高強(qiáng)著色有機(jī)阻燃再生纖維素纖維及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]
本發(fā)明涉及粘膠纖維技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高強(qiáng)著色有機(jī)阻燃粘膠纖維及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]研究表明纖維制品燃燒引起的火災(zāi)已成為現(xiàn)代社會(huì)重大災(zāi)害之一，可燃性紡織品燃燒時(shí)釋放的有害氣體對(duì)人體的危害程度大大超過(guò)阻燃性紡織品。而目前市場(chǎng)上阻燃纖維制品主要以合成纖維為主，阻燃合成纖維的熔融滴落很容易造成二次傷害；本身阻燃纖維制品有芳綸等，其高昂的價(jià)格和穿著舒適性差等問(wèn)題限制了在下游的推廣應(yīng)用。
[0003]隨著史上最嚴(yán)厲新《環(huán)境保護(hù)法》的出爐，印染行業(yè)面臨嚴(yán)重的環(huán)保壓力。纖維制品染色是高能耗的工藝，后期染色存在染色成本高、廢水中染料含量增加、廢水處理成本提高等諸多問(wèn)題，同時(shí)會(huì)對(duì)纖維性能造成較大損傷。阻燃纖維經(jīng)高溫染色還會(huì)造成阻燃性能衰減，染色不均一等問(wèn)題。
[0004]專利CN104831386公開(kāi)了一種無(wú)染阻燃粘膠纖維有色長(zhǎng)絲的紡絲成形方法，其公布的生產(chǎn)方法中使用的硅氮系阻燃劑，加入量36%-45%，硅氮系阻燃劑穩(wěn)定性較差，加入量偏高，影響纖維的物理指標(biāo)。
[0005]專利CN10558955 C公開(kāi)了納米抗菌彩色阻燃粘膠及其制造方法，該專利利用含堿量為10-30g/L的堿液對(duì)納米銀、亞硫酸鈉、阻燃劑和粘膠著色劑進(jìn)行混合調(diào)配從而制得混合溶液，在混合液與紡絲溶液混合后會(huì)大大降低紡絲溶液的粘度，進(jìn)而影響紡絲溶液的可紡性，從而影響纖維的物理指標(biāo)。
[0006]專利CN1904156 A公開(kāi)了阻燃粘膠纖維及其生產(chǎn)工藝，專利CN102505169 A公開(kāi)了一種阻燃粘膠纖維及其制備方法，其公布的生產(chǎn)方法及生產(chǎn)出的產(chǎn)品均為常規(guī)原色阻燃粘膠纖維，需后期進(jìn)行染色。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供了一種高強(qiáng)著色有機(jī)阻燃粘膠纖維及其制備方法。該方法生產(chǎn)阻燃纖維色澤均勻，色牢度好，且具有較高的物理強(qiáng)度和良好的阻燃性能，能夠滿足軍用作戰(zhàn)服對(duì)安全性能和服用性能的雙重要求。
[0008]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題及技術(shù)方案如下:
本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是:針對(duì)現(xiàn)在印染行業(yè)環(huán)保壓力大，染色成本高；同時(shí)阻燃纖維高溫染色阻燃性能衰減，難染色等問(wèn)題，提供一種物理強(qiáng)度高，阻燃性能好，紡織加工性能好的有色阻燃粘膠纖維的制備方法。
[0009]本發(fā)明所要解決的第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題是:針對(duì)現(xiàn)有著色纖維生產(chǎn)工藝中的不足，提供一種著色纖維絲束后處理水洗、烘干工藝。
[0010]為解決第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是: 采用纖維素漿柏為原料，經(jīng)過(guò)包括浸漬、壓榨、粉碎、老成、黃化、過(guò)濾、熟成和脫泡制得紡絲粘膠，首先將分散好的阻燃劑與色漿、粘膠變性劑充分混合，然后通過(guò)動(dòng)態(tài)混合器、靜態(tài)混合器與紡絲粘膠充分混合后，制得有色阻燃紡絲粘膠原液。
[0011]將所述阻燃紡絲粘膠在含有H2S04、ZnS04、Na2S0j|浴中塑化成型，再經(jīng)牽伸、精煉和烘干步驟制得阻燃粘膠纖維，所述凝固浴中各組分的含量為:H2S04 80?160g/l，ZnS0410 ?50g/l，Na2S04 2 40 ?360g/l。
[0012]作為一種優(yōu)選，有機(jī)阻燃劑與色漿、變性劑混合后加入紡絲粘膠前需經(jīng)脫泡、過(guò)濾處理，所述阻燃粘膠中阻燃劑有效含量相對(duì)甲種纖維素為15?25wt%，色漿有效成分相對(duì)甲種纖維素為0.5-5wt%,變性劑加入量相對(duì)甲種纖維素為l_4wt%。
[0013]其中，所述阻燃劑采用有機(jī)類阻燃劑，變性劑采用聚氧乙烯脂肪胺類，色漿粒徑要求< 0.5um。
[0014]其中，阻燃劑與色漿、變性劑混合后加入粘膠中，分別通過(guò)動(dòng)態(tài)混合器、靜態(tài)混合器與其充分混合。
[0015]作為一種優(yōu)選，所述的酸浴組成為H2S04 80?100g/l，ZnS04 15?20g/l，Na2S04240?300g/1，酸溫40-45 °C。所述牽伸包括噴頭牽伸、盤間牽伸和塑化牽伸，所述噴頭牽伸比例為20?50%，盤間牽伸為30?50%，塑化牽伸為5?10%。
[0016]通過(guò)上述技術(shù)方案，制備的有色阻燃粘膠纖維干斷裂強(qiáng)度彡2.30cN/dtex,濕斷裂強(qiáng)度彡1.3cN/dteX，極限氧指數(shù)彡28.0%，纖維的棉沾色和原樣變色等級(jí)均達(dá)到4級(jí)以上，水洗色牢度較好。
[0017]為解決第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
首先對(duì)著色阻燃粘膠纖維絲束進(jìn)行精練水處理、烘干工序后，然后對(duì)絲束進(jìn)行干切。
[0018]作為一種優(yōu)選，采用一種纖維絲束水洗機(jī)，通過(guò)牽引輥使絲束有序通過(guò)水洗機(jī)各個(gè)分區(qū)，進(jìn)行水洗、脫硫、上油處理。
[0019]其中，水洗機(jī)分四個(gè)區(qū)，每個(gè)區(qū)下設(shè)有接水槽，浴液循環(huán)使用。水洗溫度:70±5°C;脫硫溫度85°C，濃度:2-5g/l ;上油溫度:50±5°C，濃度:2_6g/l。
[0020]作為一種優(yōu)選，絲束烘干采用隧道式微波烘干機(jī)，微波烘干機(jī)微波源可以單獨(dú)控制，系統(tǒng)的啟動(dòng)過(guò)程、干燥過(guò)程、停止過(guò)程全部采用自動(dòng)控制。
[0021]由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是:
1、本發(fā)明將阻燃劑與色漿、變性劑混合后通過(guò)計(jì)量栗準(zhǔn)確加入粘膠中，依次通過(guò)動(dòng)態(tài)混合器、靜態(tài)混合器，使其與粘膠紡絲液充分混合，制備有色阻燃粘膠纖維。從紡前系統(tǒng)加入解決了阻燃劑與色漿對(duì)粘膠系統(tǒng)的污染，大大減少了下游客戶后續(xù)染色帶來(lái)的環(huán)保壓力，解決了因高溫染色導(dǎo)致阻燃性能衰減問(wèn)題，提高了纖維的色牢度；
2、加入粘膠變性劑，改善了粘膠的成型效果，提高了纖維的強(qiáng)度；
3、阻燃劑采用有機(jī)焦磷酸酯類阻燃劑，相比硅氮系阻燃劑穩(wěn)定性較好，加入量少，提高了纖維的物理指標(biāo)；
4、本發(fā)明采用進(jìn)行精練水處理、烘干工序后，然后對(duì)絲束進(jìn)行干切，解決了不同顏色品種切換時(shí)短纖維后處理、烘干設(shè)備由于掛毛造成的清理難題，避免了不同顏色纖維的混旦問(wèn)題，節(jié)約勞動(dòng)成本，實(shí)現(xiàn)了不同品種、不同顏色阻燃纖維的無(wú)擾動(dòng)切換，實(shí)現(xiàn)了著色阻燃纖維的柔性化生產(chǎn)，大大降低了生產(chǎn)成本； 5、采用紡前注射技術(shù)、變性劑加入工藝及特殊阻燃劑使用等綜合特殊工藝制備的著色阻燃纖維色澤均勻，顏色種類廣，耐高溫阻燃效果好，避免織物燃燒熔融滴落。能夠滿足軍用作戰(zhàn)服對(duì)安全性能和服用性能的雙重要求。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合具體的實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，比如色漿的顏色之間任意調(diào)配等，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。
[0023]實(shí)施例1
1)紡絲原液制備工序:采用纖維素漿柏為原料，經(jīng)過(guò)包括浸漬、壓榨、粉碎、老成、黃化、過(guò)濾、熟成和脫泡制得紡絲原液。
[0024]2)阻燃紡絲粘膠制備工序:阻燃劑采用有機(jī)焦磷酸酯類，變性劑采用聚氧乙烯脂肪胺類，色漿粒徑要求< 0.5um，將阻燃劑與色漿、變性劑混合均勻，脫泡、過(guò)濾后，通過(guò)計(jì)量栗準(zhǔn)確加入紡絲原液中，分別經(jīng)過(guò)動(dòng)態(tài)混合器、靜態(tài)混合器使其與粘膠原液充分混合。有機(jī)焦磷酸酯類阻燃劑有效成分相對(duì)甲種纖維素加入量為18wt%，色漿采用黑色漿料，有效成分相對(duì)于甲種纖維素加入量為2.5wt%，變性劑加入量相對(duì)甲種纖維素為1.8wt%，制得紡絲膠組成為:粘膠固含量9.5wt%，粘度38s、熟成度15ml (10%NH4C1)。
[0025]3)紡絲工序:將所述黑色阻燃紡絲粘膠在H2S04 90g/l、ZnS0420g/l、Na2S04 2 80g/1凝固浴中凝固成型。
[0026]4)后處理工序:將成型絲束依次經(jīng)噴頭牽伸、盤間牽伸和塑化牽伸，所述噴頭牽伸、盤間牽伸和塑化牽伸比例分別為30%、45%和6%。
[0027]然后經(jīng)過(guò)精煉工序，該精煉工序采用一種纖維絲束水洗機(jī)，所述水洗機(jī)分四個(gè)區(qū)，每個(gè)區(qū)下設(shè)有接水槽，浴液循環(huán)使用；通過(guò)牽引后使絲束有序通過(guò)水洗機(jī)各個(gè)分區(qū)，然后進(jìn)行水洗、脫硫、上油處理；所述水洗溫度:70±5°C;脫硫溫度:多85°C，濃度:2-5g/l ;上油溫度:50±5°C，濃度:2-6g/l0
[0028]最后通過(guò)微波烘干機(jī)對(duì)黑色阻燃絲束進(jìn)行后處理烘干，最后對(duì)絲束進(jìn)行干切打包制得黑色阻燃粘膠纖維。
[0029]通過(guò)上述方法制得的黑色阻燃粘膠纖維的干斷裂強(qiáng)度2.5cN/dtex,濕斷裂強(qiáng)度
1.5cN/dtex,由于選用有機(jī)類阻燃劑和變性劑，相比其它方法制備的阻燃纖維干斷裂強(qiáng)度和濕斷裂強(qiáng)度提高20%，干伸率19%，疵點(diǎn)0.5mg/100g ;極限氧指數(shù)28.2%，因制備的阻燃纖維自身著色，避免了在后續(xù)高溫染色中阻燃劑10%-20%的流失，保證了纖維阻燃效果，纖維的棉沾色和原樣變色等級(jí)均達(dá)到4級(jí)以上。
[0030]實(shí)施例2
1)紡絲原液制備工序:采用纖維素漿柏為原料，經(jīng)過(guò)包括浸漬、壓榨、粉碎、老成、黃化、過(guò)濾、熟成和脫泡制得紡絲原液。
[0031]2)阻燃紡絲粘膠制備工序:阻燃劑采用有機(jī)焦磷酸酯類，變性