专利名称：一种粘胶纤维素纺丝成网非织造布的制造方法
技术领域：
本发明涉及化学纤维制造技术，具体为一种粘胶纤维素纺丝液经湿法纺丝后直接进行水刺成网得到非织造布的制造技术。
背景技术：
纤维素纤维是一类应用广泛的再生天然纤维，具有优良的吸湿性、透气性、不产生静电、染色性好等特点。目前纤维素长纤维的生产方法主要有粘胶法、铜氨法、纤维素氨基甲酸酯法和新溶剂法等。铜氨法和纤维素氨基甲酸酯法在实际生产中的应用较少。粘胶法和以Lyocell纤维为代表的新溶剂法是应用较多的生产工艺。Lyocell纤维是将纤维素溶于溶剂NMMO后直接进行湿法纺丝，对环境的污染小。由于溶剂NMMO要回收循环使用，所以对设备的要求较高。粘胶法是将天然纤维用烧碱、二硫化碳处理，得到橙黄色的纤维素黄原酸钠，再溶解在稀氢氧化钠溶液中，成为粘稠的纺丝原液，经湿法纺丝后得到纤维素纤维。尽管在生产过程中会用到有毒的二硫化碳，需对三废(废气、废水和废渣)进行处理，但该法仍是目前纤维素纤维主要的生产加工方式之一。经上述方法得到的纤维素长丝切断为短纤维后，经梳理铺网，再经过不同的加工手段，如针刺、水刺或热轧对纤维网进行加固可制得非织造布。中国专利2006100164 . 1报道了一种含有羟乙基壳聚糖、蚕丝蛋白改性的粘胶纤维素短纤维经高速喷射的水流使纤维重新排列、相互缠绕，加工成水刺非织造布的方法。利用聚合物长丝也可直接加工成非织造布。目前常用的方法有熔喷法和纺粘法，这两种方法仅适用于可熔融加工的聚合物。中国专利94114917. X报道了一种用高压流体射流处理聚酰胺和聚酯的混合物长丝，使之发生有效的缠结和交联，进而加工成非织造布的生产方法。美国专利3833438报道了将铜氨法纤维素纺丝液经湿法纺丝后在负压下形成非织造布的方法。美国专利6221487报道了Lyocell纤维素纺丝液经离心纺丝或溶液纺丝后经热粘合直接加工成非织造布的方法。这种Lyocell纤维直接加工成非织造布的技术，改善了以往纤维素长丝卷曲度小的缺点。由此得到的纤维细度小，卷曲度增加，光泽度减小，湿态摩擦时的原纤化现象减弱，使得纤维在湿态下的起球现象和染色时的雾化现象减弱。
发明内容
本发明的目的在于提出一种粘胶纤维素纺丝液经湿法纺丝后直接水刺成网加工成非织造布的方法。本发明的目的通过下述技术方案实现一种粘胶纤维素非织造布的制造方法，其特征在于采用以下工艺步骤一种粘胶纤维素纺丝液经喷丝头挤出、空气浴牵伸后垂直进入一个水平运行的传送带装置，传送带上方喷洒凝固浴，凝固成型后的纤维被输送进入水刺非织造布加工装置，在高压水流的喷射下重新排列、相互缠绕，形成非织造布。所述的粘胶纺丝液是以天然纤维素浆粕为原料，用氢氧化钠、二硫化碳处理后得到的橙黄色的纤维素黄原酸钠，再溶解在稀氢氧化钠溶液中形成的粘稠的纺丝原液。
所述的粘胶纤维素纺丝液的挤出速度为0. l-50g/min。粘胶纤维素纺丝液的挤出速度越快，单位时间内经喷丝头挤出的纺丝液越多，纤维的直径越粗，这就使纤维芯层的凝固成型变得困难，因而需要严格控制后续的凝固过程才能获得结构均勻的纤维。粘胶纤维素纺丝液的挤出速度太慢，则纤维直径较细，很容易发生断头现象，不利于获得稳定的纺丝过程。优选的粘胶纤维素纺丝液的挤出速度为0. 1-lOg/min。所述的粘胶纺丝液经喷丝头挤出后，进入0. 05- !长的空气浴。粘胶纺丝液从喷丝头挤出后在空气浴中冷却，细化，使粘胶初生纤维获得一定的强度。空气浴长度太短，则粘胶纤维素初生纤维的强度降低，影响后续的加工性能；空气浴长度太长，获得的初生纤维的皮层结构增多，纤维强度增大，但会使纤维芯层在后续的凝固浴中的凝固速度减慢，使纤维的整体性能下降。空气浴长度优选为0. 2-lm，这时可获得较好的纤维性能。所述的传送带的运行速度为5-50m/min。传送带的运行速度影响粘胶纤维素在传送带上的停留时间。传送带的速度越快，粘胶纤维素在传送带上的停留时间越短，凝固浴对纤维的凝固时间就越短，纤维的固化程度较低，强度较差；反之，传送带的速度越慢，粘胶纤维素在传送带上的停留时间越长，则纤维的凝固程度较高，强度较好，但需要消耗大量的凝固浴。优选的传送带速度为5-20m/min。所述的凝固浴组成为含有45% (NH4)2SO4的10%的溶液。所述的凝固浴温度为30-40°C。凝固浴温度越高，粘胶纤维素的凝固速度就越快；反之，则粘胶纤维素的凝固速度就越慢，纤维的力学性能变差。所述的凝固浴的喷淋速度为0.05-lL/min。凝固浴的喷淋速度越快，粘胶纤维素的固化程度越高；反之，粘胶纤维素的固化程度就越低，纤维的强度就越低。优选的凝固浴的喷淋速度为0. 1-0. 5L/min。所述的水刺非织造布加工装置的水刺压力为40X 105Pa。粘胶纤维素湿法纺丝水刺成网得到的非织造布的综合性能主要靠调节纺丝液挤出速度、空气浴长度、传送带速度、凝固浴温度、凝固浴喷淋速度等工艺参数来获得。本发明的优越性在于本发明提出一种粘胶纺丝液经湿法纺丝后，直接进行水刺加工形成非织造布的方法。本发明所述的粘胶纤维素湿法纺丝工艺、水刺非织造布加工工艺本身为现有技术。本发明所述的粘胶纤维素非织造布制造方法，是将原有的粘胶纤维素经湿法纺丝后形成的粘胶长丝切断为短纤维、然后再将短纤维水刺成网加工成非织造布这两个工艺过程合并为一个工艺过程。本发明所述的方法是在原有粘胶纤维素湿法纺丝和非织造水刺成网工艺基础上进行的设备调整和工艺创新，对原有设备的改动小，因而具有占地面积小、操作简单、成本低的特点，易于进行技术推广。与由粘胶短纤维直接水刺成网得到的非织造布相比，本发明得到的非织造布的纤维直径较细，直径变易度增大，卷曲度增加，光泽柔和。与通过其它非织造布加工方法得到的粘胶非织造布相比，利用本发明所述方法得到的粘胶非织造布，具有良好的强度、柔软性、吸湿性和抗静电性，结构蓬松，手感好。利用本发明所述的方法得到的粘胶纤维素非织造布，可进一步应用于电子擦拭布、卫生用品、革基布等领域。
图1是粘胶纤维素湿法纺丝后直接水刺成网加工成非织造布的工艺流程图。
具体实施例方式下面结合实施例进一步叙述本发明。依工艺流程图所示，粘胶纤维素湿法纺丝后直接水刺成网加工成非织造布的工艺过程依次为浆粕、碱纤维素、纤维素磺酸酯、粘胶、纺丝、成形、水刺、干燥、卷绕。实施例中粘胶纤维素非织造布纤维直径的变异系数是指对50根纤维的直径求取平均值后计算得到的平均方差，用以描述纤维直径的均勻程度。变异系数越大，纤维的直径分布越宽，直径越不均勻。本发明未及之处适用于现有技术。以下给出本发明的具体实施例，本发明不受具体实施例的限制。实施例一将含粘胶纤维素9%的5%氢氧化钠溶液经过滤、脱泡后进行湿法纺丝，喷丝头挤出速度为0.8g/min。经喷丝头喷出的粘胶初生纤维通过50cm长的空气浴后，进入传送带，传送带速度为5m/min。传送带上方喷洒凝固浴，凝固浴组成为含40% (NH4)2SO4WlO1^mH2SO4溶液，温度为30°C，喷淋速度为0. lL/min。凝固成型的纤维再经高速喷射的水流缠绕成网后形成非织造布。纤维的平均直径5. 2 μ m，变异系数为10. 2%，纵向干强度为2. ICN/dtex0实施例二将含粘胶纤维素9%的5%氢氧化钠溶液经过滤、脱泡后进行湿法纺丝，喷丝头挤出速度为5g/min。经喷丝头喷出的粘胶初生纤维通过IOOcm长的空气浴后，进入传送带，传送带速度为lOm/min。传送带上方喷洒凝固浴，凝固浴组成为含40% (NH4)2SO4WlO1^mH2SO4溶液，温度为35°C，喷淋速度为0. 3L/min。凝固成型的纤维再经高速喷射的水流缠绕成网后形成非织造布。纤维的直径为13.2μπι，变异系数为18.7%，纵向干强度为4.50"dtex0实施例三将含粘胶纤维素9%的5%氢氧化钠溶液经过滤、脱泡后进行湿法纺丝，喷丝头挤出速度为22g/min。经喷丝头喷出的粘胶初生纤维通过IOOcm长的空气浴后，进入传送带，传送带速度为25m/min。传送带上方喷洒凝固浴，凝固浴组成为含40% (NH4)2SO4WlO1^mH2SO4溶液，温度为40°C，喷淋速度为0. 6L/min。凝固成型的纤维再经高速喷射的水流缠绕成网后形成非织造布。纤维的直径为18. Ιμπι，变异系数为30.6%，纵向干强度为3.9CN/
dtexo
权利要求
1.一种粘胶纤维素非织造布的制造方法，其特征在于采用以下工艺步骤粘胶纤维素纺丝液经喷丝头挤出、空气浴牵伸后垂直进入一个水平运行的传送带装置，传送带上方喷洒凝固浴，凝固成型后的纤维被输送进入水刺非织造布加工装置，经梳理成网形成非织造布。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，粘胶纤维素纺丝液的挤出速度为0.l-50g/min,优选为 0. l-10g/min。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，空气浴的长度为0.05- !长，优选为0. 2-lm。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，传送带的速度为5-50m/min，优选为5-20m/min。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，凝固浴组成为含有40-45%(NH4)2SO4W 10%的H2SO4溶液。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，凝固浴的温度为30-50°C。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，凝固浴的喷淋速度为0.05-lL/min，优选为0. 1-0. 5L/min。
全文摘要
一种粘胶纤维素非织造布的制造方法，其特征在于采用以下工艺步骤粘胶纤维素纺丝液经喷丝头挤出、空气浴牵伸后垂直进入一个水平运行的传送带装置，传送带上方喷洒凝固浴，凝固成型后的纤维被输送进入水刺非织造布加工装置，经梳理成网形成非织造布。该法具有占地面积小、操作简单、成本低的优点。加工成型后的水刺非织造布的纤维直径较细，直径变易度增大，卷曲度增加，织物手感蓬松，光泽柔和，具有良好的手感、强度、柔软性、吸湿性和抗静电性，可以广泛应用于电子擦拭布、卫生用品、革基布等领域。
文档编号D04H3/013GK102560902SQ20121000770
公开日2012年7月11日 申请日期2012年1月12日 优先权日2012年1月12日
发明者任元林, 宋俊, 庄旭品, 康卫民, 李树锋, 程博闻 申请人:天津工业大学