CN106521672A - 一种超短扁平纤维制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种超短扁平纤维制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：(1)制备碱纤维素；(2)制备纤维素磺酸酯；(3)制备纺丝原液；(4)制备纤维丝束；(5)纤维丝束的二浴塑化和牵伸处理；(6)纤维丝束的后处理和切断打包；本发明超短扁平纤维的制备方法工艺先进，便于实施，生产难度小，生产成本低，通过本方法生产的成品质量好，性能优异，功能多样，能够自然降解，解决了环境污染的问题，制备原料来源广阔，不会受到限制。

Description

一种超短扁平纤维制备方法
技术领域
本发明涉及一种新型再生纤维素纤维，具体地说是一种呈一字型超短扁平再生纤维素纤维的制备方法，属于粘胶纤维领域。
背景技术
目前国内外超短纤维有聚酯超短纤维、聚丙烯超短纤维、聚乙烯醇超短纤维、玻璃纤维超短纤维和石棉超短纤维等。聚酯超短纤维、聚丙烯超短纤维、聚乙烯醇超短纤维，其原料是由石油提炼而成，不仅难以自然降解还会造成环境污染，而且其石油原料也面临日益枯竭的严峻现实，这极大地限制了市场的使用量，影响了纤维的普及与推广。玻璃超短纤维耐老化性能较好，成本也不是很高，但生产难度较大，其使用性能也无法与聚酯超短纤维相比。石棉纤维由于环保原因，且易于致癌，在使用上也受到了限制。
传统不规则的圆形截面纤维织物有蜡状软滑感，但截面异形化后增大了纤维和织物的摩擦系数，蜡滑手感消失，产生丝绸手感。另外纤维织物对光的反射率增大，所以光的反射程度强，透光性差，不耐污。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有的超短异形纤维原料受限且日益减少，产品不环保且难以自然降解等缺陷，提供一种高异形度、高白度、高亮度的超短扁平纤维的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种超短扁平纤维制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：
(1)制备碱纤维素：选用棉浆、木浆或竹浆为原料，通过浸渍、压榨、粉碎和老成工艺制成碱纤维素；
(2)制备纤维素磺酸酯：将上述步骤(1)中得到的碱纤维素与二硫化碳一起进行黄化反应，制得纤维素磺酸酯；
(3)制备纺丝原液：将上述步骤(2)中得到的纤维素磺酸酯进行溶解、过滤、脱泡和熟成，得到纺丝原液；
(4)制备纤维丝束：将上述步骤(3)中得到的纺丝原液经过扁平喷头喷出，在凝固浴中发生双向扩散反应再生变成纤维状的初生纤维素丝束；
(5)纤维丝束的二浴塑化和牵伸处理：将上述步骤(4)中得到的初生纤维素丝束经过牵伸和二浴塑化处理得到初步处理的纤维丝束；
(6)纤维丝束的后处理和切断打包：将上述步骤(5)中得到的初步处理的纤维丝束再经过脱硫浴脱硫、水洗、漂白、上油工序后切断进行湿纤维打包得到成品。
一种具体优化方案，所述步骤(1)中的浸渍温度为40℃～60℃，浸渍用氢氧化钠溶液的浓度为200～260g/L，时间为30～60min。
一种具体优化方案，所述步骤(1)的老成出口铜氨粘度为40～80mPa.S。
一种具体优化方案，所述步骤(2)中的二硫化碳对甲纤的加入量为25％～40％，时间40～90min，初温19～23℃，终温29～35℃。
一种具体优化方案，所述步骤(3)中得到的纺丝原液的粘度为30～60S，熟成度8～25ml(10％氯化铵)，甲纤质量百分含量为8～10％，氢氧化钠的质量百分含量为3.5～5.5％。
一种具体优化方案，所述步骤(4)中的凝固浴中的组分含量为：硫酸60～130g/L、硫酸锌浓度10～50g/L、硫酸钠浓度为260～400g/L，凝固浴温度为30～60℃。
一种具体优化方案，所述扁平喷头的长宽比为(4～20)：1的矩形，其长度为0.10～0.30mm，宽度为0.015～0.030mm，
一种具体优化方案，所述喷丝孔结构为两个圆弧通过两条对称平行的直线相接，呈椭圆形，各个喷丝孔之间交叉平行排列，矩形喷丝孔两侧宽边为弧形。
一种具体优化方案，所述步骤(5)中的二浴塑化条件为温度：90±2℃，硫酸：30±2g/L；牵伸工艺：喷丝头牵伸为30～60％，纺盘牵伸为25～60％，塑化牵伸为5～15％。
一种具体优化方案，所述步骤(6)中的脱硫浴为55～75℃下的4～10g/L的亚硫酸钠钠溶液；漂白温度：50±5℃，NaClO浓度：1.0～3.0g/L，H2O2浓度：1.0±0.2g/L；油浴温度：55±5℃，油浴浓度：6.0±0.5g/L；切断长度为3～20mm。
由于采用了上述技术方案，本发明具有以下特点：
通过本方法制备的具有较大扁平率的“—”字型扁平纤维，表面积增大、皮层增多，这使得纤维织物的光泽、蓬松性、吸湿性、弹性、手感等方面有不同程度的改善。超短异形再生纤维素纤维具有良好的吸湿性、透气性、分散性，主要应用于水冲散型卫生制品、高档纸张制作等，适合绿色环保的生活理念和消费趋势。
本发明超短扁平纤维的制备方法工艺先进，便于实施，生产难度小，生产成本低，通过本方法生产的成品质量好，性能优异，功能多样，能够自然降解，解决了环境污染的问题，制备原料来源广阔，不会受到限制。
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1：一种超短扁平纤维制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)制备碱纤维素：选用DP542的棉浆粕为原料，通过浸渍、压榨、粉碎和老成工艺制成碱纤维素，在40℃、200g/L的氢氧化钠溶液中进行浸渍，老成出口铜氨粘度为55mPa.S。
(2)制备纤维素磺酸酯：将上述步骤(1)中得到的碱纤维素与二硫化碳一起进行黄化反应，制得纤维素磺酸酯，二硫化碳对甲纤的加入量为32％，时间30min，初温23℃，终温32℃。
(3)制备纺丝原液：将上述步骤(2)中得到的纤维素磺酸酯进行溶解、过滤、脱泡和熟成，得到纺丝原液，纺丝原液粘度35S，熟成度17ml，甲纤质量分数8.5％，氢氧化钠质量分数5.2％。
(4)制备纤维丝束：将上述步骤(3)中得到的纺丝原液经过扁平喷头喷出，在凝固浴中发生双向扩散反应再生变成纤维状的初生纤维素丝束，凝固浴中的组分含量为硫酸105g/L、硫酸锌11.5g/L、硫酸钠330g/L，温度50℃，喷头选用0.12×0.025mm的矩形喷头。
(5)纤维丝束的二浴塑化和牵伸处理：将上述步骤(4)中得到的初生纤维素丝束经过牵伸和二浴塑化处理得到初步处理的纤维丝束，初生丝束到二道浴槽进一步的塑化定型和多级牵伸，二浴塑化条件为温度：90±2℃，硫酸：30±2g/L；牵伸工艺：喷丝头牵伸为30～60％，纺盘牵伸为25～60％，塑化牵伸为5～15％。
(6)纤维丝束的后处理和切断打包：将上述步骤(5)中得到的初步处理的纤维丝束再经过脱硫浴脱硫、水洗、漂白、上油工序后切断得到1.67dtex×10mm超短扁平粘胶纤维，脱硫浴为55～75℃下的4～10g/L的亚硫酸钠钠溶液；漂白温度：50±5℃，NaClO浓度：1.0～3.0g/L，H2O2浓度：1.0±0.2g/L；油浴温度：55±5℃，油浴浓度：6.0±0.5g/L。
所述喷丝孔结构为两个圆弧通过两条对称平行的直线相接，呈椭圆形，各个喷丝孔之间交叉平行排列，矩形喷丝孔两侧宽边为弧形。
纤维成品主要指标：干断裂强度2.57CN/dtex、湿断裂强度1.06CN/dtex、干断裂伸长率19.7％、线密度1.68dtex、白度85.6％、长度10mm。
实施例2：一种超短扁平纤维制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)制备碱纤维素：选用DP538的棉浆粕为原料，通过浸渍、压榨、粉碎和老成工艺制成碱纤维素，在50℃、230g/L的氢氧化钠溶液中进行浸渍，老成出口铜氨粘度为62mPa.S。
(2)制备纤维素磺酸酯：将上述步骤(1)中得到的碱纤维素与二硫化碳一起进行黄化反应，制得纤维素磺酸酯，二硫化碳对甲纤的加入量为32％，时间60min，初温21℃，终温32℃。
(3)制备纺丝原液：将上述步骤(2)中得到的纤维素磺酸酯进行溶解、过滤、脱泡和熟成，得到纺丝原液，纺丝原液粘度40S，熟成度14ml，甲纤质量分数8.4％，氢氧化钠质量分数5.5％。
(4)制备纤维丝束：将上述步骤(3)中得到的纺丝原液经过扁平喷头喷出，在凝固浴中发生双向扩散反应再生变成纤维状的初生纤维素丝束，凝固浴中的组分含量为硫酸110g/L、硫酸锌12.5g/L、硫酸钠340g/L，温度50℃，喷头选用0.15×0.03mm的矩形喷头。
(5)纤维丝束的二浴塑化和牵伸处理：将上述步骤(4)中得到的初生纤维素丝束经过牵伸和二浴塑化处理得到初步处理的纤维丝束，初生丝束到二道浴槽进一步的塑化定型和多级牵伸，二浴塑化条件为温度：90±2℃，硫酸：30±2g/L；牵伸工艺：喷丝头牵伸为30～60％，纺盘牵伸为25～60％，塑化牵伸为5～15％。
(6)纤维丝束的后处理和切断打包：将上述步骤(5)中得到的初步处理的纤维丝束再经过脱硫浴脱硫、水洗、漂白、上油工序后切断得到2.42dtex×5mm超短扁平粘胶纤维，脱硫浴为55～75℃下的4～10g/L的亚硫酸钠钠溶液；漂白温度：50±5℃，NaClO浓度：1.0～3.0g/L，H2O2浓度：1.0±0.2g/L；油浴温度：55±5℃，油浴浓度：6.0±0.5g/L。
所述喷丝孔结构为两个圆弧通过两条对称平行的直线相接，呈椭圆形，各个喷丝孔之间交叉平行排列，矩形喷丝孔两侧宽边为弧形。
纤维成品主要指标：干断裂强度2.33CN/dtex、湿断裂强度1.01CN/dtex、干断裂伸长率18.9％、线密度2.42dtex、白度84.5％、长度5mm。
实施例3：一种超短扁平纤维制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)制备碱纤维素：选用DP520的棉浆粕为原料，通过浸渍、压榨、粉碎和老成工艺制成碱纤维素，在60℃、260g/L的氢氧化钠溶液中进行浸渍，老成出口铜氨粘度为50mPa.S。
(2)制备纤维素磺酸酯：将上述步骤(1)中得到的碱纤维素与二硫化碳一起进行黄化反应，制得纤维素磺酸酯，二硫化碳对甲纤的加入量为32％，时间90min，初温23℃，终温35℃。
(3)制备纺丝原液：将上述步骤(2)中得到的纤维素磺酸酯进行溶解、过滤、脱泡和熟成，得到纺丝原液，纺丝原液粘度35S，熟成度10ml，甲纤质量分数8.2％，氢氧化钠质量分数5.4％。
(4)制备纤维丝束：将上述步骤(3)中得到的纺丝原液经过扁平喷头喷出，在凝固浴中发生双向扩散反应再生变成纤维状的初生纤维素丝束，凝固浴中的组分含量为硫酸115g/L、硫酸锌12g/L、硫酸钠335g/L，温度50℃，喷头选用0.21×0.024mm的矩形喷头。
(5)纤维丝束的二浴塑化和牵伸处理：将上述步骤(4)中得到的初生纤维素丝束经过牵伸和二浴塑化处理得到初步处理的纤维丝束，初生丝束到二道浴槽进一步的塑化定型和多级牵伸，二浴塑化条件为温度：90±2℃，硫酸：30±2g/L；牵伸工艺：喷丝头牵伸为30～60％，纺盘牵伸为25～60％，塑化牵伸为5～15％。
(6)纤维丝束的后处理和切断打包：将上述步骤(5)中得到的初步处理的纤维丝束再经过脱硫浴脱硫、水洗、漂白、上油工序后切断得到3.33dtex×15mm超短扁平粘胶纤维，脱硫浴为55～75℃下的4～10g/L的亚硫酸钠钠溶液；漂白温度：50±5℃，NaClO浓度：1.0～3.0g/L，H2O2浓度：1.0±0.2g/L；油浴温度：55±5℃，油浴浓度：6.0±0.5g/L。
所述喷丝孔结构为两个圆弧通过两条对称平行的直线相接，呈椭圆形，各个喷丝孔之间交叉平行排列，矩形喷丝孔两侧宽边为弧形。
纤维成品主要指标：干断裂强度2.21CN/dtex、湿断裂强度0.97CN/dtex、干断裂伸长率17.4％、线密度3.33dtex、白度83.4％、长度15mm。
除非另有说明，本发明中所采用的百分数均为质量分数。
上述实施例中所述工序，如无特殊说明，均为常规工序；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
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 (10)

1.一种超短扁平纤维制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：
(1)制备碱纤维素：选用棉浆、木浆或竹浆为原料，通过浸渍、压榨、粉碎和老成工艺制成碱纤维素；
(2)制备纤维素磺酸酯：将上述步骤(1)中得到的碱纤维素与二硫化碳一起进行黄化反应，制得纤维素磺酸酯；
(3)制备纺丝原液：将上述步骤(2)中得到的纤维素磺酸酯进行溶解、过滤、脱泡和熟成，得到纺丝原液；
(4)制备纤维丝束：将上述步骤(3)中得到的纺丝原液经过扁平喷头喷出，在凝固浴中发生双向扩散反应再生变成纤维状的初生纤维素丝束；
(5)纤维丝束的二浴塑化和牵伸处理：将上述步骤(4)中得到的初生纤维素丝束经过牵伸和二浴塑化处理得到初步处理的纤维丝束；
(6)纤维丝束的后处理和切断打包：将上述步骤(5)中得到的初步处理的纤维丝束再经过脱硫浴脱硫、水洗、漂白、上油工序后切断进行湿纤维打包得到成品。
2.根据权利要求1所述的一种超短扁平纤维制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的浸渍温度为40℃～60℃，浸渍用氢氧化钠溶液的浓度为200～260g/L，时间为30～60min。
3.根据权利要求1所述的一种超短扁平纤维制备方法，其特征在于：所述步骤(1)的老成出口铜氨粘度为40～80mPa.S。
4.根据权利要求1所述的一种超短扁平纤维制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中的二硫化碳对甲纤的加入量为25％～40％，时间40～90min，初温19～23℃，终温29～35℃。
5.根据权利要求1所述的一种超短扁平纤维制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中得到的纺丝原液的粘度为30～60S，熟成度8～25ml(10％氯化铵)，甲纤质量百分含量为8～10％，氢氧化钠的质量百分含量为3.5～5.5％。
6.如权利要求1所述的一种超短扁平纤维制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中的凝固浴中的组分含量为：硫酸60～130g/L、硫酸锌浓度10～50g/L、硫酸钠浓度为260～400g/L，凝固浴温度为30～60℃。
7.如权利要求1所述的一种超短扁平纤维制备方法，其特征在于：所述扁平喷头的长宽比为(4～20)：1的矩形，其长度为0.10～0.30mm，宽度为0.015～0.030mm，
8.如权利要求1所述的一种超短扁平纤维制备方法，其特征在于：所述喷丝孔结构为两个圆弧通过两条对称平行的直线相接，呈椭圆形，各个喷丝孔之间交叉平行排列，矩形喷丝孔两侧宽边为弧形。
9.如权利要求1所述的一种超短扁平纤维制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中的二浴塑化条件为温度：90±2℃，硫酸：30±2g/L；牵伸工艺：喷丝头牵伸为30～60％，纺盘牵伸为25～60％，塑化牵伸为5～15％。
10.如权利要求1所述的一种超短扁平纤维制备方法，其特征在于：所述步骤(6)中的脱硫浴为55～75℃下的4～10g/L的亚硫酸钠钠溶液；漂白温度：50±5℃，NaClO浓度：1.0～3.0g/L，H2O2浓度：1.0±0.2g/L；油浴温度：55±5℃，油浴浓度：6.0±0.5g/L；切断长度为3～20mm。
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