專利名稱：扁平可降解長(zhǎng)束纖維及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可降解纖維的制備，尤其是纖維素扁平可降解長(zhǎng)束纖維及其制備方法。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是扁平可降解長(zhǎng)束纖維系采用棉漿或木漿或其混合物通過(guò)堿化、黃化制成纖維素黃酸酯，形成原液紡絲膠，然后經(jīng)如下工藝原液紡絲膠、噴絲板紡絲、頭集束、塑化槽塑化、二集束牽伸、水洗槽、牽引機(jī)、一水洗、一脫硫、二脫硫、 二水洗、成品裝包。
在上述特定的紡絲工藝條件下再生成纖維素。因?yàn)樵摦a(chǎn)品由天然纖維素紡煉而成，元素構(gòu)成主要包括碳、氫、氧，可在自然界中完全降解為二氧化碳和水，對(duì)環(huán)境不造成污染，相對(duì)于難以分解的腈綸、滌綸等化纖產(chǎn)品，扁平可降解長(zhǎng)束纖維實(shí)現(xiàn)了綠色環(huán)保的需求，適應(yīng)了社會(huì)物質(zhì)文明水平提高與自然生態(tài)平衡相協(xié)調(diào)的發(fā)展趨勢(shì)，將成為未來(lái)化纖行業(yè)的主流發(fā)展方向。
本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)是噴絲板扁平孔形狀紡絲，該產(chǎn)品截面呈現(xiàn)異型扁平形態(tài)，表面積大，蓬松度高，彌補(bǔ)了常規(guī)長(zhǎng)束纖維彈性不足的缺點(diǎn)，同時(shí)大大改善了濕彈力差的性能，便新型扁平可降解長(zhǎng)束纖維成為環(huán)保性能高、染色性能優(yōu)良、色澤鮮艷、單絲強(qiáng)度大、彈性好的優(yōu)良原料。適用于高檔工藝品及特種服飾選用原料，尤其是制造人工綠坪的高級(jí)原料。
產(chǎn)品主要技術(shù)性能指標(biāo)如下表扁平可降解長(zhǎng)束纖維性能指標(biāo)指標(biāo)要求序號(hào) 項(xiàng)目扁平長(zhǎng)束纖維1線密度偏差率(％) ± 10.002干斷裂強(qiáng)度(CN/dtex)≥1.253干斷裂伸長(zhǎng)率(％)≥ 8.004濕斷裂強(qiáng)度(CN/dtex)≥0.555殘硫量(mg/100g)≤50.06 疵點(diǎn)(mg/100g)≤ 4.07白度偏差(％) Mo±28 含水率(％)≤ 60.09油污黃纖維(mg/100g) 010 毛絲 無(wú)11 光亮度優(yōu)良注1)Mo由用戶廠家決定。長(zhǎng)束纖維的公定回潮率為13.0％
主要工藝參數(shù)如下1、漿粕可以采用單一棉漿或木漿為原料，亦可以下述配比棉漿∶木漿＝7-3∶3-7，在此范圍內(nèi)工藝條件無(wú)差別。堿化、黃化制成纖維素黃酸酯的工藝如下此為常規(guī)工藝堿化采用一次浸漬、浸漬堿濃度為228-230g/l，溫度為58-62℃，黃化工藝如下，黃化溫度為初溫20±1℃，終溫21±1℃，二硫化碳加入量為33-34％(相對(duì)甲纖)。
2、紡絲膠甲纖8.95±0.15％含堿5.35±0.15％ NaOH粘度30-37秒 (落球法)熟成度10.5±1ml (10％NH4CL值)二硫化碳加入量31-35％，例如33％ (對(duì)甲纖木漿比例增加，二硫化碳適當(dāng)多加)3、紡絲噴絲頭規(guī)格480孔×0.08×2.4×74噴絲孔的形狀是角部為圓弧的矩形孔，亦可以是橢圓孔。
計(jì)量泵30ml/r，紡速60m/min4、凝固浴硫酸 108-137g/L，尤其是115-137g/L，125-127g/L更佳硫酸鋅9-13g/L尤其是10-13g/L，11±0.5g/L更佳硫酸鈉310-340g/尤其325±5g/L溫度 50±2℃，50±1℃更佳5、塑化浴溫度98±2℃硫酸20-25g/L6、水洗水質(zhì)軟化水 溫度常溫7、脫硫浴成分(亞硫酸鈉)溫度85±2℃濃度14±1g/L以生產(chǎn)纖度為93.6dtex的扁平可降解長(zhǎng)束纖維為例，因產(chǎn)品的特殊性，在實(shí)際生產(chǎn)中主要作了如下工藝調(diào)整1、紡絲凝固浴組成凝固浴組成中硫酸的濃度直接關(guān)系到紡絲可紡性的好壞和成品纖維的物理機(jī)械性能，由于93.6dtex纖維單絲纖度偏粗，完成反應(yīng)所需時(shí)間長(zhǎng)，在常規(guī)纖維生產(chǎn)的的豐富經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期摸索、試驗(yàn)，凝固浴濃度控制在125-127g/L。
凝固浴中硫酸鋅的含量也影響著成品纖維的物理機(jī)械性能，為提高成品纖維的強(qiáng)度，凝固浴中硫酸鋅的濃度定為11±0.5g/L。
凝固浴中硫酸鈉濃度控制在325±5g/L，同樣起著提高成品纖維強(qiáng)度的作用。
2、牽伸分配紡絲采用HR401型紡絲機(jī)，該機(jī)對(duì)絲束牽伸分三次完成，即噴絲頭→導(dǎo)絲盤牽伸，導(dǎo)絲盤→集一牽伸、集一→集二牽伸。因生產(chǎn)扁平可降解長(zhǎng)束纖維總牽伸小，牽伸分配的合理性將會(huì)對(duì)成品纖維的強(qiáng)度和伸度起著決定性的影響，這也是生產(chǎn)此產(chǎn)品的主要困難之一，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)摸索，最后我們將牽伸分配確定為導(dǎo)絲盤+集一牽伸調(diào)整為 20-30％，集一→集二牽伸調(diào)整為5-10％。
3、塑化浴濃度調(diào)整；由于93.6dtex扁平可降解長(zhǎng)束纖維偏粗，加上紡速達(dá)到60m/Min，故僅靠紡絲浴中成型仍然是不夠的，這也是生產(chǎn)該產(chǎn)品最大的困難之一。從集一絲束來(lái)看，絲束中有尚末凝固的粘膠，需在塑化浴中進(jìn)一步完成纖維素再生反應(yīng)，故把塑化浴濃度提高到20-25g/L。
4、處理工藝由于扁平可降解長(zhǎng)束纖維絲束粗，后處理清洗較困難，為保證成品殘硫量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，適當(dāng)提高了脫硫浴的溫度和濃度，將溫度控制在85±2℃，脫硫浴采用亞硫酸鈉，其濃度控制在14g/L左右。
成品的質(zhì)量指標(biāo)根據(jù)用戶需要可生產(chǎn)10-120D纖度長(zhǎng)束纖維產(chǎn)品，常規(guī)85D扁平可降解長(zhǎng)束纖維經(jīng)檢驗(yàn)質(zhì)量指標(biāo)如下纖度 93.6dtex干斷裂強(qiáng)度；1.35CN/dtex干斷裂伸長(zhǎng)率 12％濕斷裂強(qiáng)度0.62CN/dtex殘硫量46.8mg/100g白度 74.5％外觀、光澤優(yōu)良結(jié)論在研究開(kāi)發(fā)本發(fā)明扁平可降解長(zhǎng)束纖維產(chǎn)品和工藝過(guò)程中1、解決了扁平可降解長(zhǎng)束纖維生產(chǎn)成型工藝中的一系列技術(shù)難題，自行設(shè)計(jì)了紡絲、噴絲板，采用電解激光精細(xì)技術(shù)加工，在紡絲板上加工出精細(xì)到微米的扁平狀孔，使纖維截面呈現(xiàn)特殊的扁平形態(tài)，技術(shù)難度大；2、該纖維表面積大，蓬松度高，纖維素在高溫酸性狀態(tài)下，通過(guò)10％左右的塑化拉伸，大大提高了強(qiáng)度；3、該產(chǎn)品為天然纖維素纖維，可在自然界中完全降解為二氧化碳和水，是一種具有環(huán)保性能強(qiáng)、染色性能優(yōu)良、單絲強(qiáng)度大、彈性和蓬松度高的優(yōu)良原料；4、該產(chǎn)品為高技術(shù)、高附加值、用途廣泛的多功能異型纖維，廣泛用于人造綠坪、高檔工藝品等，亦作為高檔服飾的選用原料，屬綠色環(huán)保產(chǎn)品，市場(chǎng)需求大、增長(zhǎng)快。
權(quán)利要求
1.扁平可降解長(zhǎng)束纖維及其制備方法，其特征是系采用棉漿或木漿或其混合物通過(guò)堿化、黃化制成纖維素黃酸酯，形成原液紡絲膠，然后經(jīng)如下工藝原液紡絲膠、噴絲板紡絲、頭集束、塑化槽塑化、二集束牽伸、水洗槽、牽引機(jī)后進(jìn)行水洗、脫硫并成品裝包，紡絲凝固浴配方如下硫酸108-137g/L，硫酸鋅9-13g/L。。
2.由權(quán)利要求1所述的扁平可降解長(zhǎng)束纖維及其制備方法，其特征是棉漿和木漿混合物的比例從3∶7至7∶3。
3.由權(quán)利要求1所述的扁平可降解長(zhǎng)束纖維及其制備方法，其特征是噴絲頭的形狀是橢圓，亦可以是角部為圓弧的矩形孔。
4.由權(quán)利要求1所述的扁平可降解長(zhǎng)束纖維及其制備方法，其特征是紡絲凝固浴配方如下硫酸115-137g/L，125-127g/L更佳，硫酸鋅10-13g/L尤其11±0.5g/L，硫酸鈉310-340g/尤其325±5g/L，在溫度50±2℃的條件下凝固。
5.由權(quán)利要求1所述的扁平可降解長(zhǎng)束纖維及其制備方法，其特征是牽伸分配方法對(duì)絲束牽伸分三次完成，即噴絲頭→導(dǎo)絲盤牽伸，導(dǎo)絲盤→集一牽伸、集一牽伸→集二牽伸導(dǎo)絲盤→集一牽伸調(diào)整為20-30％，集一牽伸→集二牽伸調(diào)整為5-10％。
6.由權(quán)利要求1所述的扁平可降解長(zhǎng)束纖維及其制備方法，其特征是從集一絲束來(lái)看，絲束中有尚末凝固的粘膠，需在塑化浴中進(jìn)一步完成纖維素再生反應(yīng)，故把塑化浴亞硫酸鈉濃度提高到20-25g/L。
7.由權(quán)利要求1所述的扁平可降解長(zhǎng)束纖維及其制備方法，其特征是后處理工藝的脫硫浴亞硫酸鈉的溫度和濃度，將溫度控制在85±2℃，濃度控制在14g/L。
8.扁平可降解長(zhǎng)束纖維，其特征是系采用棉漿或木漿或其混合物通過(guò)堿化、黃化制成纖維素黃酸酯，形成原液紡絲膠，紡絲后纖維截面形狀是橢圓，亦可以是角部為圓弧的矩形孔。
全文摘要
扁平可降解長(zhǎng)束纖維，系采用棉漿或木漿或其混合物通過(guò)堿化、黃化制成纖維素黃酸酯，形成原液紡絲膠，紡絲后纖維截面形狀是橢圓，亦可以是角部為圓弧的矩形孔。其制備方法是原液紡絲膠，經(jīng)噴絲板紡絲、頭集束、塑化槽塑化、二集束牽伸、水洗槽、牽引機(jī)后進(jìn)行水洗、脫硫并成品裝包，紡絲凝固浴配方如下硫酸108－137g/L，硫酸鋅9－13g/L。本發(fā)明為天然纖維素異型纖維。纖維表面積大，蓬松度高。
文檔編號(hào)D01D5/253GK1390990SQ0211316
公開(kāi)日2003年1月15日 申請(qǐng)日期2002年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月14日
發(fā)明者遲健, 吳玉芳 申請(qǐng)人:江蘇澳洋科技股份有限公司