[发明专利]挤出制品的制造

说明书

发明领域

本发明涉及纤维素制品的制造方法，在该方法中，用喷头将在溶解N-氧化叔胺中的纤维素溶液挤入纺丝浴中。

已知纤维素可溶解在一些N-氧化叔胺(为方便，也可称为氧化胺)中，形成溶液或纺丝原液，所述溶液或原液可用喷头挤入纺丝浴中形成成型制品如纤维和薄膜。原液一般含小部分的水，纺丝浴通常是水性浴。然后洗涤凝固制品以除去残留的氧化胺。该方法是溶液纺丝法的一个例子，如此制得的纤维可称为溶纺纤维素纤维或lyocell纤维。合适的氧化胺的例子是N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)。背景技术

其内容在此处引作参考的美国专利US-A-4,261,943描述了这样一种溶液纺丝法：用喷丝头将在含水NMMO中的纤维素溶液挤出，通过例如5或30cm长度的空隙，形成单纤维，然后将其通入水性浴，由此生产lyocell纤维。该专利还描述了在挤出后，立即用纤维素的非溶剂液体如水喷涂在空隙中的单纤维的溶液纺丝法。据说这样是为了降低喷出的单纤维在空隙中熔结在一起的倾向。

国际专利申请W0-A-93/19230描述了在导入纺丝浴之前，例如用冷空气流将在空隙中的单纤维冷却的溶液纺丝法。原液的温度可以为90-110℃，冷空气的温度可以为-5至+5℃，空隙长度可以为60-145mm。

发明的公开

本发明提供一种制造lyocell的挤出制品的方法，在该方法中，用喷头将在N-氧化叔胺中的纤维素溶液挤出，通过空隙后进入纺丝浴中，将空气供给至空隙并从空隙抽出，该方法的特征在于，空隙包含与喷头的面邻近的第1区域和离喷头的面较远的第2区域，供至第1区域的空气的含水量保持在低于供至第2区域的空气的含水量的水平。

挤出的lyocell制品可以是薄膜或最好是单纤维(不仅包括可能随后被剪切而形成短纤维的纤维束，而且包括长丝纱)的形式。当制品是长丝时，通常称喷头为喷丝头，称挤出方法为纺丝法。

喷头与纺丝浴之间的空隙的长度最好为10-160mm，更好的为15-100mm或20-60mm。应理解，虽然空隙中的气体最好是空气，但也可以是其他惰性气体如氮气或混合气体。

空隙的两个区域的长度可以相同或不同。在一个实施方式中，第1区域的长度最好小于第2区域的长度。第1区域的长度最好为3-10mm，这样，第2区域占据空隙剩余的更长部分。

纤维素溶液(也可称其为原液)通常是通过空隙向下挤出。当使用这样的惯用技术时，最好将空气以与通过空隙的原液挤出物的行进方向基本横向的方向即水平方向供至空隙并从空隙抽出。在这样的横向排布中，为方便起见，可将流过空隙的空气流称为横气流。供至空隙的空气速率在两区域最好均为1-20m/sec，更好的为2-10m/sec。应认识到，空气的速率应高至足以保持空隙的两不同区域内原液挤出物周围的不同的空气条件，但不能高至破坏通过那儿的原液挤出物的有序通行。一般而言，较高的速率可能会导致对较长空隙的上述破坏。在空隙的第1和第2区域的空气速率可以相同或不同。在任何特殊情况下的合适的空气速率可以通过简单的试验而测得。

从二个区域中的一个或两者排出空气的方法可以是抽出法。可用经过合理设计的喷嘴和吸嘴方便地将空气供至空隙并从空隙排出。应理解，第1和第2区域各需要各自的喷嘴。可以有一个以上的吸嘴。在优选的实施方式中，每个喷嘴朝向一个与其同样大小的吸嘴。如此设置的优点是，可更准确地控制通过空隙各区域的原液挤出物周围的空气条件；尤其当第1区域的长度小于第2区域的长度时更应如此，而这恰恰是所希望的。

供至空隙的空气的温度一般在环境温度上下，例如，在0-40℃之间，往往为20-30℃。供至喷头的原液的温度通常在约80-125℃之间，从而空气流便起到冷却空隙中的挤出物的作用。按照通常的实践，将挤出制品从纺丝浴中卷取的速率高于通过喷头的原液的挤出速率，其系数比往往在2.5-25之间，从而可拉伸挤出物，以达到改善其机械性质的目的。据认为，这样的拉伸几乎全部发生在空隙内。冷却在空隙中的挤出物往往会将发生拉伸的范围限定在与喷头的面最接近的部分。挤出制品的卷取速率最好在5-100m/min之间。

供至空隙的第2区域的空气的含水量最好比供至第1区域的空气的含水量约大1-30g水/kg空气，更好的约大10-20g水/kg空气。供至第1区域的空气的含水量最好约为0-20水/kg空气，更好的约为0-10g水/kg空气，而供至第2区域的空气的含水量最好约为5-30g水/kg空气。