[发明专利]无纺布的制造方法

说明书

本发明涉及由纤维素制作的，尤其是由纤维素溶液制作的无纺布的制造方法。

纤维素纤维和长丝的形成，是将纤维素的氧化胺溶剂的溶液纺丝，接着在水中或含水的氧化胺的稀溶液中浸沥，形成纤维素长丝，然后可以切成短纤维。该挤出和凝固过程称为溶液纺丝，这样制造的溶液纺制的纤维素纤维一般称为“莱赛尔”(lyocell)。

通过剥裂短纤维使制造低于1.0dtex的更小分特数的纤维成为可能。然而，成本高，能耗大。

本发明提供制造含低分特数纤维素纤维的无纺布的价廉而有效的工艺。

因此，本发明提供有由纤维制作的纤维素无纺布的制造方法，纤维的形成是由挤压纤维素的溶液，使之通过至少一个喷丝板，挤出的纤维经高速气流的作用变细，细化的纤维收集在一个表面上，然后纤维网在此表面上凝固。

名词“气”含义包括各种蒸汽，例如水蒸汽。

纤维素溶液优选以氧化胺为溶剂的纤维素溶液，一般为N-氧化叔胺，尤其是N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)。纤维素溶液可以含2％(重量)那样少的纤维素；然而，溶液最好含4-22％(重量)的纤维素，纤维素聚合度为200-5,000，更常用的为400-1,000。

在一个优选的实施方案中，纤维素溶液含15％(重量)的纤维素，10％(重量)的水，75％(重量)的NMMO，纤维素的聚合度大约600。

由纤维细化成形的微纤维或原纤维被收集一个表面上，然后用水来凝固(也可称为“再生”)，或用水中最多含20％氧化胺的氧化胺稀水溶液凝固。

气，最好是空气或蒸汽，以125-155℃、优选大约150℃的温度、250-500m·s^-1(米/秒)的速率吹到挤出的纤维上。纺丝原液中纤维素的含量越少，使用的空气温度可越低。纺丝原液中的纤维素含量较低时，空气温度可降低到接近100℃。气流速率应当比从喷丝板挤出纤维的速度至少高50倍，优选为该速度的1,000-20,000倍。

空气以一偏斜角吹向挤出纤维，优选为相对于挤出物轴向方向成15-45°，大约30°为较佳。气流也可以相对于喷丝板成二次斜角偏斜，即使气流轴和纤维轴不相交，气流相切于纤维挤出物的表面。

根据本发明，同时提供有制造含“莱赛尔”(lyocell)纤维的无纺布的设备，此设备包括在操作中挤出纤维素溶液的喷丝帽；配有的一个或多个气体喷嘴，将气流导向挤出物使挤出物变细并形成原纤维；配有的一个支撑面，收集细化的挤出物；再生意味着使支撑面上原纤维凝固。提供的支撑面最好为一个鼓的曲面。

因为原纤维或纤维在再生前被收集在支撑面上，彼此接触的纤维可以相互粘结在一起。

因而，本发明也提供纤维不用粘合剂就能粘合在一起的“莱赛尔”(lyocell)无纺布。

下面，将参照附图，仅通过实施例详细说明本发明。

图1是根据本发明制造无纺布的设备的实施方案示意图。

图2是用于图1设备上的喷丝板的喷丝帽平面图。

图3是图2显示的喷丝帽的侧面立视图，显示出内部管道影像。

图4是图2和图3中显示的喷丝帽的轴向剖面图。

参照图1，显示出挤出机10，附带喷丝帽11。将含15％(重量)的纤维素、10％(重量)的水、75％(重量)的N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)的溶液喂入挤出机。纤维素平均聚合度大约600。

纤维素溶液可以如WO94/28217描述的方法制作。挤出机中的纤维素溶液保持在95-110℃温度，优选105℃，接着强制使之通过喷丝帽，挤出、形成纤维素纺丝原液的连续长丝。

喷丝帽11显示在图2和3中，它可以直接固定在挤出机10上，或可以固定在自身固定在挤出机10上的一个接合器上(未显示)。喷丝帽11在背面12上有一个中空的带螺纹的柱螺栓13，还有一个终端接着喷丝头开口15的中央通道14。喷丝头直径0.2-0.3mm，优选大约0.27mm。

纤维素纺丝原液在压力作用下强制通过通道14，通过喷丝头15被挤出。喷丝帽11还有多个气体出口通道16，优选3个，它们环绕中央通道14而相间配置。每个气体通道16相对于喷丝头轴向倾斜，并环绕喷丝头15环状等间距地配置，目的是使从各自通道16出来的每股气流对挤出物长丝具有同样的效应。

气体通道16与喷丝头纵向轴呈15-45°、最好30°的倾斜角或收敛角。通道16也是歪斜的，目的是使通道16的轴不自行收敛。气体通道16的直径大约2.0mm。喷丝帽12的背面具有一个环形沟槽17，内连3个通道16的末端。