[发明专利]纤维素海绵和它的制造方法

说明书

本发明涉及一种纤维素海绵和它的制造方法。

从EP-A-0 418 151中已知由粘胶丝制成的一种纤维素海绵，按这种熟知的方法，将木纤维素材料制成黄原酸盐，该黄原酸盐与Porophore和纤维混合在一起，尔后加入一种涂覆有聚合层的吸收性聚合物的粒子。而后将此黄原酸盐用酸或碱再生，并将此再生物洗涤和漂白。

这种方法的缺点是由于粘胶工艺中产生副产物，存在需解决的环境相容性问题。

数十年来，人们在寻找一种能代替目前大规模应用的粘胶法的工艺。特别是作为具有吸引力的具有较好的环境相容性的一种方案，是将未衍生化的纤维素溶于一种有机溶剂中，并从这一溶液中挤出模塑体，例如纤维、薄膜和其它模塑体。用这种方法挤出制成的纤维从BlSFA(人造纤维国际标准化局)得到了Lyocell的属名，BlSFA所称的有机溶剂是指一种有机化合物和水的混合物。

已经证实，特别是叔胺氧化物和水的混合物作为有机溶剂很适用于制造纤维素系模塑体。作为胺氧化物首选的是N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)，其它胺氧化物例如在EP-A-0 533 070中有过描述，在EP-A-0 356 419中已提出了一种制造可模塑的纤维素溶液的方法。应用叔胺氧化物制造纤维素制品的方法通常称为胺氧化物方法。

在EP-A-0 356 419中描述了一种纤维素溶液的制造方法，该方法是采用纤维素在液态含水的N-甲基吗啉-N-氧化物中的悬浮液作为原料，并使悬浮液在薄膜处理设备中一步并连续地转化成可模塑的溶液，该可模塑溶液接着经过一个成型模具例如一个喷丝头纺成单丝，并进入凝固浴中。

纤维素由溶液沉淀至含水的纺丝浴里。在此过程中，胺氧化物在纺丝中不断富集。在工艺水中胺氧化物含量可高达30(重量)％。对于胺氧化物工艺方法的经济性而言，重要的是几乎全部回收再利用胺氧化物。

用胺氧化物法制造纤维素海绵实际上没有在文献中见到过。只是在1988年报道过正在探索一种新的方法，用该方法用一种纤维素溶液在含水的叔胺氧化物中制成类似海绵状的多孔纤维素。据进一步的报道称，在一系列的影响参数中，水含量对制造过程起主要作用，所得到的产品与经粘胶法制造的相似(Peguy：“由纤维素或木素纤维素在胺氧化物中的溶液制成的新材料”；Proceedings of the Nisshinbo InternationalConference in Cellulosics Utilization in Near Future，Tokyo 1988，19～24页，Elsevier Applied Science)。但从该文献中不可能推知从纤维素溶液中模仿制造海绵的加工原理。

本发明的目的是提供一种采用胺氧化物法制造的纤维素海绵。

按本发明制造纤维素海绵的方法，其特征在于，将纤维素在一种含水叔胺氧化物中的溶液与成孔剂和发泡剂混合，接着使其处于引起发泡剂分解及纤维素溶液发泡的条件，而后使发泡的纤维素溶液与水接触，使纤维素沉淀。然后用水洗涤所得到的纤维素海绵以除去叔胺氧化物。

作为成孔剂优选采用碱金属或碱土金属的无机酸盐，其中硫酸钠或硫酸镁特别有效。

成孔剂的加入量最多为所用纤维素溶液质量的三倍。

作为发泡剂优选为偶氮二甲酰胺，它任选为经过改性的，或者加入碳酸氢钠。对发泡剂的选择应不使纤维素溶液引起放热反应。特别要注意，不含有能引起叔胺氧化物分解的金属离子。作为实例在这里提到德国Tramaco公司产的发泡剂Tracel DBN 120 NER。该发泡剂的分解温度为115℃，发泡剂的适宜加入量为所用纤维素溶液质量的3％和20％之间。

已经证明，在所用纤维素溶液中的溶解的纤维素含量对发泡性能有直接影响。纤维素含量越低，发泡度越高，而且制成的纤维素海绵各泡孔间的粘着力越小。这意谓着，它的机械强度下降。相反，如果纤维素含量过高，它的发泡程度变差，甚至形不成泡孔结构。结果表明，纤维素含量最好为7％和20％(质量)之间。

还得到证实，如果在所用的纤维素溶液中含有另外未溶解的纤维素微粒，例如纤维，则特别优选。这些纤维具有增强剂的作用。此外，在纤维素溶液中除了成孔剂和发泡剂外，还可混入颜料，用于配色。

发泡剂的分解可方便地在较高温度时实施。有时还可施以减压。

结果表明，用N-甲基吗啉-N-氧化物作为叔胺氧化物在本发明的方法中特别适用。

为了使溶解的纤维素沉淀出来，并使其微孔结构固定化，任选使发泡的纤维素溶液与含有氯化镁的水接触。