一种低比重粘胶纤维及其制备方法与流程

本发明涉及粘胶纤维技术领域，具体涉及一种低比重粘胶纤维。

背景技术：

粘胶纤维，是一种可降解再生纤维素纤维。从原料资源来看，粘胶纤维是以天然纤维素为主要原料生产的纤维，原料来源极为广泛。而作为合成纤维的原料石油在贮藏量方面有限，且消耗速度逐年递增。从产品性能上看，粘胶纤维具有良好的物理机械性能和符合卫生要求的特点。在与合成纤维混纺方面，粘胶纤维不仅可替代棉，而且优于棉。从产品环保方面看，粘胶纤维能被生物分解或通过安全燃烧转化成水蒸气和二氧化碳，不会造成二次污染。从品种结构看，粘胶纤维可通过物理或化学方法加工以赋予纤维更广泛的性能。产品的创新、质量的提高以及染色水平的提高，大大拓宽了粘胶纤维的应用领域。

但由于常规粘胶纤维比重在1.5-1.6g/cm³，重量较大，导致其在形态风格方面不具备飘逸蓬松的特性，这一缺点严重阻碍了其应用领域的拓宽。

技术实现要素：

本发明所要解决的第一个技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种低比重粘胶纤维，产品具有低比重、高吸湿、抗静电、手感蓬松、形态飘逸等优点。

本发明所要解决的第二个技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种低比重粘胶纤维的制备方法，制备得到的产品具有低比重、高吸湿、抗静电、手感蓬松、形态飘逸等优点。

为解决上述第一个技术问题，本发明的技术方案是：

一种低比重粘胶纤维，所述的低比重粘胶纤维的比重≤1.20g/cm³，干断裂强度为2.1～3.0cn/dtex，湿断裂强度为1.1～1.6cn/dtex,干断裂伸长率为16～25％，线密度为1.0～6.0dtex。

为解决上述第二个技术问题，本发明的技术方案是：

所述低比重粘胶纤维的制备方法，包括以下步骤：

(1)酸反应剂溶液的制备：将酸反应剂与软水按照质量比1：1～1.5的比例溶解均匀，并进行板框过滤。

(2)固化剂溶液的制备：将固化剂与软水按照1:1～5的比例进行稀释，混合均匀。

(3)制备共混纺丝液：将所述酸反应剂溶液和所述固化剂溶液在纺丝前与粘胶纺丝液共混，得到共混纺丝液。

(4)纺丝成型：将所述共混纺丝液经纺丝浴凝固成初生纤维，所述纺丝浴中含有10～50g/l的纺丝稳定剂。

(5)后处理：将所述初生纤维经塑化、牵伸、精炼和烘干得到所述低比重粘胶纤维。

作为改进的一种技术方案，所述酸反应剂为碳酸钠、碳酸钾、碳酸铵中的一种或几种。

作为改进的一种技术方案，所述固化剂为异丙醇、环己醇、十二烷基苯磺酸钠中的一种或几种。

作为改进的一种技术方案，所述纺丝稳定剂为二亚甲基氨基单乙醇胺、十八烷基胺、乙二胺四亚甲基膦酸钠中的一种或几种。

作为优选的一种技术方案，所述酸反应剂的添加比例为对α-纤维素的量的10～50wt％，所述固化剂的添加比例为对α-纤维素的量的1～10wt％。

作为改进的一种技术方案，所述纺丝浴中含有：硫酸100～150g/l，硫酸钠270～350g/l，硫酸锌10～40g/l，纺丝稳定剂：10～50g/l；所述纺丝浴的温度为45～55℃。

作为优选的一种技术方案，所述步骤(1)中的板框过滤采用丙纶滤布；所述丙纶滤布的克重700～900g/m²，厚度3.5±0.5mm。

作为优选的一种技术方案，步骤(3)中所述粘胶纺丝液的制备，是将聚合度在500～700的木浆粕通过浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化、研磨、过滤、脱泡制成的粘胶纺丝液。

作为优选的一种技术方案，所述粘胶纺丝液的指标为：α-纤维素9.00±1.50％，含碱4.50±1.00％，粘度45±5s(落球法)，熟成度6.5±1.0ml(氯化铵法)。

作为优选的一种技术方案，所述酸反应剂溶液的温度为15～25℃，ph值为9～12；所述固化剂溶液的温度为15～25℃。

作为优选的一种技术方案，所述酸反应剂溶液、所述固化剂溶液采用动态混合器、静态混合器相结合的方式与粘胶纺丝液在纺丝前进行混合均匀。

作为优选的一种技术方案，所述塑化步骤使用的塑化浴中含有：硫酸10～25g/l，硫酸钠25～60g/l，硫酸锌5～15g/l；所述塑化浴的温度为95～100℃。

作为改进的一种技术方案，所述烘干温度为110～140℃。

一种具体优化方案，所述步骤(6)中精炼过程包括：一水洗、脱硫、二水洗、三水洗、漂白、上油。

由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明在制备低比重粘胶纤维时，在粘胶纺丝液中共混了酸反应剂和固化剂，得到共混纺丝液，共混纺丝液在纺丝浴中凝固成形时，酸反应剂与凝固浴中的硫酸反应，产生二氧化碳气体，在初生纤维丝束内部充气形成空腔结构后溢出，使纤维结构蓬化，纤维比重降低。粘胶丝束经反应剂的充气膨化后，随气体的逸出，原有的膨化效应形成的空腔结构会有相当部分的缩回及塌陷，在粘胶纺丝液中加入固化剂后可以减小减缓这种回缩与塌陷，有利于蓬松空腔结构的保持与固定，帮助充气形成的空腔结构的固化。在纺丝成型时，在纺丝浴中纤维素磺酸酯、所加入的酸反应剂同时与硫酸反应，反应剧烈程度比没有酸反应剂的纺丝液更加剧烈，因此，本发明在纺丝浴中加入纺丝稳定剂可以减缓反应速度，有利于丝条内部微细结构的形成，保证制得纤维的物理力学性能指标的改善与提高，同时提高了纤维凝固成型过程的稳定性和可纺性。

本发明制备得到的成品粘胶纤维具有低比重、高吸湿、抗静电、手感蓬松、形态飘逸等优点。本发明的低比重粘胶纤维的比重在不影响其物理机械性能的前提下，可以做到≤1.20g/cm³，最低可以达到1.02g/cm³。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的低比重粘胶纤维在显微镜下的纤维截面图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

由图1可以看到，本发明的低比重粘胶纤维，是具有很多空腔结构的纤维。

实施例1

一种低比重粘胶纤维，所述的低比重粘胶纤维的比重1.05g/cm³，干断裂强度为2.2cn/dtex，湿断裂强度为1.35cn/dtex,干断裂伸长率为22％，线密度为1.33dtex。

实施例2

一种低比重粘胶纤维，所述的低比重粘胶纤维的比重1.12g/cm³，干断裂强度为2.5cn/dtex，湿断裂强度为1.4cn/dtex,干断裂伸长率为23.5％，线密度为3.33dtex。

实施例3

将酸反应剂碳酸钠与软水按照质量比1：1.2的比例溶解均匀，并进行板框过滤；所述酸反应剂溶液的温度为20℃，ph值为10。

将固化剂异丙醇与软水按照1:2的比例进行稀释，混合均匀；所述固化剂溶液的温度为20℃。

将聚合度在600的木浆粕通过浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化、研磨、过滤、脱泡制成的粘胶纺丝液。所述粘胶纺丝液的指标为：α-纤维素9.50％，含碱4.50％，粘度46s(落球法)，熟成度6.7ml(氯化铵法)。

将所述酸反应剂溶液和所述固化剂溶液采用动态混合器、静态混合器相结合的方式与粘胶纺丝液在纺丝前进行混合均匀，得到共混纺丝液；所述酸反应剂的添加比例为对α-纤维素的量的30wt％，所述固化剂的添加比例为对α-纤维素的量的6.5wt％。

将所述共混纺丝液经纺丝浴凝固成初生纤维，所述纺丝浴中含有：硫酸125g/l，硫酸钠285g/l，硫酸锌25g/l，二亚甲基氨基单乙醇胺25g/l。

将所述初生纤维经塑化、牵伸、精炼和烘干得到所述低比重粘胶纤维；所述塑化浴中含有：硫酸18g/l，硫酸钠30g/l，硫酸锌10g/l；所述塑化浴的温度为98℃；所述烘干温度为125℃。

实施例4

将酸反应剂碳酸钾与软水按照质量比1：1.3的比例溶解均匀，并进行板框过滤；所述酸反应剂溶液的温度为22℃，ph值为11。

将固化剂异丙醇和环己醇与软水按照1:1的比例进行稀释，混合均匀；所述固化剂溶液的温度为22℃。

将聚合度在650的木浆粕通过浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化、研磨、过滤、脱泡制成的粘胶纺丝液。所述粘胶纺丝液的指标为：α-纤维素10.00％，含碱4.80％，粘度48s(落球法)，熟成度6.8ml(氯化铵法)。

将所述酸反应剂溶液和所述固化剂溶液采用动态混合器、静态混合器相结合的方式与粘胶纺丝液在纺丝前进行混合均匀，得到共混纺丝液；所述酸反应剂的添加比例为对α-纤维素的量的25wt％，所述固化剂的添加比例为对α-纤维素的量的2wt％。

将所述共混纺丝液经纺丝浴凝固成初生纤维，所述纺丝浴中含有：硫酸130g/l，硫酸钠300g/l，硫酸锌20g/l，十八烷基胺20g/l。

将所述初生纤维经塑化、牵伸、精炼和烘干得到所述低比重粘胶纤维；所述塑化浴中含有：硫酸18g/l，硫酸钠35g/l，硫酸锌11g/l；所述塑化浴的温度为100℃；所述烘干温度为130℃。

实施例5

将酸反应剂碳酸铵与软水按照质量比1：1.5的比例溶解均匀，并进行板框过滤；所述酸反应剂溶液的温度为25℃，ph值为10.5。

将固化剂异丙醇、环己醇、十二烷基苯磺酸钠与软水按照1:3.5的比例进行稀释，混合均匀；所述固化剂溶液的温度为25℃。

将聚合度在700的木浆粕通过浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化、研磨、过滤、脱泡制成的粘胶纺丝液。所述粘胶纺丝液的指标为：α-纤维素8.50％，含碱5.50％，粘度48s(落球法)，熟成度7.0ml(氯化铵法)。

将所述酸反应剂溶液和所述固化剂溶液采用动态混合器、静态混合器相结合的方式与粘胶纺丝液在纺丝前进行混合均匀，得到共混纺丝液；所述酸反应剂的添加比例为对α-纤维素的量的35wt％，所述固化剂的添加比例为对α-纤维素的量的3wt％。

将所述共混纺丝液经纺丝浴凝固成初生纤维，所述纺丝浴中含有：硫酸135g/l，硫酸钠320g/l，硫酸锌25g/l，乙二胺四亚甲基膦酸钠30g/l。

将所述初生纤维经塑化、牵伸、精炼和烘干得到所述低比重粘胶纤维；所述塑化浴中含有：硫酸22g/l，硫酸钠35g/l，硫酸锌11.5g/l；所述塑化浴的温度为99℃；所述烘干温度为132℃。

对比实验例1

对比实验例1与实施例3不同的是，粘胶纺丝液中没有添加酸反应剂和固化剂，纺丝时纺丝浴中没有添加稳定剂。

对比实验例2

对比实验例2与实施例3不同的是，粘胶纺丝液中没有添加酸反应剂。

对比实验例3

对比实验例3与实施例3不同的是，粘胶纺丝液中没有添加固化剂。

对比实验例4

对比实验例4与实施例3不同的是，纺丝时纺丝浴中没有添加稳定剂。

上述实施例3-5以及对比实验例1-3制备得到的成品粘胶纤维的性能指标见表1。

表1