[發明專利]制造模制件的方法

有效

• 申請號: 201380020696.8
• 申請日: 2013-04-16
• 公開（公告）號: CN104246029B
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 安德里亞斯·迪奈爾;安德里亞斯·格倫代;奧利弗·特雷特扎克
• 申請（專利權）人: 利斯特股份公司
• 主分類號: D01D5/06
• 分類號: D01D5/06;D01D13/02
• 代理公司: 北京中原華和知識產權代理有限責任公司11019
• 代理人: 壽寧,張華輝

技術領域

本發明涉及一種由基質制造模制件的方法，將基質與溶劑混合來制造成形溶液，隨后從成形溶液至少部分除去該溶劑并將成形溶液注入用于成形的裝置。

背景技術

在目前情況下，所有可能由天然基質或人工基質制成的物體均可歸入術語“模制件”的范疇內。通常，借助模具制成所述物體，利用該模具將基質帶入用于模制件的模子中。舉例而言，提及粘膠纖維，但絕非僅限于此。粘膠纖維是由作為基本材料的纖維素組成的纖維并且可通過粘膠過程批量生產。粘膠纖維的化學性質類似于棉纖維的化學性質。

與粘膠纖維類似的產品有莫代爾纖維。其同樣100％由纖維素組成，并且如同粘膠纖維一樣也是由天然纖維素制成。然而，通過稍加變化的生產工序，即可獲得更高的纖維強度和更佳的纖維特性。

同樣，萊賽爾纖維(Lyocellfasern)也歸類為纖維素纖維。在萊賽爾纖維的制備過程中，通過采用無毒溶劑NMMO(N-甲基嗎啉-M-氧化物)使纖維素在自身不發生變化的情況下直接溶解，而不會預先與氫氧化鈉發生反應或衍生出黃酸鹽。在經稀釋的含水NMMO槽中完成萊賽爾纖維的紡絲過程，其中并未超出纖維素的溶解極限值，由此形成絲狀物。為此，通過噴絲板噴壓相應的的紡絲溶液。在第DE1713486號、第US-A-3447939號及第GB8216566號專利文獻中，對該萊賽爾的加工作出示例性描述。例如第GB08/875437號及第US5888288A號專利文獻所述，在直立設置的筒狀薄層溶解器(薄膜擠塑機)中制成適當的紡絲溶液，或如第DE19837210號及第WO02/20885A1號專利文獻所述，在水平設置的厚層溶解器(捏合反應器)中制成。

在這類裝置中，按照已知方法制出紡絲溶液，可根據紡絲過程的需要進一步處理所制得紡絲液粘度以及與之相關的纖維素濃度。

這兩種用于產生制備萊賽爾纖維的紡絲液的生產裝置均非適于基本材料纖維素在NMMO溶劑中溶解全過程的最佳裝置。直立式薄層溶解器具有良好的熱傳遞性能，但短暫的滯留時間未能確保理想紡絲液所需的天然纖維的泡漲及均勻化。水平式厚層溶解器實現較長的滯留時間，可使溶劑很好地滲入纖維，由此獲得適于超優質紡絲液的良好均勻性。

然而，時至今日業內仍采用這兩種裝置生產用于萊賽爾纖維的紡絲液。由于上述未達最佳標準的情況，用于兩種方法的溶解器不斷加大并受到其最大結構尺寸的限制。從而，采用這些裝置不能實現日產超過50公噸纖維的較大線路容量。為使這類技術長期效率更高，由此對粘膠纖維或莫代爾纖維更富競爭力，每條生產線應具有日產100公噸纖維的生產能力。

發明內容

本發明的目的在于，優化上述方法，從而可實現更高的生產能力，例如每條生產線的日產量超過100公噸纖維。

為解決該目的，將成形溶液注入直立式筒狀薄層蒸發器及水平式筒狀溶解器。

基于兩種已知裝置，從工藝技術角度分析基料纖維素在NMMO中的溶解過程。

可以確定，溶解過程基本上可分為三步，這三步需要極為不同的工藝條件。在第一步中，從纖維素-溶劑的懸浮液(亦稱為糊狀物)蒸發水分，直至纖維素的溶解始點，該始點對應于達到溶解窗由此對應于約2.5水合NMMO。該步驟需要大量熱能來蒸發水分，但由于纖維素尚未溶解而無需任何額外的滯留時間，并且懸浮液的粘度較低。

達到溶解窗之后，在第二步中進行粘度顯著增大的主要溶解以及為此所需的較少水分蒸發，直至約1.5水合NMMO。

第三步則由紡絲液的均勻化以及根據纖維素的濃度同樣較少的水分蒸發至約0.8至1.0水合物來確定。

現結合用于溶解階段的裝置，工藝技術分析顯示，薄層蒸發器由于其良好的熱傳遞性非常適于第一步中粘度較低且滯留時間較短情況下蒸發大量水分，厚層溶解器則由于其極好的均勻化性能、較長的滯留時間以及高粘度的處理和較少的水分蒸發而適于第二步及第三步。

采用多級試驗工場的持續試驗顯示，這種步驟的細分達成協調的平衡狀態，從而在巧妙分配并優化結合兩種裝置形式的情況下，直接結合薄層蒸發器及厚層溶解器即可解決上述目的。

將這兩種裝置連結，以使產物室直接連通，由此作為復雜交接口的中轉點位于內部，從而省除產物濃度變化部分的過渡。薄層溶解器的低滯留帶來的不斷變化無疑會受到厚層溶解器的校正。

為進一步加強所述方法的生產能力，將已在第WO2009/098073號專利文獻中闡明的濃縮液納入考慮范圍內。由此，利用纖維素的濃縮溶液制備紡絲液的兩步法可結合后續的再稀釋過程，從而更進一步提高效率。