[发明专利]纤维、薄膜和它们的制造方法

说明书

发明的技术领域

本发明涉及改性的莱赛尔(lyocell)纤维和薄膜，并涉及改性莱赛尔(lyocell)纤维或薄膜的制造方法。本说明书中所指“纤维”包括连续长丝、用于切成短纤维的纤维束纱、也包括由这样的纤维束切成的短纤维。

发明的背景

莱赛尔纤维和薄膜是将纤维素溶解于合适溶剂而制成，例如季胺N-氧化物如N-甲基吗啉氧化物和水的混合物。美国专利US-A-4,416,698描述了一种合适的制造方法。纤维素在胺氧化物溶剂中的溶液在室温呈固态，在95-125℃温度下从纺丝板或薄膜的模具中挤出，通过一段空气通道进入凝固浴液，凝固浴液为水或胺氧化物的含水稀释液，胺氧化物溶剂沥滤进浴液，形成纤维素纤维或薄膜。

日本专利JP-A-8-170224揭示了海-岛型双组分复合纤维，其中连续的“海”组分是纤维素类聚合物，由有机溶剂体系纺丝而成；“岛”由分散性染料可染的聚合物组成，尺寸为0.01-3微米，占纤维重量的2-45％。分散性染料可染聚合物是例如聚酯如聚对苯二甲酸乙二酯、磺酸改性的聚对苯二甲酸乙二酯或聚对苯二甲酸丁二酯。

英国专利GB-A-2121069揭示了以纤维素为基本成份(粘胶)的纤维，用于制造含无机物填料硫酸钡、滑石、白云母或它们的混合物的无纺布，无机物含量占纤维总重的15-60％，优选40-50％。另外若需要也可加入疏水的聚合物或低聚物，例如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚酯、聚四氟乙烯或蜡，含量为纤维总重的1-60％，优选25-50％。英国专利GB-A-2008126揭示了聚苯乙烯用作粘胶纤维的消光剂。

发明的概述

根据本发明，将纤维素在胺氧化物中的溶液在高温下经过喷丝板或薄膜模具挤出，并通过一段空气通道后进入含水凝固浴来制备莱赛尔纤维或薄膜的方法，其特征在于将0.1-60％(重量)的以纤维素为基本成份的热塑性低熔点聚合物结合进纤维素溶液中，低熔点聚合物的熔点高于25°、但低于纤维素溶液的挤出温度。

在本发明的加工方法中，热塑性低熔点聚合物在纤维素溶液中于挤出温度下呈熔融态，熔融聚合物在溶液挤出时沿纤维或薄膜的轴向排列。当纤维挤出经过喷丝板时，低熔点聚合物通常形成长宽比至少为1.5的粒子或相畴，在纤维中长宽比通常至少为2。

低熔点热塑性聚合物通常应当与纤维素溶液充分相容，目的是当聚合物熔融时不会从纤维素溶液中聚结而形成分离相。但优选的低熔点聚合物是既不能溶于胺氧化物、也不能溶于纤维素溶液。一种优选的低熔点聚合物的类型是聚酯。

我们通常发现，低熔点聚合物中羧酸基团的存在会增加它与纤维素溶液的相容性，使纤维素与低熔点聚合物的混合更充分。对于大多数应用场合，聚合物优选具有至少为10的酸价，最高达例如50或100或甚至150。我们也相信支链聚合物结构可能是有利的。低熔点聚合物的熔点优选至少35℃，最高达125℃，最好优选50-100℃，由差热分析方法测定。聚合物的玻璃化温度(Tg)优选高于30℃。具有所需的低熔点的此类聚酯的例子是由芳香二酸和一种或多种脂肪二醇的混合物形成，芳香二酸选自间苯二甲酸、对苯二甲酸、和邻苯二甲酸、或酐，也可一并加入脂肪二酸例如己二酸、丁二酸、或癸二酸；一种或多种脂肪二醇的例子是新戊二醇、乙二醇、丙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、丁二醇、或二甘醇。可以由三官能的试剂引入支化，例如1，2，4-苯三酸或酐、或三羟甲基丙三醇、或季戊四醇。所需的酸价可以通过采用适度过量的羧酸官能试剂来获得。这样的聚酯是用于热固性粉末涂料的固体。以例如“Alftalat 03258”、“Uralac P2980”、或“Grilesta V76-12”的商标出售。

另一种可选择的热塑性低熔点聚合物是聚酰胺，例如由脂肪酸二聚体和脂肪二胺形成的聚酰胺、或以“Griltex”商标出售的共聚酰胺、或烯烃共聚物，例如乙酸乙烯酯/二乙酸乙二醇酯、或丙烯酸乙烯酯/丙烯酸丁烯酯/丙烯酸丁酯共聚物，以含少量的丙烯酸单体为佳，以给出优选的酸价。

这样，根据本发明的另一方面，莱赛尔纤维的特征在于：纤维含聚酯、聚酰胺或烯烃共聚物的伸长的相畴，相畴的长宽比至少1.5，并且基本与纤维轴平行排列。