一种半消光高强低伸粘胶纤维及其制备方法_2

文档序号:8524457阅读:来源:国知局
,碱纤 碱的含量为16±1%,碱液中半纤含量S 10g/L,与传统粘胶纤维制备碱纤维素数据比较,本 发明制得的碱纤维素半纤低,产品强度高。
[0021] 其中压榨出的物质分为两部分,一部分夹杂着纤维、杂质的碱液,另一部分是被压 出了多余水分的固态和液态的混合物(即碱纤维素)。所以通过压榨将夹杂着纤维、杂质的 碱液和碱纤维素分离; 夹杂着纤维、杂质的碱液通过滤网式真空吸附机,把纤维和洁净的碱液分离回收,去除 多余的半纤维素,其中滤网采用60-120目,真空度为-(0. 1-0. 4)MPa; 另外,浆粥在压榨之前可以先进行研磨,具体的,可以通过一安装在浸渍桶与压榨机的 连接管道中的研磨机进行研磨,研磨时间10-40秒;这样可以继续生成碱纤维素,溶出半纤 维素、木质素等杂质,同时研磨能对碱纤维素进行开松、分散,从而提高碱化速度及碱化率。
[0022] 碱纤维素粉碎、搓揉:将压榨得到的碱纤维素纤维经粉碎机粉碎,粉碎度 120-180g/L,粉碎后经搓揉机进行搓揉处理后得到温度30-60°C,浓度为30-40%的浆粥,粉 碎、搓揉能使纤维分丝、帚化,达到破坏纤维素纤维的细胞壁,去除纤维素中的小分子,从而 提高纤维素反应性能,提高纤维素结合碱含量,碱纤维素含量达到6-8% ; C、 将步骤B制备得到的碱纤维素加入碱液混合形成浓度为4-8%浆粥,并输送到定向降 聚反应器,反应器中加入2-10%的纯氧,进行定向降聚反应,反应时间30-60min,在该步骤 中,加入纯氧进行氧化降聚,降聚后,碱纤维素聚合度由650-1200降为400-600,碱纤维素 中甲纤纯度达到98. 0-98. 5%,比传统工艺可提高2-3%。定向降聚比传统老成降聚减少甲纤 损失3-5%,分子降聚更加均匀、充分;碱液采用氢氧化钠,浓度为140-200g/l ; D、 将步骤C制备得到的碱纤维素送至黄化机中与二硫化碳进行反应,其中二硫化碳的 加入量为碱纤维素中甲纤含量的25-37%,黄化反应时间为45-50分钟,温度为20_30°C ;在 实际应用时,二硫化碳加入量过少,黄化反应不完全,过滤困难;二硫化碳加入量过高,黄化 反应过度,副产物较多。
[0023] 经黄化反应制得的纤维素磺酸酯再与溶剂按一定比例进行混合、搅拌、研磨,最终 溶解制得纤维素磺酸酯溶液,溶剂的加入量以制得的纤维素磺酸酯浓度为9. 0-10. 0%为 准,溶解使用的溶剂为氢氧化钠、亚硫酸钠水溶液,其浓度分别为25-45 g/L、5-10 g/L,溶 解温度10-20°C,溶解时间30-50min,纤维素磺酸酯溶液再经过滤、脱泡、熟成,最终制得粘 度为40-45s,熟成度9. 5-12ml、甲纤维素含量8. 8-9. 0%、含碱4. 5-4. 8%的纺丝液;根据产 品对白度的要求,在纺丝液送往纺丝机纺丝前通过注射法加入消光剂混合均匀,消光剂可 以选择钛白粉,配制成浓度为10-15%的水溶液使用。
[0024] 、将步骤D制得的纺丝液送至纺丝机纺丝,纺丝采用多浴、低酸、低盐湿法纺丝技 术,具体如下:由纺丝机喷头挤出纺丝液,然后纺丝液经过一道牵伸后进入一浴形成丝束, 经过一浴的丝束经一道牵伸机送入二浴,再经二道牵伸机送入三浴,三浴后的丝束由三道 牵伸机送至精炼工艺;精炼后烘干得半消光粘胶纤维; 其中可以采用的纺丝凝固浴组成如下:一浴组成为:硫酸90-120g/L,硫酸锌8-15g/L, 硫酸钠220-280g/L,一浴温度为40-50°C,酸浴落差:3-5g/L,二浴组成:温度80-90°C,硫酸 18-22g/L,三浴为硫酸,其温度为80-90°C,pH值1-3 ; h、牵伸:可以采用逐级、高牵伸技术,其中总牵伸率控制在:150-200%,(牵伸过高,毛丝 多,牵伸低,强度低,)喷头牵伸为率为:50-100%,(牵伸低,出现并丝疵点,过高,强度下降), 一道牵伸率为:40-60%,二道牵伸率为:5-15%,(牵伸过高,毛丝多;牵伸低,强度下降),三道 牵伸机的牵伸率为5~15%。
[0025] 其中精练工艺包括:将丝条经过脱硫、漂白、上油后得到半消光粘胶纤维,采取温 和环境进行脱硫、漂白处理,减少后处理对丝条强伸度损伤,脱硫剂为硫化钠与碳酸钠的混 合,硫化钠的浓度为4-8 g/L,碳酸钠1-4 g/L,脱硫温度50-55°C,时间2-3min ;采用硫化钠 作为脱硫剂,较氢氧化钠、亚硫酸钠更加温和,碳酸钠用于中和丝条带来的硫酸。
[0026] 采用双氧水漂白,双氧水浓度为0. 3-0. 6g/L,温度50-55°C,漂白时间为l_2min, 双氧水较次氯酸钠等漂白剂更加温和; 上油处理:上油处理的油剂加入量为7-9g/l,油剂温度为50-55°C,上油处理后调解丝 条pH值在6. 5-7范围内;在该pH范围内,成品丝条强伸度不会影响,可以通过水洗、多效酸 (有机酸)调节pH值。
[0027] 烘干:用烘干机烘干,烘干温度75_115°C,烘干后,得到成品。
[0028] 有益效果: 1、与现有技术中的普通粘胶纤维、莫代尔纤维、差别化粘胶纤维相比,本发明的半消光 粘胶纤维,其纤维产品强度可达3. 6cn/dtex,其强度基本能与莫代尔纤维媲美,比普通粘胶 纤维强度高30%左右,同时其湿断裂伸长率低于莫代尔纤维,使其织物较莫代尔纤维织物 更具保形性;本发明半消光粘胶纤维具有更合适的水膨润率,使其亲肤性更优于莫代尔纤 维;也更柔软;产品吸湿、透气性好,亲肤舒适,优于莫代尔,同工艺条件下染色,比莫代尔 吸色深,上染率更高、均匀性更好,成品色牢度好。满足下游产品对强度,亲肤性,柔软性的 多重要求,与现有技术中通过原料优化与工艺优化得到部分性能改善的粘胶纤维相比,本 发明的粘胶纤维产品质量有了质的提升,是新的产品创新。
[0029] 本发明所述的粘胶纤维具有与普通粘胶纤维和莫代尔纤维不同的二次反应界面, 将纤维经染色后做纤维切片,本发明涉及的粘胶纤维的纤维切片表现出了清晰、明显的二 次反应显微镜截面积,且界面偏内层,比例适中,内、外层"面积"比例分别为(40~70): (30~60),确保了该粘胶纤维产品具有高强、低伸的特点,同时还具有适当的吸水性,纤维 亲肤性具有显著优势。
[0030] 本发明方法是以天然纤维素材料为生产原料,制备获得的粘胶纤维与棉纤、莫代 尔纤维等一样,均为可降解的纤维材料,满足人们对环保的要求。
[0031] 2、本发明设计合理,在相同粘胶纤维产品的生产过程中,本发明从原料选取、制 备工艺改进等方面,极大程度的降低粘胶纤维产品的生产成本,本发明产品制备甲纤含量 比莫代尔要求低,因此可减少浆柏用量,降低原料成本;本发明优化的酸浴组成和牵伸工 艺,能够做到综合平衡各个工序步骤的控制参数,并且适度,其售价与莫代尔纤维相比低 4000~5000元/吨,能大幅度降低下游原料使用成本,可用于家纺、无纺布等,特别是内衣 以及面膜、湿纸巾等,为纺纱、织布等下游企业带来更高附加值及广阔的市场前景,显著提 升企业的市场竞争力。
[0032] 3、为确保高强低伸粘胶纤维二次反应界面具有适宜的皮层、芯层比例,本发明从 工艺技术出发,做到了改进酸浴工艺,如降低硫酸浓度,反应缓慢,提高皮层厚度;改变粘胶 指标,如粘胶熟成度、甲纤含量、碱含量等指标。
[0033] 4、与现有技术中的粘胶工艺相比,本发明制得的碱纤维素半纤维素含量低,我们 知道:半纤维素是指聚合度在50~200的β纤维素和聚合度< 50的γ纤维素,半纤维 素的影响只要有以下几个方面:a.影响碱纤维素的均匀性;b.延长老成时间;c.半纤维素 的黄化速度比甲纤快,消耗一定量的二硫化碳,导致碱纤维素酯化减少,磺酸酯的溶解度降 低;d.影响粘胶的过滤,磺酸酯的溶解度降低,其末端潜在的醛基氧化成羧基与灰分中的 金属离子如:亚铁离子,锰离子,钙离子,镁离子,形成粘性极强的络合物,导致粘胶过滤困 难,产量低;e.半纤维素越多,粘胶纤维的物理机械性能越差。本发明通过碾磨机,可提前 对送入压榨机的浆粥进行研磨,研磨时间为10~40s,将研磨后的浆粥用压榨机压榨后,分 离获得混合碱液和碱纤维素,混合碱液中含有半纤维素以及其他杂质,经粉碎机粉碎,压榨 的倍数为2. 2~2. 8,粉碎度为120-180g/L,本发明通过管式碾磨机,可提前对送入压榨机 的浆粥进行碾压,通过机械作用,可将纤维进行撕裂和疏解,以提高浆粥的反应性能,保证 粘胶纤维生产的顺利进行,与传统粘胶纤维制备碱纤维素数据比较,本发明制得的碱纤维 素半纤更低,半纤含量f l〇g/L,产品强度更高。
[0034] 5、本发明经过大量研宄,首次采用定向降聚工艺代替传统老成工艺,并得出具体 降聚参数,通过本发明加入氧气进行氧化降聚,降聚后,碱纤维素聚合度由650-1200降为 400-600,甲纤纯度达到98. 0-98. 5%,甲纤含量比传统工艺可提高2-3%。比传统老成工艺减 少甲纤损失3-5%,分子降聚更加均匀、充分;降低生产成本。
[0035] 6、本发明的黄化及纺丝工艺更环保、节能,在大规模工业生产中,莫代尔生产黄 化时二硫化碳用量高达35%左右(以甲纤含量进行计算),而本发明黄化时二硫化碳用量仅 30%左右(对甲纤),可有效降低成本和减少空气污染; 莫代尔纺丝时酸浴采用高硫酸锌、低硫酸钠组合,高硫酸锌会导水体重金属污染严重, 而低硫酸钠则会导致其酸浴蒸发结晶能耗高。本发明重新配伍酸浴组成,如一浴采用硫酸 90-120g/L,硫酸锌8-15g/L,硫酸钠220-280g/L组成,在保证酸浴效果的同时,完全颠覆了 传统酸浴的高硫酸锌、低硫酸钠的组成成分,避免了水体重金属污染及酸浴蒸发结晶的问 题; 7、在本发明的纺丝工艺中,丝束通过多浴、低酸、低盐湿法纺丝技术,同时,结合逐级、 高牵伸技术进行纺丝,一道牵伸率为50~100%、二道牵伸率为40~60
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