[发明专利]纤维素纤维加工

说明书

本发明公开了强化再生纤维素纤维的干和湿韧度可以通过添加糖二酸例如(但不限于)葡萄糖二酸来进行。在某些实施方式中，还描述了通过本公开的方法生产的包含糖二酸或其盐的再生纤维素纤维。所述生产的纤维至少部分由于包含所述糖二酸而具有有利性质。

与相关申请的交叉引用

本申请要求2018年10月5日提交的美国临时专利申请号62/742,033的优先权，其全部内容通过参考并入本文。

技术领域

本公开的主题内容涉及生产纤维素纤维。更具体来说，本公开涉及使用糖二酸的用于纤维素纤维强化的系统和方法。

背景技术

由纤维素纤维构成的材料被广泛用于特别是要求强度的包装和服装工业中。由纤维素材料构成的基材通常通过添加聚合物材料来强化。然而，这样的聚合物材料通常赋予所述纤维素材料以不期望的特性，例如对水蒸气、水和/或溶剂的敏感性降低。此外，用聚合物材料处理过的材料通常会导致产品过硬和/或易碎。另外，生产具有提高的强度的基于聚合物的纤维(例如高性能纤维)的成本可能过高，使得此类纤维成本高昂。

发明内容

本公开涉及纤维素纤维强化。一方面，一种加工纤维素纤维的方法包括：将纤维素材料和糖二酸合并在第一溶剂中，以产生包含0.1-10重量％的糖二酸的第一混合物；搅拌所述第一混合物，从而溶解所述纤维素材料并产生第一溶液；将所述第一溶液纺丝以产生纤维素纤维溶液；将所述纤维素纤维溶液挤出到包含第二溶剂的第一浴槽中，以提供初生纤维；以及将所述初生纤维热拉伸通过包含油的第二浴槽，以产生再生纤维。

在某些实施方式中，所述糖二酸是葡萄糖二酸。

在某些实施方式中，所述纤维素纤维以重量/体积计约60％至约99.9％的浓度存在于所述第一混合物中。

在某些实施方式中，所述第一溶剂是非质子溶剂、离子有机水合物或水性溶剂。在某些情况下，所述第一溶剂包含卤化锂。在某些情况下，所述第一溶剂包含抗氧化剂例如没食子酸酯。

在某些实施方式中，所述第二溶剂包含甲醇、丙酮、异丙醇、水或其组合。

在某些实施方式中，所述纤维素材料是活化纤维素粉。在某些情况下，所述活化纤维素粉源自于棉花废料或农业废弃物。

在某些实施方式中，所述方法还包括在将中和的纤维素溶液挤出之前向所述中和的纤维素溶液添加一种或多种添加剂。在各种不同实施方式中，所述一种或多种添加剂可能包括防水剂、着色剂、UV稳定剂、UV吸收剂、UV阻断剂、抗氧化剂、稳定剂、阻燃剂及其组合。

在某些实施方式中，所述方法还包括将所述初生纤维老化以提供老化的初生纤维，其中对所述老化的初生纤维进行拉伸。

在某些实施方式中，所述方法还包括通过包括下述步骤的方法来产生所述纤维素材料：碾磨纤维素起始原料以产生纤维素细粉；将所述纤维素细粉在氢氧化钠水溶液中进行丝光处理；用酸中和所述丝光处理的溶液；添加氢氧化钠，然后升高所述得到的溶液的温度，随后冷却到室温并离心所述冷却的溶液。

在某些实施方式中，本公开的主题内容涉及通过本公开的方法生产的再生纤维素纤维。

在某些实施方式中，所述再生纤维素纤维具有约10-50μm的平均直径。

在某些实施方式中，所述再生纤维素纤维具有高于约5克/旦尼尔的韧度。

在某些实施方式中，所述再生纤维素纤维具有高于约250克/旦尼尔的比模量。

在某些实施方式中，所述再生纤维素纤维具有高于约500MPa的抗拉强度。

在某些实施方式中，所述再生纤维素纤维具有低于约15旦尼尔的线密度。

在某些实施方式中，所述再生纤维素纤维被熔喷、纺粘或初纺。