CN102296373A - 一种超细高强高模粘胶纤维的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超细高强高模粘胶纤维的生产方法，将尚处于粘流态的纤维素黄酸酯高聚物纺丝粘胶，经分别设有粘胶喷出孔和凝固浴喷出孔的复合喷丝板喷出，并经低酸、高锌、低盐和低温的凝固浴凝固成型，然后经浴液拉伸与空气拉伸相结合，分别经过不同倍率的喷头牵伸、盘间牵伸和塑化牵伸，然后经后处理制得纤度为0.44～0.78dtex、干强≥3.1cN/dtex、湿强≥2.1cN/dtex、湿模量≥0.5cN/dtex、白度≥82.0%的超细高强高模粘胶纤维。本发明实现了超细旦纤维纺丝成形过程与牵伸的有效配合，和纺丝工艺的正常实施，生产的超细高强高模粘胶纤维结构均匀，纤维强度和模量高出常规品种50%以上。
Description
技术领域
本发明涉及纺织用粘胶纤维及其制造方法，尤其涉及一种超细高强高模粘胶纤维的生产方法。
背景技术
细旦、超细纤维是一种近年来发展迅速的差别化纤维，是一种高品质、高技术的纺织原料，是化学纤维向高技术、高仿真化方向发展的代表。关于细旦和超细旦纤维的定义，现在还没有一个被大家接受的统一标准。绝大部分厂商以单丝纤度为标准。一个被大多数厂商接受的微细旦纤维的定义是单丝纤度<1.11dtex的纤维。德国纺织委员会将纤度<1.2dtex的聚酯纤维定义为超细纤维，对于聚酰胺纤维应<1.0dtex。我国细旦纤维的定义为单丝纤度<l.2dtex，将丙纶细旦长丝定义为<2.2dtex。按单丝纤度一般可分为细旦纤维和超细旦纤维，多以单丝纤度0.56dtex为界。
超细旦纤维的单丝纤度和单丝截面直径比真丝或任何天然纤维都小。单丝纤度越细，相同支数纱线的纤维总表面面积越大，单丝抗弯硬挺度下降越大，单丝强度变小，但是，因为细旦纱丝的根数比常规纱多，所以纱的总强度仍较高。此外，超细旦纤维还具有吸水吸油性好，清洁能力高，抗海藻、贝类腐蚀的特性。超细旦纤维的单丝抗弯硬挺度较低，使织物具有优良的悬垂性、手感柔软，当然这还与织物结构、混纤比和混纤组分有关。超细旦纤维织物紧密，功能性得到改善，防水、防风、透湿、绝热性能提高，具有丝样外观，光泽柔和。
纺制细旦、超细旦纤维通常采用的方法有：复合纺丝剥离法、溶解法、常规熔融法、超倍拉伸法、闪蒸法和熔喷法等。但这些方法主要应用于复合纤维和合成纤维等，且纤度大都≥0.89dtex，按照我国细旦纤维的定义为细旦纤维，很难达到我国要求的超细旦纤维标准。奥地利兰精集团最新开发的超细旦纤维Micro Modal AIR直径也有0.8dtex，由于粘胶法生产粘胶纤维生产周期长，工艺过程复杂，纺丝粘胶质量不易控制，目前人们采用的常规纺丝浴液多为高酸、高盐、高温、低锌的纺丝浴液纺丝，导致纺丝时成形过程和牵伸配合困难较多，因此0.89dtex以下的超细粘胶纤维纺丝工艺鲜有报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种纺丝工艺稳定性高、容易控制，纤维结构均匀，皮层厚度高的超细高强高模粘胶纤维的生产方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种超细高强高模粘胶纤维的生产方法，将尚处于粘流态的纤维素黄酸酯高聚物纺丝粘胶，经分别设有粘胶喷出孔和凝固浴喷出孔的复合喷丝板喷出，并经低酸、高锌、低盐和低温的凝固浴凝固成型，然后经浴液拉伸与空气拉伸相结合，分别经过不同倍率的喷头牵伸、盘间牵伸和塑化牵伸，然后经后处理制得纤度为0.44～0.78dtex、干强≥3.1cN/dtex、湿强≥2.1cN/dtex、湿模量≥0.5cN/dtex、白度≥82.0%的超细高强高模粘胶纤维。
作为一种优选，所述复合喷丝板上设有多个粘胶喷出孔，所述多个粘胶喷出孔环形排列在所述复合喷丝板上，所述凝固浴喷出孔设在所述多个环形排列的粘胶喷出孔的环形中心。
作为另一种优选，所述复合喷丝板上设有多个小喷丝头，所述多个小喷丝头环形排列在所述复合喷丝板上，所述凝固浴喷出孔设在所述多个环形排列的小喷丝头的环形中心，所述小喷丝头上设有多个粘胶喷出孔。
作为一种改进，所述多个小喷丝头的中心处分别设有凝固浴喷出孔。
所述复合喷丝板是由喷头组件、密封圈、小喷丝头、底座、粘胶分配板、喷头滤网和小喷丝头构成，其中在小喷丝头、粘胶分配板、喷头滤网的中心位置设有凝固浴通道，小喷丝头在复合喷丝板上成环形排列方式，底座上分别设有粘胶通道和凝固浴通道，在底座与小喷丝头中间设有凸面，小喷丝头和底座间设有防渗漏密封圈。
所述低酸、高锌、低盐和低温的凝固浴中，硫酸为50～100g/l、硫酸钠为220～340g/l、硫酸锌为15～45g/l，浴温度为30～50℃。
优选的，所述低酸、高锌、低盐和低温的凝固浴中，硫酸为60～85g/l、硫酸钠为230～280g/l、硫酸锌为25～40g/l，浴温度为30～35℃。
所述喷头牵伸为30～60%，盘间牵伸为20～40%，塑化牵伸为5～15%。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明采用分别设有粘胶喷出孔和凝固浴喷出孔的复合喷丝板纺丝，凝固浴从环形排列的粘胶喷出孔中心喷出，使得粘胶细流通过粘胶喷丝孔喷出后，凝固浴中的氢离子与锌离子能够同时自粘胶细流束的外侧和里侧同时快速向粘胶细流中扩散，而粘胶中的H2O和NaOH也同时向粘胶细流束里侧和外侧的凝固浴中扩散，有效增加了粘胶细流与凝固浴的接触面积，有效提高了粘胶细流与凝固浴的接触面积和成形速度，双扩散的结果使粘胶细流的PH值下降到8时，以纤维素磺酸锌为结晶中心，逐渐地吸引邻近的纤维素大分子，依靠大分子间次价键的形成而产生微小的晶体，并逐步沉析而出，在低酸、高锌、低盐和低温的缓和的成型条件下，形成具有均匀微晶结构的全皮层结构，再辅以较大倍率的三级大倍率牵伸，进一步提高了纤维皮层厚度和外缘圆整度。本发明实现了纺丝成形过程与牵伸的有效配合，实现了超细高强高模粘胶纤维纺丝工艺的正常实施，提高了超细旦纤维的强度，生产的超细高强高模粘胶纤维结构均匀，纤维强度和模量高出常规品种50%以上。
具体实施方式
下面结合具体的实施例来进一步阐述本发明。
实施例 1 ：0.56dtex超细高强高模粘胶纤维的生产
将棉浆和木浆按30：70的重量比混合制备纤维素黄酸酯高聚物纺丝粘胶，其组成为：α纤维素8.9±0.1%，氢氧化钠4.8±0.1%，粘度（落球法）45±3s，熟成度（10%NH4Cl值）16±2ml。
将制备的纺丝粘胶经纺前过滤后，经分别设有粘胶喷出孔和凝固浴喷出孔的复合喷丝板喷出，在凝固浴中凝固成型，凝固浴中：硫酸95g/L，硫酸锌18g/L，硫酸钠290g/L，凝固浴温度45℃，纺速40m/min。
控制作为一级牵伸的喷头牵伸30%，作为二级牵伸的盘间牵伸40%，作为三级牵伸的塑化牵伸8%。
将经牵伸后的丝条依次经以下后处理：一次水洗和二次水洗，水洗温度为60℃；脱硫，脱硫浴温度80℃，碱浓4g/l；三次水洗和四次水洗，水洗温度65℃；上油，油浴温度65℃，油剂浓度4.5g/l；漂白与上油同步进行，双氧水浓度0.5g/l。
后处理后的纤维经烘干后得到质量指标为干断裂强度：3.43cN/dtex，湿断裂强度：2.21cN/dtex，干断裂伸长率：15.5%，线密度偏差率：0%，线密度0.56dtex，白度：82.4%，含油率：0.21%和湿模量：0.51cN/dtex的超细高强高模粘胶纤维。
实施例 2 ：0.56dtex超细高强高模粘胶纤维的生产
将棉浆制备纤维素黄酸酯高聚物纺丝粘胶，其组成为：α纤维素8.2±0.1%，氢氧化钠5.8±0.1%，粘度（落球法）40±3s，熟成度（10%NH4Cl值）11±2ml。
将制备的纺丝粘胶经纺前过滤后，经分别设有粘胶喷出孔和凝固浴喷出孔的复合喷丝板喷出，在凝固浴中凝固成型，凝固浴中：硫酸85g/L，硫酸锌25g/L，硫酸钠280g/L，凝固浴温度40℃，纺速40m/min。
控制作为一级牵伸的喷头牵伸40%，作为二级牵伸的盘间牵伸30%，作为三级牵伸的塑化牵伸10%。
将经牵伸后的丝条依次经以下后处理：一次水洗和二次水洗，水洗温度为58℃；脱硫，脱硫浴温度80℃，碱浓4.5g/l；三次水洗和四次水洗，水洗温度62℃；上油，油浴温度65℃，油剂浓度5.0g/l；漂白与上油同步进行，双氧水浓度0.5g/l。
后处理后的纤维经烘干后得到质量指标为干断裂强度：3.49cN/dtex，湿断裂强度：2.33cN/dtex，干断裂伸长率：18.7%，线密度偏差率：-5.36%，线密度0.53dtex，白度：84%，含油率：0.22%和湿模量：0.56cN/dtex的的超细高强高模粘胶纤维。
实施例 3 ：0.56dtex超细高强高模粘胶纤维的生产
将木浆制备纤维素黄酸酯高聚物纺丝粘胶，其组成为：α纤维素8.9±0.1%，氢氧化钠4.8±0.1%，粘度（落球法）45±3s，熟成度（10%NH4Cl值）13±2ml。
将制备的纺丝粘胶经纺前过滤后，经分别设有粘胶喷出孔和凝固浴喷出孔的复合喷丝板喷出，在凝固浴中凝固成型，凝固浴中：硫酸70g/L，硫酸锌30g/L，硫酸钠250g/L，凝固浴温度35℃，纺速38m/min。
控制作为一级牵伸的喷头牵伸35%，作为二级牵伸的盘间牵伸24%，作为三级牵伸的塑化牵伸12%。
将经牵伸后的丝条依次经以下后处理：一次水洗和二次水洗，水洗温度为56℃；脱硫，脱硫浴温度80℃，碱浓4.2g/l；三次水洗和四次水洗，水洗温度60℃；上油，油浴温度63℃，油剂浓度4.8g/l；漂白与上油同步进行，双氧水浓度0.8g/l。
后处理后的纤维经烘干后得到质量指标为干断裂强度：3.64cN/dtex，湿断裂强度：2.25cN/dtex，干断裂伸长率：17.0%，线密度偏差率：0.02%，线密度0.57dtex，白度：83%，含油率：0.23%和湿模量：0.54cN/dtex的的超细高强高模粘胶纤维。
Claims (7)
1.一种超细高强高模粘胶纤维的生产方法，其特征在于：将尚处于粘流态的纤维素黄酸酯高聚物纺丝粘胶，经分别设有粘胶喷出孔和凝固浴喷出孔的复合喷丝板喷出，并经低酸、高锌、低盐和低温的凝固浴凝固成型，然后经浴液拉伸与空气拉伸相结合，分别经过不同倍率的喷头牵伸、盘间牵伸和塑化牵伸，然后经后处理制得纤度为0.44～0.78dtex、干强≥3.1cN/dtex、湿强≥2.1cN/dtex、湿模量≥0.5cN/dtex、白度≥82.0%的超细高强高模粘胶纤维。
2.如权利要求1所述的超细高强高模粘胶纤维的生产方法，其特征在于：所述复合喷丝板上设有多个粘胶喷出孔，所述多个粘胶喷出孔环形排列在所述复合喷丝板上，所述凝固浴喷出孔设在所述多个环形排列的粘胶喷出孔的环形中心。
3.如权利要求1所述的超细高强高模粘胶纤维的生产方法，其特征在于：所述复合喷丝板上设有多个小喷丝头，所述多个小喷丝头环形排列在所述复合喷丝板上，所述凝固浴喷出孔设在所述多个环形排列的小喷丝头的环形中心，所述小喷丝头上设有多个粘胶喷出孔。
4.如权利要求3所述的超细高强高模粘胶纤维的生产方法，其特征在于：所述多个小喷丝头的中心处分别设有凝固浴喷出孔。
5.如权利要求1所述的超细高强高模粘胶纤维的生产方法，其特征在于：所述低酸、高锌、低盐和低温的凝固浴中，硫酸为50～100g/l、硫酸钠为220～340g/l、硫酸锌为15～45g/l，浴温度为30～50℃。
6.如权利要求5所述的超细高强高模粘胶纤维的生产方法，其特征在于：所述低酸、高锌、低盐和低温的凝固浴中，硫酸为60～85g/l、硫酸钠为230～280g/l、硫酸锌为25～40g/l，浴温度为30～35℃。
7.如权利要求1所述的超细高强高模粘胶纤维的生产方法，其特征在于：所述喷头牵伸为30～60%，盘间牵伸为20～40%，塑化牵伸为5～15%。
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