CN103774262A

CN103774262A - 一种用于环保过滤材料的超细超短粘胶短纤维及其制备方法

Info

Publication number: CN103774262A
Application number: CN201410036369.8A
Authority: CN
Inventors: 刘海洋; 迟健; 叶荣明; 邬广松; 李荣超
Original assignee: FUNING AUYANG TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Saideli (Yancheng) Fiber Co.,Ltd.
Priority date: 2014-01-24
Filing date: 2014-01-24
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2034-01-24
Also published as: CN103774262B

Abstract

本发明公开了一种用于环保过滤材料的超细超短粘胶短纤维及其制备方法，所述粘胶短纤维的长度2～6mm，纤度0.2～0.65dtex，制备方法包括：（1）采用纤维素浆粕为原料制备纺丝粘胶，纺丝粘胶的Ni值≥160ml、甲纤5～8%、含碱4～6%、粘度25～60s；老成出口的铜氨粘度≥40mpas。（2）将纺丝粘胶纺丝成型，使用喷头孔径为0.03～0.05mm的喷丝板。（3）纺丝成型时包括牵伸级数为喷头牵伸、盘间牵伸和塑化牵伸的三级牵伸，所述盘间牵伸为20～40%，塑化浴牵伸为5～15%，经牵伸得到超细粘胶纤维。（4）经包括脱硫、漂白、上油、切断的后处理步骤得到用于环保过滤材料的超细超短粘胶短纤维。

Description

一种用于环保过滤材料的超细超短粘胶短纤维及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种细旦粘胶短纤维，具体涉及一种用于环保过滤材料的超细超短粘胶短纤维及其制备技术。

背景技术

超细超短纤维的主要应用领域是精细过滤材料，它是以超细纤维材料为原料制成的超细高密非织造布。过滤用非织造布的销售额在逐年不断地增加，分析认为，过滤材料在国内的应用面临着非常好的前景。首先，改革开放以来，我国汽车产量逐年增加，过滤材料不仅应用于汽车内部，而且还应用于整个汽车生产过程中。随着我国汽车工业的发展，过滤材料将在非织造布产品应用中占有很大份额。其次，环保成为各行各业发展的主题，而环境保护最经济也是最有效的措施就是采用过滤材料来净化空气、水源和分离异物。但是相关专家强调，汽车工业和环保领域对过滤材料的档次要求在不断提高，而我国目前超细纤维有较大比例依靠进口，因此应该加快超细超短纤维的生产开发。

由于超细超短纤维的广阔的应用前景，近几年相关合成纤维制备领域加大了对其的研发力度，但现有技术中用于环保过滤材料的粘胶短纤维还未见有报道。由于精细过滤材料的特点，要求过滤材料具有相当好的吸附能力和过滤性能。申请号为200610048253.1的专利公开了一种造纸用超短粘胶纤维及其制造方法，它是一种脱硫加热采用蒸汽喷射泵外循环加热，用喷头总孔数为54100孔的喷头喷丝，该方法生产的纤维切断长度为4.8～5.2mm，纤维的规格为1.67～5.56dtex×5-10mm。申请号为200410091020.0的专利公开了一种高白强力细旦粘胶短纤维及其生产工艺，主要涉及一种纤度细、强度高、白度好，采用常规制胶工艺，通过采用二次漂白工艺，提高成品白度，纤维纤度控制在0.9-1.40dtex。现有技术中的细旦粘胶纤维受其纤度和吸附、过滤性能限制，并不适合用作精细过滤材料，尤其是不能满足汽车工业和环保领域对过滤材料环保性能的要求。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是：针对现有技术中没有用于精细过滤的环保材料的不足，提供一种吸附和过滤性能好，且环保易降解的用于环保过滤材料的超细超短粘胶短纤维。

本发明所要解决的第二个技术问题是：针对现有技术中没有用于精细过滤的环保材料的不足，提供一种吸附和过滤性能好，且环保易降解的用于环保过滤材料的超细超短粘胶短纤维的制备方法。

为解决上述第一个技术问题，本发明的技术方案是：

一种用于环保过滤材料的超细超短粘胶短纤维，所述粘胶短纤维的长度为2～6mm，纤度为0.2～0.65dtex，干断裂强度≥2.0cN/dtex，干断裂伸度≥10%,疵点≤4.0mg/100g。

优选的，所述粘胶短纤维的长度为3～5mm，纤度为0.3～0.5dtex。

为解决上述第二个技术问题，本发明的技术方案是：

一种用于环保过滤材料的超细超短粘胶短纤维的制备方法，包括以下步骤：

（1）纺丝粘胶制备:采用纤维素浆粕为原料，经包括浸渍、老成、黄化、熟成和过滤步骤制备纺丝粘胶，所述纺丝粘胶的Ni值≥160ml、甲纤5～8wt%、含碱4～6wt%、粘度25～60s；所述老成出口的铜氨粘度≥40mpas。

（2）纺丝成型：将所述纺丝粘胶经凝固浴纺丝成型，纺丝时使用喷头孔径为0.03～0.05mm的喷丝板，纺丝速度为30～60m/min；所述凝固浴的透明度≥550mm,酸浴落差2～5g/l，所述凝固浴中含有硫酸100～150g/l、硫酸锌和/或硫酸铝8～45g/l、硫酸钠270～350g/l，所述凝固浴温度为40～60℃。

（3）牵伸：所述纺丝成型时包括牵伸级数为喷头牵伸、盘间牵伸和塑化牵伸的三级牵伸，所述喷头牵伸为100～300%，所述盘间牵伸为20～40%，所述塑化牵伸为5～15%，经牵伸得到超细粘胶纤维。

（4）后处理：将所述超细粘胶纤维经包括脱硫、漂白、上油、切断的后处理步骤得到所述用于环保过滤材料的超细超短粘胶短纤维。

优选的，所述纺丝粘胶的Ni值≥170ml，粘度40～50s。

优选的，所述老成出口的铜氨粘度≥50mpas。

作为一种改进，所述纺丝成型时包括牵伸级数为喷头牵伸、导丝牵伸、盘间牵伸和塑化牵伸的四级牵伸。

作为进一步的改进，所述纺丝成型时包括牵伸级数为喷头牵伸、导丝牵伸、盘间牵伸、塑化牵伸和集束牵伸的五级牵伸，所述喷头牵伸为100～300%，导丝牵伸10～200%，盘间牵伸为20～40%，塑化牵伸为5～15%，集束牵伸1～5%。

优选的，所述凝固浴中含有硫酸100～150g/l、硫酸锌15～25g/l、硫酸钠浓度270～350g/l，所述凝固浴温度为40～60℃。

优选的，所述脱硫时的脱硫剂为氢氧化钠或亚硫酸钠，所述脱硫剂为氢氧化钠时的浓度为3～6g/L，所述脱硫剂为亚硫酸钠时的浓度为7～12g/L。

优选的，所述漂白时的漂白剂采用次氯酸钠或HBB_2BBOBB_2BB，所述次氯酸钠或HBB_2BBOBB_2BB的浓度为0.1～10g/L，漂白温度为45～55℃；所述上油时的油剂浓度为4～8g/L，油剂温度为40～70℃。

由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明的超细超短粘胶短纤维的长度为2～6mm，纤度为0.2～0.65dtex，干断裂强度为≥2.0cN/dtex，干断裂伸度为≥10%,疵点≤4.0mg/100g，由于纤度细，具有很强的虹吸效应，具有吸附能力强、过滤性能好的特点，因此吸收过滤性能更优异，而且本发明的超细超短粘胶短纤维的基材为纤维素，不同于其他合成纤维，具有吸湿性好、可生物降解、环境友好的特点，用于汽车滤清梯度过滤，可减少汽车尾气PM2.5，充分发挥了粘胶纤维的吸湿性好、耐高温等其他合成纤维所不具备的优势。

众所周知，在细旦粘胶纤维的制备中，纺丝粘胶和纺丝成型条件的匹配性是决定纺丝可纺性的关键，也是决定细旦粘胶纤维的机械性能质量指标的关键所在，也决定着细旦粘胶纤维能否纺制成功。本发明超细超短粘胶短纤维的制备中，采用适合于工艺纺丝、成型的相适配的纺丝粘胶和成型牵伸工艺和后处理工艺条件，因此纤维的成型均匀，纤维疵点少，产品的外观均匀，不影响环保过滤材料的生产和其过滤性能。而且本发明产品因其纤度细、长度短、分散性好，以其为原材料生产的过滤材料具有平整度高，过滤性能优良，单位体积质量小的特点。

本发明生产的超细超短粘胶纤维可以替代现有的过滤材料用合成纤维，且相比合成纤维具有耐温性能好、吸收性能好的特点，而且使用其为原料生产的过滤材料过滤性能不受影响，近几年随着过滤材料需求量的不断增大，使得该产品具有广阔的发展前景。随着人们生活水平的不断提高，环保意识也在逐渐增强，本发明生产的产品作为环保过滤材料的原料，其本身可生物降解，不会产生污染，属于高附加值的产品。

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

一种用于环保过滤材料的超细超短粘胶短纤维，所述粘胶短纤维的长度为2mm，纤度为0.2dtex，干断裂强度为2.12cN/dtex，干断裂伸度为12.2%,疵点0.5mg/100g。

实施例2

一种用于环保过滤材料的超细超短粘胶短纤维，所述粘胶短纤维的长度为4mm，纤度为0.3dtex，干断裂强度为2.35cN/dtex，干断裂伸度为11.8%,疵点0.8mg/100g。

实施例3

一种用于环保过滤材料的超细超短粘胶短纤维，所述粘胶短纤维的长度为5mm，纤度为0.5dtex，干断裂强度为2.38cN/dtex，干断裂伸度为14.3%,疵点1.2mg/100g。

实施例4

采用棉浆粕为原料，经包括浸渍、老成、黄化、熟成和过滤步骤制备纺丝粘胶，控制老成出口的铜氨粘度45mpas，纺丝粘胶的Ni值165ml、甲纤6%、含碱4.5%、粘度40s、熟程度5.8。

将上述制备得到的纺丝粘胶经凝固浴纺丝成型，纺丝时使用喷头孔径为0.03mm的喷丝板，纺丝速度为38m/min；所述凝固浴的透明度650mm,酸浴落差2.2g/l，所述凝固浴中含有硫酸115g/l、硫酸锌11.5g/l、硫酸钠285g/l，所述凝固浴温度为48℃。

所述纺丝成型时包括牵伸级数为喷头牵伸、盘间牵伸和塑化牵伸的三级牵伸，所述喷头牵伸为150%，所述盘间牵伸为25%，塑化牵伸为8%，经牵伸得到超细粘胶纤维塑化浴中的硫酸浓度为52g/L，温度为95℃。将所述超细粘胶纤维经包括脱硫、漂白、上油、切断的后处理步骤得到所述用于环保过滤材料的超细超短粘胶短纤维。烘干后制得的纤维单丝线密度为0.35dtex，长度为4mm，纤维干强度为2.43cN/dtex，干伸15%，白度为83，疵点1.0。

实施例5

采用棉浆粕为原料，经包括浸渍、老成、黄化、熟成和过滤步骤制备纺丝粘胶，控制老成出口的铜氨粘度55mpas，纺丝粘胶的Ni值175ml、甲纤6.5%、含碱5.5%、粘度55s、熟程度5.8。

将上述制备得到的纺丝粘胶经凝固浴纺丝成型，纺丝时使用喷头孔径为0.05mm的喷丝板，纺丝速度为45m/min；所述凝固浴的透明度600mm,酸浴落差3.5g/l，所述凝固浴中含有硫酸125g/l、硫酸铝15g/l、硫酸钠310g/l，所述凝固浴温度为50℃。

所述纺丝成型时包括牵伸级数为喷头牵伸、导丝牵伸、盘间牵伸和塑化浴中进行的塑化牵伸的四级牵伸，所述喷头牵伸为200%，导丝牵伸50%，所述盘间牵伸为30%，塑化牵伸为10%，经牵伸得到超细粘胶纤维，所述塑化浴中的硫酸浓度为50g/L，温度为92℃。将所述超细粘胶纤维经包括脱硫、漂白、上油、切断的后处理步骤得到所述用于环保过滤材料的超细超短粘胶短纤维。所述脱硫时的脱硫剂为氢氧化钠，所述氢氧化钠的浓度为4.5g/L，所烘干后制得的纤维单丝线密度为0.39dtex，长度为4.5mm，纤维干强度为2.65cN/dtex，干伸13.5%，白度为81，疵点0.5。

实施例6

采用木浆粕为原料，经包括浸渍、老成、黄化、熟成和过滤步骤制备纺丝粘胶，控制老成出口的铜氨粘度55mpas，纺丝粘胶的Ni值180ml、甲纤7.5%、含碱6%、粘度48s、熟程度6.0。

将上述制备得到的纺丝粘胶经凝固浴纺丝成型，纺丝时使用喷头孔径为0.04mm的喷丝板，纺丝速度为50m/min；所述凝固浴的透明度680mm,酸浴落差4.5g/l，所述凝固浴中含有硫酸145g/l、硫酸锌16.5g/l、硫酸钠320g/l，所述凝固浴温度为55℃。

所述纺丝成型时包括牵伸级数为喷头牵伸、导丝牵伸、盘间牵伸、塑化浴中进行的塑化牵伸和集束牵伸的五级牵伸，所述喷头牵伸为260%，导丝牵伸120%，所述盘间牵伸为35%，塑化牵伸为12%，集束牵伸2%，经牵伸得到超细粘胶纤维，塑化浴中的硫酸浓度为52g/L，温度为96℃。将所述超细粘胶纤维经包括脱硫、漂白、上油、切断的后处理步骤得到所述用于环保过滤材料的超细超短粘胶短纤维。所述脱硫时的脱硫剂为亚硫酸钠，所述亚硫酸钠浓度为10g/L；所述漂白时的漂白剂采用次氯酸钠，所述次氯酸钠浓度为1g/L，漂白温度为52℃；所述上油工序的油剂采用日本的竹本油剂，所述油剂浓度为5g/L，油剂温度为50℃；烘干后制得的纤维单丝线密度为0.52dtex，长度为4mm，纤维干强度为2.29cN/dtex，干伸16%，白度为83，疵点0.7。

实施例7

采用棉浆粕为原料，经包括浸渍、老成、黄化、熟成和过滤步骤制备纺丝粘胶，控制老成出口的铜氨粘度62mpas，纺丝粘胶的Ni值185ml、甲纤7.8%、含碱4.2%、粘度46s、熟程度5.8。

将上述制备得到的纺丝粘胶经凝固浴纺丝成型，纺丝时使用喷头孔径为0.04mm的喷丝板，纺丝速度为48m/min；所述凝固浴的透明度620mm,酸浴落差3.5g/l，所述凝固浴中含有硫酸120g/l、硫酸锌12.5g/l、硫酸钠浓度280g/l，所述凝固浴温度为51℃。

所述纺丝成型时包括牵伸级数为喷头牵伸、导丝牵伸、盘间牵伸、塑化浴中进行的塑化牵伸和集束牵伸的五级牵伸，所述喷头牵伸为150%，导丝牵伸160%，所述盘间牵伸为22%，塑化牵伸为12%，集束牵伸4%，经牵伸得到超细粘胶纤维，塑化浴中的硫酸浓度为48g/L，温度为95℃。将所述超细粘胶纤维经包括脱硫、漂白、上油、切断的后处理步骤得到所述用于环保过滤材料的超细超短粘胶短纤维。所述脱硫时的脱硫剂为亚硫酸钠，所述亚硫酸钠的浓度为10g/L；所述漂白时的漂白剂采用HBB_2BBOBB_2BB，所述HBB_2BBOBB_2BB的浓度为2.5g/L，漂白温度为48℃；所述上油工序的油剂采用日本的竹本油剂，所述油剂浓度为6g/L，油剂温度为60℃；烘干后制得的纤维单丝线密度为0.35dtex，长度为2mm，纤维干强度为2.39cN/dtex，干伸14.5%，白度为82，疵点1.2。

Claims

1.一种用于环保过滤材料的超细超短粘胶短纤维，其特征在于：所述粘胶短纤维的长度为2～6mm，纤度为0.2～0.65dtex，干断裂强度≥2.0cN/dtex，干断裂伸度≥10%,疵点≤4.0mg/100g。

2.如权利要求1所述的一种用于环保过滤材料的超细超短粘胶短纤维，其特征在于：所述粘胶短纤维的长度为3～5mm，纤度为0.3～0.5dtex。

3.一种用于环保过滤材料的超细超短粘胶短纤维的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）纺丝粘胶制备:采用纤维素浆粕为原料，经包括浸渍、老成、黄化、熟成和过滤步骤制备纺丝粘胶，所述纺丝粘胶的甲纤5～8wt%、含碱4～6wt%、粘度25～60s；所述老成出口的铜氨粘度≥40mpas；

（2）纺丝成型：将所述纺丝粘胶经凝固浴纺丝成型，纺丝时使用喷头孔径为0.03～0.05mm的喷丝板，纺丝速度为30～60m/min；所述凝固浴的透明度≥550mm,酸浴落差2～5g/l，所述凝固浴中含有硫酸100～150g/l、硫酸锌和/或硫酸铝8～45g/l、硫酸钠270～350g/l，所述凝固浴温度为40～60℃；

（3）牵伸：所述纺丝成型时包括牵伸级数为喷头牵伸、盘间牵伸和塑化牵伸的三级牵伸，所述喷头牵伸为100～300%，所述盘间牵伸为20～40%，所述塑化牵伸为5～15%，经牵伸得到超细粘胶纤维；

4.如权利要求3所述的一种用于环保过滤材料的超细超短粘胶短纤维的制备方法，其特征在于：所述纺丝粘胶的Ni值≥170ml，粘度40～50s。

5.如权利要求3所述的一种用于环保过滤材料的超细超短粘胶短纤维的制备方法，其特征在于：所述老成出口的铜氨粘度≥50mpas。

6.如权利要求3所述的一种用于环保过滤材料的超细超短粘胶短纤维的制备方法，其特征在于：所述纺丝成型时包括牵伸级数为喷头牵伸、导丝牵伸、盘间牵伸和塑化牵伸的四级牵伸。

7.如权利要求4所述的一种用于环保过滤材料的超细超短粘胶短纤维的制备方法，其特征在于：所述纺丝成型时包括牵伸级数为喷头牵伸、导丝牵伸、盘间牵伸、塑化牵伸和集束牵伸的五级牵伸，所述喷头牵伸为100～300%，导丝牵伸10～200%，盘间牵伸为20～40%，塑化牵伸为5～15%，集束牵伸1～5%。

8.如权利要求3所述的一种用于环保过滤材料的超细超短粘胶短纤维的制备方法，其特征在于：所述凝固浴中含有硫酸100～150g/l、硫酸锌15～25g/l、硫酸钠270～350g/l，所述凝固浴温度为40～60℃。

9.如权利要求3至8任一权利要求所述的一种用于环保过滤材料的超细超短粘胶短纤维的制备方法，其特征在于：所述脱硫时的脱硫剂为氢氧化钠或亚硫酸钠，所述脱硫剂为氢氧化钠时的浓度为3～6g/L，所述脱硫剂为亚硫酸钠时的浓度为7～12g/L。

10.如权利要求9所述的一种用于环保过滤材料的超细超短粘胶短纤维的制备方法，其特征在于：所述漂白时的漂白剂采用次氯酸钠或HBB_2BBOBB_2BB，所述次氯酸钠或HBB_2BBBOBB_2BB的浓度为0.1～10g/L，漂白温度为45～55℃；所述上油时的油剂浓度为4～8g/L，油剂温度为40～70℃。