CN105133077B - 一种细旦纤维素纤维及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种细旦纤维素纤维及其制备方法，所述的细旦纤维的主要成分是纤维素，纤维的线密度在0.56‑0.89dtex，所述纤维的表面具有很多孔洞。所述细旦纤维素纤维的制备方法，包括以下步骤：纤维素溶液的制备、共混制备纺丝原液、纺丝成型和后处理步骤。所述共混制备纺丝原液步骤，功能性高分子物质溶液与纤维素溶液混合，通过调整成型浴组成，使纤维素与上述功能性高分子材料同时成型纺制纤维素纤维，然后在后处理过程中将纤维中的功能性高分子材料去除，从而使纤维的线密度减小，达到生产细旦化纤维素纤维的目的，同时制备的纤维具有多孔结构，从而使得纤维具有较好的功能性。
Description
技术领域
本发明涉及一种细旦纤维素纤维及其制备方法，具体地说，涉及一种以纤维素浆粕和功能性高分子物质为原料制备的细旦纤维素纤维及其制备方法，属于纺织技术领域。
技术背景
纤维的细旦化是人类的追求，人类最早使用的纺织纤维是天然纤维，就是棉、麻、毛、丝，其中桑蚕丝当属穿着性能最好的纤维之一。纤维的细旦化就是对纤维线密度的追求，开始于对蚕丝的模仿。细旦纤维的线密度较小，比表面积很大，其织物的覆盖性、蓬松性和保暖性有明显提高，纤维手感柔软，其应用范围越来越广。
已有技术中与本发明相比，其中大部分专利是有关细旦合成纤维及其制备方法的。例如，中国专利ZL200710069543.9、ZL200710069544.3、ZL200710069546.2、ZL200710069547.7 、ZL200710099455.3、200710069545.8等专利申请公开了细旦或超细旦尼龙纤维及其制备方法。中国专利ZL200810124026.1、ZL201110380139.X、201110380484.3等专利申请公开了细旦涤纶纤维品种及其制备方法。中国专利ZL201010039830.7、ZL200710091025.7、ZL201210211993.8、ZL200910047523.0、ZL201210448880.X、201210448736.6、200310109040.1、96116348.8等专利申请公开了细旦或超细旦丙纶(聚丙烯纤维)产品及其制备方法。此外，还有许多其他细旦化合成纤维的专利申请，但由于纤维类型和制备方法、原材料等与本专利不同，因此上述专利与本发明内容无关。
由于吸湿性好，穿着舒适，可纺性优良，使得纤维素纤维应用广泛，常与棉、毛或各种合成纤维混纺、交织，用于各类服装及装饰用纺织品。目前粘胶纤维的常规产品主要是1.67dtex、1.33dtex，1.11dtex的在市场上也有销售，工艺也较成熟，对于生产0.56dtex-0.89dtex线密度范围内的细旦粘胶纤维及其制备方法还有待于进一步摸索。因此，纤维素纤维的细旦化也是差别化纤维素纤维品种的重要发展方向。
中国专利ZL200410091020.0、ZL201110131575.3、ZL201110181917.2、02151007.5、200810157415.4、201110131574.9、201110230580.X、201310266752.8等专利申请公开了细旦化纤维素纤维(粘胶纤维)类别及其制备方法，上述申请专利中主要是利用牵伸工艺对纤维进行拉伸，从而得到细旦化纤维素纤维，这就要求对现有的粘胶纤维成型工艺和喷丝头类型等进行适当调整，提出了更高的要求，以满足纤维成型的需要，这就加大了生产工艺的复杂性和投资成本，同时利用牵伸工艺及牵伸分配制备细旦纤维对纺丝液、纺丝设备等的要求更为严格。综上所述，利用牵伸工艺生产细旦纤维素纤维的方法由于上述缺陷，并没有得到有效推广。
发明内容
本发明是针对现有技术的不足，提供一种细旦纤维素纤维及其制备方法，实现以下发明目的：
（1）该纤维的主要成分是纤维素，纤维的线密度在0.56-0.89dtex，干断裂强度2.31-2.68cN/dtex，湿断裂强度1.22-1.66cN/dtex。
（2）该纤维素纤维覆盖性、蓬松性和保暖性较常规粘胶纤维有明显提高，纤维手感柔软。
（3）该细旦纤维素纤维的表面具有很多孔洞。
（4）该制备细旦纤维素纤维的方法，纺丝工艺稳定性高、工艺简单、容易控制。
（5）以纤维素浆粕和功能性高分子物质为原料，利用现有粘胶纤维成型工艺使两种组份在凝固浴中同时成型，制得线密度为0.90-1.22dtex的纤维素纤维，后续对后处理工艺进行改进，使其中的功能性高分子物质在后处理过程中去除，从而得到线密度为0.56dtex-0.89dtex的细旦纤维素纤维。该制备方法为再生纤维素类纤维的功能性开发提供新的思路，具有较好的发展前景。
为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种细旦纤维素纤维，所述纤维的主要成分是纤维素，纤维的线密度在0.56-0.89dtex。
以下是对上述技术方案的进一步改进：
所述纤维干断裂强度2.31-2.68cN/dtex，湿断裂强度1.22-1.66cN/dtex。
所述纤维的表面具有很多孔洞。
一种细旦纤维素纤维的制备方法，包括以下步骤：纤维素溶液的制备、共混制备纺丝原液、纺丝成型和后处理步骤。
所述共混制备纺丝原液步骤，功能性高分子物质溶液与纤维素溶液混合，所述功能性高分子物质是水溶性聚乙烯醇或羟乙基纤维素中的任一种。
所述共混制备纺丝原液步骤，功能性高分子物质与纤维素溶液中甲纤的重量比为50~10：50~90；
所述纺丝成型步骤，成型浴中硫酸钠的浓度接近饱和，硫酸钠浓度为390～430g/L。
所述后处理步骤，线密度为0.90-1.22dtex的纤维素纤维中功能性高分子物质是在水洗浴中去除的，所述水洗浴温度为70-100℃，处理时间为10min-40min。
所述纺丝成型步骤，所述成型浴的温度为40-55℃，组份包括硫酸70～110g/L、硫酸锌8.0～14.0g/L、。
所述共混制备纺丝原液步骤，所述功能性高分子物质中有效成份的含量为10%-30%。
采用本发明技术，与现有技术相比，具有以下有益效果：
（1）采用本发明制备的细旦纤维素纤维的主要成分是纤维素，纤维的线密度在0.56-0.89dtex，干断裂强度2.31-2.68cN/dtex，湿断裂强度1.22-1.66cN/dtex。
（2）该纤维不仅具有纤维素纤维的一系列优点，该纤维素纤维覆盖性、蓬松性和保暖性较常规粘胶纤维有明显提高，纤维手感柔软。
（3）从细旦纤维素纤维的表面形态可以看出，该细旦纤维素纤维的表面具有很多孔洞，保证了纤维具有更好的功能性。
（4）该制备细旦纤维素纤维的方法，纺丝工艺稳定性高、工艺简单、容易控制。
（5）在现有纤维素纤维生产工艺及设备的基础上就可完成，纤维的线密度明显降低，本发明为再生纤维素类纤维的功能性开发提供新的思路和方法，具有较好的发展前景。
附图说明：
图1：制备的细旦纤维素纤维的表面形态图。
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：
功能性高分子物质，如水溶性聚乙烯醇、羟乙基纤维素等，作为纤维在其纺丝成型时成型浴具有和纤维素纤维成型时相同的组份，因此通过调整成型浴组成，可以使纤维素与上述功能性高分子材料同时成型纺制纤维素纤维，然后在后处理过程中将纤维中的功能性高分子材料去除，从而使纤维的线密度减小，以达到生产细旦化纤维素纤维的目的，同时制备的纤维具有多孔结构，从而使得纤维具有较好的功能性。
一种细旦纤维素纤维及其制备方法，包括以下步骤：
（1）纤维素溶液的制备
以纤维素浆粕为原料，采用普通粘胶纤维生产制胶过程，以纤维素浆粕为原料，经过浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化和溶解步骤制得纤维素溶液；
（2）共混制备纺丝原液
将制备的质量含量为20%的水溶性聚乙烯醇溶液添加到上述纤维素溶液中共混，其中水溶性聚乙烯醇溶液中水溶性聚乙烯醇的质量与纤维素溶液中甲纤的重量比按照50：50的比例混合均匀，充分混合后得到纺丝原液；
（3）纺丝成型
将纺丝原液经过过滤、脱泡、纺丝成型，其中纺丝成型浴的温度为50℃，组份包括硫酸110g/L、硫酸锌8.0g/L、硫酸钠420g/L（硫酸钠的接近饱和浓度），得到线密度为1.11dtex的纤维素纤维。
（4）后处理
将上述制备的线密度1.11dtex的纤维素纤维进行后处理，包括脱硫、水洗、上油、漂白，其中纤维素纤维中的聚乙烯醇是在水洗处理中除去的，水洗温度100℃，水洗处理时间40min，得到线密度为0.56dtex的细旦纤维素纤维。
制得的细旦纤维素纤维的线密度为0.56dtex，干断裂强度2.68cN/dtex，湿断裂强度1.66cN/dtex。
实施例2：
一种细旦纤维素纤维及其制备方法，包括以下步骤：
（1）纤维素溶液的制备
以纤维素浆粕为原料，采用普通粘胶纤维生产制胶过程，以纤维素浆粕为原料，经过浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化和溶解步骤制得纤维素溶液；
（2）共混制备纺丝原液
将制备的聚乙烯醇的含量为15%的水溶性聚乙烯醇溶液添加到上述纤维素溶液中共混，其中水溶性聚乙烯醇溶液中水溶性聚乙烯醇的质量与纤维素溶液中甲纤的重量比按照40：60的比例混合均匀，充分混合后得到纺丝原液；
（3）纺丝成型
将纺丝原液经过过滤、脱泡、纺丝成型，其中纺丝成型浴的温度为40℃，组份包括硫酸100g/L、硫酸锌11.50g/L、硫酸钠390g/L（硫酸钠的接近饱和浓度），得到线密度为1.11dtex的纤维素纤维。
（4）后处理
将上述制备的线密度1.11dtex的纤维素纤维进行后处理，包括脱硫、水洗、上油、漂白，其中纤维素纤维中的聚乙烯醇是在水洗处理中除去的，水洗温度90℃，水洗处理时间30min，得到线密度为0.67dtex的细旦纤维素纤维。
制得的细旦纤维素纤维的线密度为0.67dtex，干断裂强度2.52cN/dtex，湿断裂强度1.53cN/dtex。
实施例3：
一种细旦纤维素纤维及其制备方法，包括以下步骤：
（1）纤维素溶液的制备
以纤维素浆粕为原料，采用普通粘胶纤维生产制胶过程，以纤维素浆粕为原料，经过浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化和溶解步骤制得纤维素溶液；
（2）共混制备纺丝原液
将制备的聚乙烯醇的含量为10%的水溶性聚乙烯醇溶液添加到上述纤维素溶液中共混，其中水溶性聚乙烯醇溶液中水溶性聚乙烯醇的质量与纤维素溶液中甲纤的重量比按照20：80的比例混合均匀，充分混合后得到纺丝原液；
（3）纺丝成型
将纺丝原液经过过滤、脱泡、纺丝成型，其中纺丝成型浴的温度为45℃，组份包括硫酸90g/L、硫酸锌10.0g/L、硫酸钠410g/L（硫酸钠的接近饱和浓度），得到线密度为1.05dtex的纤维素纤维。
（4）后处理
将上述制备的线密度1.05dtex的纤维素纤维进行后处理，包括脱硫、水洗、上油、漂白，其中纤维素纤维中的聚乙烯醇是在水洗处理中除去的，水洗温度80℃，水洗处理时间25min，得到线密度为0.84dtex的细旦纤维素纤维。
制得的细旦纤维素纤维的线密度为0.84dtex，干断裂强度2.33cN/dtex，湿断裂强度1.29cN/dtex。
实施例4：
一种细旦纤维素纤维及其制备方法，包括以下步骤：
（1）纤维素溶液的制备
以纤维素浆粕为原料，采用普通粘胶纤维生产制胶过程，以纤维素浆粕为原料，经过浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化和溶解步骤制得纤维素溶液；
（2）共混制备纺丝原液
将制备的羟乙基纤维素的含量为20%的羟乙基纤维素溶液添加到上述纤维素溶液中共混，其中羟乙基纤维素溶液中羟乙基纤维素的质量与纤维素溶液中甲纤的重量比按照30：70的比例混合均匀，充分混合后得到纺丝原液；
（3）纺丝成型
将纺丝原液经过过滤、脱泡、纺丝成型，其中纺丝成型浴的温度为55℃，组份包括硫酸70g/L、硫酸锌14.0g/L（常规成型浴组成）、硫酸钠430g/L（硫酸钠的接近饱和浓度），得到线密度为0.90dtex的纤维素纤维。
（4）后处理
将上述制备的线密度0.90dtex的纤维素纤维进行后处理，包括脱硫、水洗、上油、漂白，其中纤维素纤维中的羟乙基纤维素是在脱硫浴处理中除去的，脱硫浴温度90℃，水洗处理时间15min，得到线密度为0.63dtex的细旦纤维素纤维。
制得的细旦纤维素纤维的线密度为0.63dtex，干断裂强度2.60cN/dtex，湿断裂强度1.59cN/dtex。
实施例5：
一种细旦纤维素纤维及其制备方法，包括以下步骤：
（1）纤维素溶液的制备
以纤维素浆粕为原料，采用普通粘胶纤维生产制胶过程，以纤维素浆粕为原料，经过浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化和溶解步骤制得纤维素溶液；
（2）共混制备纺丝原液
将制备的羟乙基纤维素的含量为15%的羟乙基纤维素溶液添加到上述纤维素溶液中共混，其中羟乙基纤维素溶液与纤维素原液中有效成分比按照10：90的比例混合均匀，充分混合后得到纺丝原液；
（3）纺丝成型
将纺丝原液经过过滤、脱泡、纺丝成型，其中纺丝成型浴的温度为50℃，组份包括硫酸80g/L、硫酸锌9.3g/L（常规成型浴组成）、硫酸钠420g/L（硫酸钠的接近饱和浓度），得到线密度为0.95dtex的纤维素纤维。
（4）后处理
将上述制备的线密度0.85dtex的纤维素纤维进行后处理，包括脱硫、水洗、上油、漂白，其中纤维素纤维中的羟乙基纤维素是在脱硫浴处理中除去的，脱硫浴温度80℃，水洗处理时间20min，得到线密度为0.85dtex的细旦纤维素纤维。
制得的细旦纤维素纤维的线密度为0.85dtex，干断裂强度2.31cN/dtex，湿断裂强度1.22cN/dtex。
实施例6：
一种细旦纤维素纤维及其制备方法，包括以下步骤：
（1）纤维素溶液的制备
以纤维素浆粕为原料，采用普通粘胶纤维生产制胶过程，以纤维素浆粕为原料，经过浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化和溶解步骤制得纤维素溶液；
（2）共混制备纺丝原液
将制备的羟乙基纤维素的含量为10%的羟乙基纤维素溶液经过过滤、脱泡等步骤后，利用纺前注射装置添加到上述经过过滤、脱泡后的纤维素溶液中，其中羟乙基纤维素溶液中羟乙基纤维素的质量与纤维素溶液中甲纤的质量比按照35：65的比例添加，得到纺丝原液；
（3）纺丝成型
将纺丝原液进行纺丝成型，其中纺丝成型浴的温度为48℃，组份包括硫酸85g/L、硫酸锌10.22g/L（常规成型浴组成）、硫酸钠415g/L（硫酸钠的接近饱和浓度），得到线密度为1.22dtex的纤维素纤维。
（4）后处理
将上述制备的线密度1.22dtex的纤维素纤维进行后处理，包括脱硫、水洗、上油、漂白，其中纤维素纤维中的羟乙基纤维素是在脱硫浴处理中除去的，脱硫浴温度70℃，水洗处理时间30min，得到线密度为0.79dtex的细旦纤维素纤维。
制得的细旦纤维素纤维的线密度为0.79dtex，干断裂强度2.41cN/dtex，湿断裂强度1.34cN/dtex。
采用本发明方法，制备的纤维素纤维覆盖性、蓬松性和保暖性较常规粘胶纤维有明显提高，纤维手感柔软，同时具有较好的机械性能和纺织加工性能。
另外，从制备的细旦纤维素纤维的表面形态可以看出，该细旦纤维素纤维的表面具有很多孔洞，保证了纤维具有更好的功能性。
Claims (1)
1.一种细旦纤维素纤维，其特征在于：所述纤维的主要成分是纤维素，纤维的线密度在0.63dtex；所述纤维的表面具有孔洞；所述纤维的制备方法包括以下步骤：
（1）纤维素溶液的制备
以纤维素浆粕为原料，采用普通粘胶纤维生产制胶过程，以纤维素浆粕为原料，经过浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化和溶解步骤制得纤维素溶液；
（2）共混制备纺丝原液
将制备的羟乙基纤维素的含量为20%的羟乙基纤维素溶液添加到上述纤维素溶液中共混，其中羟乙基纤维素溶液中羟乙基纤维素的质量与纤维素溶液中甲纤的重量比按照30:70的比例混合均匀，充分混合后得到纺丝原液；
（3）纺丝成型
将纺丝原液经过过滤、脱泡、纺丝成型，其中纺丝成型浴的温度为55℃，组份包括硫酸70g/L、硫酸锌14.0g/L、硫酸钠430g/L，得到线密度为0.90dtex的纤维素纤维；
（4）后处理
将上述制备的线密度0.90dtex的纤维素纤维进行后处理，包括脱硫、水洗、上油、漂白，其中纤维素纤维中的羟乙基纤维素是在脱硫浴处理中除去的，脱硫浴温度90℃，水洗处理时间15min，得到线密度为0.63dtex的细旦纤维素纤维；
制得的细旦纤维素纤维的线密度为0.63dtex，干断裂强度2.60cN/dtex，湿断裂强度1.59cN/dtex。
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