一種半消光高強(qiáng)低伸粘膠纖維的制備工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及粘膠纖維技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種半消光高強(qiáng)低伸粘膠纖維的制備工 乙。
【背景技術(shù)】
[0002] 紡織纖維原料主要分為W棉、麻等為代表的天然纖維原料，W漆絕、膳絕等為代表 的石油基纖維原料，W及W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(yù)，在整個(gè)紡織纖維市場(chǎng) 中占約36%的市場(chǎng)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(guò)度吸收± 壤中的營(yíng)養(yǎng)成分，W及全世界各國(guó)為保證全球人口糧食供應(yīng)而減少棉花種植±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(zhǎng)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(diǎn)；吸濕量則高達(dá)13~15%，比棉纖維高出6~7%，穿著更加舒適；染色諷麗性更優(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(guò)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(guò)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(duì)棉纖維有很強(qiáng)的替代性。
[0003] 粘膠纖維W天然纖維素為原料，經(jīng)堿化、老化、橫化等工序制成可溶性纖維素橫酸 醋，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W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(qiáng)度和低濕伸長(zhǎng)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(xì)度，可紡較細(xì)的紗；具有較高的結(jié)晶度和取向度，使得 纖維手感細(xì)膩柔軟，親膚性強(qiáng)，穿著舒適。也因?yàn)槟鸂柪w維具有上述優(yōu)點(diǎn)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(wú)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(duì)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(qǐng)?zhí)枮?00910098209. 5的中國(guó)專利公開(kāi)了一種莫代爾纖維制造方法，依 次通過(guò)堿化反應(yīng)、老成反應(yīng)、黃化反應(yīng)、粘膠的溶解、粘膠的過(guò)濾、粘膠的脫泡、粘膠的熟成、 濕法紡絲、牽伸W及其它相關(guān)工藝步驟，采用甲纖含量<95%的纖維素漿稍為原料，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(jiǎn)單實(shí)用的特殊工藝配方和紡絲牽伸方式， 制造出能達(dá)到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的莫代爾纖維。
[0005] 基于上述情況，為促進(jìn)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(qǐng)?zhí)枮镃N201010011519. 1的中國(guó)專利公開(kāi)了一種高強(qiáng)度粘膠纖 維及其生產(chǎn)方法，特征在于其由細(xì)菌纖維素與粘膠紡絲溶液混合并制成粘膠纖維，其中，細(xì) 菌纖維素在粘膠纖維中的含量為P/c^lO%。該專利的高強(qiáng)度粘膠纖維的強(qiáng)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(duì)柔軟性的需求，且該發(fā)明采 用細(xì)菌纖維素作為原材料之一，目前，細(xì)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W采用細(xì)菌纖維素與粘膠纖維混合作為該發(fā)明的高強(qiáng)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(xiàn)CN102296373A(-種超細(xì)高強(qiáng)高模粘膠纖維的生產(chǎn)方法，2011. 12. 28) 公開(kāi)了一種結(jié)構(gòu)均勻、纖維強(qiáng)度和模量高出常規(guī)品種50%W上的一種粘膠纖維，制得的粘 膠纖維的纖維強(qiáng)度為0. 44~0. 78化ex、干強(qiáng)> 3.IcN/化ex(厘牛/分特)、濕強(qiáng)> 2.IcN/ 化ex、濕模量> 0. 5cN/化ex、白度> 82. 0〇/〇。
[0007] 專利文獻(xiàn)CN1632189 (-種高白強(qiáng)力細(xì)旦粘膠短纖維及其生產(chǎn)工藝，2005. 06. 29) 公開(kāi)了一種纖度細(xì)、強(qiáng)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(qiáng) 度高、耐磨性強(qiáng)、手感細(xì)膩、抗權(quán)皺性、耐多次變形等優(yōu)點(diǎn)，還可用于紡織高支紗織制品。
[0008] 專利文獻(xiàn)CN102251301A(-種超細(xì)旦高強(qiáng)粘膠纖維生產(chǎn)工藝，2011. 11. 23)公開(kāi)了 一種纖度低、強(qiáng)度高的粘膠纖維的制備方法，可獲得纖度為1. 11分特和強(qiáng)度大于2. 9cN/ 化ex的粘膠纖維。
[0009] 僅上述公開(kāi)的專利文獻(xiàn)可W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(guò)改變生產(chǎn)工藝的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其中，設(shè)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(qiáng)度上進(jìn)行了適當(dāng)優(yōu)化，但對(duì)于日益激 烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)來(lái)說(shuō)，差別化的粘膠纖維并沒(méi)有更大限度的滿足下游新型紡織品的開(kāi)發(fā)和產(chǎn) 業(yè)升級(jí)，尤其是同樣W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(chǎng)占有率日趨降低。如；專利文獻(xiàn)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(kāi)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(jiǎn)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(qiáng) 度和纖維伸長(zhǎng)等性能，通過(guò)該工藝制備獲得的麻材粘膠纖維滿足干斷裂強(qiáng)度> 1.820cN/ 化ex,濕斷裂強(qiáng)度> 1. 12cNAltex，干斷裂伸長(zhǎng)率> 15. 4%，線密度偏差率±6.00%，長(zhǎng)度 偏差率±6. 00%，超長(zhǎng)纖維率《1.0%，倍長(zhǎng)纖維《18.Omg/lOOg，疵點(diǎn)《llmg/lOOg，殘硫 《18.Omg/lOOg。
[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(duì)天然產(chǎn)品巧日；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(lái)較大的經(jīng)濟(jì)效益，當(dāng)然，該也是粘膠纖維行業(yè)能持續(xù) 發(fā)展的必然趨勢(shì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明的目的在于提供一種高強(qiáng)低伸粘膠纖維的制備方法，本制備方法W漿稍為 原料，通過(guò)粘膠制備、紡絲工藝和后處理后制得粘膠纖維，生產(chǎn)過(guò)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，確保了制備得到的粘膠纖維具有高強(qiáng)、低伸的特點(diǎn)，通過(guò)該工藝制備的粘膠纖維 有別于傳統(tǒng)粘膠纖維產(chǎn)品和棉纖，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(qiáng)、低伸的纖維特征，還表現(xiàn)出了較棉纖更強(qiáng)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(shí)，還能促進(jìn) 下游新型紡織品的開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，具有良好的社會(huì)效益。同時(shí)還具有適當(dāng)?shù)奈訵及 顯著的纖維親膚性。 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明通過(guò)W下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。
[0012] 本發(fā)明還提供了一種半消光高強(qiáng)低伸粘膠纖維的制備工藝，所述的制備工藝步驟 如下： 該方法是先將漿稍原料經(jīng)過(guò)浸潰、壓棒后除去堿液得到堿纖維素，然后將堿纖維素經(jīng) 粉碎、撞揉、定向降聚得到甲基纖維素，甲基纖維素再經(jīng)黃化制得纖維素橫酸醋，纖維素橫 酸醋加溶劑溶解后過(guò)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。
[0013] 對(duì)于原料漿稍；漿稍原料的聚合度為650~1200。
[0014] 漿稍可W采用棉漿、竹漿、木漿、麻漿中的一種或者兩種W上的組合。
[0015] 為了更好的實(shí)施本發(fā)明，本發(fā)明具體說(shuō)明制備方法。
[0016] 一種半消光粘膠纖維的制備方法，所述方法步驟如下： A、將纖維素漿粥浸潰于裝有燒堿溶液的浸潰桶中，攬拌混合后，配制成濃度為3-6%的 漿粥(質(zhì)量百分比)，其中，浸潰用堿液濃度ll〇-240g/l，溫度30-60°C，浸潰時(shí)間為50-90分 鐘；由實(shí)際生產(chǎn)知道，在浸潰時(shí)，如果堿液濃度過(guò)高會(huì)使得后期纖維素橫酸脂溶解度降低， 導(dǎo)致粘膠過(guò)濾困難，堿液濃度過(guò)低會(huì)使?jié){稍膨化度過(guò)高，壓棒困難；堿液溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致纖 維素降聚快，加速副反應(yīng)，影響粘膠過(guò)濾，溫度過(guò)低，漿稍膨化度高，壓棒困難。本工藝步驟 控制氨氧化鋼濃度為1 l〇-240g/l，溫度30-60°C，保證后期過(guò)濾和壓棒工藝的有效進(jìn)行，采 用本步驟的浸潰處理能提高甲纖維素的含量，生產(chǎn)堿纖維素。
[0017]B、浸潰完成后，將浸潰桶內(nèi)的漿粥通過(guò)輸送管道輸送至壓棒機(jī)進(jìn)行壓棒分離得到 堿纖維素，其中壓棒倍數(shù)為2. 2-2. 8。壓棒得到的堿纖維素中堿纖甲纖的含量為29%-31%%， 堿纖堿的含量為16 + 1%，堿液中半纖含量蘭lOg/l，與傳統(tǒng)粘膠纖維制備堿纖維素?cái)?shù)據(jù)比 較，本發(fā)明制得的堿纖維素半纖低，產(chǎn)品強(qiáng)度高。
[0018] 其中壓棒出的物質(zhì)分為兩部分，一部分夾雜著纖維、雜質(zhì)的堿液，另一部分是被壓 出了多余水分的固態(tài)和液態(tài)的混合物（即堿纖維素)。所W通過(guò)壓棒將夾雜著纖維、雜質(zhì)的 堿液和堿纖維素分離； 夾雜著纖維、雜質(zhì)的堿液通過(guò)濾網(wǎng)式真空吸附機(jī)，把纖維和潔凈的堿液分離回收，去除 多余的半纖維素，其中濾網(wǎng)采用60-120目，真空度為-(0. 1-0. 4)MPa; 另外，漿粥在壓棒之前可W先進(jìn)行研磨，具體的，可W通過(guò)一安裝在浸潰桶與壓棒機(jī)的 連接管道中的研磨機(jī)進(jìn)行研磨，研磨時(shí)間10-40秒；該樣可W繼續(xù)生成堿纖維素，溶出半纖 維素、木質(zhì)素等雜質(zhì)，同時(shí)研磨能對(duì)堿纖維素進(jìn)行開(kāi)松、分散，從而提高堿化速度及堿化率。
[0019] 堿纖維素粉碎、撞揉；將壓棒得到的堿纖維素纖維經(jīng)粉碎機(jī)粉碎，粉碎度 120-180g/l，粉碎后經(jīng)撞揉機(jī)雙螺桿設(shè)備進(jìn)行撞揉處理后得到溫度30-60°C，濃度為 30-40%的漿粥，粉碎、撞揉能使纖維分絲、靑化，達(dá)到破壞纖維素纖維的細(xì)胞壁，去除纖維素 中的小分子，從而提高纖維素反應(yīng)性能，提高纖維素結(jié)合堿含量，堿纖維素含量達(dá)到6-8% ; C、將步驟B制備得到的堿纖維素加入堿液混合形成濃度為4-8%漿粥，并輸送到定 向降聚反應(yīng)器，反應(yīng)器中加入反應(yīng)器體積的2-10%的純氧，進(jìn)行定向降聚反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間 3