微纤维的制作方法
【专利说明】
[0001] 本申请是以下申请的分案申请：申请日2008年12月5日，申请号 200880124429. 4,发明名称"微纤维"。
技术领域
[0002] 本发明涉及具有在0. 6和0. 9分特之间的单根纤维纤度的高强度纤维素再生纤维 以及含有这一类型的再生纤维的纱和平面纺织品结构。
【背景技术】
[0003] 今天尤其是根据粘胶法获得的纤维已知为纤维素再生纤维并且这些是在全世界 范围内生产的。为了在纺织品和无纺织物领域中的标准应用，这些纤维是以在0.9和16分 特之间的单根纤维纤度来使用的。具有较小的单根纤维纤度的纤维通常被指定为微纤维， 其中表达词"微纤维"一般表示具有小于1. 0分特的纤度的纤维，或取决于材料密度，具有 9-10μηι 的直径的纤维（"Lexikon der Textilveredlung"，H.K.Rouette，1995，Volume 2， p. 1250ff ;Laufman Verlag，Duelman)。此外，已知的是，微纤维的织物基本上比较粗纤维的 织物更软。
[0004] 今天消费者和制衣业对于穿着舒适感和纺织品的各种设计可能性有着各种需求。 在这方面尤其重要的是，甚至薄的和柔软的织物具有高强度并且是回弹性和尺寸稳定的， 而且在长时间使用之后外观尽可能保持无变化。因此之故，今天仅仅加工具有小纤度的纤 维但不注意纤维韧性和尤其不注意在润湿状态下的纤维韧性不再是足够的。
[0005] 同时必须还有可能加工这一类型的纤维，但是没有在纺织品（生产）链中的任何 问题。尤其必须确信该纤维就纤度和切断长度而言具有高的规则性和均匀性。
[0006] 文献中已知有各种方法生产纤维素微纤维。这些方法中的一些是从基于纤维素黄 原酸醋（cellulose xanthogenate)溶液的标准粘胶纤维延伸的：
[0007] 原苏联专利SU 759627建议了有机酸在有机溶剂中的纺丝浴代替稀硫酸水溶液 用于生产粘胶微纤维，据此应该可能生产出具有至多〇. 05分特的纤维。对于以这种方法生 产的纤维的韧性，没有提供细节。
[0008] FR 2764910要求了一种方法，其中以液压方式而不是以机械方式进行拉伸。获得 了具有〇. 3分特的纤度的粘胶纤维。对于纤维的韧性，没有提供细节。
[0009] US 6197230和在其中引证的参考文献建议了为了纤维和微纤维的混合物的生产， 纤维素纺丝溶液利用空气、氮气或喷水嘴来进行喷雾。所获得的纤维主要是超细的并且揭 示了多得多的不规则物直径。该方法的结果对于纺织品应用既无法预见，也没有看起来似 乎适合于它。对于这些纤维的韧性，没有提供细节。
[0010] US 3785918同样披露了粘胶纤维和微纤维的混合物的生产，其中根据喷射器原理 使用纺丝设备。所获得的微纤维将用来生产纸。它们是非常不均匀的和因此不适合于纺织 品应用。
[0011] US 4468428公开了使用具有20 μπι的喷射孔直径的喷丝板生产8 μπι直径的粘胶 纤维的方法。该喷射孔直径不能在大规模技术操作中以足够的生产安全性来操作，因为在 短时间内在喷射孔的纺丝浴侧上形成了沉积物，后者有害于纤维直径的规则性和纺丝安全 性和/或整个喷射通道被污物的颗粒阻塞和因此该纤维纤度在甚至更大的程度上波动。
[0012] CN 1418990公开了由于拉伸力的特殊调节和因此调节的喷嘴孔直径所导致的超 细粘胶纤维的生产。以这种方式获得的纤维具有0.56-0. 22分特的纤度。这些纤维获得的 韧性无法在文件中找到。
[0013] JP2005187959建议使用加利福尼亚雪松的纸浆生产粘胶短纤维。以这种方法应该 有可能获得在〇. 2和30旦尼尔之间的宽的纤度范围的纤维，它也包括微纤维。在1. 5和10 旦尼尔之间的范围然而是优选的，即在微纤维范围之外。没有给出关于纤维韧性的指示。
[0014] JP 58089924公开了具有0. 05-2 μ m的单根纤维直径的超细纤维的无纺织物。该 纤维能够通过使用粘胶纤维，铜铵或醋酸纤维方法来生产。似乎更重要的是这些能够被燃 烧。这一类型的细纤维不再特别适合于纺织品应用。
[0015] US 3539678描述了改性粘胶方法，利用该方法获得了具有"高湿模量"的纤维，所 谓HWM纤维。这些是以0.7-5. 0旦尼尔的纤度范围生产的。样品仅仅含有具有1.0旦尼尔 (对应于I. 1分特）的纤度和最高2. 93g/旦尼尔（对应于25. 9cN/teX)的干燥韧性的纤 维。
[0016] 除该粘胶法外，现有技术还建议了其它本身众所周知的用于生产纤维素微纤维的 方法：
[0017] GB 310944披露了使用铜铵溶液方法生产具有最高1旦尼尔的单根纤维纤度的长 丝纱的方法。例如能够获得具有0. 7旦尼尔和2. 64g/旦尼尔（对应于23. 3cN/tex)的干 燥韧性的纤维。该铜铵溶液方法暴露出较大的环境问题并且因此不再在全球范围内使用， 仅仅有一个或两个例外。
[0018] WO 98/58102建议用于纤维素微纤维的生产的莱赛尔（Lyocell)方法。在这一方 面应该特意强调的是，在该申请中莱赛尔（Lyocell)方法无法获得纤维素再生纤维，因为 在溶解性纤维方法中，纤维素仅仅是以物理方式溶解和沉淀，而当生产纤维素再生纤维时， 首先生产纤维素衍生物例如纤维素黄原酸酯或-与铜铵法中一样-生产纤维素金属配合 物，后者在该方法的过程中再生成纯的、未溶解的纤维素。由于使用具有特殊分子量分布 (它例如通过纸浆的电子辐照来实现）的特殊纸浆的结果，纤维能够根据WO 98/58102,以 0. 3-1. 0分特、优选0. 8-1. 0分特的单根纤维纤度来生产。然而没有公开关于用该方法获得 的纤维韧性的任何信息，并且由于使用特殊纸浆而提高了生产成本。
[0019] WO 2005/106085, US 2005-056956, US 2002-148050, WO 01/86043 和在它中引证 的参考文献都描述了，通过使用熔喷纺丝或离心纺丝来改性莱赛尔（Lyocell)方法，生产 纤维素微纤维的各种方法。然而，以这种方法获得的纤维显示出不规则纤度和纤维长度分 布，因此它们不适合于高质量纺织品和技术应用。与通常的莱赛尔（Lyocell)方法相比，该 方法至少需要崭新的纺丝装置。
[0020] DE 19622476和DE 19632540披露了将胺氧化物纤维素溶液与粘胶去溶剂化介质 混合以及不同的剪切场对于该混合物的后续影响。然而，在这种情况下，同样地获得不规则 纤度和纤维长度分布，因此这些纤维也不适合于高质量纺织品和技术应用。关于所能够达 到的纤维韧性没有披露任何信息。此外，由于去溶剂化介质所需要的后处理，该方法是极其 复杂的并且不能在常规的莱赛尔（Lyocell)生产线上进行。
[0021] US 6153136和US 6511746披露了经由改进莱赛尔（Lyocell)方法生产纤维素微 纤维的方法，它采用喷丝板几何结构的特殊设计，这会引起在纤维素和溶剂之间的相分离。 关于用该方法所能够达到的纤维韧性没有公开任何信息。
[0022] 总之，现有技术因此仅仅公开了用一些方法制得的细的到超细的纤维素纤维，它 们无法以经济和/或生态上有意义的方式获得、不具有足够的韧性和/或关于该韧性没有 任何细节或因为它们的生产方式而不能用于纺织品目的。实际上，一些出版物公开了无非 是能够（也）生产细纤维素纤维的作者意愿。
[0023] 短纤维能够通过使用各种纺丝方法被加工成纱。这些纺丝方法披露了各种优点 和缺点。"传统的"环锭纺纱方法因为其灵活性而为大家熟知，它能够加工出不同的细度和 纤维长度的纤维。取决于各自的原材料，环锭纺纱机或改进的环锭纺纱方法，例如COMPACT 和SIRO方法，能够生产出最高细度的纱。在实践中能够假定环锭纱必须在纱的横截面中具 有至少50根纤维。然而，该环锭纺丝方法的一个较大缺点是它的低生产能力，这能够追宄 到环锭纺丝方法的技术上。由于环锭纺丝方法的基本技术原理-该纺丝过程的生产能力 是由纱线捻度和锭速所决定的-随着纱细度提高，纱生产成本显著地增加。使用环锭纺丝 方法的细或超细纱的生产因此是高成本的。纱的细度表示为纱线支数。纱线支数越高，它 越细。在公制测量系统中，纱线支数表示为Nm( "number metric"）和在国际上也表示为 Ne( "number English''）。
[0024] 与环锭纺丝方法相比，从约1970年以来已经众所周知的气流纺纱方法具有高得 多的生产能力。对于具有Ne 30 (Nm 50)的细度的纱，可以假设现代的气流纺纱机的生产能 力比环锭纺纱机的生产能力超出了 6倍。与环锭纺丝方法相比，由于纱生产的基本技术原 理，气流纺纱方法显示出下列缺点：
[0025] a)与环锭纺丝方法相比，气流纺纱方法要求在纱横截面上有显著更高的纤维数。 在实践中能够假定，气流纱必须在纱的横截面中具有至少100根纤维。
[0026] b)气流纱显示出比相同纱细度的环锭纱显著更低的纱强度。
[0027] c)与环锭纺丝方法相似，纱生产的能力是由纺纱杯速度（speed of the rotor)和 纱线捻度的水平决定的。
[0028] 归因于以上所述的基本技术原理，然而气流纺纱机不能生产出具有与环锭纺纱机 相同的细度和强度的细纱线。
[0029] 在由Messrs. Murata开发的Murata祸流纺纱方法（MVS方法），它属于空气喷射纺 丝方法的类别，纺丝过程的生产能力显著地高于环锭纺丝和气流纺纱方法的生产能力。对 于Ne 30 (Nm 50)的细度的纱，该纺丝方法的生产能力比气流纺纱法高2. 5倍。与环锭纺丝 方法相比，该方法的生产能力事实上高了 15倍。基于Murata祸流原理的纺丝方法在纱的 横截