一種消光超細型高強低伸粘膠纖維及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及粘膠纖維及制備，尤其涉及一種消光超細型高強低伸粘膠纖維及其制 備方法，屬于紡織纖維加工技術領域。
【背景技術】
[0002] 目前紡織纖維原料主要分為以棉、麻等為代表的天然纖維原料，以滌綸、腈綸等為 代表的石油基纖維原料，以及以天然纖維素材料為原料再生而成的粘膠纖維等生物基纖維 原料。目前，隨著土地資源的稀缺及人力資源的緊張，棉花種植面積呈逐年下降趨勢，棉花 產品將不能滿足人們生活水平日益增長的需要；而隨著石油儲量的日漸減少和人們對紡織 品舒適性、功能性、環(huán)保型意識的不斷增強，以可再生性資源為原料生產的粘膠纖維越來越 多的受到重視。對于粘膠纖維而言，作為天然再生纖維，它既有天然纖維的品質，又具有優(yōu) 良的可加工性，其結構組成與棉相似，不僅具有吸濕性高、透氣性好、穿著舒適、易染色、耐 高溫性強等多種特性，同時，又具有棉花所沒有的懸垂性和柔軟性，當然，由于粘膠纖維具 備的這些優(yōu)異性能，近年來發(fā)展十分迅速，特別是普通品種的粘膠纖維規(guī)模正在急劇的膨 脹，這一現(xiàn)象造成了原材料供應緊張，市場惡性競爭激烈，與此同時，更限制了下游新型紡 織品的開發(fā)和產業(yè)升級。
[0003] 基于上述情況，為促進粘膠纖維行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，生產差別化、功能化的粘膠纖維 已成為目前行業(yè)新標。專利文獻CN102296373A (-種超細高強高模粘膠纖維的生產方法， 2011. 12. 28)公開了一種結構均勻、纖維強度和模量高出常規(guī)品種50%以上的一種粘膠纖 維，制得的粘膠纖維的纖維強度為0. 44~0. 78dtex、干強彡3. lcN/dtex (厘牛/分特)、濕 強多 2. lcN/dtex、濕模量多 0? 5cN/dtex、白度多 82. 0%〇
[0004] 專利文獻CN1632189 (-種高白強力細旦粘膠短纖維及其生產工藝，2005. 06. 29) 公開了一種纖度細、強度高的粘膠短纖，由其加工的服裝面料較普通粘膠纖維而言具有強 度高、耐磨性強、手感細膩、抗褶皺性、耐多次變形等優(yōu)點，還可用于紡織高支紗織制品。
[0005] 專利文獻CN102251301A(-種超細旦高強粘膠纖維生產工藝，2011. 11. 23)公開了 一種纖度低、強度高的粘膠纖維的制備方法，可獲得纖度為1. 11分特和強度大于2. 9 cN/ dtex的粘膠纖維。
[0006] 僅上述公開的專利文獻可以獲知，為制得差別化、功能化的粘膠纖維，現(xiàn)有技術均 是通過改變生產工藝的方式來實現(xiàn)的，其中，涉及有原材料、粘膠成型及其工藝參數(shù)的改變 等等，獲得的粘膠纖維較普通粘膠纖維均在纖度和強度上進行了適當優(yōu)化，但對于日益激 烈的市場競爭來說，差別化的粘膠纖維并沒有更大限度的滿足下游新型紡織品的開發(fā)和產 業(yè)升級，尤其是同樣以天然纖維素材料為原料再生而成的天絲、莫代爾、銅氨纖維等纖維原 料的發(fā)展，使得粘膠纖維的市場占有率日趨降低。如：專利文獻CN101130885 (麻材粘膠纖 維的制備方法及制備的麻材粘膠纖維，2008. 02. 27)公開了一種利用麻材植物生產的粘膠 纖維及其制備工藝，工藝簡單，物料消耗低，而且生產的麻材粘膠纖維具有優(yōu)良的白度、強 度和纖維伸長等性能，通過該工藝制備獲得的麻材粘膠纖維滿足干斷裂強度多1.820 cN/ dtex，濕斷裂強度彡1. 12 cN/dtex，干斷裂伸長率彡15. 4%，線密度偏差率±6. 00%，長度 偏差率±6.00%，超長纖維率彡1.0%，倍長纖維彡18.0mg/100g，疵點彡llmg/100g，殘硫 18.0mg/100g〇
[0007] 以莫代爾纖維為例，我們知道，莫代爾纖維是以歐洲櫸木為原料，制成木質漿液 后經(jīng)過專門的紡絲工藝制作而成的，與棉一樣同屬天然纖維原料，莫代爾纖維的整個生產 過程中沒有任何污染，它的干強接近于滌綸，濕強要比普通粘膠纖維提高了許多，不論是光 澤、柔軟性、吸濕性、染色性、染色牢度均優(yōu)于純棉產品，用它所做成的面料，不僅展示了一 種絲面光澤，更具有宜人的柔軟觸摸感覺和懸垂感以及極好的耐穿性能，是一種理想的環(huán) 保型纖維素纖維。但由于莫代爾纖維紡織技術成本昂貴，市面上流通的莫代爾基本上屬于 莫代爾和棉混紡，或者直接拿粘膠(人棉）纖維來冒充莫代爾。
[0008] 為此，我們需要找到一種區(qū)別于天然纖維原料和石油基纖維原料，性能又優(yōu)于差 別化粘膠纖維的新型粘膠纖維，不僅能滿足人們對天然產品(如：莫代爾纖維）的要求，還能 適用于工業(yè)化的持續(xù)生產，為企業(yè)帶來較大的經(jīng)濟效益，當然，這也是粘膠纖維行業(yè)能持續(xù) 發(fā)展的必然趨勢。

【發(fā)明內容】

[0009] 本發(fā)明的目的在于提供一種消光超細型高強低伸粘膠纖維，該粘膠纖維有別于傳 統(tǒng)粘膠纖維產品和棉纖，是通過技術創(chuàng)新而實現(xiàn)的新型纖維品種，具有區(qū)別于普通粘膠纖 維和莫代爾纖維的指標體系，其產品不僅表現(xiàn)出了莫代爾纖維高強、低伸的纖維特征，還表 現(xiàn)出了較棉纖和莫代爾更好的親膚性，能有效地替代現(xiàn)有莫代爾纖維，且生產成本較莫代 爾低，具有良好的經(jīng)濟和社會效益。
[0010] 本發(fā)明是通過下述技術方案實現(xiàn)的：一種消光超細型高強低伸粘膠纖維，它是漿 柏原料依次經(jīng)浸漬、研磨、壓榨粉碎、搓揉、降聚、黃化、溶解、過濾、脫泡、熟成、紡絲牽伸和 后處理后得到的，所述消光超細型高強低伸粘膠纖維滿足以下技術指標： 纖度 〇? 8 ~1. 11 dtex ; 干斷裂強度多3. 10 cN/dtex ; 濕斷裂強度多1. 60cN/dtex ; 濕狀態(tài)下產生5%伸長率所需的強度多0. 55cN/dtex， 干斷裂伸長率11. 0~19. 0% ; 濕斷裂伸長率16. 0~21. 0% ; 結晶度40. 0~45. 0% ; 徑向水膨潤度22~26% ; 消光劑含量〇. 8~5%。
[0011] 所述的漿柏原料包括棉漿、竹漿、木漿、麻漿中的一種或者兩種以上的組合，在實 際應用時，棉漿、竹漿、木漿、麻漿可按任意比例進行混合，原料來源廣，且對甲纖含量要求 不高，可有效降低原料成本。
[0012] 所述漿柏原料的聚合度為650~1200。
[0013] 進一步優(yōu)選，所述的粘膠纖維還滿足以下技術指標： 白度彡85%; 線密度偏差率< ±11.0%; 殘硫< 12. 0mg/100g ; 長度偏差率彡±11.0%; 超長纖維率< 0. 5% ; 倍長纖維< 4. 0mg/100g ; 疵點彡 4. 0mg/100g。
[0014] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種消光超細型高強低伸粘膠纖維的制備方法，該制 備方法以漿柏作為生產原料，通過粘膠制備、紡絲工藝和后處理后制得粘膠纖維，生產過程 中，仍保留了二次反應顯微鏡截面積，且該界面的內外層面積比例明顯區(qū)別于莫代爾纖維 和普通粘膠纖維的二次反應痕跡，確保了該產品具有高強、低伸的特點，同時還具有適當?shù)?吸水性以及顯著的纖維親膚性。
[0015] 所述的消光超細型高強低伸粘膠纖維的制備方法具體步驟如下： A. 將漿柏原料浸漬于裝有堿液的浸漬桶中，由研磨機研磨后制成濃度為3~6%的漿 粥，在實際生產時，將漿柏原料首先放在喂機柏上，設定一定的投料速度(如40kg/min)后， 再加入至浸漬桶中，研磨的目的是通過機械作用對纖維進行開松和分散，從而提高纖維素 的堿化速度及堿化率； B. 將步驟A制得的漿粥送至壓榨機，經(jīng)壓榨后送至粉碎機進行粉碎，獲得堿纖維素，將 該堿纖維素送至揉搓機，處理后獲得濃度為30~40%的漿粥，在該步驟中，壓榨機能除去多 余的堿液，多余的堿液能夠回收利用，處理方式是使用濾網(wǎng)60~120目、真空度-0.4~-0.1 MPa的過濾機去除堿液中多余的半纖維素后回收堿纖維童，揉搓機使用雙螺桿設備，可 使纖維分絲、帚化，達到破壞纖維素纖維細胞壁的作用，去除纖維素中的小分子，從而提高 纖維素反應性能，提高纖維素結合堿含量，達到6~8% (質量百分比）； C. 將步驟B制得的漿粥與堿液混合后送至反應器，在反應器中加入純氧，降聚后獲得 聚合度為400~600、甲纖純度為98. 0~98. 5%的堿纖維素，在該步驟中，加入純氧的目的 是氧化降聚，經(jīng)降聚后，堿纖維素聚合度由650~1200降為400~600。
[0016] D.將步驟C制得的堿纖維素送至黃化機，在黃化機中加入二硫化碳，經(jīng)黃化反應 后，將黃化反應得到的纖維素磺酸酯與溶劑溶解，制得濃度為9. 0~10. 0%的纖維素磺酸酯 溶液； E.將步驟D制得的纖維素磺酸酯溶液經(jīng)過濾、脫泡、熟成后，加入消光劑得到紡絲原 液，再將獲得的紡絲原液經(jīng)紡絲牽伸和后處理后制得粘膠纖維。
[0017] 在所述的步驟A中，所述的堿液為濃度110~240g/L的氫氧化鈉溶液，浸漬堿液 的溫度為30~60°C，浸漬時間為50~90min。在實際使用時，堿液濃度過高，所得纖維素 磺酸脂溶解度會降低，粘膠過濾困難；堿液濃度過低，漿柏原料膨化度過高，壓榨困難；溫 度過高，纖維素降聚快，加速副反應，影響粘膠過濾；溫度過低，漿柏膨化度高，壓榨困難。
[0018] 為更好的實現(xiàn)本發(fā)明，在所述的步驟A中，所述的研磨機設于連接浸漬桶與壓榨 機的管道內。
[0019] 為達到更好的堿化率，在所述的步驟A中，所述漿粥的溫度為30~60°C，所述研磨 機的研磨時間為10~40s。
[0020] 在粘膠纖維的制備領域，漿粥通過壓榨機壓榨后的物質可分為兩部分，一部分是 夾雜著纖維和雜質的多余堿液，另一部分是壓出了多余水分的固態(tài)和液態(tài)的混合物，即堿 纖維素，在所述的步驟B中，所述壓榨機的壓榨溫度為57~63°C、壓榨倍數(shù)為2. 2~2. 8。
[0021] 壓榨是將漿柏經(jīng)浸漬后把多余的堿液、半纖維素、雜質壓出，提高堿纖維素純度， 壓榨的程度用壓榨倍數(shù)即用漿柏壓榨后的質量和浸漬前干漿和質量之比值表示；經(jīng)壓榨 后的堿纖維素十分緊密、板硬、表面積變小，不利于后期的加工，粉碎的目的是使堿纖維素 成為細小、松散的肩狀，增大了表面積，有利于后期工序加工的均勻性，粉碎程度的表示方 式之一堿纖維素的定積重量，本發(fā)明中簡稱為粉碎度，是指堿纖維素粉碎后，單位體積的重 量，一般以g/L表示，堿纖維素粉碎效果越好，則定積重量越小，其表面積越大。
[0022] 在所述的步驟B中，漿粥經(jīng)壓榨后被送至粉碎機進行粉碎，所述粉