纖維改性方法

專利名稱：纖維改性方法
技術領域：
本發明涉及一種纖維改性方法。
背景技術：
為了避免纖維起毛，增強纖維的抗張強度和耐磨損性，使纖維具有抗靜電性和吸水性，并且使纖維具有良好的手感和質地如對纖維光滑干爽的觸覺，已經提出一種稱為“仿亞麻涂飾”的方法，其中將纖維膠粘附在纖維上并且凝固再生，然后用水沖洗，并干燥，從而在纖維表面上覆蓋再生纖維素。
然而，就此而論，由纖維膠衍生的再生纖維形成涂層的纖維改性方法包括如下步驟用高毒性的二硫化碳使纖維素變質制得的黃原酸纖維素溶解在氫氧化鈉水溶液中、隨后凝固和使纖維素再生而得到的纖維膠溶液涂覆在纖維上。這存在一個問題，即在制備黃原酸纖維素和纖維素凝固再生的步驟中，工人經受與二硫化碳的接觸。此外，根據該纖維改性方法本身用于覆蓋的再生纖維素在吸水性方面不能令人滿意，由此因在增加抗靜電性、改進吸水性、防縮整理方面不能令人滿意而引發問題。
而且，根據“仿亞麻涂飾”，使用堿性水溶液，為了凝固其需要用酸中和這一步驟，由此導致難以對耐堿性差的纖維進行改進。
為了解決在通過由纖維膠衍生的再生纖維素形成涂層的纖維改性方面的問題，已經提出了用再生纖維素涂覆纖維表面的方法。在該方法中，纖維素本身溶解氫氧化鈉水溶液中并且粘附在纖維上，然后凝固再生(JP-A 61-252369)。
然而，該方法不僅需要在低溫下將纖維素溶解在氫氧化鈉水溶液中，而且還需要使用降低的晶體結構足以增加溶解性的程度的這種類型的纖維素，例如用酸水解木質紙漿并且在球磨機中使其研磨而得到的纖維素，或者由纖維膠制得的再生纖維素，由此限制了該方法。

發明內容
因此，本發明的一個目的就是要提供一種纖維改性方法，該方法不存在基于二硫化碳的毒性問題，使得制造工藝容易并且能夠對耐堿性差的纖維進行改性。
本發明的另一個目的就是要提供一種纖維改性方法，使得到的纖維能夠避免起毛，并且具有優異的抗張強度、耐磨損性、抗靜電性、吸水性和耐洗性。
已經提出了一種方法，其中將取代度低的纖維素醚溶解在堿性溶液中，如濃度通常大約為10重量％的氫氧化鈉中，然后涂覆到纖維上，之后溶液凝固再生(JP-A 2004-218102)。已經進行了更深入細致的研究，結果，發現了一種纖維改性方法，其中在水或堿濃度為1重量％或者更小的稀堿水溶液中懸浮并分散摩爾取代度為0.05至1.3甲基和/或羥烷基的低取代纖維素醚，隨后經受剪切力，然后將該分散液連同交聯劑和/或樹脂水乳液涂覆到纖維上，接著進行熱處理。在這種方法中，沒有使用堿濃度高的堿性水溶液，由此不需要與酸中和且凝固這一步驟，因此該方法能夠對難以用通常使用堿性水溶液例如高濃度氫氧化鈉水溶液等的“仿亞麻涂飾”處理的低耐堿性纖維進行改性。而且，已經發現能夠進行纖維改性涂飾而不存在二硫化碳方面的問題，從而提供了能夠避免起毛且具有增強的抗張強度和優異的耐磨損性、抗靜電性、吸水性和耐洗性的改性纖維。本發明是基于這些研究結果而完成的。
根據本發明，提供了一種纖維改性方法，包括如下步驟在剪切力下在水或堿濃度為1重量％或者更小的稀堿水溶液中懸浮并分散摩爾取代度為0.05至1.3的甲基和/或羥烷基的低取代纖維素醚，將得到的分散液和交聯劑或樹脂水乳液涂覆到纖維上，然后對該涂覆了分散液的纖維進行熱處理。
在這種情況下，交聯劑優選為異氰酸酯化合物，并且樹脂水乳液優選為聚氨基甲酸酯樹脂水乳液或活性有機聚硅氧烷O/W乳液。而且，低取代纖維素醚應當優選為摩爾取代度為0.1至0.7的低取代羥丙基纖維素。
在該纖維改性方法中，其中可以通過如下方法制得通過對其施加剪切力而得到低取代纖維素醚在水或稀堿水溶液中的分散液使用振動球磨機、膠體研磨機、均相混合機或均化器使分散在低取代纖維素醚要被剪切的分散液中的顆粒相互碰撞或與碰撞板碰撞來研磨。在這種情況下，優選將低取代纖維素醚溶解在堿性水溶液中，然后用當量酸或得到堿的濃度為1重量％或更小的溶液所需要的酸量中和該堿溶液，由此使低取代纖維素醚沉淀而制得要被剪切的低取代纖維素醚分散液。也可以通過如下方法制得通過對其施加剪切力而得到低取代纖維素醚在水或稀堿水溶液中的分散液其中將低取代纖維素醚溶解在堿濃度為2重量％或者更大的堿性水溶液中，然后用膠體研磨機在剪切下輥磨該堿性溶液或者使用均化器通過碰撞研磨該堿性溶液，同時用當量酸或得到堿的濃度為1重量％或更小的溶液所需要的酸量中和該堿溶液。
優選，使要被剪切的低取代纖維素醚分散液在70到250MPa的壓力下從噴嘴中噴射，從而使要被剪切的低取代纖維素醚分散液相互碰撞，或者以90到180°的碰撞角度和1到200這足以使低取代纖維素醚的顆粒精細到其平均長度減少到1/4或低于1/4的碰撞數量與碰撞板碰撞，由此得到剪切了的低取代纖維素醚分散液。可替代地，可以通過至少用500秒-1的1倍至60倍的剪切力輥磨要被剪切的低取代纖維素醚分散液以碾壓低取代纖維素醚顆粒，由此得到剪切力施加到其中而被剪切的低取代纖維素醚分散液。在剪切過的分散液中低取代纖維素醚的濃度優選為0.5到20重量％，然后使剪切過的低取代纖維素醚分散液以吸收量(pickup)為10到500重量％的量涂覆到纖維上。
根據本發明的方法，能夠在不使用有害溶劑如二硫化碳的情況下對纖維進行改性，從而確保安全性并且使得制造過程不復雜。得到的改性纖維不會起毛，增強了抗張強度，具有優異的耐磨損性、抗靜電性、吸水性和耐洗性。與傳統“仿亞麻涂飾”相比，可以使用更簡單的工藝進行改性，伴隨的優點在于能夠對耐堿性低的纖維改性。
具體實施方案對用于本發明中的纖維類型并不作苛求。纖維的例子包括合成纖維例如聚乙烯纖維、聚丙烯纖維、聚酯纖維、尼龍纖維、丙烯酸纖維、維尼綸纖維、人造絲纖維、聚氯乙烯纖維和聚偏二氯乙烯纖維；天然纖維例如棉花、纖維素和大麻；以及動物纖維例如羊毛、絲綢和開司米。在本發明中，也可以適當地使用較為不耐堿的動物纖維例如羊毛、絲綢和開司米以及聚酯和羊毛的混合物。這里使用的術語“纖維”包括細線狀或紗狀纖維即細線、編織織物或線狀纖維的織物，或者無紡織物或者線狀纖維的織物。
本發明中所使用的低取代度纖維素醚是指纖維素醚中纖維素的葡萄糖環的羥基中的氫原子被烷基基團和/或羥烷基基團取代，只要摩爾取代度為0.05到1.3，優選為0.1到0.7。纖維素醚應當不會溶解在水中，而是在經受高剪切力時能夠提供穩定性高的分散液。如果摩爾取代度低于0.05，則在對這種纖維素醚施加剪切力時這種纖維素醚不會提供穩定的分散液。與之相反，當摩爾取代度超過1.3時，在水中的溶解性隨著耐洗性可能性的降低而增加。
在本說明書中，低取代度纖維素醚此后稱為低取代纖維素醚。
這種低取代度纖維素醚的例子包括低取代烷基纖維素例如低取代甲基纖維素和低取代乙基纖維素；低取代羥烷基纖維素例如低取代羥乙基纖維素和低取代羥丙基纖維素；低取代羥烷基烷基纖維素例如低取代羥丙基甲基纖維素、低取代羥乙基甲基纖維素和低取代羥乙基乙基纖維素。這些中，低取代羥丙基纖維素是優選的。
根據本發明的纖維改性是通過如下過程實現的包括在剪切力下在水或堿濃度為1重量％或者更小的稀堿水溶液中懸浮或分散如上述列舉的低取代纖維素醚，通過涂覆或浸漬使剪切過的分散液涂到纖維上，如果需要，用離心脫水機、砑光機、刮刀式涂膠機等除去涂在纖維上的過量分散液，然后干燥附著的纖維。
在本說明書中，將剪切之前的低取代纖維素醚分散液稱為要被剪切的分散液，以及將剪切之后的低取代纖維素醚分散液稱為剪切過的分散液。
要被剪切的低取代纖維素醚分散液可以通過在水或堿濃度為1重量％或者更小，尤其為0.5重量％或者更小的稀堿水溶液如氫氧化鈉或氫氧化鉀等溶液中添加和分散而得到。要被剪切的分散液也可以通過這樣得到在堿濃度為2到25重量％，尤其3到15重量％的堿溶液如氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液中溶解低取代纖維素醚，然后用當量酸或者得到酸的濃度為1重量％或更小的稀堿水溶液所需要的酸量中和該堿溶液，由此使該低取代纖維素醚沉淀到該溶液中。
為了通過對其施加剪切力而得到低取代纖維素醚在水或稀堿水溶液中的分散液，可以使用其中使要被剪切的低取代纖維素醚分散液中分散的顆粒相互碰撞以磨碎顆粒的這種方法，或者其中使顆粒與碰撞板碰撞以碾壓和研磨顆粒的這種方法，雖然方法并不局限于此。通過待剪切的低取代纖維素醚分散液的顆粒相互碰撞或者通過與碰撞板的碰撞而制備剪切過的低取代纖維素醚分散液的設備類型不作苛求，包括例如振動球磨機、膠體研磨機、均相混合機、均化器等。它們可以在市場上購買到。例如，作為膠體研磨機可以使用由Masuko SangyoCo.，Ltd制造的MASSCOLLOIDER或CERENDIPITOR。從制備均勻剪切的分散液的觀點出發，優選的均化器是那些，在高壓下從閥口注射要被剪切的分散液以使低取代纖維素醚(ester)摩擦碰撞和包括由Sanwa Machine Co.，Inc制造的“均化器”、由Sugino Machine Ltd.，制造的“ULTIMIZER SYSTEM”、由MizuhoIndustrial Co.，Ltd制造的“微型流化床、由Gaulin制造的“高壓均化器”等、使用超聲波振動的“超聲波均化器”如Nippon Seiki Co.，Ltd等制造的“超聲波均化器”等。也可以使用經這些設備反復處理過的剪切過的分散液。
而且，為了制備剪切過的分散液，如JP-A 2002-204951所描述的，低取代纖維素醚可以溶解在堿濃度為2到25重量％，尤其為3到15重量％的如氫氧化鈉或氫氧化鉀等的堿水溶液中，然后通過膠體研磨機在剪切下輥磨該堿性溶液，或者使用如上所述的均化器通過碰撞研磨該堿性溶液，同時用當量酸(氫氯酸、硫酸等)或得到堿的濃度為1重量％或更小的溶液所需要的酸量中和該溶液，由此得到剪切過的分散液。
可以如下進行低取代纖維素醚的碰撞。
在10到250MPa壓力下使要被剪切的低取代纖維素醚分散液從每個噴嘴注射，使得要被剪切的分散液以90到180°，優選95到178°，更優選100到170°的碰撞角度相互碰撞。可替代地，在70到250MPa壓力下使要被剪切的低取代纖維素醚分散液從噴嘴注射，使得要被剪切的分散液以90到180°，優選95到178°，更優選100到120°的碰撞角度與碰橦板碰撞。碰撞的數量應當優選為1到200，尤其是5到120。應當優選所進行的碰撞可以足以使低取代纖維素醚顆粒精細到其平均長度減少到1/4或低于1/4，優選1/5到1/100，更優選1/6到1/50，最優選1/7到1/20。該平均長度是作為在偏光顯微鏡或透射式電子顯微鏡的縮影照片中測得至少50個低取代纖維素醚顆粒長度值的平均值而得到的。在壓力范圍之外，不能確保碰撞角度和碰撞數量令人滿意且均勻的分散液，并且低取代纖維素的分子量會極低，纖維素手感或質地的改進可能就不會得到令人滿意的效果。
在通過輥磨分散低取代纖維素醚的情況下，優選輥磨低取代纖維素醚，使得給要被剪切的分散液施加至少500秒-1，優選至少1000秒-1，更優選至少1500秒-1的剪切力。可以反復或者不斷施加剪切力，并且施加剪切力的次數為1到60，優選為10到60。少于1次，分散程度不充分，結果降低了低取代纖維素醚的成膜性質。多于60次會使低取代纖維素醚的聚合度降低，結果降低了膜強度。
另一方面，剪切過的分散液中低取代纖維素醚的濃度為0.5到20重量％，優選為1到10重量％。如果濃度低于0.5重量％，則認為沒有改進纖維手感的效果或效果很小。當濃度超過20重量％時，則剪切過的分散液粘度太大以至于不能獲得預定量被涂到纖維上的纖維素醚。
使用涂布機如單線涂膠機(one-thread sizing mchine)、刮刀涂布機、轉移涂布機和氣刀涂布機，或者使用浸漬機例如預濕型、浮動型和刮柄型在剪切過的分散液中浸漬纖維來進行低取代纖維素醚分散液的涂布或涂覆。在完成涂布操作之后，在接近100℃的溫度下干燥纖維，得到適于本發明目的的手感或質地得到改進的纖維產品。
適當地確定粘附到纖維上的剪切過的低取代纖維素醚分散液量，吸收量即(被涂覆的剪切過的低取代纖維素醚分散液的重量/纖維基體的重量)×100，為10到500重量％，優選20到300重量％。當吸收量小于10重量％時，纖維的低取代纖維素醚涂層變小，纖維可能沒有得到令人滿意的改進。相反，當吸收量超過500重量％時，得到的纖維的手感變得更差，并且在透氣性和手感如平滑觸感方面不會獲得與所使用的數量大大對應的改進程度。
通過上述干燥使低取代纖維素醚凝固到纖維上。在本發明的實際應用中，在剪切過的分散液涂覆到纖維上的同時或者之后將交聯劑或樹脂水乳液涂覆到纖維上，然后干燥并進行熱處理，從而在交聯劑的幫助下發生交聯反應或者使樹脂水乳液轉化成固化膜。最后，得到的纖維在耐洗性方面得到改進。就此而論，在加熱步驟期間引發交聯反應和樹脂阽乳液轉化成固化膜。無論是交聯反應還是樹脂乳液轉化成固化膜，都有助于提高纖維和低取代纖維素醚之間的粘附，由此改進了耐洗性。
本發明中使用的交聯劑可以是與纖維素醚分子中剩余的羥基反應而由此引發交聯反應的任何一種。這種交聯劑是如“交聯劑手冊”(1981年10月20日由Taiseisha Co.，Ltd出版)中所述的能夠與羥基反應的那些交聯劑。具體例子包括環氧化合物如乙二醇二縮水甘油醚、丙二醇二縮水甘油醚、丙三醇多縮水甘油醚、雙甘油多縮水甘油醚、山梨糖醇多縮水甘油醚、烯丙基縮水甘油基醚、丁基縮水甘油醚、苯基縮水甘油醚、烷基酚縮水甘油醚、聚乙二醇二縮水甘油醚、三丙二醇二縮水甘油醚、新戊基縮水甘油醚，1，6-己二醇，二縮水甘油醚、甘油多縮水甘油醚、雙甘油多縮水甘油醚、甲苯基縮水甘油基醚、具有3到15個碳原子的脂肪族二縮水甘油醚、一縮水甘油基醚、環氧丙烯酸酯、雙酚A、丁基縮水甘油基醚丙烯酸酯、乙二醇二縮水甘油基醚丙烯酸酯、三羥甲基丙烷多縮水甘油醚多丙烯酸酯、對苯二酸二縮水甘油醚丙烯酸酯、鄰苯二甲酸二縮水甘油酯、螺環乙二醇二縮水甘油醚等；二醛如乙二醛；甲醛交聯劑如尿素甲醛；和異氰酸酯交聯劑如苯甲胺異氰酸酯、2，4-苯甲胺異氰酸酯的二聚物、萘-1，5-二異氰酸酯、鄰-苯甲胺異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、三苯基甲烷三異氰酸酯、三-(-對-異氰酸酯苯基)硫代亞磷酸酯、聚亞甲基苯基異氰酸酯、多功能芳香族異氰酸酯、芳香族多異氰酸酯、二異氰酸1，6-亞己酯、二異氰酸三甲基1，6-亞己酯、異佛爾酮二異氰酸酯、嵌段多異氰酸酯、二異氰酸二甲苯酯、具有醚基和氨基甲酸酯基的含嵌段異氰酸酯的預聚物、多異氰酸酯預聚物、嵌段異氰酸酯、多異氰酸酯、不發黃的兩組分多異氰酸酯、兩組分多異氰酸酯、熱固性多異氰酸酯等。而且，可以提到通式為SiR1R2R3R4的硅烷，其中R1代表具有1或2個碳原子的烷基、烷氧基或酰氧基，R2、R3和R4分別代表具有1或2個碳原子的烷氧基或酰氧基。
值得注意的是，剪切過的低取代纖維素醚分散液中這些交聯劑的濃度不作限定，并且優選為1到30重量％，特別優選5到10重量％。如果該濃度小于1重量％，耐洗性不會令人滿意地得到改進。當該濃度超過30重量％時，認為耐洗性不會得到進一步的改進。
對于使用交聯劑改進耐洗性這一目的的方法，可以使用的方法是，將交聯劑添加到在碰撞或剪切力下輥磨所得到的剪切過的低取代纖維素醚分散液中。將得到的剪切過的分散液涂到纖維上，干燥并且在100到170℃的溫度下加熱。可替代地，在涂覆剪切過的低取代纖維素醚分散液之后，可以將涂覆后的纖維浸入到交聯溶液中，用離心脫水器、砑光機、刮刀式涂膠機等除去過量的交聯溶液之后干燥，加熱到100到170℃進行交聯反應，然后干燥最終得到手感或質地得到改進的纖維。值得注意的是，無論如何，都優選加熱時間為1到20分鐘。
就此而論，為了使交聯劑容易滲透到纖維中，可以連同交聯劑一起添加0.5到1重量％的表面活性劑，表面活性劑包括烷基醚滲透劑例如丙二醇、乙二醇等，以及丙二醇和乙二醇的嵌段共聚物滲透劑。
對于本發明中所使用的樹脂水乳液來說，可以使用用于以下面方式改進纖維和低取代纖維素醚之間粘附性的任意一種。在剪切過的低取代纖維素醚分散液干燥的過程中，含水乳液中樹脂與低取代纖維素醚一起凝固到纖維上，并且在隨后的加熱步驟中轉化成樹脂水乳液的固化膜，使得纖維表面覆蓋了該膜和低取代纖維素醚，從而改進了耐洗性。出于這個目的，可以使用通常用于纖維樹脂涂飾的樹脂水乳液，包括聚氨基甲酸酯樹脂水乳液、丙烯酸樹脂水乳液、醋酸乙烯酯樹脂水乳液、乙烯/乙酸乙烯酯水乳液、環氧樹脂水乳液、活性有機聚硅氧烷O/W乳液、SBR膠乳等。這些中，優選聚氨基甲酸酯樹脂水乳液和活性有機聚硅氧烷O/W乳液。
聚氨基甲酸酯樹脂水乳液包括通過聚醚如聚氧化亞乙基二醇、聚氧化亞丙基二醇和聚氧化亞丁基二醇與二異氰酸酯如甲代亞苯基二異氰酸酯、3，3`-二甲代亞苯基4，4`-二異氰酸酯、二苯甲烷二異氰酸酯、3，3-二甲基二苯甲烷二異氰酸酯以及4，4`-二異氰酸酯等之間的反應制得的各種類型乳液。
對于活性有機聚硅氧烷O/W乳液來說，可以提及在美國專利No.4221688和Kunio Ito編輯的硅樹脂手冊(1990年8月31日由Nikkan Kogyo Shimbun Ltd.，出版)中描述的那些在水中分散甲基氫-聚硅氧烷、端羥基嵌段二甲基聚硅氧烷和含乙烯基的聚硅氧烷而得到的乳液和分散JP-B 3-67145中描述的其硅原子至少鍵合有兩個羥基的有機聚硅氧烷得到的那些乳液。對于促進這些活性有機聚硅氧烷O/W乳液的交聯反應的催化劑來說，可以使用金屬鹽，如錫、鉛、鋅、鈷、錳、鉻、鋯、鈦和鉑。尤其是，優選使用JP-B 34-4199中描述的乙酸鋯和JP-B 51-9440中描述的氯鉑氫酸。不對催化劑的量作限定，并且在使用的乳液中對于每100份活性有機聚硅氧烷，促進交聯反應的催化劑有效量為0.001到120重量份，優選為0.005到110重量份。不限定O/W乳液中顆粒尺寸，并且考慮到其穩定性為0.01到100μm，優選0.1到80μm。
對于對纖維進行含水樹脂的固化膜的涂覆以及與低取代纖維素醚一體化來說，可以使用這樣的方法其中將樹脂水乳液添加到剪切過的低取代纖維素醚分散液中，然后在將低取代纖維素醚涂到纖維上時，樹脂水乳液連同低取代纖維素醚一起涂覆到纖維上，然后加熱使含水樹脂轉化成固化膜。可替代地，將剪切過的低取代纖維素醚分散液涂覆到纖維上并且干燥。然后，將得到的纖維浸漬到含水樹脂乳液中，隨后加熱使含水樹脂轉化成固化膜。在這種情況下，加熱條件就是那些足以使樹脂水乳液轉化成固化膜的條件，并且優選包括加熱溫度為80到150℃以及加熱時間為1到20分鐘。要注意的是，不對剪切過的低取代纖維素醚倒分散液中含水樹脂的濃度作限定，優選為1到30重量％，更優選為5到10重量％。如果該濃度小于1重量％，則耐洗性得不到令人滿意的改進。另一方面，當該濃度超過30重量％時，認為耐洗性不會得到進一步的改進。
由本發明的改性纖維得到的細線制得的衣服和織物在透氣性方面得到了改進，并且具有平滑的觸感和柔性。如果向剪切過的低取代纖維素醚分散液中添加大約1到20重量％的氧化鈦，可以得到具有光催化功能的衣服或織物。可替代地，染料或顏料可以添加到剪切過的低取代纖維素醚分散液中用于著色。除此之外，所有類型的無機材料、有機材料和天然材料也可以以不妨礙本發明目的的數量添加到剪切過的低取代纖維素醚分散液中，得到所希望的改性纖維。
實施例示出實施例說明本發明，其不應當構成對本發明的限制。還示出了比較例。值得注意的是，除非另有說明，下述實施例和比較例中，纖維素醚的取代度是指摩爾取代度。
實施例1將50g表1中示出的低取代纖維素醚分散到950g 0.5wt％的氫氧化鈉水溶液中，然后使用由Sugino Machine Ltd制造的相對碰撞單元“ALTEMIZER”在150MPa壓力下對待剪切的分散液進行高壓分散。反復進行此高壓分散過程10次，制得剪切過的低取代纖維素醚分散液。在每100g剪切過的纖維素醚分散液中添加8g二苯甲烷二異氰酸酯制得分散液樣品。接下來，將織梳機棉線(Knit Comber cotton thread)#30/1浸漬到分散液中并且用滾筒砑光機對其擠壓，吸收量為108％，隨之干燥，然后在145℃加熱10分鐘得到樣品。
將以這種方式得到的每個樣品經過下述測試方法評定起毛性、抗張強度、耐磨損性、抗靜電性、吸水性和耐洗性。結果示于表1中。
實施例2到8將50g表1中示出的低取代纖維素醚分散到950g水中，然后使用由SuginoMachine Ltd制得的相對碰撞單元“ALTEMIZER”在150MPa壓力下對待剪切的分散液進行高壓分散。反復進行此高壓分散過程10次，制得剪切過的低取代纖維素醚分散液。在每100g剪切過的纖維素醚分散液中添加8g二苯甲烷二異氰酸酯制得分散液樣品。接下來，將織梳機棉線(Knit Comber cotton thread)#30/1或羊毛#2/48浸漬到該分散液中并且用滾筒砑光機對其擠壓，吸收量為108％，隨之燥，然后在145℃加熱10分鐘得到樣品。
將以這種方式得到的每個樣品經過下述測試方法評定起毛性、抗張強度、耐磨損性、抗靜電性、吸水性和耐洗性。結果示于表1中。
實施例9將50g表1中示出的低取代纖維素醚分散到950g水中，然后使用由SuginoMachine Ltd.制造的相對碰撞單元“ALTEMIZER”在150MPa壓力下對待剪切的分散液進行高壓分散。反復進行此工序10次，制得剪切過的低取代纖維素醚分散液。在每100g剪切過的纖維素醚分散液中添加8g聚氧化亞乙基二醇和二苯甲烷二異氰酸酯的交聯產物作為交聯型聚氨基甲酸酯樹脂水乳液制得分散液樣品。接下來，將羊毛#2/48浸漬到該分散液中并且用滾筒砑光機對其擠壓，吸收量為108％，然后在95℃加熱20分鐘得到樣品。將由此得到的樣品進行下述測試方法，結果示于表1中。
實施例10將50g表1中示出的低取代纖維素醚分散到950g 0.5wt％的氫氧化鈉水溶液中，然后使用由Sugino Machine Ltd制造的相對碰撞單元“ALTEMIZER”在150MPa壓力下對待剪切的分散液進行高壓分散。反復進行此高壓分散過程10次，制得剪切過的低取代纖維素醚分散液。在每100g剪切過的纖維素醚分散液中添加8g二苯甲烷二異氰酸酯制得分散液樣品。接下來，將羊毛#2/48浸漬到這個分散液中并且用滾筒砑光機對其擠壓，吸收量為108％，繼之干燥，然后在145℃加熱10分鐘得到樣品。
將以這種方式得到的每個樣品經過下述測試方法評定起毛性、抗張強度、耐磨損性、抗靜電性、吸水性和耐洗性。結果示于表1中。
實施例11到13將50g表1中示出的低取代纖維素醚分散到950g水中，然后使用由SuginoMachine Ltd制得的相對碰撞單元“ALTEMIZER”在150MPa壓力下對該待剪切分散液進行高壓分散。反復進行此高壓分散過程10次，制得剪切過的低取代纖維素醚分散液。在每100g剪切過的分散液中添加8g二苯甲烷二異氰酸酯制得分散液樣品。接下來，將紗線支數均為#2/60的聚酯和羊毛的混紡細線浸漬到該分散液中并且用滾筒砑光機對其擠壓，吸收量為108％，隨之干燥，然后在145℃加熱10分鐘得到樣品。根據下述測試方法評定以這種方式得到的樣品，結果示于表1中。
比較例1將羊毛#2/48浸漬到纖維膠樣品溶液中，該纖維膠樣品溶液含有8重量％作為纖維素計算的由Nippon Paper Industries Co.，Ltd制造的粉狀纖維素KCFloc W 100，6重量％的氫氧化鈉和2.5重量％的二硫化碳。結果，發現羊毛溶出，因此不能對該羊毛進行改性。
比較例2將羥丙基取代度為0.25的低取代度纖維素醚50g分散在475g水中，將475g 20wt％氫氧化鈉的水溶液添加到其中，制得纖維素醚的氫氧化鈉水溶液。將紗線支數均為#2/60的聚酯和羊毛的混紡細線浸漬到該溶液中。結果，發現混紡細線溶出，因此不能對該細線進行改性。
起毛性使用由Shikibo Ltd.，制造的光學起毛檢測器F-指數測試器，確定具有2mm或更低、3mm或更低、4mm或更低水平高度的絨毛的總重量與沒有處理過的細線的初始重量之間的比率。
抗張強度使用由A&D Co.，Ltd.制造的Tesilon抗張強度測試器，對十根長度為100mm的細線進行抗張強度測量，計算其與沒有處理過的細線抗張強度之間的比率。
耐磨損性使用Hiruta`s耐磨損測試器確定樣品細線斷裂之前的循環次數，由此通過用該數除以沒有處理過的細線斷裂前的循環次數計算得到數值。
抗靜電性根據JIS L 1094-1980的方法測量半衰期來確定抗靜電性，用作與沒有處理過的細線抗靜電性之間的比率。
吸水性根據JIS L 1096-1979的方法，測量十分鐘內吸水的長度，從而確定與沒有處理過的細線長度之間的比率。
耐洗性根據在JIS L 0844中描述的方法清洗測試細線，并且在清洗之后用顯微鏡觀察。當起毛程度比沒有處理過的減輕得更顯著時，這種改性過的細線評定為“◎”。
表1

權利要求
1.一種纖維改性方法，包括如下步驟在剪切力下在水或堿濃度為1重量％或者更小的稀堿水溶液中分散摩爾取代度為0.05至1.3烷基和/或羥烷基的低取代纖維素醚，將得到的分散液和交聯劑或樹脂水乳液涂覆到纖維上，以及對該涂覆了分散液的纖維進行熱處理。
2.根據權利要求1的纖維改性方法，其中所述交聯劑為異氰酸酯化合物。
3.根據權利要求1的纖維改性方法，其中所述樹脂水乳液為聚氨基甲酸酯樹脂水乳液或活性有機聚硅氧烷O/W乳液。
4.根據權利要求1的纖維改性方法，其中所述低取代纖維素醚為摩爾取代度為0.1至0.7的低取代羥丙基纖維素。
5.根據權利要求1的纖維改性方法，其中通過如下方法制得通過對其施加剪切力而得到低取狀纖維素醚在水或稀堿水溶液中的分散液在使用振動球磨機、膠體研磨機、均相混合機或均化器使分散在要被剪切的低取代纖維素醚分散液中的顆粒相互碰撞或與碰撞板碰撞來研磨。
6.根據權利要求5的纖維改性方法，其中將低取代纖維素醚溶解在堿性水溶液中，然后用當量酸或得到堿的濃度為1重量％或更小的溶液所需要的酸量中和該堿溶液，由此使低取代纖維素醚沉淀到其中而制得要被剪切的低取代纖維素醚分散液。
7.根據權利要求1的纖維改性方法，其中可以通過如下方法制得通過對其施加剪切力而得到低取代纖維素醚在水或稀堿水溶液中的分散液其中將低取代纖維素醚溶解在堿濃度為2重量％或者更大的堿性水溶液中，然后用膠體研磨機在剪切力下輥磨該堿性溶液或者使用均化器通過碰撞研磨該堿性溶液，同時用當量酸或得到堿的濃度為1重量％或更小的該溶液所需要的酸量中和該堿溶液。
8.根據權利要求1的纖維改性方法，其中使要被剪切的低取代纖維素醚分散液在70到250MPa的壓力下從噴嘴中注射，從而使要被剪切的低取代纖維素醚分數液相互碰撞，或者以90到180°的碰撞角度和1到200這足以使低取代纖維素醚的顆粒精細到其平均長度減少到1/4或低于1/4的碰撞數量與碰撞板碰撞，由此獲得到剪切了的低取代纖維素醚分散液。
9.根據權利要求1的纖維改性方法，其中通過至少用500秒-1的1倍至60倍的剪切力輥磨要被剪切的低取代纖維素醚分散液來研磨低取代纖維素醚顆粒，由此得到剪切過的低取代纖維素醚分散液。
10.根據權利要求1的纖維改性方法，其中在剪切過的分散液中低取代纖維素醚的濃度為0.5到20重量％，并且使剪切過的低取代纖維素醚分散液以吸收量為10到500重量％的量涂覆到纖維上。
11.根據權利要求1的纖維改性方法，其中在涂覆交聯劑之后，在100到170℃的溫度下進行1到20分鐘的熱處理。
12.根據權利要求1的纖維改性方法，其中在涂覆樹脂水乳液之后，在80到150℃的溫度下進行1到20分鐘的熱處理。
全文摘要
提供一種纖維改性方法，該方法包括在剪切力下在水中懸浮并分散摩爾取代度為0.05至1.3烷基和/或羥烷基的低取代纖維素醚，將得到的分散液和交聯劑或樹脂水乳液涂覆到纖維上，然后對該涂覆了的纖維進行熱處理。
文檔編號D21H11/20GK1740440SQ200510106
公開日2006年3月1日 申請日期2005年6月30日 優先權日2004年6月30日
發明者丸山直亮, 早川和久, 谷岡莊治, 都筑秀典, 鹿野剛, 河村博司, 早田常夫 申請人:愛知縣, 一宮地方產業時裝設計中心, 信越化學工業株式會社