CN102477591B - 一种纤维素纤维、其制造方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及化纤领域，具体讲，涉及一种以纤维素为主要成分的纤维、其制造方法及设备。本发明涉及一种通过凝固液顺流牵伸纺丝技术制备的纤维素纤维，满足以下条件：纤维拉伸断裂强度≥2.0cN/dtex、纤维纤度≤1.67dtex、纤维中S元素含量≤100ppm、纤维的原纤化指数(F.I.)≤2、纤维中不含与抗原纤化处理有关的化学成分。本发明还涉及该纤维素纤维的制备方法及设备；本发明的纤维素纤维强度高、纤度低、无原纤化倾向；制备工艺简单、易于控制，适用于大规模工业化生产；所用的设备结构简单、设计精妙，条件稳定。

Description

一种纤维素纤维、其制造方法及设备

技术领域

本发明涉及化纤领域，具体讲，涉及一种以纤维素为主要成分的纤维及其制造方法、设备。

背景技术

纤维素分子链中的结构单元为葡萄糖，大分中含有大量的羟基与醚、苷键。纤维素的分子链结构决定了纤维素纤维固有的吸湿性、染色性、穿着舒适性和生物降解性。天然纤维素纤维有棉、麻纤维等，主要为棉纤维。再生纤维素纤维有粘胶纤维、铜氨纤维、醋酸纤维(纤维素的醋酸酯衍生物纤维)等，主要为粘胶纤维，已有百年以上发展历史。

自上世纪中以来，随着石油工业的飞速发展，合成纤维以其优良的力学性能和低生产成本占据了纤维材料的主要市场，但由于纤维素纤维不可替代的吸湿性和穿着舒适性，形成了现今二者互补共存的局面。

2009年全球纤维总产量约为7000万吨，主要由三大部分组成，其中天然纤维2600万吨，约占37％；合成纤维4160万吨，约占59％；粘胶纤维占300万吨，约占4％。从可持续发展的观点看，这三类原料都存在各自的问题。棉、麻等天然纤维由于受土地、气候、水资源等限制不可能大量增加；合成纤维以石油为原料，属一次性资源，终有枯竭之日；粘胶纤维虽然以可再生的纤维素为原料，但存在严重的污染。因此，从长远来说，纺织业的原料一定是要立足于可再生材料和绿色的加工工艺。

自然界中纤维素的存量约为7000亿吨，而且还在以每年400亿吨的速度再生，它是地球上蕴藏量最丰富的天然可再生资源。而人造纤维素纤维的原料几乎可以从所有植物桔杆中获得，可谓取之不尽、用之不竭，因此，发展人造纤维素纤维是提供纺织品原料的长远大计。全世界目前人造纤维素纤维的产量在340万吨左右，尚有巨大的发展空间。正是在这样的背景之下，全世界相关领域的科研工作者将研究重点集中在新一代的纤维素纤维纺丝研究项目上。

目前再生纤维素纤维的制造技术虽然有溶液纺丝和熔融纺丝两种，但由于热塑性纤维素衍生物的熔融纺丝技术在产品性能和工艺成本方面尚未显示出大宗品种开发的前景，因此再生纤维素纤维的制造技术主要为溶液纺丝。

已开发的纤维素溶剂体系有多种，并且有不同的分类方法，如可分为非衍生化溶剂和衍生化溶剂、水相溶剂和非水相溶剂、有机溶剂和无机溶剂等。

按衍生和非衍生化溶剂划分，现有溶剂体系中氢氧化钠/二硫化碳体系；多聚甲醛/二甲基亚砜体系；氨基甲酸酯体系；四氧化二氮/二甲基甲酰胺体系等溶解过程基于衍生物形成的溶剂体系为衍生化溶剂，而其它在溶解过程中没有形成衍生物的称为非衍生化溶剂。

按水相溶剂和非水相溶剂划分，现有溶剂体系中无机酸类，如浓磷酸、浓硫酸和三氟醋酸以及它们的混合物；路易斯酸类如氯化锌、氯化锂、硫氰酸盐、碘化物和溴化物；无机碱类如氢氧化钠、联胺、锌酸钠、氢氧化钠或氢氧化锂/硫脲或锌酸钠或(和)尿素复合体系、铜氨溶液体系等；有机碱类如季铵碱和胺氧化物(以N-甲基玛琳-N-氧化物NMMO为代表)的水体系纤维素溶剂为水相溶剂，其它为非水相溶剂。

按有机溶剂和无机溶剂划分，有机溶剂体系包括多聚甲醛/二甲基亚砜体系；四氧化二氮/二甲基甲酰胺体系；二甲基亚砜/四乙基氯化铵体系；氯化锂/二甲基乙酰胺体系；胺氧化物体系(尤其是NMMO)；离子液体溶剂体系等。无机溶剂体系包括氢氧化钠/水体系；氢氧化钠或氢氧化锂/硫脲或锌酸钠或(和)尿素复合体系；氨/硫氰酸铵体系；质子酸(如磷酸)、路易斯酸(如氯化锌)体系等。

上述已开发的多种纤维素溶剂体系中，除了传统的粘胶纤维、醋酸纤维、铜氨纤维外，只有Lyocell纤维(NMMO胺氧化物溶剂体系)形成了规模化生产。表1给出了Lyocell纤维与其他大宗纤维品种的物理性能比较。

表1 Lyocell纤维与其他纤维的物理性能比较

Lyocell纤维具有高强度、高湿模量和优良的尺寸稳定性，被誉为“21世纪的绿色纤维”。采用该溶剂法奥地利Lenzing公司已形成了13万吨/年的生产能力。但该溶剂法溶剂昂贵，溶解条件苛刻，纺丝温度高，溶剂回收率要求高和溶剂回收能耗高，易于剧烈热分解而存在安全隐患，所得纤维易于原纤化，需经交联剂后处理解决原纤化问题。

其它溶剂体系有的因为种种原因没能得到长足发展，有的尚处于研究开发阶段，成为研究开发热点的主要有氢氧化钠或氢氧化锂/硫脲或(和)尿素水溶液、离子液体、纤维素氨基甲酸酯溶剂体系。

值得关注的是，以碱(氢氧化钠或氢氧化锂)-尿素或(和)硫脲水溶液体系制备纤维素纤维，具有溶剂价廉易得、易回收循环使用不污染环境，纤维素直接溶解、溶解快，溶解、纺丝温度低，工艺流程简单，所得纤维素纤维不含硫(粘胶纤维含硫量10g/kg)等优点，具有较好的技术经济性。

2000年中国武汉大学首次申请公开了碱(氢氧化钠或氢氧化锂)/尿素或(和)硫脲/水溶剂体系中的氢氧化钠/尿素水溶液溶解纤维素并制备再生纤维素纤维，近年来东华大学也开展了这一溶剂体系的研究开发。

CN 1482159A中用5～12wt％氢氧化钠和8～20wt％尿素的混合水溶液，经冷却后快速搅拌直接溶解纤维素；CN 1546298A中将该混合水溶液冷却后，在室温下充分搅拌直接溶解纤维素得到纤维素溶液，经高速离心法脱泡制得纺丝原液，通过实验室简单的方法喷丝进入凝固浴凝固、再生，制得再生纤维素纤维；采用相同的溶剂和溶解、脱泡方法，CN 1594680A中进一步在纺丝机上湿法纺丝制备再生纤维素纤维；CN 1702201A中将溶剂6-8wt％氢氧化钠和10-20wt％尿素的混合水溶液预冷至-8～-15℃，然后在室温下高速搅拌直接溶解粘均分子量低于1.5×10⁵的纤维素制得3～6wt％纤维素的纤维素溶液，经罐式静置真空脱泡得纺丝原液，通过纺丝机湿法纺丝和两步凝固浴法凝固再生制得再生纤维素纤维，两步凝固浴法有助于提高纤维强度；WO 2006/128346 A1中以中试规模制得再生纤维素纤维，即将5～12wt％氢氧化钠和8-20wt％尿素的混合水溶液预冷至-15～-8℃，然后在搅拌罐中于室温下高速搅拌溶解粘均分子量低于1.1×10⁵的纤维素制得3～8wt％纤维素的纤维素溶液，对此纤维素溶液采用与CN1702201A中相同的脱泡、纺丝和凝固方法，得到纤维。另外，CN 101037479A中公开了一种溶解纤维素的方法，即首先用氢氧化钠水溶液预处理纤维素生成碱纤维素，然后加入水或尿素水溶液溶解的方法。但是实践表明，用这种方法制备纤维素溶液，当溶液中不含尿素时，所得溶液不稳定，容易凝胶化，而且该专利中未涉及再生纤维素纤维的制备。

CN 101100518A采用氢氧化钠/硫脲/水体系、CN 101074285A采用氢氧化锂/尿素/水体系、CN 101100517A和CN 1557864A采用氢氧化锂/硫脲/水体系溶解纤维素，但这些专利中未涉及再生纤维素纤维的制备。

CN 1546556A采用氢氧化锂/尿素/水体系、CN 1544515A采用氢氧化钠/硫脲/水体系溶解纤维素，并探索性地制得了再生纤维素纤维；WO 2007/121609 A1中以中试规模制备再生纤维素纤维，即将8.1～12wt％氢氧化钠和3～6wt％硫脲的混合水溶液预冷至-10～5℃，然后在搅拌罐中于室温(0～25℃)下加入纤维素并高速搅拌溶解制得4～10wt％纤维素的溶液，经罐式静置真空脱泡制得纺丝原液，通过纺丝机湿法纺丝和两步凝固浴法凝固再生得到纤维。

CN 1699442A以6～12wt％氢氧化钠/3～8wt％硫脲/1～15尿素的混合水溶液为溶剂制备再生纤维素纤维；CN101429682A通过将纤维素溶解在预冷至-12℃～-8℃的含有重量百分比为7～10％氢氧化钠，4.5～7％硫脲，1～10％尿素，73％～87.5％水的混合溶液中并经过滤、脱泡制得浓度为2～12％的纤维素溶液，经双凝固浴湿法纺丝制得再生纤维素纤维。

选用碱(氢氧化钠或氢氧化锂等)/尿素或(和)硫脲/水溶剂体系将纤维素溶解制备纺丝原液，该原液通过计量泵进入喷丝头中，运用凝固液顺流牵伸纺丝技术纺丝，其中凝固液顺流牵伸纺丝技术有别于传统湿法和干喷湿法纺丝技术，是制备该纤维的核心技术，而凝固液顺流牵伸纺丝装置是本发明核心装置，是实现凝固液顺流牵伸纺丝技术的前提，因此下文将重点阐述该纺丝技术和装置。

在纤维素纺丝工艺路线中，主要分为两种：一种是以传统粘胶纤维为主的湿法纺丝工艺路线；另外一种是以Lyocell纤维为主的干喷湿法纺丝工艺路线。

粘胶湿法纺丝工艺路线中，纤维素分子内的羟基与二硫化碳发生磺化反应，生成纤维素黄酸酯，使羟基得以封堵，减少了分子间氢键作用力而可溶于氢氧化钠/水溶剂体系中，并可在凝固和再生过程中控制酯化度，使大分子链之间不会因氢键作用而阻碍其相互滑移，从而可以先凝固，后实施拉伸取向。纤维纤度可以达到1.67dtex甚至1.11dtex左右水平；强度常规粘胶纤维一般在2.2～2.6cN/dtex范围，高湿模量粘胶纤维可达3.4-3.6cN/dtex，纤维通常无原纤化倾向。但是，粘胶湿法纺丝工艺路线对环境污染严重，因此面临环保方面的巨大压力。

Lyocell干喷湿法纺丝工艺路线中，由于采用NMMO溶剂体系直接溶解，纺丝液浓度和粘度较高，喷丝头置于凝固浴液面之上，在纺丝液细流进入凝固浴凝固和氢键形成(由于其为直接溶解，羟基未酯化封堵，凝固后分子链间存在很强氢键作用力)之前可以对其实施高倍喷头拉伸，因此纤维强度较高，可以达到3.7-4.2cN/dtex水平，但纤维存在原纤化现象，影响后续的纺织加工和服用性能，目前已实现规模化生产的原纤化控制技术是对未曾干燥的纤维实施在线交联后处理

抗原纤化纤维应用二氯羟基三嗪交联剂，适于强碱性环境的应用场合。

应用1，3，5-三丙烯酰六氢三嗪交联剂，适于酸性环境的应用场合)。由于纺丝液浓度和粘度较高，且纺丝液一旦进入凝固浴就无法进行进一步牵伸，使得纤维纤度降低较为困难，目前可达到1.67dtex水平。

目前，该溶剂体系迫切需要解决纤维力学性能较差(通常不足2cN/dtex)的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纤维素纤维及其制造方法，所述的纤维素纤维原料来源广泛、生产成本低、性能优良；制造过程设备简单、易于操作，纺丝与牵伸速度、倍率易于控制；所用溶剂可循环使用，并且无挥发性，绿色环保，符合可持续发展的要求。

为了实现本发明的目的，采用的技术方案为：

本发明涉及一种以纤维素为主要成分的纤维素纤维，所述纤维素纤维的参数满足以下条件：

a)纤维拉伸断裂强度≥2.0cN/dtex；

b)纤维纤度≤1.67dtex；

c)纤维中S元素含量≤100ppm；

d)纤维的原纤化指数(F.I.)≤2；

e)纤维中不含与抗原纤化处理有关的化学成分；

其中，进一步优选为：

a)纤维拉伸断裂强度≥2.3cN/dtex；

b)纤维纤度≤1.33dtex。

更优选的：

a)纤维拉伸断裂强度≥2.6cN/dtex；

b)纤维纤度≤0.89dtex。

本发明纤维素纤维的第一优选技术方案为，所述纤维素纤维的参数满足以下条件：

a)纤维拉伸断裂强度≥2.8cN/dtex；

b)纤维纤度≤0.85dtex；

c)纤维中S元素含量≤80ppm；

d)纤维的原纤化指数(F.I.)≤1；

e)纤维中不含与抗原纤化处理有关的化学成分；

其中，进一步优选为：

a)纤维拉伸断裂强度≥2.9cN/dtex；

b)纤维纤度≤0.84dtex。

本发明的纤维素纤维的原料选自棉浆粕、木浆粕、竹浆粕或其它纤维素原料，其中优选棉浆粕、木浆粕或竹浆粕。

本发明还涉及该纤维素纤维的制造方法，所述纤维素纤维在纺丝过程中采用凝固液顺流牵伸纺丝技术。

本发明中纤维素纤维的第一优先技术方案为：所述的凝固液顺流牵伸纺丝技术，包括以下步骤：将纺丝用喷丝板浸入流动凝固液中，纺丝液出喷丝孔后，立即接触凝固液，利用凝固液流动产生的动力，在纺丝液被挤出喷丝孔的瞬间对原液细流实施带动牵伸，从而牵伸纺丝；

所述凝固液顺流，凝固液流动方向与纤维喷头拉伸方向相同，进一步优选均匀流动，所述凝固液流动速度为纺丝液挤出速度的1～20倍，优选1.5～13倍，更优选为2.5～7倍。

本发明中纤维素纤维的第二优先技术方案为：所述的凝固液对纺丝原液细流具有防粘并和凝固作用，以利于喷头拉伸实施和拉伸取向作用固定，凝固液分为两类：

第一类的凝固液温度比纺丝液温度高2℃～65℃，优选5℃～45℃，更优选5℃～25℃之间；所述第一类凝固液成分为与纤维素溶剂成分相同或相近但浓度较低的水溶液；其中，纺丝液选自含有氢氧化钠/氢氧化锂2～15wt％、尿素2～15wt％、硫脲2～15wt％的混合水溶液，或为含有氢氧化钠/氢氧化锂2～15wt％、尿素2～15wt％的混合水溶液；凝固液为与纺丝液溶质种类相同、但浓度低于纺丝液的溶液，即凝固液中氢氧化钠/氢氧化锂较纺丝液中氢氧化钠/氢氧化锂的含量低2～15wt％，凝固液中尿素/硫脲的含量较纺丝液尿素含量低2～15wt％；

第二类凝固液由两种成分组成：第一种成分为与纤维素溶剂成分和浓度相同水溶液；第二种成分为能够与水互溶的有机溶剂，有机溶剂选自醇类或酮类或酸类化合物，进一步选自甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、丙酮、碳酸或乙酸；所述第二类凝固液的两种成份的体积比为90∶10～10∶90，优选为体积比70∶30～30∶70，更优选体积比为60∶40～40∶60。其中，纺丝液选自含有氢氧化钠/氢氧化锂2～15wt％、尿素2～15wt％、硫脲2～15wt％的混合水溶液，凝固液则为与纺丝液与有机溶剂按一定比例混合得到的液体。

其中，本发明中纺丝液的种类并不限于此，纺丝液的温度选自0～30℃，优选5～25℃；其浓度进一步优选为含有氢氧化钠/氢氧化锂6～12wt％、尿素10～15wt％的混合水溶液。

本发明所述的纤维素纤维在制备过程中纺丝液挤出的速度为10～30m/min，优选15～30m/min，喷丝板的尺寸为0.05～0.1mm×200～10000孔。

本发明还涉及制造本发明纤维素纤维的装置，所述装置包括喷丝组件、漏斗、与漏斗相连的导管和凝固液箱，漏斗与凝固液箱通过所述与漏斗相连的导管相连，喷丝组件设置在漏斗内，从而使凝固液通过漏斗和与漏斗相连的导管流动到凝固液箱内，凝固液的流动的方向与喷丝组件喷出的纤维的拉伸方向相同。在与漏斗相连的导管后端则是导丝辊，

本发明所述装置的第一优选技术方案为：所述漏斗为双层漏斗，设置有使凝固液从漏斗外层流向漏斗内层的循环泵，从而实现凝固液的回收利用。通过设置的循环泵源源不断的将凝固液从漏斗外层泵入漏斗内层中，从而实现了凝固液的流动的方向与喷丝组件喷出的纤维的拉伸方向相同，其中，所述漏斗的外层半径大于内层半径，优选半径的长度比为10∶9～10∶1。

本发明所述装置的第二优选技术方案为：所述的与漏斗相连的导管为直管，或在直管的末端连接有一段圆弧形导管。所述圆弧形导管的弦垂直于所述导管的直管部分，圆弧形导管优选为半圆形。当漏斗横截面为圆形时，所述与漏斗相连的导管为圆管，所述圆管的直径为5～50mm，优选10～40mm。

本发明所述装置的第三优选技术方案为：所述的漏斗根据与凝固液箱相对位置的不同，将漏斗设置为开放式或封闭式，凝固液箱设置为开放式或封闭式。

本发明所述装置的第四优选技术方案为：所述的装置为立式结构，与漏斗相连的导管为在直管的末端带有一段圆弧形导管，所述的漏斗为开放式，漏斗固定在凝固液箱内，略微高于凝固液箱或与凝固液箱平齐，与漏斗相连的导管的末端圆弧形导管与容器底部留有一定距离，漏斗内凝固液的高度高于或等于凝固液箱中凝固液的液面高度，从而利用漏斗中凝固液液面与凝固液箱中凝固液液面的高度差控制与漏斗相连的导管末端圆弧形导管中的凝固液流速；漏斗和凝固液箱中液体的位差为0～25cm，优选5～15cm；

所述装置为倒立式，与漏斗相连的导管为直管，漏斗与喷丝组件密封连接，所述与漏斗相连的导管直接与凝固液箱连通，连接处的高度位于凝固箱的液面下；

所述装置为卧式，与漏斗相连的导管为直管，漏斗与喷丝组件密封连接，所述与漏斗相连的导管直接与凝固液箱连通，连接处的高度位于凝固箱的液面下。

下面对本发明的技术方案做进一步的描述：

经过长期系统研究再生纤维素纤维溶解体系及纺丝工艺，本发明的研究人员解决了纤维素纤维力学性能较差的问题，在选用碱/尿素或(和)硫脲水溶液体系溶解纤维素基础上，研发出与上述湿法和干喷湿法不同的纤维素溶液纺丝技术-凝固液顺流牵伸纺丝技术。

本发明纺丝技术特点是：较低浓度和粘度的纺丝液出喷丝孔后，立即接触凝固液，其中凝固液沿牵伸方向均匀流动，保证纺丝液细流被凝固液部分凝固的同时，受到流动凝固液对其作用的摩擦带动力，此带动力使纺丝液细流出喷丝孔的同时即受到高倍牵伸，即本文所述的高倍喷头拉伸。该过程保证纤维素分子链在分子链间氢键作用力尚未完全形成之前获得高度拉伸取向，并使取向效果随之被“定型”固定，使最终的纤维素纤维既能达到较高强度，又能达到较低纤度，同时所得纤维无原纤化倾向。

为了实现上述凝固液顺流牵伸纺丝工艺，本发明在具体实施例中使用两种类型流体顺流牵伸装置(但本发明并不仅限定于该两种装置)，以下对这两种装置予以详细描述。

第一类装置，如附图1所示，为一立式装置，整体上分为两部分：一部分上半部为一敞口，侧视图呈截圆锥状的重力加速漏斗，漏斗下部分为一段连接管，当漏斗横截面为圆形时连接管为圆管，圆管可以为直管，也可以下端带有一段圆弧；另一部分为一可装凝固液的容器。漏斗固定在容器中，可以略微高出容器，也可与之平齐；漏斗下部圆管末端与容器底部之间留出适当空间即可。

该装置特点是：在使用时，可以利用水泵使凝固液均匀从漏斗圆周向圆心流动，调节合适流量，使凝固液主要从底部圆管末端流出，少量可从漏斗上部溢流。同时，根据牵伸工艺要求，调节容器中凝固浴液面高度，利用漏斗液面与容器中凝固浴液面的高度差控制底部圆管末端的凝固液流速。由于漏斗下端圆管没入容器内凝固液中，因此漏斗及其下部圆管中的凝固液仅仅是在容器中凝固浴液面以上部分会有加速过程，在容器中凝固浴液面以下部分将会非常平稳、匀速流动，不会对喷丝孔挤出的纺丝液细流产生扰动而影响喷头拉伸。

如果该圆管不没入容器中凝固浴液面以下，凝固液受重力作用将会加速向下流动，并且会对已部分凝固成为细丝状的纤维产生强力冲刷，导致其受力不匀，在喷丝孔出口处产生扰动，使得喷头拉伸无法稳定进行。

第二类装置，如附图2、3所示，可为倒立式，也可为卧式。该装置可为截圆锥漏斗状，漏斗与喷丝组件密封连接，密封处保证能够承受一定压力而不泄漏。漏斗后端连接一段圆管。该装置若为倒立式，圆管上端为直管较好，且必须没入凝固液面以下；若为卧式，该圆管直接与凝固液槽连通，连通处必须在凝固液面以下。

该装置特点是：在使用时，利用水泵使凝固液均匀从漏斗圆周向圆管圆心流动(流动方向的控制在设计制造时予以考虑，在此不予详述)，根据牵伸工艺要求，调节合适流量即可调节凝固液流速，凝固液流速可以人为地尽早提升至喷头拉伸所需值而不受重力加速度的制约。该装置中圆管出口必须在凝固液面以下，作用与第一种装置相同，主要为稳定凝固液流速，保证纺丝液喷头拉伸时不受扰动。

利用上述流体牵伸装置，可以实现凝固液顺流牵伸纺丝工艺，经过研究表明，根据纺丝液具体情况，喷头拉伸倍率可控制在1～20倍之间，较好为1.5～13倍，最佳为2.5～7倍。

另外，为了控制纺丝液凝固速度，实现上文所述“纺丝液细流部分凝固”、“对纺丝原液细流具有防粘并和凝固作用，以利于喷头拉伸实施和拉伸取向作用固定”，经过大量研究，本发明的技术人员开发出有别于现有无机酸类凝固浴体系的新的凝固浴体系，可分为两类：

第一类凝固液体温度比纺丝液温度高。凝固液体温度比纺丝液温度高2℃～65℃之间，较好为5℃～45℃之间，最佳为5℃～25℃之间；其成分为与纤维素溶剂成分相同或相近但浓度较低的水溶液。

第二类凝固液体温度与纺丝液温度相同。该凝固液体由两类成分组成：第一类成分为与纤维素溶剂成分和浓度相同水溶液；第二类为能够与水互溶的醇类或酮类或酸类化合物，如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、丙酮、碳酸、乙酸等。该两种成分体积比在90∶10～10∶90之间；适宜比例在70∶30～30∶70之间；最佳比例在60∶40～40∶60之间。

为了实现该纺丝工艺，使用了两类(3种)新型凝固液顺流牵伸装置，为了控制纺丝液细流凝固速度以实现顺流牵伸，使用了两种新的凝固浴体系，并研究了凝固浴浓度与温度对凝固速度的影响。本发明的制备方法的关键在于开发出凝固液顺流牵伸湿法纺丝技术，解决了目前纤维素纤维湿法生产工艺(如粘胶纤维)制造过程中无法实现的高喷头拉伸问题，从而使纺丝原液细流在凝固成纤和纤维素大分子间氢键形成之前获得拉伸取向和纤维强度，同时避免了干喷湿法生产工艺(如NMMO溶剂法生产工艺)所得纤维素纤维(如LYOCELL纤维)的原纤化倾向。另外，由于本发明制造过程中摒弃了传统粘胶纤维湿法生产工艺过程中的CS₂黄化环节以及复杂的凝固过程，因此本发明不仅性能优异、经济效益高，而且绿色环保。

综上所述，本发明的有益效果为：所得纤维的强度高、纤度低、无原纤化倾向；制备工艺简单、易于控制，适用于大规模工业化生产；所用的设备结构简单、设计精妙，条件稳定。

附图说明：

图1为立式设备示意图，其中1为喷丝板，2为漏斗内层，3为与漏斗相连的导管，4为凝固液箱，5为导丝辊，6为丝束、7为漏斗外层；

图2为倒立式设备示意图，其中1为喷丝板，2为漏斗，3为与漏斗相连的导管，4为凝固液箱，5为导丝辊，6为丝束；

图3为卧式设备示意图，其中1为喷丝板，2为漏斗，3为与漏斗相连的导管，4为凝固液箱，5、7为导丝辊，6为丝束。

下面结合实施例对本发明进行进一步说明，所述的实施例仅用于解释本发明，而非限制本发明。

具体实施方式

实施例1

在1.5L锥底釜中，加入940克7.5wt％NaOH/14wt％尿素混合水溶液，将其冷却至-6℃，然后加入60克棉浆粕(聚合度500)并快速搅拌至溶液澄清透明。

通过减压脱除溶液中气泡后制得所需纺丝液，向釜中压入氮气至0.5MPa，开启釜底阀门、齿轮计量泵以及溶体控温系统，使纺丝温度为25℃，纺丝液以25m/min速度从0.07mm×1000孔喷丝板挤出。

将喷丝板置于附图1所示凝固液顺流牵伸装置中，将凝固液顺流牵伸装置后端第一导丝辊速度设定为75m/min，调整漏斗与凝固浴液位差为8.5cm左右时，丝束张紧，即实现喷头拉伸倍率为3倍。

其中，凝固液浓度配比为：6wt％NaOH/10wt％尿素混合水溶液，温度控制在30±0.5℃范围内。

将上述部分凝固的纤维，置于35±1℃、5wt％NaOH/8wt％尿素混合水溶液中，进一步凝固牵伸，第二导丝辊速度设定为75m/min，第三导丝辊速度设定为86.5m/min，即牵伸倍率为1.15倍，随后经过75℃热水充分洗涤去除NaOH和尿素，经干燥后利用卷绕机卷绕成筒，得到纤维编号为YP1-0。

对比实施例1-1

按照实施例1所述方法配置纺丝液1000克，向釜中压入氮气至0.5MPa，开启釜底阀门及齿轮计量泵，使纺丝液以25m/min速度从0.07mm×1000孔喷丝板挤出。

将喷丝板置于凝固浴槽中，凝固液保持相对静止。其凝固液成分及牵伸工艺参考专利CN101429682A，分为两道凝固牵伸：第一道凝固浴为25wt％醋酸水溶液，温度控制在10±1℃范围内，第一导丝辊速度设定为40m/min，即头道牵伸倍率为1.6倍；第二道凝固浴为17wt％硫酸水溶液，温度控制在15±1℃范围内，第二导丝辊速度设定为48m/min，即二道牵伸倍率为1.2倍。随后经过75℃热水充分洗涤去除钠盐、硫酸和尿素等物质，经干燥后利用卷绕机卷绕成筒，得到纤维编号为YP1-1。

实施例2

在1.5L锥底釜中，加入920克10wt％NaOH/11.5wt％尿素混合水溶液，将其冷却至-7℃，然后加入80克木浆粕(聚合度550)并快速搅拌至溶液澄清透明。

通过减压脱除溶液中气泡后制得所需纺丝液，向釜中压入氮气至1.0MPa，开启釜底阀门、齿轮计量泵以及溶体控温系统，使纺丝温度为17℃，使纺丝液以25m/min速度从0.1mm×500孔喷丝板挤出。

将喷丝板置于附图1所示凝固液顺流牵伸装置中，将凝固液顺流牵伸装置后端第一导丝辊速度设定为125m/min，调整漏斗与与凝固浴液位差为22.5cm左右时，丝束张紧，即实现喷头拉伸倍率为5倍。

其中，凝固液浓度配比为：8.5wt％NaOH/10wt％尿素混合水溶液，温度控制在26±0.5℃范围内。

将上述部分凝固的纤维，置于35±1℃、6wt％NaOH/8wt％尿素混合水溶液中，进一步凝固牵伸，第二导丝辊速度设定为125.5m/min，第三导丝辊速度设定为137.5m/min，即牵伸倍率为1.1倍，随后经过85℃热水充分洗涤去除NaOH和尿素，经干燥后利用卷绕机卷绕成筒，得到纤维编号为YP2-0。

对比实施例2-1

按照实施例2所述方法配置纺丝液1000克，向釜中压入氮气至1.0MPa，开启釜底阀门及齿轮计量泵，使纺丝液以25m/min速度从0.1mm×500孔喷丝板挤出。

将喷丝板置于凝固浴槽中，凝固液保持相对静止。其凝固液成分及牵伸工艺参考专利CN101429682A，分为两道凝固牵伸：第一道凝固浴为15wt％醋酸水溶液，温度控制在5±1℃范围内，第一导丝辊速度设定为45m/min，即头道牵伸倍率为1.8倍；第二道凝固浴为8wt％硫酸水溶液，温度控制在15±1℃范围内，第二导丝辊速度设定为90m/min，即二道牵伸倍率为2倍。随后经过85℃热水充分洗涤去除钠盐、硫酸和尿素等物质，经干燥后利用卷绕机卷绕成筒，得到纤维编号为YP2-1。

实施例3

在1.5L锥底釜中，加入900克10.5wt％NaOH/11.5wt％尿素混合水溶液，将其冷却至-8℃，然后加入100克木浆粕(聚合度550)并快速搅拌至溶液澄清透明。

通过减压脱除溶液中气泡后制得所需纺丝液，向釜中压入氮气至1.5MPa，开启釜底阀门、齿轮计量泵以及溶体控温系统，使纺丝温度为10℃，使纺丝液以15m/min速度从0.1mm×500孔喷丝板挤出。

将喷丝板置于附图2所示凝固液顺流牵伸装置中，其中圆管直径为20mm。将凝固液顺流牵伸装置后端第一导丝辊速度设定为105m/min，调整凝固液流量为2m³/h时，丝束张紧，即实现喷头拉伸倍率为7倍。

其中，凝固液由10.5wt％NaOH/11.5wt％尿素混合水溶液和丙酮组成，其中水溶液与丙酮体积比为45∶55，温度控制在10℃左右。

将上述部分凝固的纤维，置于由10.5wt％NaOH/11.5wt％尿素混合水溶液和丙酮组成凝固浴中，其中水溶液与丙酮体积比为80∶20，温度控制在15±1℃，进一步凝固牵伸，第二导丝辊速度设定为105.5m/min，第三导丝辊速度设定为115.5m/min，即牵伸倍率为1.1倍，随后经过85℃热水充分洗涤去除NaOH、尿素和丙酮，经干燥后利用卷绕机卷绕成筒，得到纤维编号为YP3-0。

对比实施例3-1

按照实施例3所述方法配置纺丝液1000克，向釜中压入氮气至1.5MPa，开启釜底阀门及齿轮计量泵，使纺丝液以15m/min速度从0.1mm×500孔喷丝板挤出。

将喷丝板置于凝固浴槽中，凝固液保持相对静止。其凝固液成分及牵伸工艺参考专利CN101429682A，分为两道凝固牵伸：第一道凝固浴为10wt％醋酸水溶液，温度控制在0±1℃范围内，第一导丝辊速度设定为27m/min，即头道牵伸倍率为1.8倍；第二道凝固浴为5wt％硫酸水溶液，温度控制在5±1℃范围内，第二导丝辊速度设定为51.5m/min，即二道牵伸倍率为1.9倍。随后经过85℃热水充分洗涤去除钠盐、硫酸和尿素等物质，经干燥后利用卷绕机卷绕成筒，得到纤维编号为YP3-1。

实施例4

在1.5L锥底釜中，加入960克5wt％LiOH/10wt％尿素混合水溶液，将其冷却至-5℃，然后加入40克木浆粕(聚合度600)并快速搅拌至溶液澄清透明。

通过减压脱除溶液中气泡后制得所需纺丝液，向釜中压入氮气至0.5MPa，开启釜底阀门、齿轮计量泵以及溶体控温系统，使纺丝温度为15℃，使纺丝液以25m/min速度从0.07mm×1000孔喷丝板挤出。

将喷丝板置于附图三所示凝固液顺流牵伸装置中，其中圆管直径为20mm。将凝固液顺流牵伸装置后端第一导丝辊速度设定为75m/min，调整凝固液流量为1.45m³/h，即实现喷头拉伸倍率为3倍。

其中，凝固液为4wt％LiOH/9wt％尿素混合水溶液，温度控制在20±0.5℃范围内。

将上述部分凝固的纤维，置于成分为3wt％LiOH/8wt％尿素混合水溶液凝固浴中，温度控制在25±1℃范围内，进一步凝固牵伸，第二导丝辊速度设定为75.5m/min，第三导丝辊速度设定为82.5m/min，即牵伸倍率为1.1倍，随后经过85℃热水充分洗涤去除LiOH和尿素，经干燥后利用卷绕机卷绕成筒，得到纤维编号为YP4-0。

对比实施例4-1

按照实施例4所述方法配置纺丝液1000克，向釜中压入氮气至0.5MPa，开启釜底阀门及齿轮计量泵，使纺丝液以25m/min速度从0.07mm×1000孔喷丝板挤出。

将喷丝板置于凝固浴槽中，凝固液保持相对静止。其凝固液成分参考专利CN1252163C，牵伸工艺参考专利CN101429682A，分为两道凝固牵伸：第一道凝固浴为5wt％醋酸水溶液，温度控制在-2±0.5℃范围内，第一导丝辊速度设定为35m/min，即头道牵伸倍率为1.4倍；第二道凝固浴为3％硫酸/10wt％硫酸钠水溶液，温度控制在10±1℃范围内，第二导丝辊速度设定为42m/min，即二道牵伸倍率为1.2倍。随后经过85℃热水充分洗涤去除锂盐、硫酸和尿素等物质，经干燥后利用卷绕机卷绕成筒，得到纤维编号为YP4-1。

实施例5

其它条件同实施例2，不同的是选用附图二所示凝固液顺流牵伸装置，调节凝固液流量2.4m³/h，即喷头拉伸倍率仍为5倍；后道进一步牵伸倍率仍为1.1倍，经过85℃热水充分洗涤、干燥后利用卷绕机卷绕成筒，得到纤维编号为YP5-0。

实施例6

其它条件同实施例2，不同的是选用附图三所示凝固液顺流牵伸装置，调节凝固液流量2.4m³/h，即喷头拉伸倍率仍为5倍；后道进一步牵伸倍率仍为1.1倍，经过85℃热水充分洗涤、干燥后利用卷绕机卷绕成筒，得到纤维编号为YP6-0。

实施例7

其它条件同实施例2，不同的是实施喷头拉伸凝固液由体积比为45∶55的10wt％NaOH/11.5wt％尿素混合水溶液和丙酮组成，纺丝温度为10℃，凝固液温度在10±0.5℃范围内。喷头拉伸倍率仍为5倍，后道进一步牵伸倍率仍为1.1倍。经过85℃热水充分洗涤、干燥后利用卷绕机卷绕成筒，得到纤维编号为YP7-0。

实施例8

采用实施例3制取纺丝液方法，利用50升锥底釜制取30公斤纺丝液，纺丝工艺同实施例3，所不同的是喷丝板为0.1mm×2000孔，纺丝温度为15℃，凝固液成分为8wt％NaOH/9.5wt％尿素混合水溶液，温度控制在25±0.5℃范围内。进一步凝固液成分为6.5wt％NaOH/8wt％尿素混合水溶液凝固浴中，温度控制在30±1℃。

最后经过85℃热水充分洗涤、上油、干燥后利用卷绕机卷绕成筒，得到纤维编号为YP8-0。

实施例9

采用实施例3制取纺丝液配方，在常温下将NaOH、尿素、水、木浆粕(聚合度550)以质量比为189∶207∶1404∶200连续、均匀加入LIST混合机前端加料口，利用LIST混合机将其制成浆粥状均匀混合物。

LIST混合机出料口与薄膜蒸发机连接，使所制得浆粥状混合物均匀进入薄膜蒸发机，利用薄膜蒸发机将其溶解、制备纺丝液。

控制薄膜蒸发机内壁温度为-8℃。从底部取样口取样检测：样品已成为澄清透明溶液，用显微镜观察纤维素已完全溶解。

薄膜蒸发机出料口通过出料泵与溶体管路连接，使纺丝液进入纺丝系统，控制纺丝计量泵转速，使纺丝液以15m/min速度从0.1mm×10000孔喷丝板挤出；控制纺丝温度为15℃。

将喷丝板置于附图二所示类型凝固液顺流牵伸装置中，其中圆管直径为20mm。将凝固液顺流牵伸装置后端第一导丝辊速度设定为105m/min，调整凝固液流量为2m³/h时，丝束张紧，即实现喷头拉伸倍率为7倍。

其中，凝固液为8wt％NaOH/9.5wt％尿素混合水溶液，温度控制在25±0.5℃范围内。

将上述部分凝固的纤维，置于成分为6.5wt％NaOH/8wt％尿素混合水溶液凝固浴中，温度控制在30±1℃，进一步凝固牵伸，第二导丝辊速度设定为105.5m/min，第三导丝辊速度设定为115.5m/min，即牵伸倍率为1.1倍，经过85℃热水充分洗涤去除NaOH和尿素，经上油、干燥后利用卷绕机卷绕成筒，得到纤维编号为YP9-0。

实施例10

其它条件同实施例4，不同的是实施喷头拉伸凝固液成分为2wt％NaOH/2wt％LiOH/5wt％尿素/3wt％硫脲混合水溶液，温度在80±0.5℃范围内。喷头拉伸倍率为1.1倍。

后道进一步牵伸倍率仍为1.1倍。经过85℃热水充分洗涤、干燥后利用卷绕机卷绕成筒，得到纤维编号为YP10-0。

实施例11

其它条件同实施例3，不同的是实施喷头拉伸凝固液成分为10wt％NaOH/11wt％尿素混合水溶液，温度在80±0.5℃范围内。喷头拉伸倍率为1.1倍。

后道进一步牵伸倍率仍为1.1倍。经过85℃热水充分洗涤、干燥后利用卷绕机卷绕成筒，得到纤维编号为YP11-0。

实施例12

其它条件同实施例4，不同的是实施喷头拉伸凝固液由体积比为90∶10的5wt％LiOH/10wt％尿素混合水溶液和丙酮组成，凝固液温度在15±0.5℃范围内。喷头拉伸倍率为1.1倍。

后道进一步牵伸倍率仍为1.1倍。经过85℃热水充分洗涤、干燥后利用卷绕机卷绕成筒，得到纤维编号为YP12-0。

实施例13

其它条件同实施例3，不同的是实施喷头拉伸凝固液由体积比为10∶90的10.5wt％NaOH/11.5wt％尿素混合水溶液和丙酮组成，凝固液温度在10±0.5℃范围内。喷头拉伸倍率为19倍。

后道进一步牵伸倍率仍为1.02倍。经过85℃热水充分洗涤、干燥后利用卷绕机卷绕成筒，得到纤维编号为YP13-0。

实施例14

在1.5L锥底釜中，加入800克7.5wt％NaOH/10wt％尿素混合水溶液，将其冷却至-8℃，然后加入33.6克木浆粕(聚合度500)并快速搅拌至溶液澄清透明。

通过减压脱除溶液中气泡后制得所需纺丝液，向釜中压入氮气至0.5MPa，开启釜底阀门、齿轮计量泵以及溶体控温系统，使纺丝温度为20℃，纺丝液以25m/min速度从0.06mm×1000孔喷丝板挤出。

将喷丝板置于附图一所示凝固液顺流牵伸装置中，将凝固液顺流牵伸装置后端第一导丝辊速度设定为75m/min，调整漏斗与凝固浴液位差为8.5cm左右时，丝束张紧，即实现喷头拉伸倍率为3倍。

其中，凝固液浓度配比为：3.8wt％NaOH/5wt％尿素混合水溶液，温度控制在50±0.5℃范围内。

将上述部分凝固的纤维，置于50±0.5℃、2wt％NaOH/3wt％尿素混合水溶液中，进一步凝固牵伸，第二导丝辊速度设定为75m/min，第三导丝辊速度设定为86.5m/min，即牵伸倍率为1.15倍，随后经过75℃热水充分洗涤去除NaOH和尿素，经干燥后利用卷绕机卷绕成筒，得到纤维编号为YP14-0。

实施例15

在1.5L锥底釜中，加入940克7wt％NaOH/12wt％尿素混合水溶液，将其冷却至-12℃，然后加入41克木浆粕(聚合度550)并快速搅拌至溶液澄清透明。

通过减压脱除溶液中气泡后制得所需纺丝液，向釜中压入氮气至0.5MPa，开启釜底阀门、齿轮计量泵以及溶体控温系统，使纺丝温度为5℃，纺丝液以15m/min速度从0.06mm×1000孔喷丝板挤出。

将喷丝板置于附图一所示凝固液顺流牵伸装置中，将凝固液顺流牵伸装置后端第一导丝辊速度设定为75m/min，调整漏斗与凝固浴液位差为8.5cm左右时，丝束张紧，即实现喷头拉伸倍率为5倍。

其中，凝固液由7wt％NaOH/12wt％尿素混合水溶液和丙酮组成，其中水溶液与丙酮体积比为50∶50，温度控制在5℃左右。

将上述部分凝固的纤维，导入由3.5wt％NaOH/6wt％尿素混合水溶液和丙酮组成凝固浴中，其中水溶液与丙酮体积比为75∶25，温度控制在25±1℃，进一步凝固牵伸，牵伸倍率为1.1倍，随后经过85℃热水充分洗涤去除NaOH、尿素和丙酮，经干燥后利用卷绕机卷绕成筒，得到纤维编号为YP15-0。

实施例16

在1.5L锥底釜中，加入500克20wt％NaOH水溶液，将其冷却至0℃，加入80克甘蔗渣浆粕(聚合度370)并快速搅拌均匀，然后加入420克15℃的24％尿素水溶液，快速搅拌至溶液澄清透明。

通过减压脱除溶液中气泡后制得所需纺丝液，向釜中压入氮气至1.5MPa，开启釜底阀门、齿轮计量泵以及溶体控温系统，使纺丝温度为10℃，纺丝液以18m/min速度从0.1mm×500孔喷丝板挤出。

将喷丝板置于附图一所示凝固液顺流牵伸装置中，将凝固液顺流牵伸装置后端第一导丝辊速度设定为125m/min，，调整漏斗与凝固浴液位差为22.5cm左右时，丝束张紧，即实现喷头拉伸倍率约7倍。

其中，凝固液由3.5wt％NaOH/3.5wt％尿素混合水溶液组成，温度控制在20℃左右。

将上述部分凝固的纤维，导入2wt％NaOH/2wt％尿素混合水溶液凝固浴中，温度控制在40℃左右，进一步凝固牵伸，牵伸倍率为1.1倍，随后经过55℃热水充分洗涤去除NaOH和尿素，经干燥后利用卷绕机卷绕成筒，得到纤维编号为YP16-0。

实施例17

在1.5L锥底釜中，加入450克8wt％LiOH水溶液，将其冷却至0℃，加入90克竹浆粕(聚合度400)并快速搅拌均匀，然后加入460克5℃的10％硫脲水溶液，快速搅拌至溶液澄清透明。

通过减压脱除溶液中气泡后制得所需纺丝液，向釜中压入氮气至1.5MPa，开启釜底阀门、齿轮计量泵以及溶体控温系统，使纺丝温度为15℃，纺丝液以18m/min速度从0.1mm×500孔喷丝板挤出。

将喷丝板置于附图一所示凝固液顺流牵伸装置中，将凝固液顺流牵伸装置后端第一导丝辊速度设定为125m/min，，调整漏斗与凝固浴液位差为22.5cm左右时，丝束张紧，即实现喷头拉伸倍率约7倍。

其中，凝固液由1.8wt％LiOH/2.3wt％硫脲混合水溶液组成，温度控制在25℃左右。

将上述部分凝固的纤维，导入0.9wt％LiOH/1.2wt％硫脲混合水溶液凝固浴中，温度控制在40℃左右，进一步凝固牵伸，牵伸倍率为1.1倍，随后经过65℃热水充分洗涤去除NaOH和硫脲，经干燥后利用卷绕机卷绕成筒，得到纤维编号为YP17-0。

实施例18

将木浆粕(聚合度500)、预冷至-12℃的LiOH、硫脲、尿素、水以质量比为104∶69∶150∶67.5∶1200，连续、均匀加入LIST混合机，将其制成浆粥状均匀混合物。

浆粥出料口与薄膜蒸发机连接，使所制得浆粥状混合物均匀进入薄膜蒸发机，利用薄膜蒸发机将其溶解、制备纺丝液。

控制薄膜蒸发机内壁温度为-2℃。从底部取样口取样检测：样品已成为澄清透明溶液，用显微镜观察纤维素已完全溶解。

薄膜蒸发机出料口通过出料泵与溶体管路连接，使纺丝液进入纺丝系统，控制纺丝计量泵转速，使纺丝液以15m/min速度从0.1mm×10000孔喷丝板挤出；控制纺丝温度为20℃。

将喷丝板置于附图二所示类型凝固液顺流牵伸装置中，其中圆管直径为20mm。将凝固液顺流牵伸装置后端第一导丝辊速度设定为105m/min，调整凝固液流量为2m³/h时，丝束张紧，即实现喷头拉伸倍率为7倍。

其中，凝固液为2.3wt％LiOH/5％wt硫脲/2.3wt％尿素混合水溶液，温度控制在30±0.5℃范围内。

将上述部分凝固的纤维，置于成分为1.2wt％LiOH/2.5％wt硫脲/1.2wt％尿素混合水溶液凝固浴中，温度控制在30±1℃，进一步凝固牵伸，第二导丝辊速度设定为105.5m/min，第三导丝辊速度设定为115.5m/min，即牵伸倍率为1.1倍，经过85℃热水充分洗涤去除LiOH、硫脲和尿素，经上油、干燥后利用卷绕机卷绕成筒，得到纤维编号为YP18-0。

表2给出了以上所得样品纤度和干态下的拉伸断裂强度。

表2样品纤度和干态下的拉伸断裂强度测试结果

Claims (13)

1.一种以纤维素为主要成分的纤维素纤维，其特征在于，所述纤维素纤维具备以下特征：

a）纤维拉伸断裂强度≥2.0cN/dtex；

b）纤维纤度≤1.67dtex；

c）纤维中S元素含量≤100ppm；

d）纤维的原纤化指数（F.I.）≤2；

e)纤维中不含与抗原纤化处理有关的化学成分；

所述纤维素纤维在纺丝过程中采用凝固液顺流牵伸纺丝技术；包括以下步骤：将纺丝用喷丝板浸入流动凝固液中，纺丝液出喷丝孔后，立即接触凝固液，利用凝固液流动产生的动力，在纺丝液被挤出喷丝孔的瞬间对原液细流实施带动牵伸，从而牵伸纺丝；凝固液流动方向与纤维喷头拉伸方向相同，为均匀流动，所述凝固液流动速度为纺丝液挤出速度的1～20倍。

2.根据权利要求1所述的以纤维素为主要成分的纤维素纤维，其特征在于，所述纤维素纤维的参数为：

a）纤维拉伸断裂强度≥2.3cN/dtex；

b）纤维纤度≤1.33dtex。

3.根据权利要求2所述的以纤维素为主要成分的纤维素纤维，其特征在于，所述纤维素纤维的参数为：

a）纤维拉伸断裂强度≥2.6cN/dtex；

b）纤维纤度≤0.89dtex。

4.根据权利要求1所述的以纤维素为主要成分的纤维素纤维，其特征在于，所述纤维素纤维的原料选自棉浆粕、木浆粕、竹浆粕或其它纤维素原料。

5.根据权利要求1所述的以纤维素为主要成分的纤维素纤维，其特征在于，所述凝固液流动速度为纺丝液挤出速度的1.5～13倍。

6.根据权利要求5所述的以纤维素为主要成分的纤维素纤维，其特征在于，所述凝固液流动速度为纺丝液挤出速度的2.5～7倍。

7.根据权利要求1所述的以纤维素为主要成分的纤维素纤维，其特征在于，所述的凝固液对纺丝原液细流具有防粘并和凝固作用，以利于喷头拉伸实施和拉伸取向作用固定，凝固液分为两类：

第一类的凝固液温度比纺丝液温度高2℃～65℃；所述第一类凝固液成分为与纤维素溶剂成分相同或相近但浓度较低的水溶液；

第二类凝固液由两种成分组成：第一种成分为与纤维素溶剂成分和浓度相同水溶液；第二种成分为能够与水互溶的醇类或酮类或酸类化合物，选自甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、丙酮、碳酸或乙酸；所述第二类凝固液的两种成份的体积比为90:10～10:90。

8.根据权利要求7所述的以纤维素为主要成分的纤维素纤维，其特征在于，第一类的凝固液温度比纺丝液温度高5℃～45℃。

9.根据权利要求7所述的以纤维素为主要成分的纤维素纤维，其特征在于，第一类的凝固液温度比纺丝液温度高5℃～25℃。

10.根据权利要求7所述的以纤维素为主要成分的纤维素纤维，其特征在于，所述第二类凝固液的两种成份的体积比为70:30～30:70。

11.根据权利要求7所述的以纤维素为主要成分的纤维素纤维，其特征在于，所述第二类凝固液的两种成份的体积比为60:40～40:60。

12.一种制造如权利要求1所述的纤维素纤维的装置，其特征在于，所述装置包括喷丝组件、漏斗、与漏斗相连的导管、凝固液箱，漏斗与凝固液箱通过导管相连，喷丝组件设置在漏斗内，从而使凝固液通过漏斗和与漏斗相连的导管流动到凝固液箱内，凝固液的流动的方向与喷丝组件喷出的纤维的拉伸方向相同；

所述的装置为立式结构，与漏斗相连的导管为在直管的末端带有一段圆弧形导管，所述的漏斗为开放式，漏斗固定在凝固液箱内，略微高于凝固液箱或与凝固液箱平齐，与漏斗相连的导管的末端圆弧形导管与容器底部留有一定距离，漏斗内凝固液的高度高于或等于凝固液箱中凝固液的液面高度，从而利用漏斗中凝固液液面与凝固液箱中凝固液液面的高度差控制与漏斗相连的导管末端圆弧形导管中的凝固液流速；

所述装置为倒立式，与漏斗相连的导管为直管，漏斗与喷丝组件密封连接，所述与漏斗相连的导管直接与凝固液箱连通，连接处的高度位于凝固箱的液面下；

所述装置为卧式，与漏斗相连的导管为直管，漏斗与喷丝组件密封连接，所述与漏斗相连的导管直接与凝固液箱连通，连接处的高度位于凝固箱的液面下。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述装置中的漏斗为双层漏斗，设置有使凝固液从漏斗外层流向漏斗内层的循环泵，从而实现凝固液的回收利用。

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