[发明专利]在粘胶生产中处理高半纤维素浆粕的方法无效

专利信息
申请号: 200710127358.0 申请日: 2007-07-02
公开(公告)号: CN101135072A 公开(公告)日: 2008-03-05
发明(设计)人: 罗孟奎;约翰·A·韦斯特兰 申请(专利权)人: 韦尔豪泽公司
主分类号: D01F2/08 分类号: D01F2/08;C08L5/14
代理公司: 中原信达知识产权代理有限责任公司 代理人: 杨青;樊卫民
地址: 美国*** 国省代码: 美国;US
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摘要:
搜索关键词: 粘胶 生产 处理 纤维素 浆粕 方法
【说明书】:

发明领域

本申请涉及在粘胶生产中使用高半纤维素浆粕的方法及由其得到的纤维。

发明概述

用于人造丝生产的浆粕通常具有88-98%的高α-纤维素含量,α-纤维素代表用17.5%的氢氧化钠处理浆粕时不溶解的浆粕中的不溶部分。这类浆粕被称为溶解浆粕。为达到该纯度,生产者必须通过例如,在蒸煮牛皮纸(Kraft)浆粕之前进行蒸汽预水解,或者通过漂白程序中的冷碱(cold caustic)萃取将大部分量的半纤维素除去,因此大大增加了生产成本。人造丝级浆粕中高百分比的戊聚糖及其它半纤维素是不利的,因为其导致了过滤、纺丝和纤维特性方面的一些问题,同时还因为其显示了该浆粕的形态结构未充分转变为获得预期反应性能的形态结构。

简而言之,粘胶法如下。浸渍或丝光处理需要18%的氢氧化钠,其通过在带有多孔钢板的液压机中垂直插入的批量纤维素片的片材浸渍(sheet steeping)的方式完成,或者通过制备在约18%的碱(caustic)剂中的纤维淤浆的淤浆浸渍(slurry steeping)的方式完成。前者的操作是分批的,并且通过排干碱剂然后向碱纤维素施压至固定的压重比而去除过量的碱剂。淤浆浸渍的操作是连续的或者分批的,然后通过例如多孔辊压机或带压辊的真空过滤器向淤浆施压。此时,碱纤维素含有大约30%的纤维素和15%的氢氧化钠。然后在冷却∈形叶片切碎机中分批切碎,或者在盘式切碎机中连续切碎,形成碱纤维素细粒。接着将碱纤维素细粒以一种受控制的方式,在15-40℃下,根据最终产物用途老化一段固定的时间,使聚合度降低至400-600的范围。然后在搅乳器或黄酸化机进行黄原酸化反应,由此向容器中通入二氧化硫。在20-35℃下得到约0.4-0.5的黄原酸酯基取代度需要大约3个小时。黄原酸酯细粒然后溶解于碱剂中,产生含有纤维素黄原酸酯形式的纤维素的粘胶。溶解过程在装备有桨式搅拌器的容器中进行。再生前将粘胶熟化,过滤并脱气。将粘胶挤入一个或两个串联的含有硫酸及盐例如硫酸钠、硫酸氢钠和亚硫酸氢钠、硫酸镁、硫酸铵和硫酸锌的凝固浴中,使纤维素再生。凝固浴的组分根据预期效果的变化而变化。代表性的凝固浴含有约130g/lH2SO4、280g/lNa2SO4、15g/lZnSO4和60g/l葡萄糖。如果串联使用两个凝固浴,则第二个凝固浴是酸性的以完成再生,而第一个凝固浴可以是酸性的或者主要是盐浴。凝固浴的温度保持在约50℃左右,纺丝速度为约100m/min,浴程(bath travel)通常为约25cm或者更长。喷丝孔直径在0.05-0.30mm间变化。每线的丝根数在10-1,000间变动,在粘胶短纤维的情况下达到50,000。将出现的纱线用导丝轮以不同的速度差拉伸,随后在旋转卷线筒上卷绕,或者作为离心式丝饼收集在旋转斗中,或者送入切割机。然后将卷线筒、离心式丝饼或短纤维洗涤,脱硫,漂白,并进行整理加工。

玻璃纸(cellophane)的生产按照与纺织用纱相同的模式进行至凝固阶段,仅在碱处理系统方面有少许改变。粘胶通过狭缝挤入一个凝固浴,或者其中第一个可能仅含盐的两个凝固浴中。玻璃纸织物通过其中一个含有甘油或其它塑化剂的整理浴,最后进入干燥部,然后在印染加工中进一步修饰,例如层压、印花、与塑料膜、金属箔、纸或纸板结合。

本发明揭示了高半纤维素水平并因此降低了成本的实验性非溶解级浆粕(以下称高纤维素水平浆粕)可以用于粘胶法,以达到与溶解浆粕制成的纤维可比较的纤维特性。在本方法中,高半纤维素浆粕在片材浸渍法或淤浆浸渍法中与溶解级浆粕混合。

术语半纤维素是指与木材纤维素有关的低分子量糖类聚合物的一种异质群(heterogeneous group)。与为线型聚合物的纤维素相比,半纤维素为无定形的支化聚合物。组合形成半纤维素的主要单糖有D-葡萄糖、D-木糖、D-甘露糖、L-阿拉伯糖、D-半乳糖、D-葡糖醛酸和D-半乳糖醛酸。本文所用半纤维素是指烘干浆粕中木聚糖和甘露聚糖的重量百分比。在一个实施方案中,高半纤维素浆粕含有以重量计至少约12%的半纤维素,在另一个实施方案中,高半纤维素浆粕含有以重量计至少约10%的半纤维素。术语高半纤维素是指在浆粕中含有以浆粕烘干重计至少10%的半纤维素。烘干重是指浆粕在105℃干燥至少1小时。

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