一種粘膠短纖維紡絲后處理方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種粘膠短纖維紡絲后處理的方法，以及由此方法制得的粘膠短纖維。該方法是包括對粘膠纖維束進行水洗、脫硫、漂白（或染色）、上油、及烘干；切斷烘干后的所述粘膠纖維束；所述粘膠纖維束為1-8根絲束，且所述粘膠纖維束總旦數(shù)為100-1200萬旦；所述后處理步驟中所用的導絲輥、牽伸輥、烘干滾筒的寬度均為400mm-1800mm，其直徑為300mm-1200mm。本發(fā)明的方法能夠：(1)提高粘膠短纖維的質(zhì)量并保持穩(wěn)定性和一致性；(2)生產(chǎn)功能化和差別化粘膠纖維；(3)節(jié)約能耗，降低生產(chǎn)成本。
【專利說明】一種粘膠短纖維紡絲后處理方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種粘膠纖維(含粘膠短纖維和粘膠絲束)的紡絲及后處理方法，以及由此方法制得的粘膠短纖維或粘膠絲束，該方法能夠提升粘膠纖維產(chǎn)品的品質(zhì)，保持產(chǎn)品質(zhì)量的均勻穩(wěn)定，并節(jié)約能耗。
【背景技術】
[0002]粘膠纖維由于原料豐富，性能優(yōu)良，自工業(yè)化以來，其制備工藝不斷完善。傳統(tǒng)的粘膠短纖維或絲束(以下簡稱短纖)紡絲工藝是粘膠原液經(jīng)過過濾脫泡后，由計量泵送入噴絲頭，噴出細流經(jīng)凝固浴凝固成初絲，經(jīng)紡盤牽伸，一道牽伸輥牽伸后，進入高溫、低濃度酸浴槽進行二次成型，再經(jīng)二道牽伸輥牽伸后進行:
[0003]( i )切斷，形成棉層，鋪在精煉機網(wǎng)上，進行水洗、脫硫、漂白、上油等處理后進入網(wǎng)或鏈式烘干機進行烘干后打包，制成粘膠短纖產(chǎn)品；
[0004](ii)在浴槽內(nèi)進行水洗、脫硫、水洗、扎輥除水等處理后打包，制成粘膠絲束產(chǎn)品。
[0005]上述傳統(tǒng)的粘膠短纖維紡絲工藝有明顯的缺點:
[0006]1、切斷過程中是對絲束進行濕切，絲束中含有飽和酸水，對切斷機要求極嚴格，切斷刀材質(zhì)要求極高，使用過程中切斷刀損傷非常嚴重，換刀頻繁，常因換刀不及時出現(xiàn)超倍長絲，影響產(chǎn)品質(zhì)量。
[0007]2、絲條初步形成后，只經(jīng)一次高溫牽伸，絲條高溫牽伸過程是絲條分子鏈重新排序的過程，因絲條較粗(一般800萬旦以上)，且絲束內(nèi)每根絲條溫度、受力不均一，不可能一次解決全部絲條的分子鏈排序問題，所以造成粘膠絲每根之間的強力不均勻，強力落差較大。
[0008]3、切斷后的短纖維(粘膠短絲)在精煉機網(wǎng)上形成短絲層(也稱棉層)，鋪棉過程是將水和短絲的混合體布在帶網(wǎng)眼的金屬網(wǎng)上，水通過網(wǎng)眼流走，短絲則留在網(wǎng)上形成棉層。如絲少則棉層薄不均勻不易成形，棉層在各導輥之間極易斷裂，導致不能連續(xù)生產(chǎn)；如要連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)，棉被厚度一般控制在30mm-80mm之間，但此種工藝造成棉層在精煉機網(wǎng)上不能鋪得完全平整，棉層斷面厚薄不勻，棉層平面上有大小不等的坑，這樣的棉層經(jīng)水洗、脫硫、漂白及上油工序后，其棉層的表層、中層和底層的水洗、脫硫、漂白及上油效果不一致，所以成品的一致性差，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。
[0009]4、因棉層斷面厚薄不均，平面有大小不等的坑，致使棉層被壓輥平壓后含水不一致，高(厚)的地方含水低，坑(薄)的地方含水高，造成烘干困難，烘干后產(chǎn)品干濕不均，成品中常有濕塊、濕團現(xiàn)象。
[0010]5、精煉過程中因棉層厚難以洗透，所以必須加大用水量，造成水資源的嚴重浪費。
[0011]6、粘膠短纖精煉設備整機尺寸大(約4000*35000)，金屬網(wǎng)鏈長，容易跑偏；而且精煉設備價格昂貴，一臺6萬噸/年產(chǎn)能的精煉機價格在2000萬人民幣以上。
[0012]7、烘干過程是將含水率為110%左右的濕纖維平鋪在金屬鏈板上或是被吸附在圓網(wǎng)上，用高溫熱風吹干，此過程能源浪費大，大量熱氣排掉，或棉層吹開，網(wǎng)子漏出來，熱風不經(jīng)棉層直接吹走，造成棉烘不干；同時烘干機安全隱患極大，被風吹起的飛棉聚集在軸頭或其他傳動部位，容易引發(fā)摩擦造成火災事故。行業(yè)中幾乎所有的粘膠短纖生產(chǎn)廠都發(fā)生過烘干機著火事故；而且，烘干機上有幾十臺風機同時循環(huán)熱風和排風，其用電量也大，能耗很高。
[0013]8、由于短纖維烘干機只對切斷后的濕纖維進行烘干，粘膠纖維絲束只能進行簡單扎輥脫水，絲束成品含水率高達150%-200%，包裝和運輸都極不方便,而且成本增加。
[0014]現(xiàn)有技術中，也有文獻提及在制備再生纖維素短纖維時，采用先將纖維長絲束進行水洗、脫硫、漂白、上油、及烘干后處理，再將纖維長絲束切斷的技術方案，如CN101985782A、CN103060939A、CN103215678A等，但是上述文獻均為未對該工藝的具體參數(shù)進行研究，以能夠使對粘膠纖維束的水洗、脫硫、漂白、上油、及烘干達到均勻且高效的目的。
[0015]為了解決現(xiàn)有技術中粘膠短纖維紡絲后處理過程的缺陷，本發(fā)明旨在提供一種既提高粘膠短纖維品種、質(zhì)量，又降低生產(chǎn)成本，更加方便、操作性更強的粘膠短纖維紡絲后處理方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]本發(fā)明的目的是提供一種粘膠短纖維紡絲后處理方法，所述方法包括:
[0017](i)對粘膠纖維束進行水洗、脫硫、漂白或染色、上油、及烘干；
[0018](ii)對粘膠纖維束在烘干工序按比例進行分級牽伸；
[0019](iii)切斷烘干后的所述粘膠纖維束；
[0020]所述粘膠纖維束為1-8根絲束，每一根絲束為50-150萬旦，且所述粘膠纖維束總旦數(shù)為100-1200萬旦，優(yōu)選200-1000萬旦，更優(yōu)選300-800萬旦，最優(yōu)選800萬旦。
[0021 ] 所述后處理步驟中所用的導絲棍、牽伸棍的直徑均為100mm-800mm,優(yōu)選200mm-700mm,更優(yōu)選 300mm-600mm,最優(yōu)選 500mm ；
[0022]所述后處理步驟中所用的烘干滾筒的直徑均為300mm-1200mm，優(yōu)選300mm-1000mm,更優(yōu)選 400mm-800mm,最優(yōu)選 600mm ；
[0023]所述后處理步驟中所用的導絲輥、牽伸輥、烘干滾筒的寬度均為400mm-1800mm，優(yōu)選 500mm-1600mm,更優(yōu)選 600mm-1500mm,最優(yōu)選 1200mm。
[0024]優(yōu)選:
[0025]所述脫硫步驟溫度為60°C -90°C，優(yōu)選65°C -85°C，更優(yōu)選70°C _80°C，最優(yōu)選80。。。
[0026]所述水洗步驟溫度為50°C -90°C，優(yōu)選60°C -85°C，更優(yōu)選70°C _8(TC，最優(yōu)選70。。。
[0027]所述漂白步驟溫度為30°C -80°C，優(yōu)選30°C _70°C，更優(yōu)選30°C -60°C，最優(yōu)選45。。。
[0028]所述上油步驟溫度為大于大于30°C，優(yōu)選40°C -90°C，更優(yōu)選40°C -80°C，最優(yōu)選50。。。
[0029]所述烘干溫度為大于130°C，優(yōu)選130°C _190°C，更優(yōu)選135°C _180°C，最優(yōu)選165。。。[0030]進一步優(yōu)選:
[0031]所述粘膠纖維束烘干按比例分級牽伸為利用前一級烘干滾筒與后一級烘干滾筒之間轉(zhuǎn)速的變化進行纖維的拉伸，分級調(diào)整牽伸比例，充分利用烘干滾筒數(shù)量，提高總牽伸率，使總牽伸率達到130%-300%，優(yōu)選150%-280%，更優(yōu)選160%_250%，最優(yōu)選200%。
[0032]所述烘干為滾筒烘干。
[0033]所述脫硫、水洗、上油步驟的加熱方式為蒸汽加熱。
[0034]所述滾筒烘干的加熱方式選自蒸汽加熱、熱油加熱或電磁加熱。
[0035]在步驟(I)中對粘膠纖維束進行染色，所述染色溫度為60°C _130°C，優(yōu)選70°C _120°C，更優(yōu)選 75°C _110°C，最優(yōu)選 100°C。
[0036]本發(fā)明還涉及一種由所述的方法制備的粘膠纖維；優(yōu)選的，所述纖維為短纖維；最優(yōu)選，所述為干態(tài)絲束。即能生產(chǎn)出包括高白纖維、有色纖維、干態(tài)長絲束等多品種。
【具體實施方式】
[0037]通過參見本申請【具體實施方式】的內(nèi)容可以更易于理解本發(fā)明，但是本發(fā)明并不限于本文所述和/或所示的具體方法、條件或參數(shù)，并且本文中所用的術語僅是為了以舉例的方式描述【具體實施方式】，并不能限制本申請權利要求保護的技術方案。在下文中，將描述根據(jù)本發(fā)明的一種粘膠短纖維紡絲后處理方法。
[0038]本發(fā)明中粘膠紡絲溶液是通過將黃酸酯纖維素(C6H904 *0CS2Na) η溶解在氫氧化鈉水溶液中所制備的溶液，在提供到紡絲過程中之前，該溶液可以進行過濾，消泡和老化過程。所述黃酸酯纖維素可以通過普通方法來制備。用于本發(fā)明中的粘膠紡絲溶液通常作為由α -纖維素(7-10%)，NaOH(4-7%)和二硫化碳(25-35%)組成的溶液來制備的。
[0039]粘膠紡絲溶液經(jīng)過紡絲成型，后處理包括脫硫、水洗、漂白或染色上油、及烘干步驟。本發(fā)明中所述的脫硫、水洗、漂白或染色、上油步驟均是在一定溫度下進行，脫硫步驟溫度為60°C -90°C，優(yōu)選65°C -85°C，更優(yōu)選70°C -80°C，最優(yōu)選80°C ;所述水洗步驟溫度為50°C -90°C，優(yōu)選60°C _85°C，更優(yōu)選70°C _80°C，最優(yōu)選70°C ;所述漂白步驟溫度為50°C -90°C，優(yōu)選30°C -70°C，更優(yōu)選30°C _60°C，最優(yōu)選45°C ;所述(或)染色步驟溫度為800C _120°C，優(yōu)選70°C _120°C，更優(yōu)選75°C _110°C，最優(yōu)選100°C;所述上油步驟溫度為大于50°C，優(yōu)選40°C -900C，更優(yōu)選40°C -80°C，最優(yōu)選50°C。上述脫硫、水洗、上油步驟的加熱方式為蒸汽加熱。
[0040]新形成的纖維中包含的大部分水或溶劑應當在紡絲期間除去。液相的除去(或者干燥)可以采用多種形式。優(yōu)選的方式利用熱直接除去液相。例如，可以將纖維繞到加熱的滾筒上以實現(xiàn)干燥，或者可以在纖維擠出之后并優(yōu)選在其到達滾筒或卷繞輪之前利用熱空氣流或施加到纖維上的輻射來干燥。所述烘干溫度為大于130°C，優(yōu)選130°C _190°C，更優(yōu)選135°C _180°C，最優(yōu)選165°C。所述滾筒烘干的加熱方式選自蒸汽加熱、熱油加熱或電磁加熱。
[0041]切斷烘干后的所述粘膠纖維束，可以省略將切斷后的短纖維在精練機網(wǎng)上形成短纖維層(即鋪棉)的步驟，該步驟的省略也將會消除由于鋪棉不均勻而導致的棉層厚薄不均，棉層上有大小不等的坑，從而導致后續(xù)步驟中的脫硫、水洗、上油過程中的效果不佳，成品一致性差的問題。[0042]令人驚奇地是，采用粘膠纖維束為1-8根絲束，且所述粘膠纖維束總旦數(shù)為100-1200萬旦，優(yōu)選200-1000萬旦，更優(yōu)選300-800萬旦，最優(yōu)選800萬旦優(yōu)選300萬旦，更優(yōu)選600萬旦，?？梢员ＷC絲束內(nèi)每根絲條在脫硫、水洗、上油時效果均一穩(wěn)定；烘干過程進行多次牽伸，保證纖維在整個紡絲后處理過程總牽伸率達到130%-300%，優(yōu)選150%-280%，更優(yōu)選160%-250%，最優(yōu)選200%。全部絲條的分子鏈再次排列且一致性高，最終得到的粘膠纖維強力大大提高且均一穩(wěn)定，極大地提升了纖維的品質(zhì)。
[0043]所述后處理步驟中，即脫硫、水洗中，所用的導絲輥、牽伸輥，以及烘干滾筒、上油槽的寬度均為 400mm-1800mm,優(yōu)選 500mm-1600mm,更優(yōu)選 600mm-1500mm,最優(yōu)選 1200mm。
[0044]上述導絲輥、牽伸輥，以及烘干滾筒、上油槽的寬度由絲束的根數(shù)η及后處理生產(chǎn)線的產(chǎn)能決定。
[0045]在另一些實施方式中，本發(fā)明的粘膠纖維后處理步驟不僅限于上述步驟，還可以包含其他后處理步驟，如要求較高白度的纖維，則可以相應地加入漂白步驟；要求有色的纖維，則可以相應地加入染色步驟。
[0046]本發(fā)明的另一優(yōu)選實施例是由上述方法制備得到的粘膠短纖維(含干態(tài)絲束)。
[0047]實施例
[0048]下面，用實施例進一步說明本發(fā)明。實施例中的各項性能參數(shù)，按以下方法進行測定。(a)紡絲溶液粘度
[0049]目的:從粘膠粘度可以知道纖維素分子聚合度大小，粘度太小就會影響到過濾和紡絲，根據(jù)鋼球在粘膠中所經(jīng)過的時間與粘膠絕對粘度成正比，所以粘度就以時間秒數(shù)來
表不。`
[0050]適用于原紡、玻璃紙化驗室粘膠分析
[0051]儀器及試劑:長30厘米，直徑2厘米一端封閉的玻璃管在管的上、下名刻有一條標線相距20厘米，上、下標線與管口管低相距5厘米，1/8英寸鋼球(重量為0.13±0.001克)，溫度計，秒表
[0052]方法:管內(nèi)裝滿粘膠放在一架子上，并使玻璃管垂直，取1/8鋼球一粒從玻璃管口中心部分投入，記錄鋼球經(jīng)過上、下標線所費時間(秒)，粘度一般用秒數(shù)表示，當粘膠溫度高于20±0.5°C時，應加上校正值，低于20±0.5°C時，應減去校正值。
[0053]
以秒計的粘度值每相差rc需校正的秒數(shù)
30秒以下I
30—501,5
50—702
70—1003
大于1004
[0054](b)單絲纖度(也稱線密度)
[0055]原理:在一定預加張力下的單根纖維被誘發(fā)中產(chǎn)生橫向振動，當纖維的激發(fā)頻率與其固有頻率一致時，產(chǎn)生共振，共振可以通過改變夾持纖維的長度來獲得.[0056]儀器=VibiOSkop (振動式纖維密度測定儀)\絨板\鑷子\預加張力夾若干
[0057]測定步驟:
[0058]1.Vibriskop方置在穩(wěn)臺面上，通過水平儀及儀器基座上級調(diào)節(jié)螺釘主調(diào)至水平，當纖維夾在儀器上應通過張緊配重確保纖維無卷曲且與邊緣相切.[0059]按名義線密度選擇適當?shù)念A張力夾，并將開關轉(zhuǎn)到此重位置上.[0060]:通過控制鍵調(diào)節(jié)燈的亮度.[0061]:用預張加力夾夾住纖維板一端，用鑷子夾住另一端，拾起纖維.[0062]:按按鈕纖維夾張開，將纖維的一端放入夾鉗之間并釋放按鈕，小心地使纖維正確地插過邊緣，這樣就可以在毛玻璃上清楚看見纖維輪廓.[0063]轉(zhuǎn)動控制調(diào)節(jié)振幅大致到中心位置.[0064]:調(diào)節(jié)控制注視毛玻璃板直至共振產(chǎn)生，共振是可見的，它以毛玻璃上出現(xiàn)纖維的最大亮度的輪廓線為標志.[0065](c)纖維強度及樣本方差Λ α纖維斷裂伸長率及樣本方差Λ β
[0066]干斷裂強度及干斷裂伸長率測定方法
[0067]原理:單根纖維以規(guī)定名義夾持長度和拉伸速度，在等速伸長型強伸儀上拉伸到斷裂，得出斷裂強度和斷裂伸長率值.[0068]1.儀器和試劑
[0069]Α.纖維強伸度儀
[0070]B.絨板:顏色與試樣成對比色
[0071]C.鑷子一把
[0072]D.預加張力夾若干
[0073]試驗條件
[0074]Α.溫、濕度 20 ± °C 65 土 3%
[0075]B.拉伸速度:以20mm/min為宜
[0076]C.回復速度::70mm/mi η
[0077]D.名義夾持長度:纖維長度大于或等于35mm時為20mm,反之IOmm
[0078]E.預加張力:以 0.05CN/dtex±0.01CN/dtex
[0079]F.試驗次數(shù):每個試樣測試50根
[0080]試驗步驟:
[0081]A.通過可調(diào)螺栓來調(diào)水平，這時頂部夾鉗自由懸置
[0082]B.零點調(diào)節(jié)和校準
[0083]a.將功能開關設定到“零點”位置，通過旋鈕”線密度的數(shù)據(jù)顯示調(diào)到約I分特
[0084]b.通過旋鈕將張力的數(shù)據(jù)顯示設定到000.0
[0085]c將功能開關設定到“校準”設置
[0086]d通過旋鈕將張力數(shù)字顯示設定到100.00
[0087]e.將功能開關設定到“零點”位置，檢查張力數(shù)字顯示零點如有必要，從a開始重復
[0088]C.將功能鍵打到Kond Auto matik(干態(tài)自動測試)位置。
[0089]D.將選擇開關 設定到所用預加張力值。[0090]E.用鑷子將已加預加張力的纖維放入上夾鉗夾之間，并按下“Automatik”自動鍵。
[0091]F.觀察線密度的數(shù)字顯示根據(jù)線密度儀測得的線密度值通過旋鈕調(diào)節(jié)待測纖維的線密度。
[0092]G.確保纖維處開底夾的夾鉗之間，必要時可用鑷子調(diào)整，再次按下“Automatik”自動鍵。
[0093]H.從數(shù)字顯示器上讀測試結果斷裂張力和伸長率。
[0094]1.用刷子或鑷子除去夾鉗上的殘留纖維。
[0095]干斷裂強度、干斷裂伸長率的修約方法
[0096]A.根據(jù)當時試驗的溫、濕度查附錄求KP、KL。
[0097]B.根據(jù)2.試驗結果計算
[0098]MO=MTXKP
[0099]EO=ETXKL
[0100]式中MO---------換算后的干斷裂強度值N/dtex
[0101]MT---------測試的干斷裂強度值CN/dtex
[0102]KP-------強度的修正系數(shù)
[0103]EO-------換算后的干斷裂伸長率％
[0104]ET-----------測試的干斷裂伸長率％
[0105]KL-----------伸長率的修正系數(shù)
[0106]樣本方差為測試50根單纖維的強度，根據(jù)如下公式計算其樣本方差
[0107]
【權利要求】
1.一種粘膠短纖維紡絲后處理方法，所述方法包括: (i)對粘膠纖維束進行水洗、脫硫、漂白或染色、上油、及烘干； (ii)對粘膠纖維束在烘干工序按比例進行分級牽伸； (ii i)切斷烘干后的所述粘膠纖維束； 所述粘膠纖維束為1-8根絲束，每一根絲束為50-150萬旦，且所述粘膠纖維束總旦數(shù)為100-1200萬旦，優(yōu)選200-1000萬旦，更優(yōu)選300-800萬旦，最優(yōu)選800萬旦.所述后處理步驟中所用的導絲棍、牽伸棍的直徑均為100mm-800mm,優(yōu)選200mm_700mm,更優(yōu)選 300mm -600mm,最優(yōu)選 500mm ； 所述后處理步驟中所用的烘干滾筒的直徑均為300mm-1200mm,優(yōu)選300mm-1000mm,更優(yōu)選 400mm-800mm,最優(yōu)選 600mm ； 所述后處理步驟中所用的導絲輥、牽伸輥、烘干滾筒的寬度均為400mm-1800mm，優(yōu)選500mm-1600mm,更優(yōu)選 600mm-1500mm,最優(yōu)選 1200mm。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，所述脫硫步驟溫度為60°C-90°C，優(yōu)選65°C _85°C，更優(yōu)選70°C -80°C，最優(yōu)選80°C。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，所述水洗步驟溫度為50°C-90°C，優(yōu)選60°C -85°C，更優(yōu)選70°C -80°C，最優(yōu)選70°C。
4.根據(jù)權利要求1-3任一項所述的方法，所述漂白步驟溫度為30°C-80°C，優(yōu)選30°C -70°C，更優(yōu)選 30°C -60°C，最優(yōu)選 45°C。
5.根據(jù)權利要求1-4任一項所述的方法，所述上油步驟溫度為大于大于30°C，優(yōu)選400C -900C，更優(yōu)選 40°C -800C，最優(yōu)選 50°C。
6.根據(jù)權利要求1-5任一項所述的方法，所述烘干溫度為大于130°C，優(yōu)選1300C _190°C，更優(yōu)選 135°C _180°C，最優(yōu)選 165°C。
7.根據(jù)權利要求1-6任一項所述的方法，所述粘膠纖維束烘干按比例分級牽伸為利用前一級烘干滾筒與后一級烘干滾筒之間轉(zhuǎn)速的變化進行纖維的拉伸，分級調(diào)整牽伸比例，充分利用烘干滾筒數(shù)量，提高總牽伸率，使總牽伸率達到130%-300%，優(yōu)選150%-280%，更優(yōu)選 160%-250%，最優(yōu)選 200%。
8.根據(jù)權利要求1-7任一項所述的方法，所述烘干為滾筒烘干。
9.根據(jù)權利要求1-8任一項所述的方法，所述脫硫、水洗、上油步驟的加熱方式為蒸汽加熱。
10.根據(jù)權利要求1-9任一項所述的方法，所述滾筒烘干的加熱方式選自蒸汽加熱、熱油加熱或電磁加熱。
11.根據(jù)權利要求1-10任一項所述的方法，在步驟(I)中還可以對粘膠纖維束進行染色； 所述染色溫度為60°c -130°c，優(yōu)選70°C -120°c，更優(yōu)選75°C _110°C，最優(yōu)選100°C。
12.—種由權利要求1-10任一項所述的方法制備的粘膠纖維；優(yōu)選為短纖維；最優(yōu)選為干態(tài)絲束。
【文檔編號】D06P3/60GK103806116SQ201410058026
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年2月20日 優(yōu)先權日:2014年2月20日
【發(fā)明者】胡宏偉, 鄭軍平, 代宗長 申請人:胡宏偉, 鄭軍平, 代宗長