一種半消光高強低伸粘膠纖維及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及粘膠纖維技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種半消光高強低伸粘膠纖維及其制備 方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 紡織纖維原料主要分為以棉、麻等為代表的天然纖維原料，以滌綸、腈綸等為代表 的石油基纖維原料，以及以天然纖維素材料為原料再生而成的天絲、銅氨纖維、粘膠纖維等 生物基纖維原料。棉纖維因其舒適、柔軟、透氣、貼身等品質(zhì)而獲盛譽，在整個紡織纖維市場 中占約36%的市場份額，然而普通棉纖維因其需要大量的水資源和化學(xué)物質(zhì)，過度吸收土 壤中的營養(yǎng)成分，以及全世界各國為保證全球人口糧食供應(yīng)而減少棉花種植土壤面積等原 因使得棉花的種植受到限制，棉纖維原料緊缺，不能滿足人們生活水平日益增長的需要。粘 膠短纖屬天然纖維素再生纖維，它不但擁有棉纖維的特性，且擁有棉纖維不具備的蠶絲的 部分優(yōu)點；吸濕量則高達13~15%，比棉纖維高出6~7%，穿著更加舒適；染色靚麗性更優(yōu) 于棉纖維；手感柔軟、豐滿、滑爽，具有優(yōu)良的懸垂性和蠶絲般的光澤；通過人為加工又可 賦予新性能，在光澤、色譜、功能及所需的纖度等方面超過了天然纖維。粘膠短纖因其天然 屬性，其制品的廢舊棄物可自然降解，是一種性能優(yōu)良的環(huán)保型纖維；此外，粘膠短纖的不 起靜電、吸濕透氣性、穿著舒適性等天然棉纖維屬性，對棉纖維有很強的替代性。
[0003] 粘膠纖維以天然纖維素為原料，經(jīng)堿化、老化、磺化等工序制成可溶性纖維素磺酸 酯，再溶于稀堿液制成粘膠，經(jīng)濕法紡絲而制成。采用不同的原料和紡絲工藝，可以分別得 到普通粘膠纖維、莫代爾纖維、差別化粘膠纖維等。普通粘膠纖維織制的織物牢度較差，縮 水率較高，彈性和耐磨性較差，穿著后易變形。與普通粘膠纖維相比，莫代爾纖維具有高 濕模量、高強度和低濕伸長率，其密度大于普通粘膠纖維，遇水體積膨脹率比普通粘膠纖 維小，縮水率低；具有較好的纖細度，可紡較細的紗；具有較高的結(jié)晶度和取向度，使得 纖維手感細膩柔軟，親膚性強，穿著舒適。也因為莫代爾纖維具有上述優(yōu)點使得莫代爾纖 維的原材料，生產(chǎn)工藝等的成本大大的高于普通粘膠纖維；其次，莫代爾纖維形成的面料松 軟，無骨架，保形性不好，由于莫代爾纖維的原纖化傾向，一經(jīng)摩擦，極易造成面料起絨，起 球，影響織物的外觀，另外，莫代爾纖維大多用在內(nèi)衣的生產(chǎn)，產(chǎn)品應(yīng)用受限，因此既能滿足 人們對柔軟性和舒適性需求，又能使形成的面料具有很好保形性，生產(chǎn)成本低的纖維產(chǎn)品 是很有必要的。
[0004] 一篇申請?zhí)枮?00910098209. 5的中國專利公開了一種莫代爾纖維制造方法，依 次通過堿化反應(yīng)、老成反應(yīng)、黃化反應(yīng)、粘膠的溶解、粘膠的過濾、粘膠的脫泡、粘膠的熟成、 濕法紡絲、牽伸以及其它相關(guān)工藝步驟，采用甲纖含量〈95%的纖維素漿柏為原料，使用普 通粘膠短纖維生產(chǎn)的常用設(shè)備，采用工藝控制簡單實用的特殊工藝配方和紡絲牽伸方式， 制造出能達到國際標(biāo)準(zhǔn)的莫代爾纖維。
[0005] 基于上述情況，為促進粘膠纖維行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，生產(chǎn)差別化、功能化的粘膠纖維 已成為目前行業(yè)新標(biāo)。申請?zhí)枮镃N201010011519. 1的中國專利公開了一種高強度粘膠纖 維及其生產(chǎn)方法，特征在于其由細菌纖維素與粘膠紡絲溶液混合并制成粘膠纖維，其中，細 菌纖維素在粘膠纖維中的含量為P/dO%。該專利的高強度粘膠纖維的強度增加了，但是其 線密度與普通粘膠纖維基本一樣，不能更好的滿足下游產(chǎn)品對柔軟性的需求，且該發(fā)明采 用細菌纖維素作為原材料之一，目前，細菌纖維素主要應(yīng)用于生物醫(yī)藥材料，其獲取工藝復(fù) 雜，產(chǎn)率低，成本較高，所以采用細菌纖維素與粘膠纖維混合作為該發(fā)明的高強纖維的原材 料，大大的增加成本，限制了大規(guī)模的工業(yè)化應(yīng)用。
[0006] 專利文獻CN102296373A (-種超細高強高模粘膠纖維的生產(chǎn)方法，2011. 12. 28) 公開了一種結(jié)構(gòu)均勻、纖維強度和模量高出常規(guī)品種50%以上的一種粘膠纖維，制得的粘 膠纖維的纖維強度為0. 44~0. 78dtex、干強彡3. lcN/dtex (厘牛/分特)、濕強彡2. IcN/ dtex、濕模量^ 0· 5cN/dtex、白度^ 82. 0%〇
[0007] 專利文獻CN1632189 (-種高白強力細旦粘膠短纖維及其生產(chǎn)工藝，2005. 06. 29) 公開了一種纖度細、強度高的粘膠短纖，由其加工的服裝面料較普通粘膠纖維而言具有強 度高、耐磨性強、手感細膩、抗褶皺性、耐多次變形等優(yōu)點，還可用于紡織高支紗織制品。
[0008] 專利文獻CN102251301A(-種超細旦高強粘膠纖維生產(chǎn)工藝，2011. 11. 23)公開了 一種纖度低、強度高的粘膠纖維的制備方法，可獲得纖度為I. 11分特和強度大于2. 9 CN/ dtex的粘膠纖維。
[0009] 僅上述公開的專利文獻可以獲知，為制得差別化、功能化的粘膠纖維，現(xiàn)有技術(shù)均 是通過改變生產(chǎn)工藝的方式來實現(xiàn)的，其中，涉及有原材料、粘膠成型及其工藝參數(shù)的改變 等等，獲得的粘膠纖維較普通粘膠纖維均在纖度和強度上進行了適當(dāng)優(yōu)化，但對于日益激 烈的市場競爭來說，差別化的粘膠纖維并沒有更大限度的滿足下游新型紡織品的開發(fā)和產(chǎn) 業(yè)升級，尤其是同樣以天然纖維素材料為原料再生而成的天絲、莫代爾、銅氨纖維等纖維原 料的發(fā)展，使得粘膠纖維的市場占有率日趨降低。如：專利文獻CN101130885 (麻材粘膠纖 維的制備方法及制備的麻材粘膠纖維，2008. 02. 27)公開了一種利用麻材植物生產(chǎn)的粘膠 纖維及其制備工藝，工藝簡單，物料消耗低，而且生產(chǎn)的麻材粘膠纖維具有優(yōu)良的白度、強 度和纖維伸長等性能，通過該工藝制備獲得的麻材粘膠纖維滿足干斷裂強度多1.820 cN/ dtex，濕斷裂強度彡1. 12 cN/dtex，干斷裂伸長率彡15. 4%，線密度偏差率±6. 00%，長度 偏差率±6.00%，超長纖維率彡1.0%，倍長纖維彡18.0mg/100g，疵點彡llmg/100g，殘硫 18.0mg/100g〇
[0010] 為此，我們需要找到一種區(qū)別于天然纖維原料和石油基纖維原料，性能又優(yōu)于差 別化粘膠纖維的新型粘膠纖維，不僅能滿足人們對天然產(chǎn)品(如：莫代爾纖維）的要求，還能 適用于工業(yè)化的持續(xù)生產(chǎn)，為企業(yè)帶來較大的經(jīng)濟效益，當(dāng)然，這也是粘膠纖維行業(yè)能持續(xù) 發(fā)展的必然趨勢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明的目的在于提供一種高強低伸粘膠纖維，該粘膠纖維有別于傳統(tǒng)粘膠纖維 產(chǎn)品和棉纖，是通過技術(shù)創(chuàng)新而實現(xiàn)的新型纖維品種，具有區(qū)別于普通粘膠纖維和莫代爾 纖維的指標(biāo)體系，其產(chǎn)品不僅表現(xiàn)出了莫代爾纖維高強、低伸的纖維特征，還表現(xiàn)出了較棉 纖更強的親膚性，能有效地替代現(xiàn)有的差別化粘膠纖維，在提高粘膠纖維下游工序加工性 能的同時，還能促進下游新型紡織品的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)升級，具有良好的社會效益。
[0012] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種高強低伸粘膠纖維的制備方法，本制備方法以原 料作為生產(chǎn)原料，通過粘膠制備、紡絲工藝和后處理后制得粘膠纖維，生產(chǎn)過程中，仍保留 了二次反應(yīng)顯微鏡截面積，且該界面的內(nèi)外層面積比例明顯區(qū)別于莫代爾纖維和普通粘膠 纖維的二次反應(yīng)痕跡，確保了該產(chǎn)品具有高強、低伸的特點，同時還具有適當(dāng)?shù)奈砸约?顯著的纖維親膚性。
[0013] 本發(fā)明的高強低伸粘膠纖維產(chǎn)品具有高強度，低伸長率，同時具有手感絲滑柔軟、 舒適親膚，以及成品織物尺寸穩(wěn)定性好等特征，因此可以運用于生產(chǎn)內(nèi)衣、高檔梭織面料領(lǐng) 域。 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)。
[0014] -種半消光粘膠纖維，所述的粘膠纖維具有下述性能指標(biāo)： 干斷裂強度彡3. 2 cN/dtex，濕斷裂強度彡I. 70cN/dtex， 濕狀態(tài)下產(chǎn)生5%伸長率所需的強度彡0. 6cN/dtex， 干斷裂伸長率13. 0-16. 0%，濕斷裂伸長率16. 0~21. 0%， 結(jié)晶度40~45. 0%，消光劑含量0. 1-0. 75%，徑向水膨潤度22~26%。
[0015] 進一步的，所述的半消光粘膠纖維還具有下述指標(biāo)： 線密度偏差率< ±2. 0%，殘硫< 7mg/100g， 長度偏差率< ±3. 0%，超長纖維率< 0. 5%， 倍長纖維彡I. 0mg/100g，白度彡84%，疵點彡I. 0mg/100g。
[0016] 本發(fā)明還提供了一種半消光高強低伸粘膠纖維的制備方法，該方法是先將漿柏原 料經(jīng)過浸漬、壓榨后除去堿液得到堿纖維素，然后將堿纖維素經(jīng)粉碎、搓揉、降聚得到甲基 纖維素，甲基纖維素再經(jīng)黃化制得纖維素磺酸酯，纖維素磺酸酯加溶劑溶解后過濾、熟成、 脫泡制得紡絲液，紡絲液加入消光劑經(jīng)紡絲牽伸、精煉、烘干得本發(fā)明粘膠纖維。為了更好 的實施本發(fā)明，本發(fā)明具體說明制備方法。
[0017] -種半消光高強低伸粘膠纖維的制備方法，所述方法步驟如下： A、將漿柏原料浸漬于裝有燒堿溶液的浸漬桶中，攪拌混合后，配制成濃度為3-6%的漿 粥，對于原料漿柏：漿柏原料的聚合度為650~1200,強度高。漿柏可以采用棉漿、竹漿、木 漿、麻漿中的一種或者兩種以上的組合。其中，浸漬用堿液濃度Il〇_240g/L，溫度30-60°C， 浸漬時間為50-90分鐘；由實際生產(chǎn)知道，在浸漬時，如果堿液濃度過高會使得后期纖維素 磺酸脂溶解度降低，導(dǎo)致粘膠過濾困難，堿液濃度過低會使?jié){柏膨化度過高，壓榨困難；堿 液溫度過高會導(dǎo)致纖維素降聚快，加速副反應(yīng)，影響粘膠過濾，溫度過低，漿柏膨化度高，壓 榨困難。本工藝步驟控制氫氧化鈉濃度為110-240g/L，溫度30-60°C，保證后期過濾和壓榨 工藝的有效進行，采用本步驟的浸漬處理能提高甲纖維素的含量，生產(chǎn)堿纖維素。
[0018] B、浸漬完成后，將浸漬桶內(nèi)的漿粥通過輸送管道輸送至壓榨機進行壓榨分離得到 堿纖維素，其中壓榨倍數(shù)為2. 2-2. 8。壓榨得到的堿纖維素中甲纖的含量為29%-31%%，堿纖 堿的含量為16±1