发明内容
为了解决上述问题,本发明提供了一种利用麻材生产的粘胶短纤维及其制备方法,通过本方法制得的粘胶短纤维,能更好的保留麻纤维抗、抑菌性能,成品白度高,并且生产周期短,工艺简单,生产中产生的污染小。
本发明的技术方案为:
一种麻材粘胶短纤维,采用麻材为原料制成麻浆粕,再用这种浆粕生产而成的粘胶纤维;所述粘胶纤维用麻浆粕的性能指标为:甲种纤维素≥93%;灰分≤0.10%;铁分≤25mg/kg;粘度10.5±1.0mPa.s;白度≥81%;吸碱值≥500%;反应性能≤200s;水分10.5±1.0%;小尘埃≤200mm2/kg;大尘埃≤1.0个/kg;
所述麻材粘胶短纤维的性能指标为:干断裂强度≥2.4cN/dtex;湿断裂强度≥1.2cN/dtex;干断裂伸长率≥18.0%;线密度偏差率±7.00%;长度偏差率±7.0%;超长纤维≤1.0%;倍长纤维≤200mg/100g;残硫量≤10.0mg/100g;疵点≤10mg/100g,白度≥79.0。
一种制备上述麻材粘胶短纤维的方法,步骤包括预处理、水洗、蒸煮、洗料、打浆、除砂、浓缩、碱精制、漂白、酸处理、洗涤、后精选除砂、浓缩、抄造、浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化、研磨、溶解、过滤、脱泡、过滤、纺丝、牵伸、切断、后处理、干燥、打包后制得成品。
具体工艺如下:
(1)预处理:麻材原料在蒸煮前对麻材进行切断、水洗后,将带水原料输送到预处理塔,在预处理塔喷淋硫酸、醋酸或亚硫酸调节pH值在2~3,加入臭氧量为相对绝干原料质量的1~3%,处理时间10~20min,压力0.5~0.8MPa,温度40~50℃。
本方法可大大提高原料的总纤维素含量,降低木质素含量,溶出果胶、脂蜡质等杂质,可节省蒸煮时间,降低蒸煮强度,而较低的蒸煮强度能更好的保留纤维的抗抑菌性能,且制备过程中蒸煮废液化学耗氧量和色度较低。预处理后能提升浆料白度,还能降低后续的漂白强度。
(2)水洗:水洗温度为50~60℃,水洗后压榨出水分,步骤依次为水洗-压榨-水洗-压榨,直至浆料洗至中性。
本方法可方便的洗去预处理过程中溶出的木素、果胶、脂蜡质等杂质,压榨能缩短水洗时间,提高水洗效果,而且还能减少原料之间的空隙,便于下一步的蒸煮投料。
水洗浆料的质量百分数:总纤维素≥80.5%,木质素≤2%,果胶≤0.5%,脂蜡质≤0.2%。
(3)蒸煮:采用碱法蒸煮;工艺条件为:蒸煮液加入量以NaOH计相对绝干浆料质量的8~10%,料液质量比为1∶2.5~4,蒸煮助剂绿氧为相对绝干浆料质量的0.05~1.0%,冷转10~20分钟后通入蒸气进行蒸煮,其中一次升温时间20±5分钟,蒸球内压力0.30±0.03MPa,一次小放汽时间10±2分钟,蒸球内余压为常压,二次升温时间25±5分钟,温度120~140℃,保温温度120~140℃,保温时间60~120分钟。
蒸煮后浆料质量:甲种纤维素质量含量≥93.0%,粘度13~20mPa.s,蒸煮黑液CODcr(采用重铬酸钾作为氧化剂测定出的化学耗氧量)≤2000mg/L,色度≤800倍。
(4)洗料:为30~50℃的温水洗料,步骤依次为为洗料、挤浆、洗料、挤浆,工艺条件按照常规浆粕的方式进行。
(5)打浆:浆料浓度10~30%,湿重10~20g。
(6)除砂:浆料浓度1.0~2.5%,进浆压力0.1~0.5MPa,压差0.02~0.05MPa。
(7)浓缩:先用圆网浓缩机初步浓缩,再用夹网浓缩机进行高浓缩;初浓缩进浆浓度为0.3~0.5%,出浆浓度为3~6%;高浓缩进浆浓度为3~6%,出浆浓度为20~40%,冲压水压力0.6~0.8MPa,稀释水压力0.2~0.4MPa。
(8)碱精制:NaOH加入量为相对绝干浆料质量的8~10%,碱精制温度为97~99℃,碱精制时间为40~60分钟;
碱精制浆料质量:粘度15.0~17.0mPa.s,甲种纤维素≥94.5%。
(9)漂白:采用过氧化氢漂白,工艺条件为:浆料质量百分浓度在8~15%,加入NaOH调节pH值在9~11,加入硅酸钠量为相对绝干浆料质量3~5%,加入硫酸镁量为相对绝干浆料质量的0.2~1%,加入过氧化氢量为相对绝干浆料质量的2~5%,漂白温度在30~45℃,漂白时间20~60min。也可采用次氯酸钠漂白、生物酶漂白,但经前工序的预处理后的浆料白度高,漂白时间与未预处理的料相比要适当缩短,漂白条件要适当降低,而且温度低、漂白时间短能更好保持麻纤维的抗抑菌性能。
(10)酸处理、洗涤、后精选除砂、浓缩、抄造:漂白完毕,采用盐酸或硫酸或亚硫酸来进行酸处理、洗涤、后精选除砂,并将洗后的麻浆经浓缩机处理至质量百分浓度为3.0~6.0%,然后送浆板机进行抄造,得到用于生产粘胶纤维的麻浆粕。
麻浆粕性能指标为:甲种纤维素质量百分含量≥93%;灰分质量百分含量≤0.10%;铁分≤25mg/kg;粘度10.5±1.0mPa.s;白度≥81%;吸碱值≥500%;反应性能≤200s;水分10.5土1.0%;小尘埃≤200mm2/kg;大尘埃≤1.0个/kg。
(11)将上述步骤(10)中所得的麻浆粕进行浸渍、压榨、黄化和纺丝后,再经牵伸、切断、后处理、干燥、打包制成成品,其中:
所述的浸渍、压榨工艺如下:一次浸温:45~55℃,一次浸浓:200~240g/L,二次浸温:45~55℃,二次浸浓:180~200g/L;一次浸渍回流液半纤含量:24~28g/L,二次浸渍回流液半纤含量:18~25g/L;一次压榨机浆槽压力:0.8~1.0MPa,二压压榨机浆槽压力:0.7~1.0MPa;一次压榨后碱纤维素含甲纤质量百分数:23~25%,一次压榨后碱纤维素含碱质量百分数:19~22%;二次压榨后碱纤维素含甲纤质量百分数:28~31%,二次压榨后碱纤维素含碱质量百分数:11~15%;
所述的黄化工艺如下:在黄化机中加入二硫化碳为相对甲种纤维素质量的25~35%,黄化时间:25~200分钟,黄化初温:20~22℃,黄化终温:25~28℃,溶解水温:3~5℃,溶解碱浓度:3~8g/L;
所得的纺丝粘胶:α纤维素质量百分数6.0%~13.5%,氢氧化钠质量百分数4.0%~13.5%,粘度:20~300s,熟成度:5.0~30ml;
所述的纺丝工艺:纺丝凝固浴溶液中含有:硫酸100~150g/L,硫酸钠220~350g/L,硫酸锌8~15g/L;助剂为聚乙二醇聚胺,浓度为0.1~3g/L;聚乙二醇聚胺是阳离子型粘胶纺丝浴添加剂,可以减少纺丝浴中沉积物的生成,减少粘胶短纤维纺丝浴中的硫和硫化锌,并且其发泡性较低。
纺丝后,再按照当前常规的粘胶纤维的生产工艺进行牵伸、切断、后处理、干燥、打包制成成品。
通过上述工艺制备的粘胶纤维性能指标为:干断裂强度≥2.4cN/dtex;湿断裂强度≥1.2cN/dtex;干断裂伸长率≥18.0%;线密度偏差率±7.00%;长度偏差率±7.0%;超长纤维≤1.0%;倍长纤维≤200mg/100g;残硫量≤10.0mg/100g;疵点≤10mg/100g,白度≥79.0。
本发明的优点在于:通过本方法制得的粘胶短纤维,能更好的保留麻纤维抗、抑菌性能,成品白度高,并且生产周期短,解决了蒸煮强度大以及蒸煮过程繁琐等问题,且生产中产生的污染小。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1
一种麻材粘胶短纤维的制备方法,包括:麻材备料后,经预处理、水洗、蒸煮、洗料、打浆、除砂、浓缩、碱精制、漂白、酸处理、洗涤、后精选除砂、浓缩、抄造、浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化、研磨、溶解、过滤、脱泡、过滤、纺丝、牵伸、切断、后处理、干燥、打包后制得成品,具体工艺如下:
(1)预处理:对麻材进行切断、水洗后,在预处理塔中加硫酸调节pH值在2,臭氧加入量为相对绝干原料质量的3%,处理时间10min,压力0.5MPa,温度40℃。
(2)水洗:温度为50℃,水洗后浆料质量:总纤维素质量百分数81.2%,木质素质量百分数1.8%,果胶质量百分数0.41%,脂蜡质质量百分数0.12%。
(3)蒸煮:蒸煮液加入量以NaOH计相对绝干浆料质量的8%,料液质量比为1∶2.5,加入绿氧相对绝干浆料质量的0.05%。冷转10分钟后,一次升温时间25分钟,蒸球内压力0.30MPa,一次小放汽时间10分钟,蒸球内余压为常压。二次升温时间25分钟,温度120℃。保温温度140℃,保温时间120分钟。
蒸煮后浆料质量:甲种纤维素的质量百分含量93.4%,粘度16.8mPa.s。
蒸煮黑液CODcr(采用重铬酸钾作为氧化剂测定出的化学耗氧量)1800mg/L,色度750倍。
(4)洗料:为温水洗料,步骤为洗料-挤浆-洗料-挤浆。
(5)打浆:浆料质量百分浓度10%,湿重10g。
(6)除砂:浆料质量百分浓度1.0%,进浆压力0.5MPa,压差0.05MPa。
(7)浓缩:初浓缩进浆浓度为0.3%,出浆浓度为6%;高浓缩进浆浓度为6%,出浆浓度为30%,冲压水压力0.8MPa,稀释水压力0.4MPa。
(8)碱精制:加入NaOH量为相对绝干浆料质量的10%,温度为99℃,碱精制时间为40分钟。碱精制浆质量:粘度15.0mPa.s,甲种纤维素质量百分含量94.6%。
(9)漂白:浆料浓度在8%,加入NaOH调节pH值在9,加入硅酸钠量为相对绝干浆料质量3%,加入硫酸镁量为相对绝干浆料质量的0.2%,加入双氧水量为相对绝干浆料质量的2%,漂白温度在30℃,漂白时间60min。
(10)漂白完毕,按照当前常规浆粕的生产方式采用盐酸进行酸处理、并洗涤、后精选除砂,并将洗后的麻浆经浓缩机处理至质量百分浓度为3.0%,然后送浆板机进行抄造,得到用于生产粘胶纤维的麻浆粕。
麻浆粕性能指标为:甲种纤维素质量百分含量93.8%;灰分质量百分含量0.09%;铁分23mg/kg;粘度10.8mPa.s;白度82%;吸碱值560%;反应性能180s;水分10.8%;小尘埃180mm2/kg;大尘埃1.0个/kg。
(11)将上述步骤(10)中所得的麻浆粕进行浸渍、压榨、黄化和纺丝后,再经牵伸、切断、后处理、干燥、打包制成成品,其中:
浸渍、压榨工艺如下:一次浸温:45℃,一次浸浓:240g/L,二次浸温:55℃,二次浸浓:180g/L,一次浸渍回流液半纤含量:28g/L,二次浸渍回流液半纤含量:25g/L,一次压榨机浆槽压力:0.8MPa,二压压榨机浆槽压力:0.7MPa,一次压榨后碱纤维素含甲纤质量百分含量:25%,一次压榨后碱纤维素含碱质量百分含量:19%,二次压榨后碱纤维素含甲纤质量百分含量:28%,二次压榨后碱纤维素含碱质量百分含量:15%。
黄化工艺如下:在黄化机中加入二硫化碳为相对甲种纤维素质量的25%,黄化时间:60分钟,黄化初温:20℃,黄化终温:28℃,溶解水温:5℃,溶解碱浓度:8g/L。
纺丝粘胶:α纤维素质量百分含量:6.0%,氢氧化钠质量百分含量:4.0%,粘度:(落球法)20s,熟成度:(10%NH4CL值)5.0ml。
纺丝工艺:硫酸浓度:100g/L,硫酸钠浓度:220g/L,硫酸锌浓度:8g/L,S653助剂浓度:0.1g/L。
纺丝后,再按照当前常规的粘胶纤维的生产工艺进行牵伸、切断、后处理、干燥、打包制成成品。
通过上述工艺制备的粘胶纤维性能指标为:干断裂强度:2.82cN/dtex;湿断裂强度:1.72cN/dtex;干断裂伸长率:19.5%;线密度偏差率:+3.90%;长度偏差率:+2.3%;超长纤维:0.5%;倍长纤维:10.4mg/100g;残硫量:5.2mg/100g;疵点3.0mg/100g;白度79.5。
实施例2
一种麻材粘胶短纤维的制备方法,包括:麻材备料后,经预处理、水洗、蒸煮、洗料、打浆、除砂、浓缩、碱精制、漂白、酸处理、洗涤、后精选除砂、浓缩、抄造、浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化、研磨、溶解、过滤、脱泡、过滤、纺丝、牵伸、切断、后处理、干燥、打包后制得成品。
(1)预处理:对麻材进行切断、水洗后,在预处理塔中加硫酸调节pH值在3,臭氧加入量为相对绝干原料质量的1%,处理时间20min,压力0.8MPa,温度50℃。
(2)水洗:温度为60℃,水洗后浆料质量:总纤维素质量百分含量82.2%,木质素质量百分含量1.9%,果胶质量百分含量0.51%,脂蜡质质量百分含量0.122%。
(3)蒸煮:蒸煮液加入量以NaOH计相对绝干浆料质量的10%,料液质量比为1∶4,绿氧相对绝干浆料质量的1.0%;冷转20分钟后,一次升温时间15分钟,蒸球内压力0.30MPa,一次小放汽时间10分钟,蒸球内余压为常压。二次升温时间20分钟,温度140℃,保温温度120℃,保温时间60分钟。
蒸煮后浆料质量:甲种纤维素质量百分含量93.4%,粘度16.8mPa.s。
蒸煮黑液CODcr(采用重铬酸钾作为氧化剂测定出的化学耗氧量)1700mg/L,色度800倍。
(4)洗料:为温水洗料,步骤为洗料-挤浆-洗料-挤浆
(5)打浆:浆料质量百分浓度30%,湿重20g。
(6)除砂:浆料质量百分浓度2.5%,进浆压力0.1MPa,压差0.02MPa。
(7)浓缩:初浓缩进浆质量百分浓度为0.5%,出浆质量百分浓度为3%;高浓缩进浆质量百分浓度为3%,出浆质量百分浓度为40%,冲压水压力0.6MPa,稀释水压力0.2MPa。
(8)碱精制:NaOH加入量为相对绝干浆料质量的8%,温度为97℃,碱精制时间为60分钟。碱精制浆质量:粘度17.0mPa.s,甲种纤维素质量百分含量95.6%。
(9)漂白:浆料质量百分浓度在15%,加入NaOH调节pH值在11,硅酸钠加入量为相对绝干浆料质量的5%,硫酸镁加入量为相对绝干浆料质量的1%,双氧水加入量为相对绝干浆料质量的5%,漂白温度在45℃,漂白时间20min。
(10)漂白完毕,按照当前常规浆粕的生产方式采用盐酸进行酸处理、并洗涤、后精选除砂,并将洗后的麻浆经浓缩机处理至质量百分浓度为6.0%,然后送浆板机进行抄造,得到用于生产粘胶纤维的麻浆粕。
麻浆粕性能指标为:甲种纤维素质量百分含量94.8%;灰分质量百分含量0.08%;铁分质量百分含量24mg/kg;粘度10.5mPa.s;白度81%;吸碱值565%;反应性能185s;水分10.5%;小尘埃184mm2/kg;大尘埃0.8个/kg。
(11)将上述制得的麻浆粕浸渍、压榨、黄化和纺丝后,再经牵伸、切断、后处理、干燥、打包制成成品,其中:
浸渍、压榨工艺如下:一次浸温:55℃,一次浸浓:200g/L,二次浸温:45℃,二次浸浓:200g/L,一次浸渍回流液半纤含量:24g/L,二次浸渍回流液半纤含量:18g/L,一次压榨机浆槽压力:1.0MPa,二压压榨机浆槽压力:1.0MPa,一次压榨后碱纤维素甲纤:23%,一次压榨后碱纤维素含碱质量百分含量:22%,二次压榨后碱纤维素甲纤质量百分含量:31%,二次压榨后碱纤维素含碱质量百分含量:11%。
黄化工艺如下:在黄化机中加入二硫化碳为相对甲种纤维素质量的35%,黄化时间:200分钟,黄化初温:22℃,黄化终温:25℃,溶解水温:3℃,溶解碱浓度:3g/L,
纺丝粘胶:α纤维素质量百分含量:6.5%,氢氧化钠质量百分含量:4.5%,粘度:(落球法)25s,熟成度:(10%NH4CL值)4.0ml
纺丝工艺:硫酸浓度:150g/L,硫酸钠浓度:350g/L,硫酸锌浓度:15g/L,S653助剂浓度:3g/L
纺丝后,再按照当前常规的粘胶纤维的生产工艺进行牵伸、切断、后处理、干燥、打包制成成品。
通过上述工艺制备的粘胶纤维性能指标为:干断裂强度:2.81cN/dtex;湿断裂强度:1.69cN/dtex;干断裂伸长率:18.5%;线密度偏差率:+3.80%;长度偏差率:+2.1%;超长纤维:0.4%;倍长纤维:10.2mg/100g;残硫量:5.0mg/100g;疵点3.1mg/100g;白度80.0。
实施例3
一种麻材粘胶短纤维的制备方法,包括:麻材备料后,经预处理、水洗、蒸煮、洗料、打浆、除砂、浓缩、碱精制、漂白、酸处理、洗涤、后精选除砂、浓缩、抄造、浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化、研磨、溶解、过滤、脱泡、过滤、纺丝、牵伸、切断、后处理、干燥、打包后制得成品。
(1)预处理:对麻材进行切断、水洗后,在预处理塔中加硫酸调节pH值在2,臭氧加入量为相对绝干原料质量的2%,处理时间15min,压力0.7MPa,温度45℃。
(2)水洗:温度为55℃,水洗后浆料质量:总纤维素质量百分含量81.2%,木质素质量百分含量1.8%,果胶质量百分含量0.41%,脂蜡质质量百分含量0.12%。
(3)蒸煮:蒸煮液加入量以NaOH计相对绝干浆料质量的9%,料液质量比为1∶3.5,绿氧相对绝干浆料质量的0.5%。冷转15分钟后,一次升温时间20分钟,蒸球内压力0.30MPa,一次小放汽时间10分钟,蒸球内余压为常压。二次升温时间30分钟,温度130℃。保温温度130℃,保温时间90分钟。
蒸煮后浆料质量:甲种纤维素质量百分含量93.4%,粘度16.8mPa.s。
蒸煮黑液CODcr(采用重铬酸钾作为氧化剂测定出的化学耗氧量)1800mg/L,色度750倍。
(4)洗料:为温水洗料,步骤为洗料-挤浆-洗料-挤浆
(5)打浆:浆料质量百分浓度20%,湿重15g。
(6)除砂:浆料质量百分浓度2.0%,进浆压力0.8MPa,压差0.04MPa。
(7)浓缩:初浓缩进浆质量百分浓度为0.4%,出浆质量百分浓度为4%;高浓缩进浆质量百分浓度为5%,出浆质量百分浓度为20%,冲压水压力0.7MPa,稀释水压力0.3MPa。
(8)碱精制:NaOH加入量为相对绝干浆料质量的9%,温度为98℃,碱精制时间为50分钟。碱精制浆质量:粘度15.0mPa.s,甲种纤维素质量百分含量94.6%。
(9)漂白:浆料浓度在8%,加入NaOH调节pH值在10,硅酸钠加入量为相对绝干浆料质量4%,硫酸镁加入量为相对绝干浆料质量的0.6%,双氧水加入量为相对绝干浆料质量的4%,漂白温度在35℃,漂白时间40min。
(10)漂白完毕,按照当前常规浆粕的生产方式采用盐酸进行酸处理、并洗涤、后精选除砂,并将洗后的麻浆经浓缩机处理至质量百分浓度为5.0%,然后送浆板机进行抄造,得到用于生产粘胶纤维的麻浆粕。
麻浆粕性能指标为:甲种纤维素质量百分含量93.8%;灰分质量百分含量0.09%;铁分23mg/kg;粘度10.8mPa.s;白度82%;吸碱值560%;反应性能180s;水分10.8%;小尘埃180mm2/kg;大尘埃0.7个/kg。
(11)将上述步骤(10)制得的麻浆粕浸渍、压榨、黄化和纺丝后,再经牵伸、切断、后处理、干燥、打包制成成品,其中:
浸渍、压榨工艺如下:一次浸温:48℃,一次浸浓:220g/L,二次浸温:53℃,二次浸浓:190g/L,一次浸渍回流液半纤含量:26g/L,二次浸渍回流液半纤含量:21g/L,一次压榨机浆槽压力:0.9MPa,二压压榨机浆槽压力:0.8MPa,一次压榨后碱纤维素甲纤质量百分含量:24%,一次压榨后碱纤维素含碱质量百分含量:20%,二次压榨后碱纤维素甲纤质量百分含量:29%,二次压榨后碱纤维素含碱质量百分含量:13%。
黄化工艺如下:在黄化机中加入二硫化碳为相对甲种纤维素质量的30%,黄化时间:25分钟,黄化初温:21℃,黄化终温:27℃,溶解水温:4℃,溶解碱浓度:6g/L。
纺丝粘胶:α纤维素质量百分含量:6.0%,氢氧化钠质量百分含量:4.0%,粘度:(落球法)20s,熟成度:(10%NH4CL值)5.0ml。
纺丝工艺:硫酸浓度:130g/L,硫酸钠浓度:280g/L,硫酸锌浓度:12g/L,S653助剂浓度:1.5g/L。
纺丝后,再按照当前常规的粘胶纤维的生产工艺进行牵伸、切断、后处理、干燥、打包制成成品。
通过上述工艺制备的粘胶纤维性能指标为:干断裂强度:2.91cN/dtex;湿断裂强度:1.57cN/dtex;干断裂伸长率:19.8%;线密度偏差率:-3.85%;长度偏差率:+2.5%;超长纤维:0.6%;倍长纤维:10.8mg/100g;残硫量:5.8mg/100g;疵点3.7mg/100g;白度80.5。
本发明实施例中,所用原材料均为本领域生产中常用,均可从市场中得到,且对于生产结果不会产生影响;在各工序中用到的设备,均采用当前所用的常规设备,并无特别之处。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。