤维素成型体的方法

说明书

本发明涉及根据粘胶法制造纤维素成型体的方法。

尤其是，本发明涉及纤维与长丝的制造。

根据粘胶法制造粘胶纤维包括以下步骤：

●碱化纤维素起始材料，尤其是半料浆(浆料，碱纤维素的熟成(Vorreife))

●将碱化纤维素起始材料(“碱纤维素”)转化为黄原酸纤维素

●用碱液溶解黄原酸纤维素，借此获得纺纱物料即所谓的粘胶

●任选地将改性剂加入到制造莫代尔纤维所需的纺纱物料的粘胶中

●将粘胶纺出为连续的成型体

●在纺丝浴(Faellbad)中由连续成型体再生纤维素

●后处理以及干燥

●任选地切断连续成型体为人造纤维

由此方法制造的纤维就是通用术语(标准)的粘胶纤维和莫代尔纤维。莫代尔工艺不同于标准的粘胶法，其改变了纺纱物料的组成，在纺纱物料中添加了额外的改性剂，并且改变了纺丝浴的组分。

为了获得合适的纤维质量，粘胶法所使用的半料浆必须达到一定标准。

粘胶法所使用的半料浆含有90％以上的α-纤维素组分，并且呈现出仅少量的次级化合物如木聚糖和其他半纤维素(例如甘露聚糖)。那些化合物多半会在粘胶法开始的半料浆碱化过程中被分解并且溶出(图1)。半料浆中剩余的半纤维素与纤维素一起在碱纤维素的熟成过程中发生裂解，因此，其平均分子量比起始半料浆低得多。这对所使用的化学半料浆或者所使用的纸半料浆都适用。

半纤维素与半料浆一起引入到粘胶法中，并随后在浆料和碱纤维素熟成过程中降解，半纤维素的分子量显著地降低(如图2)。另外作为对比，描述了没有降解的半纤维素的分子量分布，该半纤维素提取自软木和硬木纸半料浆。

WO 95/00698中描述的方法，其中在牛皮纸(Kraft)半料浆的制作过程中，大量的半纤维素首先被从生产料流中移除，并且在随后的步骤中再沉积到半料浆上。

从US 7,390,566B2和WO 2007/128026中，得知使用含有相对高含量的木聚糖的半料浆制造粘胶纤维。从WO 99/47733A1和WO 01/88236A2中，得知使用富含半纤维素的半料浆制备莱赛尔纤维。

WO 2005/118950描述了从碱液中分离β-纤维素，通过用冷碱提取或热碱提取(CCE，HCE)半料浆压榨以累积碱液。

在保持最终产品的质量始终如一的同时，仍然需要提高粘胶法的产量。进一步地，需要供应改性的，特别是具有提高的吸收能力的新型粘胶纤维。

在一方面，本发明目标的实现是通过根据粘胶法成型含有黄原酸纤维素的纺纱物料来制造纤维素成型体的方法，其特征在于，添加到黄原酸纤维素中的木聚糖占纤维素的至少为1重量％，优选1重量％至20重量％，更优选3重量％至15重量％。

另一方面，本发明涉及一种根据粘胶法获得的纤维素成型体，其具有平均聚合度(DP)为75-350，优选为110-220的高分子量木聚糖，该高分子量木聚糖占纤维素的含量为至少0.5重量％，优选2重量％-8重量％。

附图简要说明：

图1.显示了粘胶法中低分子量组分的降解。

图2.显示了在粘胶法中半料浆中的高分子量半纤维素以及浆料中降解的半纤维素的摩尔质量分布。

图3.显示了与标准纤维相比，不额外添加木聚糖，具有提高含量的高分子量木聚糖的粘胶纤维的纤维强度。

图4.显示了在溶解碱液中添加高分子量木聚糖使得粘胶纤维获得提高的保水能力(WRV)。

图5.显示了在桉树牛皮纸半料浆CCE处理后沉淀的木聚糖的摩尔质量分布，以及添加上述高分子量木聚糖的粘胶纤维的摩尔质量分布。

图6.显示了含有4.8％高分子量木聚糖的粘胶纤维的摩尔质量分布，以及通过计算的方式除去的高分子量木聚糖部分的摩尔质量分布。

本发明的详细说明：

除非另外说明，在下文中的百分数都表示重量百分数。

令人意外地发现，在粘胶法中通过将木聚糖添加到黄原酸纤维素中，可以提高产量，同时所得的纤维素成型体的性能能够被保持甚至被改善。

现有技术中在半料浆碱化过程中，半料浆中所含木聚糖大部分被溶出并作为废弃物沉淀，与现有技术不同的是，根据本发明所述木聚糖被添加到黄原酸纤维素中。在粘胶法随后的步骤中(纺丝、再生等)，木聚糖的大量降解或者溶出不再发生，因此大量地保存在已经形成的成型体中。

根据本发明，木聚糖优选以碱溶液的形式添加。碱溶液中木聚糖含量为1-60g/l。