具体实施方式

以下，更加详细地说明本发明。

本发明的一实现例的莱赛尔纤维通过一种常规的制备方法制备而成，该方法包括如下步骤：步骤S1，通过喷丝头，对莱赛尔纤维制备用原液进行纺丝；步骤S2，使经过所述纺丝的原液通过凝固浴以凝固成长丝；步骤S3，对通过所述凝固浴的长丝进行水洗；步骤S4，利用油剂，对经过所述水洗的长丝进行水洗；步骤S5，对经过所述油剂处理的长丝进行干燥。在所述油剂处理步骤即步骤S4中，能够利用包含交联剂的油剂对莱赛尔纤维进行处理，以降低所制备的莱赛尔纤维的原纤化指数。

莱赛尔纤维的原纤化因莱赛尔纤维高分子的取向性高且纤维内分子之间的交织减少而发生，碱浓度越高，溶胀(swelling)越多，温度越高，越严重。用于使原纤化最少化的方法中，作为诱导莱赛尔纤维的纤维素分子内羟基的交联结合以减少原纤化的化学方法，以往具有代表性的是使用1,3,5-三丙烯酰基六氢-1,3,5-三嗪(TAF)作为交联剂。已知交联结合是莱赛尔纤维的纤维素分子中的羟基与TAF中的丙烯酸酰胺基通过迈克尔加成反应而进行的。

如图2中简要地所示，利用所述TAF交联剂对莱赛尔纤维进行处理，通常是在纺丝、凝固以及水洗工序之后，浸入TAF溶液之后，在110℃下进行交联约20分钟～1小时。然而，在利用TAF交联剂的方法中，TAF不与水发生反应，因此，需要在高温的蒸汽(steam)条件下实施反应的汽蒸(steaming)工序201。另外，在汽蒸工序之后也进一步需要水洗工艺，因此，现有工艺在能耗方面非常不利。

与之相反，在本发明的一实现例中，在利用油剂进行处理的工序中，使油剂和交联剂共同存在于油剂溶液中，以便能够在利用油剂对莱赛尔纤维进行处理的同时，使交联剂作用于莱赛尔纤维，或配备包含交联剂的反应浴，从而不需要进一步消耗时间和能量的汽蒸工序。为此需要引入新型交联剂，优选与纤维素的羟基反应性高的交联剂。

所使用的油剂可以在制备莱赛尔纤维之后根据所使用的用途而具备多种组成，通常以水溶液状态存在。因此，与羟基反应性高的交联剂会在油剂内与水分发生反应，因此，需要进行适当的处理，以避免交联剂与油剂共同存在时与水分发生反应，以在干燥步骤中活化官能团的反应位点。

以下，参照图1，按照步骤具体地公开本发明的一具体例的莱赛尔纤维的制备方法。图1简要地示出了用于本发明的一具体例的莱赛尔纤维的制备方法的装置和工序。

步骤S1

步骤S1是通过喷丝头，对莱赛尔纤维制备用原液进行纺丝的步骤。莱赛尔纤维制备用原液包含能够供给纤维素的浆料和作为溶剂组分的NMMO水溶液。所述浆料只要是纤维素的供给源即可，可以源自废纸、木材等。当旨在通过原料来减少原纤化时，既可以利用分离自棉花的纤维长度短的棉绒(linter)浆料，也可以利用提取自竹子的竹浆。

所述纺丝用原液可以包含60～94重量％的NMMO水溶液作为溶剂组分。当所述NMMO水溶液的含量小于60重量％时，溶解粘度大幅提高，因此，不优选，当大于94重量％时，需要提高纺丝温度，因此，NMMO会发生分解。

所述喷丝头起到使纺丝用原液通过以形成为纤维状的长丝并将所形成的长丝通过气隙吐出到凝固液的作用。从喷丝头吐出所述纺丝用原液的工序可以在80℃～130℃下进行。

步骤S2

步骤S2是使经过纺丝的原液通过凝固浴13和14以凝固成长丝的步骤。通过喷丝头并形成为长丝状的纺丝原液可以通过凝固液的温度为10～30℃的凝固浴。能够将凝固液的温度保持在上述范围并对所吐出的纤维赋予适当的拉伸比，以提高纺丝性并调节物理特性。

步骤S3

步骤S3是对凝固的莱赛尔纤维长丝进行水洗的步骤。在水洗步骤中，能够将在所述步骤S2中获得的莱赛尔纤维长丝引入到水洗浴15以进行水洗。当需要时，所述凝固的莱赛尔纤维长丝可以通过牵引辊(未图示)引入到水洗浴。在所述步骤S3中，考虑到水洗之后溶剂的回收及再利用可能性，可以使用温度为10℃～100℃的水洗液。所述水洗液可以是水(water)，并且可以根据需要向水添加其他功能性组分。

步骤S4

利用油剂，对经过所述水洗的长丝进行处理的步骤是步骤S4。所述油剂处理步骤起到减少在常规的后加工工序中长丝与干燥辊以及引导件等接触时的摩擦的功能。利用油剂进行处理的方法，例如，如图1中的附图标记16简要地示出，可以是经过所述水洗的长丝完全地浸入油剂溶液内以在长丝上涂布油剂。需要以使油剂均匀地涂布于所述长丝的方式进行处理，这能够通过调节使长丝进入到油剂浴16的进入辊与从所述油剂浴向干燥步骤放出所述长丝的放出辊的压力差的方法来达成。

交联剂

用于减少莱赛尔纤维长丝的原纤化的交联剂可以与所述步骤S4中的油剂处理同时进行。这能够通过向油剂浴16添加交联剂来达成。即，使油剂和交联剂共同包含于油剂溶液中，以同时利用油剂和交联剂对长丝进行处理。长丝上会同时进行油剂的处理和交联剂的处理，因此，优选适当地调节与油剂一同添加的交联剂的量，以使原纤化减少效率最大化，在这方面，与油剂一同添加的交联剂的含量可以是0.001％～5.0％。

在本发明的一具体例中，可利用的交联剂可以由以下化学式1表示。

化学式1：

在所述化学式1中，R1、R2以及R3分别独立地表示R-N＝C＝O的相同或不同的官能团，所述R分别独立地表示碳原子数为2～20的烷基、烯基、炔基或芳基。

对莱赛尔纤维长丝进行处理的油剂组分通常是水性的，因此，作为由交联剂与纤维素进行交联反应的反应位置的官能团会与水发生反应。此时，交联剂的添加可能无法达成原定的目的，因此，可以对与油剂共同存在于油剂浴中的交联剂进行适当的处理，以避免与油剂的水分发生反应。所述处理可以包括利用封端(end capping)试剂进行处理以避免反应位置的官能团与水发生反应。

经过所述封端试剂处理的交联剂能够在下述干燥步骤S5中与莱赛尔纤维的纤维素分子内羟基形成交联结合。干燥步骤通常可以在80～170℃的干燥腔室(chamber)中实施，且能够在所述干燥温度下达到能够使封端剂从官能团脱离以使官能团与羟基进行反应的温度。例如，当利用二甲基吡唑(Dimethyl pyrazzole，DMP)作为封端剂对异氰酸酯基(isocynate group)进行封端时，被封端的交联剂的官能团能够在约120℃下重新复原成异氰酸酯基。所复原的交联剂的异氰酸酯基能够与莱赛尔纤维长丝的纤维素分子内羟基进行反应并形成交联结合，从而消除原纤化的原因。

所述交联剂可以包含两个以上的与所述纤维素分子内羟基进行反应的官能团，并且所述官能团可以是异氰酸酯基(isocyanate group)。

本发明的一具体例中能够优选利用的交联剂可以包括包含异氰酸酯基作为官能团的HDI异氰脲酸酯三聚体(HDI isocyanurate trimer)。

HDI异氰脲酸酯三聚体(isocyanurate trimer)

所述HDI异氰脲酸酯三聚体的异氰酸酯基与纤维素的羟基发生反应而形成较强的氨基甲酸酯(urethane)键。

所述氨基甲酸酯键反应速度迅速，因此，可以优选使用所述HDI异氰脲酸酯三聚体作为交联剂。

在本发明的一具体例中，当利用HDI异氰脲酸酯三聚体作为交联剂，利用二甲基吡唑(Dimethyl pyrazole，DMP)作为封端剂时，HDI异氰脲酸酯三聚体的异氰酸酯基与DMP结合，以钝化状态与油剂共同包含于油剂浴中，经过以120℃准备的干燥步骤，被封端的异氰酸酯基复原并与莱赛尔纤维的纤维素分子内羟基发生交联结合，从而能够减少莱赛尔纤维的原纤化。

步骤S5

步骤S5是对经过油剂和交联剂处理的莱赛尔纤维长丝进行干燥的步骤。所述干燥步骤可以在干燥腔室17中以80～170℃范围进行，可以在110～140℃下进行至少40秒，以将长丝的回潮率保持为8％～10％。

以下，提出优选实施例以帮助理解本发明，但以下实施例仅用于演示本发明，本发明的范围不限于以下实施例。

根据本发明的另一实现例，提供莱赛尔短纤维的制备方法。短纤维表示天然纤维或由长丝切割而成的长度。短纤维表示20mm～200mms水准的短纤维，除蚕丝以外的一般的天然纤维以短纤维的形态存在，可根据用途直接使用或制备成细纱(spun yarn)使用。

人造纤维可以被加工成长丝，也可以将其切割以加工成短纤维。本发明的一实现例的莱赛尔短纤维可以通过将实施所述S1～步骤S5制备的莱赛尔纤维长丝切割制备。

在本发明的另一实现例中，莱赛尔短纤维能够通过包括如下步骤的方法制备。

(a)通过喷丝头，对莱赛尔纤维制备用原液进行纺丝；

(b)使经过所述纺丝的原液通过凝固浴以凝固成长丝；

(c)将在所述步骤(b)中获得的长丝切割以获得短纤维；

(d)对所述短纤维进行水洗；

(e)利用油剂和交联剂，对所述短纤维进行处理；以及

(f)对经过所述油剂和交联剂处理的短纤维进行干燥。

在该制备方法中，步骤(a)与制备长丝的方法相同。莱赛尔纤维制备用原液包含能够提供纤维素的浆料和作为溶剂组分的NMMO水溶液。所述浆料只要是纤维素的供给源即可，可以源自废纸、木材等。当旨在通过原料来减少原纤化时，既可以利用分离自棉花的纤维长度短的棉绒浆料，也可以利用提取自竹子的竹浆。

所述纺丝用原液可以包含60～94重量％的NMMO水溶液作为溶剂组分。当所述NMMO水溶液的含量小于84重量％时，溶解粘度会大幅提高，当大于94重量％时，纺丝温度过高，NMMO会发生，因此不利。

所述喷丝头起到使通过其中的纺丝用原液形成为纤维状的长丝并将所形成的长丝通过气隙吐出到凝固液的作用。从喷丝头吐出所述纺丝用原液的工序可以在80℃～130℃下进行。

所述步骤(b)是使经过纺丝的原液通过凝固浴以凝固成长丝的步骤。通过喷丝头并形成为长丝状的纺丝原液可以通过凝固液的温度为10℃～30℃的凝固浴。能够将凝固液的温度保持在上述范围并对所吐出的纤维赋予适当的拉伸比，以提高纺丝性并调节物理特性。

步骤(c)是将在所述步骤(b)中获得的长丝切割以获得短纤维的步骤。在所述步骤(b)中吐出的长丝可以在被切割为短纤维之前缠绕(winding)在绕纤筒等，可以形成卷曲。与是否具有缠绕工序无关地，可以利用旋转切割机等切割长丝，并且本领域技术人员能够明确地理解切割长丝的方法。切割长度可以根据纤维的组成和最终用途而不同，通常用于棉织物的短纤维的长度可以是20mm～80mm。

步骤(d)和步骤(e)是对在步骤(c)中获得的短纤维进行水洗并利用油剂和交联剂进行处理的步骤。在本发明的一实现例中，步骤(d)和步骤(e)可以以在步骤(d)之后进行步骤(e)的方式实施，或同时进行。当先进行步骤(d)时，可以将经过切割的短纤维引入到水洗浴中以进行水洗。水洗液可以是温度为10℃～100℃的水，并且可以根据需要来添加其他功能性组分。

之后，可以将短纤维引入到用于油剂处理的油剂浴中。当利用油剂进行处理时，可以向油剂浴添加油剂和交联剂，以一同实现油剂的处理和交联剂的处理。此时所使用的交联剂可以由以下化学式1表示。

化学式1：

在所述化学式1中，R1、R2以及R3分别独立地表示R-N＝C＝O的相同或不同的官能团，所述R分别独立地表示碳原子数为2～20的烷基、烯基、炔基或芳基。

对莱赛尔纤维长丝进行处理的油剂组分通常是水性的，因此，作为由交联剂与纤维素进行交联反应的反应位置的官能团会与水发生反应。此时，交联剂的添加可能无法达成原定的目的，因此，可以对与油剂共同存在于油剂浴中的交联剂进行适当的处理，以避免与油剂的水分发生反应。所述处理可以包括利用封端(end capping)试剂进行处理以避免反应位置的官能团与水发生反应。

经过所述封端试剂处理的交联剂能够在下述干燥步骤S5中与莱赛尔纤维的纤维素分子内羟基形成交联结合。干燥步骤通常可以在80～170℃的干燥腔室(chamber)中实施，且能够在所述干燥温度下达到能够使封端剂从官能团脱离以使官能团与羟基进行反应的温度。例如，当利用二甲基吡唑(Dimethyl pyrazzole，DMP)作为封端剂对异氰酸酯基(isocynate group)进行封端时，被封端的交联剂的官能团能够在约120℃下重新复原成异氰酸酯基。所复原的交联剂的异氰酸酯基能够与莱赛尔纤维长丝的纤维素分子内羟基进行反应并形成交联结合，从而消除原纤化的原因。

所述交联剂可以包含两个以上的与所述纤维素分子内羟基进行反应的官能团，并且所述官能团可以是异氰酸酯基(isocyanate group)。

本发明的一具体例中能够优选利用的交联剂可以包括包含异氰酸酯基作为官能团的HDI异氰脲酸酯三聚体(HDI isocyanurate trimer)。

所述HDI异氰脲酸酯三聚体的异氰酸酯基与纤维素的羟基发生反应形成较强的氨基甲酸酯(urethane)键。

所述氨基甲酸酯键反应速度迅速，因此，可以优选使用所述HDI异氰脲酸酯三聚体作为交联剂。

在本发明的一具体例中，当利用HDI异氰脲酸酯三聚体作为交联剂，利用二甲基吡唑(Dimethyl pyrazole，DMP)作为封端剂时，HDI异氰脲酸酯三聚体的异氰酸酯基与DMP结合，以钝化状态与油剂共同包含于油剂浴中，经过以120℃准备的干燥步骤，被封端的异氰酸酯基复原并与莱赛尔纤维的纤维素分子内羟基发生交联结合，从而能够减少莱赛尔纤维的原纤化。

步骤(f)是对经过油剂和交联剂处理的莱赛尔短纤维进行干燥的步骤。干燥步骤可以通过用于制备短纤维的常规的方法进行，并且可以基于考虑最终获得的短纤维的回潮率来调节温度和时间。

以下，提出优选实施例以帮助理解本发明，但以下实施例仅用于演示本发明，本发明的范围不限于以下实施例。

实施例

将软木浆料片材(GP公司，聚合度(DP)800)投入到安装有100目过滤器的粉碎器以制备长度为1700μm以下的浆料粉末。使所述浆料粉末在50重量％的NMMO水溶液中溶胀。此时，所述NMMO水溶液中浆料的含量为6重量％，并添加了0.01重量％含量的抗氧化剂。

利用旋转阀型泵，以16kg/小时的速度将溶胀的所述浆料注入到保持90℃的内部温度和50mmHg的绝对压力的捏合机，并去除水分，以使50重量％的NMMO水溶液变成89重量％的NMMO水溶液，并在将浆料完全溶解之后，通过排除螺杆排出纺丝用原液。

利用基于如图1中的构成的纺丝装置，对所述莱赛尔纤维制备用原液进行纺丝、凝固、水洗、油剂处理以及干燥，以制备莱赛尔长丝纤维。

将所述莱赛尔纤维制备用原液调节为最终长丝总纤度为60,000旦，并使用喷嘴数为40,00个、喷嘴直径为0.1mm的喷嘴来进行纺丝。此时，纺丝喷嘴与凝固浴之间留有40mm的空气层，并且所述空气层以1,500m³/hr的风量向被吐出的原液供给10℃的冷却空气。

在将通过所述气隙并在第一凝固浴和第二凝固浴中凝固的复丝在由八段构成的水洗设备中利用水进行水洗之后，使经过所述水洗的长丝通过包含交联剂的油剂浴。

在油剂浴中，将经过所述水洗的长丝浸入油剂和交联剂中。交联剂使用HDI异氰脲酸酯三聚体，且所述交联剂为异氰酸酯基被二甲基吡唑封端的状态，同时利用其与油剂对莱赛尔纤维长丝进行处理。

在120℃氛围下，对经过油剂和交联剂处理的所述莱赛尔纤维长丝进行干燥60秒，以使所述莱赛尔纤维长丝的回潮率成为约9％。

比较例

对莱赛尔纤维长丝以与所述实施例相同的条件进行纺丝、凝固以及水洗处理后，使其通过不包含交联剂的油剂浴之后，在120℃氛围下，对仅经过油剂处理的莱赛尔纤维长丝进行干燥60秒，以使所述莱赛尔纤维长丝的回潮率成为约9％。

实验例-原纤化指数的测量

将莱赛尔纤维长丝切割为2mm的长度，取0.02g之后，放入5mL的量筒，然后添加2.2mL的氢氧化钠(NaOH)。密封量筒，利用混合器(shaker)以30Hz的频率混合15分钟，以使莱赛尔纤维长丝之间发生摩擦，从而诱导原纤发生。

取经过所述摩擦处理的莱赛尔纤维长丝并平铺在玻璃平板上之后，利用光学显微镜对原纤化指数(Fibril Index，FI)进行评价。

原纤化指数以等级表示，按照每单位长度(通常0.1mm)中原纤的数量，将原纤化指数分为5级～9级表示。

利用所述实验例的方法，使在实施例中制备的经过交联剂处理的莱赛尔纤维长丝和在比较例中制备的莱赛尔纤维长丝分别产生原纤。图3示出了在所述实验之后经过交联剂处理的实施例的莱赛尔纤维长丝的光学显微镜照片，图4示出了能够判断在所述实验之后比较例的莱赛尔纤维长丝的原纤产生程度的光学显微镜照片。对比两张光学显微镜照片，可知本发明的实施例的莱赛尔纤维的原纤化指数非常低。

工业实用性

利用本发明的制备方法生产的莱赛尔纤维的原纤化指数低，因此，编织、染色等后加工特性优秀，能够用于服装、面膜，还由于耐摩擦性优秀而能够用于包括轮胎帘子线(tire cord)在内的工业丝等多种用途。