CN101089256A - 一种高性能中空纤维素纤维制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高性能中空纤维素纤维制造方法，为采用纤维素浆粕经浸渍、黄化、溶解、过滤、脱泡等步骤制得纺丝粘胶并纺丝成形，并且在生产中的黄化步骤中加入相对α－纤维素重量1～3％的变性剂，而在溶解步骤加入相对α－纤维素重量5～30％发泡剂。本发明生产操作方便，生产的中空纤维素纤维不仅具有较高的中空度，并且具有较强的强度和湿模量，生产的中空纤维素纤维的结构大大提高了纤维的吸汗排汗性能差，同时纤维的弹性、保暖和抗静电性能也得到了较大的提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种纤维制备方法，尤其是涉及一种采用纤维素制备高强度中空纤维素纤维制造方法。
背景技术
背景技术
中空纤维为横截面沿轴向具有空腔的一种重要的异形纤维，具有该中空结构的纤维具有良好的保暖性、蓬松性等特定性能与风格，从而得到人们的广泛应用，从最初主要作为具有保暖和蓬松性能的絮填料发展到广泛用作膜分离、填充、玩具制品、地毯、人造毛皮、高级仿毛面料、高级无纺制品等的材料，在纺织、服装、医疗和废水处理等行业发挥重要作用。现在的中孔纤维内的纤维孔多为沿纤维轴向延伸，纤维内的中空度较低，并且采用纤维孔的截面也为多种形式，如圆形、扁平、三角形、四边形、梅花形等，并且其截面上的孔数也为四孔、七孔、九孔等，但是纤维内的纤维孔采用这样的纤维孔及分布形式，易造成纤维内纤维孔分布的结构单一，强度较低和湿模量低、纤维的吸汗排汗性能差，并且纤维的弹性、保暖和抗静电性能也较差，导致采用该种结构的中孔纤维织成的织物透气透湿性、保暖性、悬垂性和抗皱性均较差，影响了人们对其的使用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供了一种高性能中空纤维素纤维制造方法，本方法方法简单，生产操作方便，生产的中空纤维素纤维不仅具有较高的中空度，并且具有较强的强度和湿模量，生产的中空纤维素纤维的结构大大提高了纤维的吸汗排汗性能差，同时纤维的弹性、保暖和抗静电性能也得到了较大的提高。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供了一种高性能中空纤维素纤维制造方法，采用纤维素浆粕为原料生产的中空纤维素纤维，可以采用高聚合度浆粕，如棉浆、木浆、竹浆及二者或三者组合，制得碱纤维素，将碱纤维素经包括黄化、溶解、过滤、脱泡等步骤制得纺丝粘胶并纺丝成形，其可包括生产步骤浆粕、浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化、初溶解和溶解、混合、IF过滤、中间桶、IIF过滤、脱泡、纺丝、牵伸、切断、精炼、烘干等步骤制得成品中空纤维，其中在制备纺丝粘胶过程中可以采用低温溶解、精细研磨混合、高温快速脱泡、快速熟成等方式以制得的高酯化度、高熟成度、过滤性能优异的纺丝粘胶，并且可以在浸渍、压榨时加入助剂如表面活性剂以提高制得碱纤维素的质量，这些对本领域内的技术人员来说，是应知的技术。而在对碱纤维素的黄化步骤中加入相对α-纤维素重量1～3％的变性剂，如PEG-1500、LV3、V32，在溶解步骤加入相对α-纤维素重量5～30％发泡剂并混合均匀制得制备中空纤维素纤维的纺丝粘胶，为了方便操作和混合均匀，发泡剂可以溶液的形式加入，即在加入前将发泡剂溶于水，如采用溶于经过软化处理过的软化水中来制得发泡剂溶液，并且可以采用与黄化溶解液一起加入的方式，以方便操作，溶液内发泡剂重量含量可为5～15％，发泡剂可以采用Na2CO3或NaHCO3或偶氮二甲酰胺；为了能够保证制备的中空纤维内具有符合生产要求的纤维孔，并同时保证中空纤维良好的强度、湿模量和吸汗排汗性能，在纺丝成形过程中，可以根据生产需要对纺丝凝固浴以及后处理时的牵伸进行适当的调整，采用低温、低酸、高锌、高浸浴长度的生产工艺，并同时采用降低粘弹态牵伸，提高有效牵伸，并采取多级分配特定的牵伸工艺，以延缓纤维成型，以及纤维中生成气泡的逸出速度，保证制备的中空纤维内空气囊的数量，增加纤维皮层的厚度，提高纤维外缘的规整度，和提高纤维的侧序和增大晶区的尺寸，这些对本领域内的技术人员来说，是应知的技术。而采用以上方法生产的高性能中空纤维素纤维的中空度≥80％，干强在2.5～3.2cN/dtex，湿态弹性模量为0.30～0.60cN/dtex，湿强为1.6～2.5 cN/dtex。
采用本文明方法生产的中空纤维素纤维，不仅方法简单，生产操作方便，其内的纤维孔以空气囊的形式分布于纤维的内部，较之常规纤维素中空纤维，本发明的方法生产的中空纤维素纤维不仅具有较高的中空度，而且该结构的中空纤维具有较强的强度和湿模量，使中空纤维中的大量空气囊在起到保温御寒作用的同时，又增大纤维表面和纤维之间的毛细管作用，将显汗或潜汗由皮肤通过面料排出体外，大大提高了纤维的吸汗排汗性能差，同时纤维的弹性、保暖和抗静电性能也得到了较大的提高。而采用本发明生产的纤维素中空纤维织成的织物具有良好的透气透湿性、保暖性、悬垂性和抗皱性，而且手感柔软滑爽，有很好的毛感和光泽。
附图说明
附图是本发明一种高性能中空纤维素纤维制造方法的生产流程图。
具体实施方式
如附图所示，本发明一种高性能中空纤维素纤维制造方法，采用纤维素浆粕为原料生产的中空纤维素纤维，可以采用高聚合度浆粕，如棉浆、木浆、竹浆及二者或三者组合，经浸渍、压榨、粉碎制得碱纤维素，老成后将碱纤维素经包括黄化、溶解、混合、过滤，可以采用采用IF过滤、中间桶、IIF过滤方式提高过滤效果、并经脱泡桶进行脱泡制得纺丝粘胶，之后经纺丝成形、牵伸、切断、精练、烘干等步骤制得高强度中空纤维素纤维成品，并且在浸渍或压榨时加入助剂如表面活性剂以提高制得碱纤维素的质量，而在对碱纤维素的黄化步骤中加入变性剂，如PEG-1500、LV3、V32，而在溶解步骤加入发泡剂并混合均匀来制得制备中空纤维素纤维的纺丝粘胶。
下面通过实施例，对本发明所述高性能中空纤维素纤维制造方法做进一步描述。
实施实例1
1)发泡剂的选择配置：
发泡剂：采用无机发泡剂Na2CO3；
发泡剂溶液的配置：取Na2CO3固体3Kg加入到30L经软化处理后的水中，搅拌均匀使其溶解备用；
2)纺丝粘胶的制备：采用纤维素棉浆粕制得碱纤维素，将制得的碱纤维素加入到黄化机中进行黄化反应，并在黄化90min后，加入2％(相对α-纤维素重量)变性剂PEG-1500均匀反应直至黄化结束。黄化结束后，取制得的无机发泡剂溶液以发泡剂量相对α-纤维素重量15％与黄化溶解水一起加入到黄化机中进行出溶解后，经混合、过滤、脱泡、熟成制得甲纤为10.5％(质量)，总碱量(氢氧化钠及碳酸钠)7.04％的纺丝粘胶；
3)纺丝：将制得的纺丝粘胶在硫酸含量为85g/l，硫酸钠330g/l，硫酸锌45g/l，温度40℃的凝固酸浴中纺丝成形，并经高倍有效牵伸生产2.22dtex*51mm短纤维。之后纤维经酸洗、水洗、脱硫、水洗后，经脱水、上油、烘干等后处理制得成品的中空纤维素纤维。成品中空纤维素纤维的性能指标为：干断裂强度：2.67cN/dtex；湿断裂强度：1.62cN/dtex；干断裂伸长率：20.4％；线密度偏差率：-1.2％；白度：79％；含油率：0.18％；回潮率：12.1％；中空度85％。
实施实例2
1)发泡剂的选择配置：
发泡剂：无机发泡剂NaHCO3；
发泡剂溶液的配置：取NaHCO3固体2.6Kg加入到30L经软化处理后的水中，搅拌均匀使其溶解备用；
2)纺丝粘胶的制备：采用纤维素棉浆粕和木浆粕制得碱纤维素，将制得的碱纤维素加入到黄化机中进行黄化反应，黄化100min后，加入2.5％(α-纤维素重量)变性剂V32均匀反应直至黄化结束。黄化结束后，将制得的无机发泡剂溶液以发泡剂量相对α-纤维素重量20％与黄化溶解水一起加入到黄化机中进行出溶解后，经混合、过滤、脱泡、熟成制得甲纤8.92％(质量)，总碱量(氢氧化钠及碳酸氢钠)6.04％的纺丝粘胶；
3)纺丝：将制得的纺丝粘胶在硫酸含量为88g/l，硫酸钠334g/l，硫酸锌42g/l，温度38℃的凝固酸浴纺丝成形，经有效牵伸生产出2.78dtex*51mm短纤维。之后纤维经酸洗、水洗、脱硫、水洗后，经脱水、上油、烘干等后处理制得成品的中空纤维素纤维。成品中空纤维素纤维的性能指标为：干断裂强度：2.78cN/dtex；湿断裂强度：1.72cN/dtex；干断裂伸长率：18.4％；线密度偏差率：-1.8％；白度：80.2％；含油率：0.16％；回潮率：11.1％；中空度88％。
实施实例3
1)发泡剂的选择配置：
发泡剂：偶氮二甲酰胺；
发泡剂溶液的配置：取发泡剂偶氮二甲酰胺2.0Kg加入到30L经软化处理后的水中，搅拌均匀使其溶解备用；
2)纺丝粘胶的制备：采用纤维素木浆粕制得碱纤维素，取制得的碱纤维素加入到黄化机中进行黄化反应，黄化80min后，加入1.8％(相对纤维素重量)变性剂LV3均匀反应直至黄化结束。黄化结束后，将制得的无机发泡剂溶液以发泡剂量相对α-纤维素重量8.2％与黄化溶解水一起加入到黄化机中进行出溶解后，经混合、过滤、脱泡、熟成制得甲纤9.02％(质量)，氢氧化钠含量6.94％的纺丝粘胶；
3)纺丝：将制得的纺丝粘胶在硫酸含量为在硫酸含量为90g/l，硫酸钠338g/l，硫酸锌44g/l，温度36℃的凝固酸浴纺丝成形，经高倍有效牵伸生产出纤维丝束，之后采用在96℃高温塑化低酸浴中塑化成型，同时进一步完善气泡的逸出，然后纤维再经酸洗、水洗、脱硫、水洗后，经脱水、上油、烘干制得3.33dtex*60mm的成品的中空纤维素纤维。成品中空纤维素纤维的性能指标为：干断裂强度：2.72cN/dtex；湿断裂强度：1.68cN/dtex；干断裂伸长率：20.2％；线密度偏差率：-2.8％；白度：78.2％；含油率：0.17％；回潮率：11.8％；中空度89％。
Claims (3)
1、一种高性能中空纤维素纤维制造方法，采用纤维素浆粕为原料制得碱纤维素，将碱纤维素经包括黄化、溶解、过滤、脱泡等步骤制得纺丝粘胶并纺丝成形，其特征在于：所述黄化步骤中加入相对α-纤维素重量1～3％的变性剂，而在溶解步骤加入相对α-纤维素重量5～30％发泡剂并混合均匀制得纺丝粘胶。
2、如权利要求1所述的一种高性能中空纤维素纤维制造方法，其特征在于：所述发泡剂以溶液加入，溶液内发泡剂重量含量为5～15％。
3、如权利要求1或2所述的一种高性能中空纤维素纤维制造方法，其特征在于：所述发泡剂为Na2CO3或NaHCO3或偶氮二甲酰胺。
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