[發明專利]制造纖維素成型體的方法

在審

• 申請號: 201380063944.7
• 申請日: 2013-12-04
• 公開（公告）號: CN104919097A
• 公開（公告）日: 2015-09-16
• 發明（設計）人: G·施爾德;A·博加德斯;H·斯克塔
• 申請（專利權）人: 連津格股份公司
• 主分類號: D01F2/06
• 分類號: D01F2/06;D01F2/08
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 周鐵;石克虎

本發明涉及根據粘膠法制造纖維素成型體的方法。

尤其是，本發明涉及纖維與長絲的制造。

根據粘膠法制造粘膠纖維包括以下步驟：

●堿化纖維素起始材料，尤其是半料漿(漿料，堿纖維素的熟成(Vorreife))

●將堿化纖維素起始材料(“堿纖維素”)轉化為黃原酸纖維素

●用堿液溶解黃原酸纖維素，借此獲得紡紗物料即所謂的粘膠

●任選地將改性劑加入到制造莫代爾纖維所需的紡紗物料的粘膠中

●將粘膠紡出為連續的成型體

●在紡絲浴(Faellbad)中由連續成型體再生纖維素

●后處理以及干燥

●任選地切斷連續成型體為人造纖維

由此方法制造的纖維就是通用術語(標準)的粘膠纖維和莫代爾纖維。莫代爾工藝不同于標準的粘膠法，其改變了紡紗物料的組成，在紡紗物料中添加了額外的改性劑，并且改變了紡絲浴的組分。

為了獲得合適的纖維質量，粘膠法所使用的半料漿必須達到一定標準。

粘膠法所使用的半料漿含有90％以上的α-纖維素組分，并且呈現出僅少量的次級化合物如木聚糖和其他半纖維素(例如甘露聚糖)。那些化合物多半會在粘膠法開始的半料漿堿化過程中被分解并且溶出(圖1)。半料漿中剩余的半纖維素與纖維素一起在堿纖維素的熟成過程中發生裂解，因此，其平均分子量比起始半料漿低得多。這對所使用的化學半料漿或者所使用的紙半料漿都適用。

半纖維素與半料漿一起引入到粘膠法中，并隨后在漿料和堿纖維素熟成過程中降解，半纖維素的分子量顯著地降低(如圖2)。另外作為對比，描述了沒有降解的半纖維素的分子量分布，該半纖維素提取自軟木和硬木紙半料漿。

WO?95/00698中描述的方法，其中在牛皮紙(Kraft)半料漿的制作過程中，大量的半纖維素首先被從生產料流中移除，并且在隨后的步驟中再沉積到半料漿上。

從US?7,390,566B2和WO?2007/128026中，得知使用含有相對高含量的木聚糖的半料漿制造粘膠纖維。從WO?99/47733A1和WO?01/88236A2中，得知使用富含半纖維素的半料漿制備萊賽爾纖維。

WO?2005/118950描述了從堿液中分離β-纖維素，通過用冷堿提取或熱堿提取(CCE，HCE)半料漿壓榨以累積堿液。

在保持最終產品的質量始終如一的同時，仍然需要提高粘膠法的產量。進一步地，需要供應改性的，特別是具有提高的吸收能力的新型粘膠纖維。

在一方面，本發明目標的實現是通過根據粘膠法成型含有黃原酸纖維素的紡紗物料來制造纖維素成型體的方法，其特征在于，添加到黃原酸纖維素中的木聚糖占纖維素的至少為1重量％，優選1重量％至20重量％，更優選3重量％至15重量％。

另一方面，本發明涉及一種根據粘膠法獲得的纖維素成型體，其具有平均聚合度(DP)為75-350，優選為110-220的高分子量木聚糖，該高分子量木聚糖占纖維素的含量為至少0.5重量％，優選2重量％-8重量％。

附圖簡要說明：

圖1.顯示了粘膠法中低分子量組分的降解。

圖2.顯示了在粘膠法中半料漿中的高分子量半纖維素以及漿料中降解的半纖維素的摩爾質量分布。

圖3.顯示了與標準纖維相比，不額外添加木聚糖，具有提高含量的高分子量木聚糖的粘膠纖維的纖維強度。

圖4.顯示了在溶解堿液中添加高分子量木聚糖使得粘膠纖維獲得提高的保水能力(WRV)。

圖5.顯示了在桉樹牛皮紙半料漿CCE處理后沉淀的木聚糖的摩爾質量分布，以及添加上述高分子量木聚糖的粘膠纖維的摩爾質量分布。

圖6.顯示了含有4.8％高分子量木聚糖的粘膠纖維的摩爾質量分布，以及通過計算的方式除去的高分子量木聚糖部分的摩爾質量分布。

本發明的詳細說明：

除非另外說明，在下文中的百分數都表示重量百分數。

令人意外地發現，在粘膠法中通過將木聚糖添加到黃原酸纖維素中，可以提高產量，同時所得的纖維素成型體的性能能夠被保持甚至被改善。

現有技術中在半料漿堿化過程中，半料漿中所含木聚糖大部分被溶出并作為廢棄物沉淀，與現有技術不同的是，根據本發明所述木聚糖被添加到黃原酸纖維素中。在粘膠法隨后的步驟中(紡絲、再生等)，木聚糖的大量降解或者溶出不再發生，因此大量地保存在已經形成的成型體中。

根據本發明，木聚糖優選以堿溶液的形式添加。堿溶液中木聚糖含量為1-60g/l。