专利名称：一种中空再生纤维素纤维及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种再生纤维素纤维及其制备方法，特别是一种采用纤维素制备高中空度纤维素纤维的制备方法。
背景技术：
中空粘胶纤维包括维尔夫特(Viloft)纤维、超充气纤维(S.1纤维)、扁平纤维(PM1, PM2纤维)，最初报道中空粘胶纤维是在1927年。中空粘胶纤维具有密度低和覆盖力强的特点，尤为突出的是中空粘胶纤维能赋予织物非常奇特的手感；在某些织物中，例如中空粘胶纤维与涤纶混纺的平纹机织衬衫，手感完全与棉一样；而在斜纹织物中又和羊毛手感一样。即中空粘胶纤维一方面能产生一种凉爽手感的产品；而另一方面又可以产生手感柔软而温暖的产品。在粘胶中加入碳酸钠，纺丝时释放出大量二氧化碳气体产生的膨胀力，使纤维变成像竹子那样有节或甚至像海绵那样具有空洞、气泡等，从而降低了纤维的表观比重。山东海龙的一篇专利公开号为CN101089256A “一种高性能中空纤维素纤维制造方法”，在溶解步骤中加入发泡剂溶液Na2CO3或NaHCO3或偶氮二甲酰胺，并混合均匀制得纺丝粘胶，该方法需要改进通风条件尽快除去CO2，控制纤维束间的相互作用，最大限度地降低断头率，切刀要改变适应膨松丝束的要求，洗涤和干燥的要求也较高，同时纤维可能会有发生雪花色的染斑。在日本专利昭58-30400中，日本旭化成公司利用一定形状的喷丝孔，综合各种气泡封入状态制成扁平中空纤维单丝。该方法通过喷丝孔等来生产中空纤维，但一定形状的喷丝孔较常规喷丝孔难清洗，加工工艺繁琐。在美国US4129679专利中，C.R.Woodings等人利用Na2CO3来进行发泡，但该法Na2CO3用量和盐值不能太高，否则会纤维会塌陷成扁平状；纺丝浴中无锌或少锌，温度为70°C左右，通过牵伸来提高纤维强力。此法工艺条件较难控制，在实际生产中对设备要求较高。在美国US4130689专利中，Costa等人制备高强力中空粘胶纤维具有强硬的外壁结构，他们采用适当高的纺丝浴组成，高CS2，使得再生凝固作用延缓到牵伸区，形成高定向和结晶的外壁、高的纤维强力。用变性剂或甲醛处理，使粘胶和纺丝条件达到平衡，形成强硬的外壁结构，不容易塌陷或变形。但该法条件较为苛刻，使用的甲醛对人体也有害。
发明内容
本发明旨在提供一种制备中空再生纤维素纤维的制造方法，该方法操作简单，不需要特殊的加工工艺和设备。纺丝过程中无气体的放出，减少纺丝的断头率等问题。生产的中空纤维不仅具有较高的中空度，而且纤维不会因后整理加工而塌陷变形，得到的纤维具有较厚的外壁。同时，纤维还具有较好的柔软性、膨松性、覆盖性和舒适性。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为:
一种中空再生纤维素纤维的制造方法，将纤维素浆柏经过浸溃、压榨、粉碎、老成、黄化、溶解、过滤、脱泡工序制备纺丝粘胶溶液，然后进行纺丝，在溶解步骤中，添加水溶性维纶、变性剂、交联剂中一种或几种的混合物，制备得到中空的再生纤维素纤维，其纤度
2.22-3.33dtex，干强 2.2-2.6 cN/dtex，湿强 1.2-2.0 cN/dtex，纤维的中空度彡 70%，干伸10-20%。所述水溶性维纶在水中溶解温度范围为10_90°C，水溶性维纶的添加量为甲种纤维素质量的5-10%。所述变性剂为聚乙二醇或者脂肪胺聚氧乙烯醚或者聚氧乙烯烷基胺或者聚乙二醇烷基胺中的一种或几种的混合物。所述聚乙二醇为PEG1500或者PEG2000，所述脂肪胺聚氧乙烯醚为AC1810或者AC1815，所述聚氧乙烯烷基胺为V-32，所述聚乙二醇烷基胺为V315。所述交联剂为环氧氯丙烷、聚乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、二羟甲基脲、二羟甲基亚乙基脲、二羟甲基二羟基亚乙基脲中的一种或几种。所述变性剂添加量为甲种纤维素质量百分含量的1-15%，交联剂添加量为甲种纤维素质量百分含量的0.2-12%。上述方法制备得到中空的再生纤维素纤维，纤度2.22-3.33dtex,干强2.2-2.6cN/dtex，湿强 1.2-2.0 cN/dtex，纤维的中空度彡 70%，干伸 10-20%。有益效果:与已有技术相比较，本发明的技术方案采用在溶解过程中，加入所需的水溶性维纶，利用水溶性维纶在不同温度下的水溶解特性，在凝固浴或塑化浴中，当温度升高到溶解的所需温度时，分布在纤维内部及表面的纳米级水溶性维纶颗粒会从纤维中溶出，可通过后处理直接将溶解的水溶性维纶洗去，同时孔隙可按照原有的形状得以保留，不需要采用繁杂的生产工艺才能 达到中空效果，一般的生产工艺就可以完成，减少了成本的同时提高了生产效率。改善了原有生产方法造成的纤维坍塌或者不能保证纤维强力的缺陷，所得的再生纤维素纤维纤度2.22-3.33dtex,干强2.2-2.6 cN/dtex,湿强1.2-2.0 cN/dtex,纤维的中空度彡70%，干伸10-20%，完全符合后续产品生产的需要。该方法纺丝过程中无气体的放出，减少纺丝的断头率等问题。生产的中空纤维不仅具有较高的中空度，而且纤维不会因后整理加工而塌陷变形，得到的纤维具有较厚的外壁。同时，纤维还具有较好的柔软性、膨松性、覆盖性和舒适性。
具体实施例方式本发明实施例均为本发明基本框架下的具实施体，不得解释为对本技术方案的限制。以下结合具体的实施例对本发明的技术方案作进一步说明:
实施例1
采用聚合度520、甲种纤维素(甲纤)含量93%的棉浆柏，依次经过浸溃、压榨、粉碎、老成、黄化、溶解、过滤、脱泡等工序制备纺丝粘胶溶液。并在纤维素后溶解过程中，加入相当于甲纤质量百分含量的1.0%的脂肪胺聚氧乙烯醚AC1815，5%的水溶温度为10°C的水溶性维纶，20min后，添加相当于甲纤质量百分含量的0.2%的聚乙二醇二缩水甘油醚，搅拌均匀。制得含甲纤8.2%，Na0H6.8%，粘度(落球法)50s,熟成度(10%NH4C1) 16ml的纤维素黄酸酯纺丝原液，采用湿法纺丝工序进行纺丝。凝固浴组成为:硫酸110g/L，硫酸钠300 g/L，硫酸锌32 g/L，并经牵伸生产出2.22dtex*51mm中空纤维。然后对纤维进行酸洗、水洗、脱硫、水洗、脱水、上油、烘干等后处理。经过上述步骤制备的纤维的主要指标如下:干强2.20cN/dtex ;湿强 1.20 cN/dtex ;中空度 80%，干伸 18.2%。实施例2
采用聚合度500、甲纤含量92.5%的木浆柏，依次经过浸溃、压榨、粉碎、老成、黄化、溶解、过滤、脱泡等工序制备纺丝粘胶溶液。并在纤维素浸溃过程中，加入相当于甲纤
8.0%(wt)的聚氧乙烯烷基胺V32，7%的水溶温度为50°C的水溶性维纶，30min后，添加相当于甲纤6%(wt)的环氧氯丙烷，搅拌均匀静置，制得甲纤8.5%，Na0H6.4%，粘度(落球法)53s，熟成度(10%NH4C1) 15ml的纤维素黄酸酯纺丝原液，采用湿法纺丝工序进行纺丝。凝固浴组成为:硫酸90g/L，硫酸钠330 g/L，硫酸锌38 g/L，并经牵伸生产3.33dtex*51mm中空纤维。然后对纤维进行酸洗、水洗、脱硫、水洗、脱水、上油、烘干等后处理。经过上述步骤制备的纤维的主要指标如下:干强2.6cN/dtex ;湿强1.98 cN/dtex ;中空度70%，干伸12%。实施例3
采用聚合度550、甲纤含量93.5%的棉浆柏，依次经过浸溃、压榨、粉碎、老成、黄化、溶解、过滤、脱泡等工序制备纺丝粘胶溶液。并在纤维素后溶解过程中，加入相当于甲纤15% (wt)的PEG1500，10%的水溶温度为90°C的水溶性维纶，20min后，添加相当于甲纤12%(wt)的二羟甲基二羟基亚乙基脲，制得甲纤8.1%, Na0H6.5%，粘度(落球法)46s，熟成度(10%NH4C1) 13ml的纤维素黄酸酯纺丝原液，采用湿法纺丝工序进行纺丝。凝固浴组成为:硫酸100g/L，硫酸钠320 g/L，硫酸锌40 g/L,并经高倍有效牵伸生产3.33dtex*51mm中空纤维。然后对纤维进行酸洗、水洗、脱硫、水洗、脱水、上油、烘干等后处理。经过上述步骤制备的纤维的主要指标如下:干强2.3 cN/dtex ;湿强1.62 cN/dtex ;中空度75%，干伸15%。实施例4
采用聚合度550、甲纤含量92.5%的棉浆柏，依次经过浸溃、压榨、粉碎、老成、黄化、溶解、过滤、脱泡等工序制备纺丝粘胶溶液。并在纤维素后溶解过程中，加入相当于甲纤15%(wt)的聚乙二醇烷基胺V315，9%的水溶温度为80°C的水溶性维纶，30min后，添加相当于甲纤8%(wt)的丙二醇二缩水甘油醚和相当于甲纤4%(wt)的二羟甲基脲，制得甲纤8.9%，Na0H7%，粘度(落球法)52s,熟成度(10%NH4C1) 12ml的纤维素黄酸酯纺丝原液，采用湿法纺丝工序进行纺丝。凝固浴组成为:硫酸102g/L,硫酸钠318 g/L,硫酸锌36 g/L,并经高倍有效牵伸生产3.33dtex*51mm中空纤维。然后对纤维进行酸洗、水洗、脱硫、水洗、脱水、上油、烘干等后处理。经过上述步骤制备的纤维的主要指标如下:干强2.23cN/dtex ;湿强
1.56cN/dtex ;中空度 80%，干伸 16%。实施例5
采用聚合度520、甲纤含量92%的棉浆柏，依次经过浸溃、压榨、粉碎、老成、黄化、溶解、过滤、脱泡等工序制备纺丝粘胶溶液。并在纤维素后溶解过程中，加入相当于甲纤12%(wt)的PEG2000，7.4%的水溶温度为60 V的水溶性维纶，30min后，添加相当于甲纤3% (wt)的聚乙二醇二缩水甘油醚和相当于甲纤3%(wt)的二羟甲基亚乙基脲，制得甲纤8.5%，Na0H6.8%，粘度(落球法)46s,熟成度(10%NH4C1) 14ml的纤维素黄酸酯纺丝原液，采用湿法纺丝工序进行纺丝。凝固浴组成为:硫酸112g/L,硫酸钠308 g/L,硫酸锌33 g/L,并经高倍有效牵伸生产2.22dtex*51mm中空纤维。然后对纤维进行酸洗、水洗、脱硫、水洗、脱水、上油、烘干等后处理。经过上述步骤制备的纤维的主要指标如下:干强2.26cN/dtex ;湿强 1.38cN/dtex ;中空度 76%，干伸 14%。
权利要求
1.一种中空再生纤维素纤维的制造方法，将纤维素浆柏经过浸溃、压榨、粉碎、老成、黄化、溶解、过滤、脱泡工序制备纺丝粘胶溶液，然后进行纺丝，其特征在于:在溶解步骤中，添加水溶性维纶、变性剂、交联剂中一种或几种的混合物，制备得到中空的再生纤维素纤维，其纤度 2.22-3.33dtex，干强 2.2-2.6 cN/dtex，湿强 1.2-2.0 cN/dtex，纤维的中空度彡 70%，干伸 10-20%ο
2.根据权利要求1所述的中空再生纤维素纤维的制造方法，其特征在于:所述水溶性维纶在水中溶解温度范围为10-90°C，水溶性维纶的添加量为甲种纤维素质量的5-10%。
3.根据权利要求1所述的中空再生纤维素纤维的制造方法，其特征在于:所述变性剂为聚乙二醇或者脂肪 胺聚氧乙烯醚或者聚氧乙烯烷基胺或者聚乙二醇烷基胺中的一种或几种的混合物。
4.根据权利要求3所述的中空再生纤维素纤维的制造方法，其特征在于:所述聚乙二醇为PEG1500或者PEG2000，所述脂肪胺聚氧乙烯醚为AC1810或者AC1815，所述聚氧乙烯烷基胺为V-32，所述聚乙二醇烷基胺为V315。
5.根据权利要求1所述的中空再生纤维素纤维的制造方法，其特征在于:所述交联剂为环氧氯丙烷、聚乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、二羟甲基脲、二羟甲基亚乙基脲、二羟甲基二羟基亚乙基脲中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的中空再生纤维素纤维的制造方法，其特征在于:所述变性剂添加量为甲种纤维素质量百分含量的1_15%，交联剂添加量为甲种纤维素质量百分含量的.0.2-12%。
7.权利要求1飞的制造方法制备得到的中空再生纤维素纤维，其特征在于:纤度.2.22-3.33dtex，干强 2.2-2.6 cN/dtex，湿强 1.2-2.0 cN/dtex，纤维的中空度彡 70%，干伸.10-20%ο
全文摘要
一种中空再生纤维素纤维的制造方法，将纤维素浆粕经过浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化、溶解、过滤、脱泡工序制备纺丝粘胶溶液，然后进行纺丝，在制备纺丝粘胶溶液工序的溶解步骤中，添加水溶性维纶、变性剂、交联剂中一种或几种的混合物，然后进行纺丝，制备得到中空的再生纤维素纤维，其纤度2.22-3.33dtex，干强2.2-2.6cN/dtex，湿强1.2-2.0cN/dtex，纤维的中空度≥70%，干伸10-20%。该方法操作简单，不需要特殊的加工工艺和设备。纺丝过程中无气体的放出，减少纺丝的断头率等问题。生产的中空纤维不仅具有较高的中空度，而且纤维不会因后整理加工而塌陷变形。
文档编号D01F2/08GK103088455SQ20131002915
公开日2013年5月8日 申请日期2013年1月25日 优先权日2013年1月25日
发明者胡青青, 陈红霞, 陆鹏, 丁可敬 申请人:江苏金太阳纺织科技有限公司