一种半消光高强低伸粘胶纤维及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及粘胶纤维技术领域，特别涉及一种半消光高强低伸粘胶纤维及其制备 方法。
【背景技术】
[0002] 纺织纤维原料主要分为以棉、麻等为代表的天然纤维原料，以涤纶、腈纶等为代表 的石油基纤维原料，以及以天然纤维素材料为原料再生而成的天丝、铜氨纤维、粘胶纤维等 生物基纤维原料。棉纤维因其舒适、柔软、透气、贴身等品质而获盛誉，在整个纺织纤维市场 中占约36%的市场份额，然而普通棉纤维因其需要大量的水资源和化学物质，过度吸收土 壤中的营养成分，以及全世界各国为保证全球人口粮食供应而减少棉花种植土壤面积等原 因使得棉花的种植受到限制，棉纤维原料紧缺，不能满足人们生活水平日益增长的需要。粘 胶短纤属天然纤维素再生纤维，它不但拥有棉纤维的特性，且拥有棉纤维不具备的蚕丝的 部分优点；吸湿量则高达13~15%，比棉纤维高出6~7%，穿着更加舒适；染色靓丽性更优 于棉纤维；手感柔软、丰满、滑爽，具有优良的悬垂性和蚕丝般的光泽；通过人为加工又可 赋予新性能，在光泽、色谱、功能及所需的纤度等方面超过了天然纤维。粘胶短纤因其天然 属性，其制品的废旧弃物可自然降解，是一种性能优良的环保型纤维；此外，粘胶短纤的不 起静电、吸湿透气性、穿着舒适性等天然棉纤维属性，对棉纤维有很强的替代性。
[0003] 粘胶纤维以天然纤维素为原料，经碱化、老化、磺化等工序制成可溶性纤维素磺酸 酯，再溶于稀碱液制成粘胶，经湿法纺丝而制成。采用不同的原料和纺丝工艺，可以分别得 到普通粘胶纤维、莫代尔纤维、差别化粘胶纤维等。普通粘胶纤维织制的织物牢度较差，缩 水率较高，弹性和耐磨性较差，穿着后易变形。与普通粘胶纤维相比，莫代尔纤维具有高 湿模量、高强度和低湿伸长率，其密度大于普通粘胶纤维，遇水体积膨胀率比普通粘胶纤 维小，缩水率低；具有较好的纤细度，可纺较细的纱；具有较高的结晶度和取向度，使得 纤维手感细腻柔软，亲肤性强，穿着舒适。也因为莫代尔纤维具有上述优点使得莫代尔纤 维的原材料，生产工艺等的成本大大的高于普通粘胶纤维；其次，莫代尔纤维形成的面料松 软，无骨架，保形性不好，由于莫代尔纤维的原纤化倾向，一经摩擦，极易造成面料起绒，起 球，影响织物的外观，另外，莫代尔纤维大多用在内衣的生产，产品应用受限，因此既能满足 人们对柔软性和舒适性需求，又能使形成的面料具有很好保形性，生产成本低的纤维产品 是很有必要的。
[0004] 一篇申请号为200910098209. 5的中国专利公开了一种莫代尔纤维制造方法，依 次通过碱化反应、老成反应、黄化反应、粘胶的溶解、粘胶的过滤、粘胶的脱泡、粘胶的熟成、 湿法纺丝、牵伸以及其它相关工艺步骤，采用甲纤含量〈95%的纤维素浆柏为原料，使用普 通粘胶短纤维生产的常用设备，采用工艺控制简单实用的特殊工艺配方和纺丝牵伸方式， 制造出能达到国际标准的莫代尔纤维。
[0005] 基于上述情况，为促进粘胶纤维行业的持续发展，生产差别化、功能化的粘胶纤维 已成为目前行业新标。申请号为CN201010011519. 1的中国专利公开了一种高强度粘胶纤 维及其生产方法，特征在于其由细菌纤维素与粘胶纺丝溶液混合并制成粘胶纤维，其中，细 菌纤维素在粘胶纤维中的含量为P/dO%。该专利的高强度粘胶纤维的强度增加了，但是其 线密度与普通粘胶纤维基本一样，不能更好的满足下游产品对柔软性的需求，且该发明采 用细菌纤维素作为原材料之一，目前，细菌纤维素主要应用于生物医药材料，其获取工艺复 杂，产率低，成本较高，所以采用细菌纤维素与粘胶纤维混合作为该发明的高强纤维的原材 料，大大的增加成本，限制了大规模的工业化应用。
[0006] 专利文献CN102296373A (-种超细高强高模粘胶纤维的生产方法，2011. 12. 28) 公开了一种结构均匀、纤维强度和模量高出常规品种50%以上的一种粘胶纤维，制得的粘 胶纤维的纤维强度为0. 44~0. 78dtex、干强彡3. lcN/dtex (厘牛/分特)、湿强彡2. IcN/ dtex、湿模量^ 0· 5cN/dtex、白度^ 82. 0%〇
[0007] 专利文献CN1632189 (-种高白强力细旦粘胶短纤维及其生产工艺，2005. 06. 29) 公开了一种纤度细、强度高的粘胶短纤，由其加工的服装面料较普通粘胶纤维而言具有强 度高、耐磨性强、手感细腻、抗褶皱性、耐多次变形等优点，还可用于纺织高支纱织制品。
[0008] 专利文献CN102251301A(-种超细旦高强粘胶纤维生产工艺，2011. 11. 23)公开了 一种纤度低、强度高的粘胶纤维的制备方法，可获得纤度为I. 11分特和强度大于2. 9 CN/ dtex的粘胶纤维。
[0009] 仅上述公开的专利文献可以获知，为制得差别化、功能化的粘胶纤维，现有技术均 是通过改变生产工艺的方式来实现的，其中，涉及有原材料、粘胶成型及其工艺参数的改变 等等，获得的粘胶纤维较普通粘胶纤维均在纤度和强度上进行了适当优化，但对于日益激 烈的市场竞争来说，差别化的粘胶纤维并没有更大限度的满足下游新型纺织品的开发和产 业升级，尤其是同样以天然纤维素材料为原料再生而成的天丝、莫代尔、铜氨纤维等纤维原 料的发展，使得粘胶纤维的市场占有率日趋降低。如：专利文献CN101130885 (麻材粘胶纤 维的制备方法及制备的麻材粘胶纤维，2008. 02. 27)公开了一种利用麻材植物生产的粘胶 纤维及其制备工艺，工艺简单，物料消耗低，而且生产的麻材粘胶纤维具有优良的白度、强 度和纤维伸长等性能，通过该工艺制备获得的麻材粘胶纤维满足干断裂强度多1.820 cN/ dtex，湿断裂强度彡1. 12 cN/dtex，干断裂伸长率彡15. 4%，线密度偏差率±6. 00%，长度 偏差率±6.00%，超长纤维率彡1.0%，倍长纤维彡18.0mg/100g，疵点彡llmg/100g，残硫 18.0mg/100g〇
[0010] 为此，我们需要找到一种区别于天然纤维原料和石油基纤维原料，性能又优于差 别化粘胶纤维的新型粘胶纤维，不仅能满足人们对天然产品(如：莫代尔纤维）的要求，还能 适用于工业化的持续生产，为企业带来较大的经济效益，当然，这也是粘胶纤维行业能持续 发展的必然趋势。
【发明内容】
[0011] 本发明的目的在于提供一种半消光高强低伸粘胶纤维，该粘胶纤维有别于传统粘 胶纤维产品和棉纤，是通过技术创新而实现的新型纤维品种，具有区别于普通粘胶纤维和 莫代尔纤维的指标体系，其产品不仅表现出了莫代尔纤维高强、低伸的纤维特征，还表现出 了较棉纤更强的亲肤性，能有效地替代现有的差别化粘胶纤维，在提高粘胶纤维下游工序 加工性能的同时，还能促进下游新型纺织品的开发和产业升级，具有良好的社会效益。
[0012] 本发明的另一目的在于提供一种半消光高强低伸粘胶纤维的制备方法，本制备方 法以原料作为生产原料，通过粘胶制备、纺丝工艺和后处理后制得粘胶纤维，生产过程中， 仍保留了二次反应显微镜截面积，且该界面的内外层面积比例明显区别于莫代尔纤维和普 通粘胶纤维的二次反应痕迹，确保了该产品具有高强、低伸的特点，同时还具有适当的吸水 性以及显著的纤维亲肤性。 为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现。
[0013] 一种半消光高强低伸粘胶纤维，所述的粘胶纤维具有下述性能指标： 干断裂强度彡3. 10 cN/dtex，湿断裂强度彡1.60cN/dtex， 湿状态下产生5%伸长率所需的强度多0. 55cN/dtex， 干断裂伸长率11. 〇~19. 0%，湿断裂伸长率16. 0~21. 0%， 结晶度40~45. 0%，消光剂含量0. 1-75%，径向水膨润度22~26%。
[0014] 进一步的，所述的半消光粘胶纤维还具有下述指标： 线密度偏差率彡±11.0%，残硫彡12.0mg/100g， 长度偏差率< ±11. 〇%，超长纤维率< 〇. 5%， 倍长纤维< 4. 0mg/100g，白度彡 84%，疵点< 4. 0mg/100g。
[0015] 本发明还提供了一种半消光高强低伸粘胶纤维的制备方法，该方法是先将浆柏原 料经过浸渍、压榨后除去碱液得到碱纤维素，然后将碱纤维素经粉碎、搓揉、降聚得到甲基 纤维素，甲基纤维素再经黄化制得纤维素磺酸酯，纤维素磺酸酯加溶剂溶解后过滤、熟成、 脱泡制得纺丝液，纺丝液加入消光剂经纺丝牵伸、精炼、烘干得本发明粘胶纤维。
[0016] 对于原料浆柏：浆柏原料的聚合度为650~1200。
[0017] 浆柏可以采用棉浆、竹浆、木浆、麻浆中的一种或者两种以上的任意比例组合。
[0018] 为了更好的实施本发明，本发明具体说明制备方法。
[0019] 一种半消光高强低伸粘胶纤维的制备方法，所述方法步骤如下： A、将纤维素浆粥浸渍于装有烧碱溶液的浸渍桶中，搅拌混合后，配制成浓度为3-6%的 浆粥(质量百分比)，其中，浸渍用碱液浓度ll〇_240g/L，温度30-60°C，浸渍时间为50-90分 钟；由实际生产知道，在浸渍时，如果碱液浓度过高会使得后期纤维素磺酸脂溶解度降低， 导致粘胶过滤困难，碱液浓度过低会使浆柏膨化度过高，压榨困难；碱液温度过高会导致纤 维素降聚快，加速副反应，影响粘胶过滤，温度过低，浆柏膨化度高，压榨困难。本工艺步骤 控制氢氧化钠浓度为Il〇_240g/L，温度30-60°C，保证后期过滤和压榨工艺的有效进行，采 用本步骤的浸渍处理能提高甲纤维素的含量，生产碱纤维素。
[0020] B、浸渍完成后，将浸渍桶内的浆粥通过输送管道输送至压榨机进行压榨分离得到 碱纤维素，其中压榨倍数为2. 2-2. 8。压榨得到的碱纤维素中甲纤的含量为29%-31%%