专利名称：纤维改性方法
技术领域：
本发明涉及一种纤维改性方法。
背景技术：
为了避免纤维起毛，增强纤维的抗张强度和耐磨损性，使纤维具有抗静电性和吸水性，并且使纤维具有良好的手感和质地如对纤维光滑干爽的触觉，已经提出一种称为“仿亚麻涂饰”的方法，其中将纤维胶粘附在纤维上并且凝固再生，然后用水冲洗，并干燥，从而在纤维表面上覆盖再生纤维素。
然而，就此而论，由纤维胶衍生的再生纤维形成涂层的纤维改性方法包括如下步骤用高毒性的二硫化碳使纤维素变质制得的黄原酸纤维素溶解在氢氧化钠水溶液中、随后凝固和使纤维素再生而得到的纤维胶溶液涂覆在纤维上。这存在一个问题，即在制备黄原酸纤维素和纤维素凝固再生的步骤中，工人经受与二硫化碳的接触。此外，根据该纤维改性方法本身用于覆盖的再生纤维素在吸水性方面不能令人满意，由此因在增加抗静电性、改进吸水性、防缩整理方面不能令人满意而引发问题。
而且，根据“仿亚麻涂饰”，使用碱性水溶液，为了凝固其需要用酸中和这一步骤，由此导致难以对耐碱性差的纤维进行改进。
为了解决在通过由纤维胶衍生的再生纤维素形成涂层的纤维改性方面的问题，已经提出了用再生纤维素涂覆纤维表面的方法。在该方法中，纤维素本身溶解氢氧化钠水溶液中并且粘附在纤维上，然后凝固再生(JP-A 61-252369)。
然而，该方法不仅需要在低温下将纤维素溶解在氢氧化钠水溶液中，而且还需要使用降低的晶体结构足以增加溶解性的程度的这种类型的纤维素，例如用酸水解木质纸浆并且在球磨机中使其研磨而得到的纤维素，或者由纤维胶制得的再生纤维素，由此限制了该方法。
发明内容
因此，本发明的一个目的就是要提供一种纤维改性方法，该方法不存在基于二硫化碳的毒性问题，使得制造工艺容易并且能够对耐碱性差的纤维进行改性。
本发明的另一个目的就是要提供一种纤维改性方法，使得到的纤维能够避免起毛，并且具有优异的抗张强度、耐磨损性、抗静电性、吸水性和耐洗性。
已经提出了一种方法，其中将取代度低的纤维素醚溶解在碱性溶液中，如浓度通常大约为10重量％的氢氧化钠中，然后涂覆到纤维上，之后溶液凝固再生(JP-A 2004-218102)。已经进行了更深入细致的研究，结果，发现了一种纤维改性方法，其中在水或碱浓度为1重量％或者更小的稀碱水溶液中悬浮并分散摩尔取代度为0.05至1.3甲基和/或羟烷基的低取代纤维素醚，随后经受剪切力，然后将该分散液连同交联剂和/或树脂水乳液涂覆到纤维上，接着进行热处理。在这种方法中，没有使用碱浓度高的碱性水溶液，由此不需要与酸中和且凝固这一步骤，因此该方法能够对难以用通常使用碱性水溶液例如高浓度氢氧化钠水溶液等的“仿亚麻涂饰”处理的低耐碱性纤维进行改性。而且，已经发现能够进行纤维改性涂饰而不存在二硫化碳方面的问题，从而提供了能够避免起毛且具有增强的抗张强度和优异的耐磨损性、抗静电性、吸水性和耐洗性的改性纤维。本发明是基于这些研究结果而完成的。
根据本发明，提供了一种纤维改性方法，包括如下步骤在剪切力下在水或碱浓度为1重量％或者更小的稀碱水溶液中悬浮并分散摩尔取代度为0.05至1.3的甲基和/或羟烷基的低取代纤维素醚，将得到的分散液和交联剂或树脂水乳液涂覆到纤维上，然后对该涂覆了分散液的纤维进行热处理。
在这种情况下，交联剂优选为异氰酸酯化合物，并且树脂水乳液优选为聚氨基甲酸酯树脂水乳液或活性有机聚硅氧烷O/W乳液。而且，低取代纤维素醚应当优选为摩尔取代度为0.1至0.7的低取代羟丙基纤维素。
在该纤维改性方法中，其中可以通过如下方法制得通过对其施加剪切力而得到低取代纤维素醚在水或稀碱水溶液中的分散液使用振动球磨机、胶体研磨机、均相混合机或均化器使分散在低取代纤维素醚要被剪切的分散液中的颗粒相互碰撞或与碰撞板碰撞来研磨。在这种情况下，优选将低取代纤维素醚溶解在碱性水溶液中，然后用当量酸或得到碱的浓度为1重量％或更小的溶液所需要的酸量中和该碱溶液，由此使低取代纤维素醚沉淀而制得要被剪切的低取代纤维素醚分散液。也可以通过如下方法制得通过对其施加剪切力而得到低取代纤维素醚在水或稀碱水溶液中的分散液其中将低取代纤维素醚溶解在碱浓度为2重量％或者更大的碱性水溶液中，然后用胶体研磨机在剪切下辊磨该碱性溶液或者使用均化器通过碰撞研磨该碱性溶液，同时用当量酸或得到碱的浓度为1重量％或更小的溶液所需要的酸量中和该碱溶液。
优选，使要被剪切的低取代纤维素醚分散液在70到250MPa的压力下从喷嘴中喷射，从而使要被剪切的低取代纤维素醚分散液相互碰撞，或者以90到180°的碰撞角度和1到200这足以使低取代纤维素醚的颗粒精细到其平均长度减少到1/4或低于1/4的碰撞数量与碰撞板碰撞，由此得到剪切了的低取代纤维素醚分散液。可替代地，可以通过至少用500秒-1的1倍至60倍的剪切力辊磨要被剪切的低取代纤维素醚分散液以碾压低取代纤维素醚颗粒，由此得到剪切力施加到其中而被剪切的低取代纤维素醚分散液。在剪切过的分散液中低取代纤维素醚的浓度优选为0.5到20重量％，然后使剪切过的低取代纤维素醚分散液以吸收量(pickup)为10到500重量％的量涂覆到纤维上。
根据本发明的方法，能够在不使用有害溶剂如二硫化碳的情况下对纤维进行改性，从而确保安全性并且使得制造过程不复杂。得到的改性纤维不会起毛，增强了抗张强度，具有优异的耐磨损性、抗静电性、吸水性和耐洗性。与传统“仿亚麻涂饰”相比，可以使用更简单的工艺进行改性，伴随的优点在于能够对耐碱性低的纤维改性。
具体实施方案对用于本发明中的纤维类型并不作苛求。纤维的例子包括合成纤维例如聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、聚酯纤维、尼龙纤维、丙烯酸纤维、维尼纶纤维、人造丝纤维、聚氯乙烯纤维和聚偏二氯乙烯纤维；天然纤维例如棉花、纤维素和大麻；以及动物纤维例如羊毛、丝绸和开司米。在本发明中，也可以适当地使用较为不耐碱的动物纤维例如羊毛、丝绸和开司米以及聚酯和羊毛的混合物。这里使用的术语“纤维”包括细线状或纱状纤维即细线、编织织物或线状纤维的织物，或者无纺织物或者线状纤维的织物。
本发明中所使用的低取代度纤维素醚是指纤维素醚中纤维素的葡萄糖环的羟基中的氢原子被烷基基团和/或羟烷基基团取代，只要摩尔取代度为0.05到1.3，优选为0.1到0.7。纤维素醚应当不会溶解在水中，而是在经受高剪切力时能够提供稳定性高的分散液。如果摩尔取代度低于0.05，则在对这种纤维素醚施加剪切力时这种纤维素醚不会提供稳定的分散液。与之相反，当摩尔取代度超过1.3时，在水中的溶解性随着耐洗性可能性的降低而增加。
在本说明书中，低取代度纤维素醚此后称为低取代纤维素醚。
这种低取代度纤维素醚的例子包括低取代烷基纤维素例如低取代甲基纤维素和低取代乙基纤维素；低取代羟烷基纤维素例如低取代羟乙基纤维素和低取代羟丙基纤维素；低取代羟烷基烷基纤维素例如低取代羟丙基甲基纤维素、低取代羟乙基甲基纤维素和低取代羟乙基乙基纤维素。这些中，低取代羟丙基纤维素是优选的。
根据本发明的纤维改性是通过如下过程实现的包括在剪切力下在水或碱浓度为1重量％或者更小的稀碱水溶液中悬浮或分散如上述列举的低取代纤维素醚，通过涂覆或浸渍使剪切过的分散液涂到纤维上，如果需要，用离心脱水机、砑光机、刮刀式涂胶机等除去涂在纤维上的过量分散液，然后干燥附着的纤维。
在本说明书中，将剪切之前的低取代纤维素醚分散液称为要被剪切的分散液，以及将剪切之后的低取代纤维素醚分散液称为剪切过的分散液。
要被剪切的低取代纤维素醚分散液可以通过在水或碱浓度为1重量％或者更小，尤其为0.5重量％或者更小的稀碱水溶液如氢氧化钠或氢氧化钾等溶液中添加和分散而得到。要被剪切的分散液也可以通过这样得到在碱浓度为2到25重量％，尤其3到15重量％的碱溶液如氢氧化钠或氢氧化钾溶液中溶解低取代纤维素醚，然后用当量酸或者得到酸的浓度为1重量％或更小的稀碱水溶液所需要的酸量中和该碱溶液，由此使该低取代纤维素醚沉淀到该溶液中。
为了通过对其施加剪切力而得到低取代纤维素醚在水或稀碱水溶液中的分散液，可以使用其中使要被剪切的低取代纤维素醚分散液中分散的颗粒相互碰撞以磨碎颗粒的这种方法，或者其中使颗粒与碰撞板碰撞以碾压和研磨颗粒的这种方法，虽然方法并不局限于此。通过待剪切的低取代纤维素醚分散液的颗粒相互碰撞或者通过与碰撞板的碰撞而制备剪切过的低取代纤维素醚分散液的设备类型不作苛求，包括例如振动球磨机、胶体研磨机、均相混合机、均化器等。它们可以在市场上购买到。例如，作为胶体研磨机可以使用由Masuko SangyoCo.，Ltd制造的MASSCOLLOIDER或CERENDIPITOR。从制备均匀剪切的分散液的观点出发，优选的均化器是那些，在高压下从阀口注射要被剪切的分散液以使低取代纤维素醚(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“高压均化器”等、使用超声波振动的“超声波均化器”如Nippon Seiki Co.，Ltd等制造的“超声波均化器”等。也可以使用经这些设备反复处理过的剪切过的分散液。
而且，为了制备剪切过的分散液，如JP-A 2002-204951所描述的，低取代纤维素醚可以溶解在碱浓度为2到25重量％，尤其为3到15重量％的如氢氧化钠或氢氧化钾等的碱水溶液中，然后通过胶体研磨机在剪切下辊磨该碱性溶液，或者使用如上所述的均化器通过碰撞研磨该碱性溶液，同时用当量酸(氢氯酸、硫酸等)或得到碱的浓度为1重量％或更小的溶液所需要的酸量中和该溶液，由此得到剪切过的分散液。
可以如下进行低取代纤维素醚的碰撞。
在10到250MPa压力下使要被剪切的低取代纤维素醚分散液从每个喷嘴注射，使得要被剪切的分散液以90到180°，优选95到178°，更优选100到170°的碰撞角度相互碰撞。可替代地，在70到250MPa压力下使要被剪切的低取代纤维素醚分散液从喷嘴注射，使得要被剪切的分散液以90到180°，优选95到178°，更优选100到120°的碰撞角度与碰橦板碰撞。碰撞的数量应当优选为1到200，尤其是5到120。应当优选所进行的碰撞可以足以使低取代纤维素醚颗粒精细到其平均长度减少到1/4或低于1/4，优选1/5到1/100，更优选1/6到1/50，最优选1/7到1/20。该平均长度是作为在偏光显微镜或透射式电子显微镜的缩影照片中测得至少50个低取代纤维素醚颗粒长度值的平均值而得到的。在压力范围之外，不能确保碰撞角度和碰撞数量令人满意且均匀的分散液，并且低取代纤维素的分子量会极低，纤维素手感或质地的改进可能就不会得到令人满意的效果。
在通过辊磨分散低取代纤维素醚的情况下，优选辊磨低取代纤维素醚，使得给要被剪切的分散液施加至少500秒-1，优选至少1000秒-1，更优选至少1500秒-1的剪切力。可以反复或者不断施加剪切力，并且施加剪切力的次数为1到60，优选为10到60。少于1次，分散程度不充分，结果降低了低取代纤维素醚的成膜性质。多于60次会使低取代纤维素醚的聚合度降低，结果降低了膜强度。
另一方面，剪切过的分散液中低取代纤维素醚的浓度为0.5到20重量％，优选为1到10重量％。如果浓度低于0.5重量％，则认为没有改进纤维手感的效果或效果很小。当浓度超过20重量％时，则剪切过的分散液粘度太大以至于不能获得预定量被涂到纤维上的纤维素醚。
使用涂布机如单线涂胶机(one-thread sizing mchine)、刮刀涂布机、转移涂布机和气刀涂布机，或者使用浸渍机例如预湿型、浮动型和刮柄型在剪切过的分散液中浸渍纤维来进行低取代纤维素醚分散液的涂布或涂覆。在完成涂布操作之后，在接近100℃的温度下干燥纤维，得到适于本发明目的的手感或质地得到改进的纤维产品。
适当地确定粘附到纤维上的剪切过的低取代纤维素醚分散液量，吸收量即(被涂覆的剪切过的低取代纤维素醚分散液的重量/纤维基体的重量)×100，为10到500重量％，优选20到300重量％。当吸收量小于10重量％时，纤维的低取代纤维素醚涂层变小，纤维可能没有得到令人满意的改进。相反，当吸收量超过500重量％时，得到的纤维的手感变得更差，并且在透气性和手感如平滑触感方面不会获得与所使用的数量大大对应的改进程度。
通过上述干燥使低取代纤维素醚凝固到纤维上。在本发明的实际应用中，在剪切过的分散液涂覆到纤维上的同时或者之后将交联剂或树脂水乳液涂覆到纤维上，然后干燥并进行热处理，从而在交联剂的帮助下发生交联反应或者使树脂水乳液转化成固化膜。最后，得到的纤维在耐洗性方面得到改进。就此而论，在加热步骤期间引发交联反应和树脂阽乳液转化成固化膜。无论是交联反应还是树脂乳液转化成固化膜，都有助于提高纤维和低取代纤维素醚之间的粘附，由此改进了耐洗性。
本发明中使用的交联剂可以是与纤维素醚分子中剩余的羟基反应而由此引发交联反应的任何一种。这种交联剂是如“交联剂手册”(1981年10月20日由Taiseisha Co.，Ltd出版)中所述的能够与羟基反应的那些交联剂。具体例子包括环氧化合物如乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、丙三醇多缩水甘油醚、双甘油多缩水甘油醚、山梨糖醇多缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油基醚、丁基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、烷基酚缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、三丙二醇二缩水甘油醚、新戊基缩水甘油醚，1，6-己二醇，二缩水甘油醚、甘油多缩水甘油醚、双甘油多缩水甘油醚、甲苯基缩水甘油基醚、具有3到15个碳原子的脂肪族二缩水甘油醚、一缩水甘油基醚、环氧丙烯酸酯、双酚A、丁基缩水甘油基醚丙烯酸酯、乙二醇二缩水甘油基醚丙烯酸酯、三羟甲基丙烷多缩水甘油醚多丙烯酸酯、对苯二酸二缩水甘油醚丙烯酸酯、邻苯二甲酸二缩水甘油酯、螺环乙二醇二缩水甘油醚等；二醛如乙二醛；甲醛交联剂如尿素甲醛；和异氰酸酯交联剂如苯甲胺异氰酸酯、2，4-苯甲胺异氰酸酯的二聚物、萘-1，5-二异氰酸酯、邻-苯甲胺异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、三苯基甲烷三异氰酸酯、三-(-对-异氰酸酯苯基)硫代亚磷酸酯、聚亚甲基苯基异氰酸酯、多功能芳香族异氰酸酯、芳香族多异氰酸酯、二异氰酸1，6-亚己酯、二异氰酸三甲基1，6-亚己酯、异佛尔酮二异氰酸酯、嵌段多异氰酸酯、二异氰酸二甲苯酯、具有醚基和氨基甲酸酯基的含嵌段异氰酸酯的预聚物、多异氰酸酯预聚物、嵌段异氰酸酯、多异氰酸酯、不发黄的两组分多异氰酸酯、两组分多异氰酸酯、热固性多异氰酸酯等。而且，可以提到通式为SiR1R2R3R4的硅烷，其中R1代表具有1或2个碳原子的烷基、烷氧基或酰氧基，R2、R3和R4分别代表具有1或2个碳原子的烷氧基或酰氧基。
值得注意的是，剪切过的低取代纤维素醚分散液中这些交联剂的浓度不作限定，并且优选为1到30重量％，特别优选5到10重量％。如果该浓度小于1重量％，耐洗性不会令人满意地得到改进。当该浓度超过30重量％时，认为耐洗性不会得到进一步的改进。
对于使用交联剂改进耐洗性这一目的的方法，可以使用的方法是，将交联剂添加到在碰撞或剪切力下辊磨所得到的剪切过的低取代纤维素醚分散液中。将得到的剪切过的分散液涂到纤维上，干燥并且在100到170℃的温度下加热。可替代地，在涂覆剪切过的低取代纤维素醚分散液之后，可以将涂覆后的纤维浸入到交联溶液中，用离心脱水器、砑光机、刮刀式涂胶机等除去过量的交联溶液之后干燥，加热到100到170℃进行交联反应，然后干燥最终得到手感或质地得到改进的纤维。值得注意的是，无论如何，都优选加热时间为1到20分钟。
就此而论，为了使交联剂容易渗透到纤维中，可以连同交联剂一起添加0.5到1重量％的表面活性剂，表面活性剂包括烷基醚渗透剂例如丙二醇、乙二醇等，以及丙二醇和乙二醇的嵌段共聚物渗透剂。
对于本发明中所使用的树脂水乳液来说，可以使用用于以下面方式改进纤维和低取代纤维素醚之间粘附性的任意一种。在剪切过的低取代纤维素醚分散液干燥的过程中，含水乳液中树脂与低取代纤维素醚一起凝固到纤维上，并且在随后的加热步骤中转化成树脂水乳液的固化膜，使得纤维表面覆盖了该膜和低取代纤维素醚，从而改进了耐洗性。出于这个目的，可以使用通常用于纤维树脂涂饰的树脂水乳液，包括聚氨基甲酸酯树脂水乳液、丙烯酸树脂水乳液、醋酸乙烯酯树脂水乳液、乙烯/乙酸乙烯酯水乳液、环氧树脂水乳液、活性有机聚硅氧烷O/W乳液、SBR胶乳等。这些中，优选聚氨基甲酸酯树脂水乳液和活性有机聚硅氧烷O/W乳液。
聚氨基甲酸酯树脂水乳液包括通过聚醚如聚氧化亚乙基二醇、聚氧化亚丙基二醇和聚氧化亚丁基二醇与二异氰酸酯如甲代亚苯基二异氰酸酯、3，3`-二甲代亚苯基4，4`-二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、3，3-二甲基二苯甲烷二异氰酸酯以及4，4`-二异氰酸酯等之间的反应制得的各种类型乳液。
对于活性有机聚硅氧烷O/W乳液来说，可以提及在美国专利No.4221688和Kunio Ito编辑的硅树脂手册(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氢-聚硅氧烷、端羟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键合有两个羟基的有机聚硅氧烷得到的那些乳液。对于促进这些活性有机聚硅氧烷O/W乳液的交联反应的催化剂来说，可以使用金属盐，如锡、铅、锌、钴、锰、铬、锆、钛和铂。尤其是，优选使用JP-B 34-4199中描述的乙酸锆和JP-B 51-9440中描述的氯铂氢酸。不对催化剂的量作限定，并且在使用的乳液中对于每100份活性有机聚硅氧烷，促进交联反应的催化剂有效量为0.001到120重量份，优选为0.005到110重量份。不限定O/W乳液中颗粒尺寸，并且考虑到其稳定性为0.01到100μm，优选0.1到80μm。
对于对纤维进行含水树脂的固化膜的涂覆以及与低取代纤维素醚一体化来说，可以使用这样的方法其中将树脂水乳液添加到剪切过的低取代纤维素醚分散液中，然后在将低取代纤维素醚涂到纤维上时，树脂水乳液连同低取代纤维素醚一起涂覆到纤维上，然后加热使含水树脂转化成固化膜。可替代地，将剪切过的低取代纤维素醚分散液涂覆到纤维上并且干燥。然后，将得到的纤维浸渍到含水树脂乳液中，随后加热使含水树脂转化成固化膜。在这种情况下，加热条件就是那些足以使树脂水乳液转化成固化膜的条件，并且优选包括加热温度为80到150℃以及加热时间为1到20分钟。要注意的是，不对剪切过的低取代纤维素醚倒分散液中含水树脂的浓度作限定，优选为1到30重量％，更优选为5到10重量％。如果该浓度小于1重量％，则耐洗性得不到令人满意的改进。另一方面，当该浓度超过30重量％时，认为耐洗性不会得到进一步的改进。
由本发明的改性纤维得到的细线制得的衣服和织物在透气性方面得到了改进，并且具有平滑的触感和柔性。如果向剪切过的低取代纤维素醚分散液中添加大约1到20重量％的氧化钛，可以得到具有光催化功能的衣服或织物。可替代地，染料或颜料可以添加到剪切过的低取代纤维素醚分散液中用于着色。除此之外，所有类型的无机材料、有机材料和天然材料也可以以不妨碍本发明目的的数量添加到剪切过的低取代纤维素醚分散液中，得到所希望的改性纤维。
实施例示出实施例说明本发明，其不应当构成对本发明的限制。还示出了比较例。值得注意的是，除非另有说明，下述实施例和比较例中，纤维素醚的取代度是指摩尔取代度。
实施例1将50g表1中示出的低取代纤维素醚分散到950g 0.5wt％的氢氧化钠水溶液中，然后使用由Sugino Machine Ltd制造的相对碰撞单元“ALTEMIZER”在150MPa压力下对待剪切的分散液进行高压分散。反复进行此高压分散过程10次，制得剪切过的低取代纤维素醚分散液。在每100g剪切过的纤维素醚分散液中添加8g二苯甲烷二异氰酸酯制得分散液样品。接下来，将织梳机棉线(Knit Comber cotton thread)#30/1浸渍到分散液中并且用滚筒砑光机对其挤压，吸收量为108％，随之干燥，然后在145℃加热10分钟得到样品。
将以这种方式得到的每个样品经过下述测试方法评定起毛性、抗张强度、耐磨损性、抗静电性、吸水性和耐洗性。结果示于表1中。
实施例2到8将50g表1中示出的低取代纤维素醚分散到950g水中，然后使用由SuginoMachine Ltd制得的相对碰撞单元“ALTEMIZER”在150MPa压力下对待剪切的分散液进行高压分散。反复进行此高压分散过程10次，制得剪切过的低取代纤维素醚分散液。在每100g剪切过的纤维素醚分散液中添加8g二苯甲烷二异氰酸酯制得分散液样品。接下来，将织梳机棉线(Knit Comber cotton thread)#30/1或羊毛#2/48浸渍到该分散液中并且用滚筒砑光机对其挤压，吸收量为108％，随之燥，然后在145℃加热10分钟得到样品。
将以这种方式得到的每个样品经过下述测试方法评定起毛性、抗张强度、耐磨损性、抗静电性、吸水性和耐洗性。结果示于表1中。
实施例9将50g表1中示出的低取代纤维素醚分散到950g水中，然后使用由SuginoMachine Ltd.制造的相对碰撞单元“ALTEMIZER”在150MPa压力下对待剪切的分散液进行高压分散。反复进行此工序10次，制得剪切过的低取代纤维素醚分散液。在每100g剪切过的纤维素醚分散液中添加8g聚氧化亚乙基二醇和二苯甲烷二异氰酸酯的交联产物作为交联型聚氨基甲酸酯树脂水乳液制得分散液样品。接下来，将羊毛#2/48浸渍到该分散液中并且用滚筒砑光机对其挤压，吸收量为108％，然后在95℃加热20分钟得到样品。将由此得到的样品进行下述测试方法，结果示于表1中。
实施例10将50g表1中示出的低取代纤维素醚分散到950g 0.5wt％的氢氧化钠水溶液中，然后使用由Sugino Machine Ltd制造的相对碰撞单元“ALTEMIZER”在150MPa压力下对待剪切的分散液进行高压分散。反复进行此高压分散过程10次，制得剪切过的低取代纤维素醚分散液。在每100g剪切过的纤维素醚分散液中添加8g二苯甲烷二异氰酸酯制得分散液样品。接下来，将羊毛#2/48浸渍到这个分散液中并且用滚筒砑光机对其挤压，吸收量为108％，继之干燥，然后在145℃加热10分钟得到样品。
将以这种方式得到的每个样品经过下述测试方法评定起毛性、抗张强度、耐磨损性、抗静电性、吸水性和耐洗性。结果示于表1中。
实施例11到13将50g表1中示出的低取代纤维素醚分散到950g水中，然后使用由SuginoMachine Ltd制得的相对碰撞单元“ALTEMIZER”在150MPa压力下对该待剪切分散液进行高压分散。反复进行此高压分散过程10次，制得剪切过的低取代纤维素醚分散液。在每100g剪切过的分散液中添加8g二苯甲烷二异氰酸酯制得分散液样品。接下来，将纱线支数均为#2/60的聚酯和羊毛的混纺细线浸渍到该分散液中并且用滚筒砑光机对其挤压，吸收量为108％，随之干燥，然后在145℃加热10分钟得到样品。根据下述测试方法评定以这种方式得到的样品，结果示于表1中。
比较例1将羊毛#2/48浸渍到纤维胶样品溶液中，该纤维胶样品溶液含有8重量％作为纤维素计算的由Nippon Paper Industries Co.，Ltd制造的粉状纤维素KCFloc W 100，6重量％的氢氧化钠和2.5重量％的二硫化碳。结果，发现羊毛溶出，因此不能对该羊毛进行改性。
比较例2将羟丙基取代度为0.25的低取代度纤维素醚50g分散在475g水中，将475g 20wt％氢氧化钠的水溶液添加到其中，制得纤维素醚的氢氧化钠水溶液。将纱线支数均为#2/60的聚酯和羊毛的混纺细线浸渍到该溶液中。结果，发现混纺细线溶出，因此不能对该细线进行改性。
起毛性使用由Shikibo Ltd.，制造的光学起毛检测器F-指数测试器，确定具有2mm或更低、3mm或更低、4mm或更低水平高度的绒毛的总重量与没有处理过的细线的初始重量之间的比率。
抗张强度使用由A&D Co.，Ltd.制造的Tesilon抗张强度测试器，对十根长度为100mm的细线进行抗张强度测量，计算其与没有处理过的细线抗张强度之间的比率。
耐磨损性使用Hiruta`s耐磨损测试器确定样品细线断裂之前的循环次数，由此通过用该数除以没有处理过的细线断裂前的循环次数计算得到数值。
抗静电性根据JIS L 1094-1980的方法测量半衰期来确定抗静电性，用作与没有处理过的细线抗静电性之间的比率。
吸水性根据JIS L 1096-1979的方法，测量十分钟内吸水的长度，从而确定与没有处理过的细线长度之间的比率。
耐洗性根据在JIS L 0844中描述的方法清洗测试细线，并且在清洗之后用显微镜观察。当起毛程度比没有处理过的减轻得更显著时，这种改性过的细线评定为“◎”。
表1
权利要求
1.一种纤维改性方法，包括如下步骤在剪切力下在水或碱浓度为1重量％或者更小的稀碱水溶液中分散摩尔取代度为0.05至1.3烷基和/或羟烷基的低取代纤维素醚，将得到的分散液和交联剂或树脂水乳液涂覆到纤维上，以及对该涂覆了分散液的纤维进行热处理。
2.根据权利要求1的纤维改性方法，其中所述交联剂为异氰酸酯化合物。
3.根据权利要求1的纤维改性方法，其中所述树脂水乳液为聚氨基甲酸酯树脂水乳液或活性有机聚硅氧烷O/W乳液。
4.根据权利要求1的纤维改性方法，其中所述低取代纤维素醚为摩尔取代度为0.1至0.7的低取代羟丙基纤维素。
5.根据权利要求1的纤维改性方法，其中通过如下方法制得通过对其施加剪切力而得到低取状纤维素醚在水或稀碱水溶液中的分散液在使用振动球磨机、胶体研磨机、均相混合机或均化器使分散在要被剪切的低取代纤维素醚分散液中的颗粒相互碰撞或与碰撞板碰撞来研磨。
6.根据权利要求5的纤维改性方法，其中将低取代纤维素醚溶解在碱性水溶液中，然后用当量酸或得到碱的浓度为1重量％或更小的溶液所需要的酸量中和该碱溶液，由此使低取代纤维素醚沉淀到其中而制得要被剪切的低取代纤维素醚分散液。
7.根据权利要求1的纤维改性方法，其中可以通过如下方法制得通过对其施加剪切力而得到低取代纤维素醚在水或稀碱水溶液中的分散液其中将低取代纤维素醚溶解在碱浓度为2重量％或者更大的碱性水溶液中，然后用胶体研磨机在剪切力下辊磨该碱性溶液或者使用均化器通过碰撞研磨该碱性溶液，同时用当量酸或得到碱的浓度为1重量％或更小的该溶液所需要的酸量中和该碱溶液。
8.根据权利要求1的纤维改性方法，其中使要被剪切的低取代纤维素醚分散液在70到250MPa的压力下从喷嘴中注射，从而使要被剪切的低取代纤维素醚分数液相互碰撞，或者以90到180°的碰撞角度和1到200这足以使低取代纤维素醚的颗粒精细到其平均长度减少到1/4或低于1/4的碰撞数量与碰撞板碰撞，由此获得到剪切了的低取代纤维素醚分散液。
9.根据权利要求1的纤维改性方法，其中通过至少用500秒-1的1倍至60倍的剪切力辊磨要被剪切的低取代纤维素醚分散液来研磨低取代纤维素醚颗粒，由此得到剪切过的低取代纤维素醚分散液。
10.根据权利要求1的纤维改性方法，其中在剪切过的分散液中低取代纤维素醚的浓度为0.5到20重量％，并且使剪切过的低取代纤维素醚分散液以吸收量为10到500重量％的量涂覆到纤维上。
11.根据权利要求1的纤维改性方法，其中在涂覆交联剂之后，在100到170℃的温度下进行1到20分钟的热处理。
12.根据权利要求1的纤维改性方法，其中在涂覆树脂水乳液之后，在80到150℃的温度下进行1到20分钟的热处理。
全文摘要
提供一种纤维改性方法，该方法包括在剪切力下在水中悬浮并分散摩尔取代度为0.05至1.3烷基和/或羟烷基的低取代纤维素醚，将得到的分散液和交联剂或树脂水乳液涂覆到纤维上，然后对该涂覆了的纤维进行热处理。
文档编号D21H11/20GK1740440SQ200510106
公开日2006年3月1日 申请日期2005年6月30日 优先权日2004年6月30日
发明者丸山直亮, 早川和久, 谷冈庄治, 都筑秀典, 鹿野刚, 河村博司, 早田常夫 申请人:爱知县, 一宫地方产业时装设计中心, 信越化学工业株式会社