CN105586653B - 一种粗旦扁平再生纤维素纤维及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种粗旦扁平再生纤维素纤维，所述纤维的干断裂强度≥1.8cN/dtex，湿断裂强度≥1.0cN/dtex，长宽比≥5：1，干伸率≥16%；本发明还提供所述纤维的制备方法，该纤维的制备步骤包括纺丝原液制备步骤、纺丝步骤、牵伸步骤、后处理步骤。采用本发明纤维加工制成的纱线，染色性能好，染色均匀，水洗色牢度高；K/S值比常规扁平纤维高近10%‑20%，水洗色牢度比常规扁平纤维高近一个等级；由于本发明中是采用新型钽质喷丝头，投资成本仅为黄铂金喷头的1/7；采用本发明纤维制成的下游产品，光泽度好、手感酷似皮毛，耐磨及抗起球性能好、织物的保暖性与透气性佳。
Description
技术领域
本发明涉及粘胶纤维技术领域，尤其涉及一种粗旦扁平粘胶短纤维及其制备方法。
背景技术
随着现代化生活水平的提高，越来越多的消费者在采购或穿着纺织品时不仅考虑纺织品的质量和服用性能，也开始提出了对环保、健康、功能性的消费需求，开发“绿色”功能性纺织产品成为了必然的发展趋势。粘胶短纤维纺织品不仅穿着舒适、吸湿快干，同时还能够自然降解、绿色环保，所以功能性粘胶短纤维产品的开发也迫在眉睫。
扁平粘胶短纤维比表面积大，织成面料时，单位体积内丝条的侧表面积较大，丝条之间的接触面积大、摩擦系数大，丝条之间的摩擦力较大。因此扁平粘胶短纤维制成的面料和服装的保形性好于普通粘胶纤维加工的面料和服装。同时比表面积的增大，纤维表面的亲水羟基也会明显增加，从而导致纤维的稀释性、导湿性大大提高。扁平纤维与圆形等截面纤维易在纱线中构造大量空隙，纱线和织物手感柔软、导湿透气、膨松、保暖性好，穿着轻盈舒适；具有较好的强力和弹性，保暖，抗静电。
中国专利CN 103526320 A公开了一种扁平粘胶纤维的生产方法以及生产过程中使用的喷丝头，其主要技术特点是在常规粘胶纤维工艺的基础上，采用黄铂金矩形喷孔组合喷丝头进行扁平纤维的生产。现有技术中未对粘胶成型工艺进行调整，存在以下不足：
（1）纤维在成型过程中出口膨胀效应显著，纤维扁平截面膨胀，影响扁平度；
（2）现有技术中生产的粗旦扁平纤维由于纤纤维之间长宽比不一致，扁平度参差不齐，造成纤维在下游加工过程中，染色困难，上色不均匀，严重影响成衣性能；
（3）该现有技术中大多采用黄铂金喷丝头，喷头购置投资大，影响经济效益；
（4）现有技术的生产工艺中，凝固浴中大多采用硫酸锌，造成环保压力较大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术所存在的不足之处，提供了一种粗旦扁平再生纤维素纤维及其制备方法，以实现以下发明目的：
（1）本发明制方法的纤维，出口膨胀效应小；
（2）本发明制备的纤维扁平度高；
（3）本发明制备的纤维长宽比例均匀；
（4）本发明纺织的扁平纤维指标：纤维规格2.5D-15.0D，干断裂强度≥1.8cN/dtex；湿断裂强度≥1.0cN/dtex；长宽比≥5：1，切断长度10mm-100mm；
（5）采用本发明纤维加工制成的纱线，染色性能好，染色均匀度好，水洗色牢度高；
（6）本发明方法，生产成本明显降低，显著提高生产效益；
（7）减少环保压力。
为达到上述发明目的，本发明的技术方案是：
一种粗旦扁平再生纤维素纤维，其特征在于：所述粗旦扁平再生纤维素纤维横切面的长宽比为5-10：1。
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≥1.8cN/dtex，湿断裂强度≥1.0cN/dtex，干伸率≥16%。
一种粗旦扁平再生纤维素纤维的制备方法，包括纺丝原液制备步骤、纺丝步骤、牵伸步骤、后处理步骤。
所述纺丝步骤，采用环形喷丝装置；所述环形喷丝装置，设置20-60个喷丝头；所述喷丝头为镀膜钽质喷丝头。
所述喷丝头在环形喷丝装置内呈环形均匀排列，每个喷丝头的喷丝孔个数为200-800孔。
所述喷丝孔为腰型孔，长宽比为5-10：1。
所述喷丝头，其纵切面的上部分是矩形，下部分是梯形，梯形下底长度为16mm。
所述牵伸步骤中，喷头牵伸为40-55%，盘间牵伸为35-40%，塑化牵伸为6-7%。
所述纺丝步骤，凝固浴各组分含量为：H2SO4：100～160g/l，Al2（SO4）3：2～4g/l，Na2SO4：200～240g/l，凝固浴温度为：45-55℃。
由于采用了以上技术方案，本发明的有益效果是：
（1）本发明制备的纤维的过程中，出口膨胀效应小；
（2）本发明制备的纤维横切面长宽比5-10：1，纤维长宽比例均匀；
纤维规格为2.5D-15.0D，切断长度10mm-100mm，干断裂强度≥1.8cN/dtex；湿断裂强度≥1.0cN/dtex；
（3）采用本发明纤维加工制成的纱线，染色性能好，染色均匀度好，水洗色牢度高；K/S值比常规扁平纤维高近10%-20%，染色水洗牢度的比较中，本方法生产的粗旦扁平纤维，比常规扁平纤维高近一个等级。采用2.0% o.w.f的活性红染料对本发明纤维制成的纱线染色时，K/S值的范围为：6.19-7.25，常规扁平纤维的K/S值为：5.97；采用2.0% o.w.f活藏青染料对本发明纤维制成的纱线染色时， K/S值的范围为：24.15-27.25，常规扁平纤维的K/S值为：23.38；采用2.0% o.w.f活性橙染料对本发明纤维制成的纱线染色时，K/S值的范围为：14.13-15.13，常规扁平纤维的K/S值为：13.09；
（4）采用0.5% o.w.f的活性红染料本发明纤维制成的纱线染色时，其K/S值的范围为：0.63-0.86，常规扁平纤维的K/S值为：0.57；采用0.5% o.w.f的活藏青染料对本发明纤维制成的纱线染色时，其K/S值的范围为：2.41-3.98，常规扁平纤维的K/S值为：2.42；采用0.5% o.w.f的活性橙染料对本发明纤维制成的纱线进行染色时，其K/S值的范围为：1.93-2.78，常规扁平纤维的K/S值为：1.73；
（5）本发明中是采用新型钽质喷丝头，喷丝头定做投资少，扁平黄铂金喷丝头价格在6000元/个左右，而扁平钽质喷丝头价格在800元/个左右，投资成本仅为黄铂金喷头的1/7；
（6）本发明纤维在成型过程中，凝固浴未使用硫酸锌，从而大大降低了环保锌处理压力；
（7）本发明制备的纤维风格与麻纤维、部分毛纤维相似，采用本发明纤维制成的下游产品，光泽度好、手感酷似皮毛，耐磨及抗起球性能好、织物的保暖性与透气性佳，可以用作皮毛的优良替代品。
附图说明
图1为本发明制备扁平纤维截面图；
图2为常规技术制备扁平纤维截面图；
图3为本发明喷丝孔分布图；
图4为本发明喷丝头纵截面图；
图5为本发明喷孔形状图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例一 2.5D粗旦扁平纤维素纤维的制备方法
包括以下步骤：
（1）纺丝原液制备
采用纤维素浆粕为原料，经过包括浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化、过滤、熟成和脱泡制得纺丝原液，所述纺丝原液指标：甲纤：8.2%，含碱：5.2%，粘度：40s，熟成度：12ml。
（2）纺丝
所述纺丝原液通过环形喷丝装置在H2SO4：105g/l、Al2（SO4）3：2g/l、Na2SO4：240g/l、凝固浴温度为46℃的凝固浴中凝固成型；
所述环形喷丝装置，设置环形组合扁平钽质喷丝头20个，喷丝头在环形喷丝装置内呈环形均匀排列，喷丝头纵切面的上部分是矩形，下部分是梯形，梯形下底长度为16mm，表面硬度HV430，喷丝头规格为Φ16*500孔*0.18mm*0.035mm，喷丝孔为腰型孔，长（直边长）宽比5:1。
（3）牵伸
然后依次经喷头牵伸、盘间牵伸和塑化牵伸，所述喷头牵伸、盘间牵伸和塑化牵伸比例分别为50%、40%和6%。
（4）后处理
然后经过切断、精练、烘干、打包制的2.5D粗旦扁平粘胶短纤维。
本发明制得的粗旦扁平粘胶短纤维的干断裂强度2.20cN/dtex,湿断裂强度1.25cN/dtex,干伸率20%，纤维横截面长宽比5：1。
利用本发明生产的粗旦扁平纤维，制备的下游产品，染色均匀，染色性能良好。
以下是对常规扁平纤维与本发明实施例1生产的粗旦扁平纤维制成的纱线进行染色的对比表：
表1：染色K/S（染色深度）值
表2：染色水洗牢度
。
实施例二 4.0D粗旦扁平纤维素纤维的制备方法
包括以下步骤：
（1）纺丝原液制备
采用纤维素浆粕为原料，经过包括浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化、过滤、熟成和脱泡制得纺丝原液，纺丝原液指标：甲纤：8.5%，含碱：5.0%，粘度：38s，熟成度：11ml。
（2）纺丝
所述纺丝原液通过环形喷丝装置在H2SO4：120g/l、Al2（SO4）3：2.5g/l、Na2SO4：240g/l，凝固浴温度为48℃的凝固浴中凝固成型。
所述环形喷丝装置，设置环形组合扁平钽质喷丝头30个，喷丝头在环形喷丝装置内呈环形均匀排列，喷丝头纵切面的上部分是矩形，下部分是梯形，梯形下底长度为16mm，表面硬度HV400，喷丝头规格为Φ16*500孔*0.18mm*0.035mm，喷丝孔为腰型孔，长（直边长）宽比5:1。
（3）牵伸
然后经喷头牵伸、盘间牵伸和塑化牵伸，所述喷头牵伸、盘间牵伸和塑化牵伸比例分别为45%、35%和6%。
（4）后处理
然后经过切断、精练、烘干、打包制的4.0D粗旦扁平粘胶短纤维。
本发明制得的粗旦扁平粘胶短纤维的干断裂强度2.1cN/dtex,湿断裂强度1.1cN/dtex,干伸率22%，纤维横截面长宽比5：1，利用本发明生产的粗旦扁平纤维，纤维之间扁平度均匀，制备的纤维在下游加工处理过程中，染色均匀，成衣染色性能良好。
以下是用常规扁平纤维与本发明生产的粗旦扁平纤维制备的纱线染色对比表：
表3：:染色K/S（染色深度）值
表4：染色水洗牢度
。
实施例三 8.0D粗旦扁平纤维素纤维的制备方法
包括以下步骤：
（1）纺丝原液制备
采用纤维素浆粕为原料，经过包括浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化、过滤、熟成和脱泡制得纺丝原液，纺丝原液指标：甲纤：8.7%，含碱：4.8%，粘度：38s，熟成度：10ml。
（2）纺丝
所述纺丝原液通过环形喷丝装置在H2SO4：130g/l、Al2（SO4）3：3g/l、Na2SO4：220g/l，凝固浴温度为53℃的凝固浴中凝固成型。所述环形喷丝装置，设置环形组合扁平钽质喷丝头40个，喷丝头在环形喷丝装置内呈环形均匀排列，喷丝头纵切面的上部分是矩形，下部分是梯形，梯形下底长度为16mm，表面硬度HV450，喷丝头规格为Φ16*396孔*0.35mm*0.04mm，喷丝孔为腰型孔，长（直边长）宽比8:1。
（3）牵伸
然后经喷头牵伸、盘间牵伸和塑化牵伸，所述喷头牵伸、盘间牵伸和塑化牵伸比例分别为55%、38%和6%。
（4）后处理
然后经过切断、精练、烘干、打包制的8.0D粗旦扁平粘胶短纤维。
制得的粗旦扁平粘胶短纤维的干断裂强度2.08cN/dtex,湿断裂强度1.1cN/dtex,干伸率24%，纤维横截面长宽比为8：1。利用本发明生产的粗旦扁平纤维，纤维之间扁平度均匀，制备的纤维在下游加工处理过程中，染色均匀，成衣染色性能良好。
以下是用常规扁平纤维与本发明生产的粗旦扁平纤维制备的纱线染色对比表：
表5：染色K/S（染色深度）值
表6：染色水洗牢度
。
实施例四 10.0D粗旦扁平纤维素纤维的制备方法
包括以下步骤：
（1）纺丝原液制备
采用纤维素浆粕为原料，经过包括浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化、过滤、熟成和脱泡制得纺丝原液，纺丝原液指标：甲纤：8.8%，含碱：4.8%，粘度：37s，熟成度：9ml。
（2）纺丝
所述纺丝原液通过环形喷丝装置在H2SO4：140g/l、Al2（SO4）3：3g/l、Na2SO4：220g/l，凝固浴温度为53℃的凝固浴中凝固成型。所述环形喷丝装置，设置环形组合扁平钽质喷丝头50个，喷丝头在环形喷丝装置内呈环形均匀排列，喷丝头纵切面的上部分是矩形，下部分是梯形，梯形下底长度为16mm，表面硬度HV500，喷丝头规格为Φ16*396孔*0.35mm*0.04mm，喷丝孔为腰型孔，长（直边长）宽比8:1。
（3）牵伸
然后依次经喷头牵伸、盘间牵伸和塑化牵伸，所述喷头牵伸、盘间牵伸和塑化牵伸比例分别为50%、40%和6%。
（4）后处理
然后经过切断、精练、烘干、打包制的10.0D粗旦扁平粘胶短纤维。
本发明制得的粗旦扁平粘胶短纤维的干断裂强度2.0cN/dtex,湿断裂强度1.08cN/dtex,干伸率24%，纤维横截面长宽比8：1。
以下是用常规扁平纤维与本发明生产的粗旦扁平纤维制备的纱线染色对比表：
表7：染色K/S（染色深度）值
表8：染色水洗牢度
。
实施例五 15.0D粗旦扁平纤维素纤维的制备方法
包括以下步骤：
（1）纺丝原液制备
采用纤维素浆粕为原料，经过包括浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化、过滤、熟成和脱泡制得纺丝原液，纺丝原液指标：甲纤：8.9%，含碱：4.6%，粘度：35s，熟成度：8ml。
（2）纺丝
所述纺丝原液通过环形喷丝装置在H2SO4：145g/l、Al2（SO4）3：2g/l、Na2SO4：200g/l，酸温：55℃的凝固浴中凝固成型。所述环形喷丝装置，设置扁平钽质喷丝头20个，喷丝头在环形喷丝装置内呈环形均匀排列，喷丝头纵切面的上部分是矩形，下部分是梯形，梯形下底长度为16mm，表面硬度HV480，喷丝头规格为Φ16*300孔*0.45mm*0.05mm，喷丝孔为腰型孔，长（直边长）宽比9:1。
（3）牵伸
然后依次经喷头牵伸、盘间牵伸和塑化牵伸，所述喷头牵伸、盘间牵伸和塑化牵伸比例分别为40%、36%和7%。
（4）后处理
然后经过切断、精练、烘干、打包制的15.0D粗旦扁平粘胶短纤维。
本发明制得的粗旦扁平粘胶短纤维的干断裂强度1.98cN/dtex,湿断裂强度1.0cN/dtex,干伸率25%，纤维横截面长宽比9：1。利用本发明生产的粗旦扁平纤维，纤维之间扁平度均匀，制备的纤维在下游加工处理过程中，染色均匀，成衣染色性能良好。
以下是用常规扁平纤维与本发明生产的粗旦扁平纤维制成的纱线染色对比表：
表9：染色K/S（染色深度）值
表10：染色水洗牢度
从表1-10可以看出，本发明制备的粗旦扁平纤维染色纤维的K/S值明显高于常规扁平纤维近10%-20%，表明粗旦扁平纤维纤维吸色快染色深，染色性能好。染色水洗牢度的比较中，本方法生产的粗旦扁平纤维，比常规扁平纤维高近一个等级。并且经过对比试验，在上述实施例中，实施例三生产的粗旦纤维素纤维，其染色性能最佳，为本发明最佳实施例。
同时，本发明纤维在成型过程中，酸浴未使用硫酸锌，从源头上减少了锌污染，从而大大降低了环保锌处理压力。
本发明中所采用的是新型钽质喷丝头，喷丝头定做投资少，扁平黄铂金喷丝头价格在6000元/个左右，而扁平钽质喷丝头价格在800元/个左右，投资成本仅为黄铂金喷头的1/7，大大降低了生产成本，提高了经济效益。利用本发明生产的粗旦扁平纤维，纤维之间扁平度均匀，制备的纤维在下游加工处理过程中，染色均匀，成衣染色性能良好。
o.w.f是印染工艺中的一个词汇，一般是指的浓度单位，染料与织物的重量的比值。(o.w.f) = On weight the fabric 染整工艺中浓度以织物重量为基准，染料与织物的重量的比值。
除非特殊说明，本发明所述的比例均为质量比例，所述百分比均为质量百分比。
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。
Claims (6)
1.一种粗旦扁平再生纤维素纤维，其特征在于：所述粗旦扁平再生纤维素纤维，横切面的长宽比为5-10：1；
所述纤维，规格为2.5D-15.0D；
所述纤维的制备方法，包括纺丝步骤、牵伸步骤；
所述纺丝步骤，采用的喷丝孔，为腰型孔，长宽比为5-10：1；
所述纺丝步骤，凝固浴各组分含量为：H2SO4：100～160g/L，Al2（SO4）3：2～4g/L，Na2SO4：200～240g/L；
所述牵伸步骤中，喷头牵伸为40-55%，盘间牵伸为35-40%，塑化牵伸为6-7%；
所述纺丝步骤，采用的喷丝头，其纵切面的上部分是矩形，下部分是梯形，梯形下底长度为16mm；
采用染料对上述纤维制成的纱线染色时，K/S值比常规扁平纤维高10%-20%，采用2.0%o.w.f的活性红染料染色时，K/S值的范围为：6.19-7.25；采用2.0%o.w.f活性藏青 染料染色时，K/S值的范围为：24.15-27.25；采用2.0%o.w.f活性橙染料染色时，K/S值的范围为：14.13-15.13；采用0.5%o.w.f的活性红染料染色时，其K/S值的范围为：0.63-0.86；采用0.5%o.w.f的活性藏青 染料染色时，其K/S值的范围为：2.41-3.98；采用0.5%o.w.f的活性橙染料染色时，其K/S值的范围为：1.93-2.78。
2.根据权利要求1所述的一种粗旦扁平再生纤维素纤维，其特征在于：所述纤维，干断裂强度≥1.8cN/dtex，湿断裂强度≥1.0cN/dtex，干伸率≥16%。
3.根据权利要求1所述的一种粗旦扁平再生纤维素纤维，其特征在于：包括纺丝原液制备步骤、纺丝步骤、牵伸步骤、后处理步骤。
4.根据权利要求3所述的一种粗旦扁平再生纤维素纤维，其特征在于：所述纺丝步骤，采用环形喷丝装置；所述环形喷丝装置，设置20-60个喷丝头；所述喷丝头为镀膜钽质喷丝头。
5.根据权利要求4所述的一种粗旦扁平再生纤维素纤维，其特征在于：所述喷丝头，在环形喷丝装置内呈环形均匀排列，每个喷丝头的喷丝孔个数为200-800孔。
6.根据权利要求4所述的一种粗旦扁平再生纤维素纤维，其特征在于：所述纺丝步骤，凝固浴温度为：45-55℃。
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