CN106591991A - 一种竹节型中空竹粘胶纤维的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种竹节型中空竹粘胶纤维的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：(1)、发泡剂溶液的制备；(2)、纺丝原液的制备；(3)、将步骤(1)制备的碳酸钠水溶液与步骤(2)制备的粘胶纺丝原液在纺前注射器中连续共混，共混比例为碳酸钠对甲种纤维素的含量为(20～50)％，经过动态混合器和静态混合器充分混合均匀，然后进行纺丝，将纺丝液与凝固浴反应获得初生纤维丝束；(4)、初生的纤维丝束四级梯度牵伸、塑化定型后再进行切断和后处理，然后进行烘干后即得到成品；通过该方法制得的产品具有高强力、高中空率、优良抗菌性、除臭性、吸湿性和抗静电性好等优点。

Description

一种竹节型中空竹粘胶纤维的制备方法
技术领域
本发明涉及粘胶纤维生产领域，具体的涉及了一种竹节型中空竹粘胶纤维的制备方法。
背景技术
粘胶纤维主要是以天然的棉或木纤维为原料生产的纤维素纤维，其最大特点是与天然棉纤维的某些服用性能极为相似，如吸湿、透气、易染色、抗静电和易纺等性能。在主要纺织纤维中，它的优良性能较为全面。粘胶纤维产品的功能化、异形化、细旦化成为行业近年来的重要发展趋势，更是粘胶纤维行业供给侧改革的重要内容。粘胶纤维这些特征明显、功能丰富的差别化品种为下游缤纷多姿、风格迥异、环保舒适的纺织服装的开发提供了坚实的原料基础。
竹粘胶纤维不仅具有良好的透气性、吸水性、耐磨性和染色性等优点，还具有天然的抗菌、抑菌功能，是一种性能优良的纺织原料。但是距离人们期待的纤维具有中空、防霉、防臭、防螨、远红外或抗紫外、芳香、阻燃、吸附、蓄热、微量元素等多功能性相比还有一定的差距。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述技术问题，提供了一种工艺简单的竹节型中空竹粘胶纤维的制备方法，通过该方法制得的产品具有高强力、高中空率、优良抗菌性、除臭性、吸湿性和抗静电性好等优点。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种竹节型中空竹粘胶纤维的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：
(1)、发泡剂溶液的制备：将发泡剂碳酸钠与软水按质量比1:(0.8～1.8)的比例搅拌混合均匀，溶液温度按照(23±2)℃控制，得到碳酸钠的水溶液；
(2)、纺丝原液的制备：以竹浆粕为原料，将竹浆粕在碱液中浸渍，然后压榨、细粉碎和老成后制得铜氨粘度为(60±5)mPa.s的碱纤维素，碱纤维素经过黄化反应，制得纤维素磺酸酯，将纤维素磺酸酯溶解，溶解时向纤维素磺酸酯中加入氢氧化钠溶液，之后经搅拌、研磨、过滤和脱泡后制成粘胶纺丝原液；
(3)、将步骤(1)制备的碳酸钠水溶液与步骤(2)制备的粘胶纺丝原液在纺前注射器中连续共混，共混比例为碳酸钠对甲种纤维素的含量为(20～50)％，经过动态混合器和静态混合器充分混合均匀，然后进行纺丝，将纺丝液与凝固浴反应获得初生纤维丝束；
(4)、初生的纤维丝束经(-40～60)％喷头牵伸、(35～60)％的纺盘牵伸、(6～15)％塑化浴牵伸以及(-1～1)％的回缩牵伸这四级梯度牵伸、塑化定型后再进行切断和后处理，然后进行烘干后即得到成品。
一种具体优化方案，所述步骤(2)中的浸渍指标为：
氢氧化钠浓度(220～240)g/L，温度(40～60)℃，浸渍时长(50～70)min
一种具体优化方案，所述步骤(2)中黄化时二硫化碳对甲纤的加入量为28％，黄化初温为25℃，终温为30℃。
一种具体优化方案，所述步骤(2)中的胶纺丝原液指标为：
甲纤：(8.75±0.15)％，含碱：(4.75±0.1)％，粘度：(55±10)S，熟成度：(13.5±1.5)ml(10％氯化铵)。
一种具体优化方案，所述步骤(3)中凝固浴组份硫酸(80～160)g/L、硫酸锌(5～70)g/L、硫酸钠(280～360)g/L、反应温度(40～55)℃、丝条浸浴长度(750～800)mm；环形组合喷丝头直径0.055mm，孔数80500孔；二浴温度(90～100)℃；二浴硫酸浓度(25±5)g/L。
在凝固浴中，粘胶细流中的发泡剂碳酸钠在纤维凝固成型的时候与凝固浴中的硫酸发生反应生成二氧化碳气体溢出从而赋予再生纤维素疏松多空的结构。
一种具体优化方案，所述步骤(4)中的后处理包括去酸洗、一水洗、脱硫、二水洗、三水洗、漂白和油浴。
一种具体优化方案，所述脱硫、水洗、漂白和油浴指标为：
脱硫工艺：亚硫酸钠浓度：(4～30)g/L，温度(70～80)℃；
水洗：PH值7～9，温度(60～80)℃；
漂白：次氯酸钠浓度(3～6)g/L，温度(60～70)℃，PH值9～11；
油浴：浓度(5～10)g/L，温度(60～70)℃，PH值5～6；
烘干温度：(110～130)℃。
一种具体优化方案，所述步骤(2)中竹浆粕的指标为DP＝500-620，甲种纤维素质量含量≥92％。
一种具体优化方案，所述步骤(2)中纤维素磺酸酯制法为：
将从竹子中提取制备出来竹浆粕在质量含量(20～70)％、温度为(50±4)℃的NaOH水溶液中碱化(0.5～2)小时生成碱纤维素，压干粉碎后在老成鼓中老成(1～3)小时，压干时可采用压榨至碱纤干重的2～5倍，之后再与CS2反应生成纤维素磺酸酯。
由于采用了上述技术方案，本发明具有以下特点：
通过本发明专利制得的中空竹粘胶纤维，具有高强力、高中空率、优良抗菌性、除臭性、吸湿性和抗静电性好等优点，具有优良的纺织加工性。
中空竹粘胶纤维具体指标为：
干断裂强度≥1.9CN/dtex，湿断裂强度≥0.95CN/dtex，断裂伸长率为(14-21)％，中空率≥90％，抑菌值＞2.0，杀菌值＞0。
具体实施方式
实施例1：
一种竹节型中空竹粘胶纤维的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)、发泡剂溶液的制备：将发泡剂碳酸钠与软水按质量比1:1.8的比例搅拌混合均匀，溶液温度按照25℃控制，得到碳酸钠的水溶液。
(2)、纺丝原液的制备：以竹浆粕为原料，将竹浆粕在碱液中浸渍，然后压榨、细粉碎和老成后制得铜氨粘度为65mPa.s的碱纤维素，碱纤维素经过黄化反应，制得纤维素磺酸酯，将纤维素磺酸酯溶解，溶解时向纤维素磺酸酯中加入氢氧化钠溶液，之后经搅拌、研磨、过滤和脱泡后制成粘胶纺丝原液。
浸渍指标为：
氢氧化钠浓度240g/L，温度60℃，浸渍时长70min
黄化时二硫化碳对甲纤的加入量为28％，黄化初温为25℃，终温为30℃。
胶纺丝原液指标为：
甲纤：8.9％，含碱：4.85％，粘度：65S，熟成度：15ml(10％氯化铵)。
竹浆粕的指标为DP＝620，甲种纤维素质量含量≥92％。
纤维素磺酸酯制法为：
碱纤维素压干粉碎后在老成鼓中老成3小时，压干时可采用压榨至碱纤干重的5倍，之后再与CS2反应生成纤维素磺酸酯。
(3)、将步骤(1)制备的碳酸钠水溶液与步骤(2)制备的粘胶纺丝原液在纺前注射器中连续共混，共混比例为碳酸钠对甲种纤维素的含量为50％，经过动态混合器和静态混合器充分混合均匀，然后进行纺丝，将纺丝液与凝固浴反应获得初生纤维丝束。
凝固浴组份硫酸160g/L、硫酸锌70g/L、硫酸钠360g/L、反应温度55℃、丝条浸浴长度800mm；环形组合喷丝头直径0.055mm，孔数80500孔；二浴温度100℃；二浴硫酸浓度30g/L。
(4)、初生的纤维丝束经(-40～60)％喷头牵伸、(35～60)％的纺盘牵伸、(6～15)％塑化浴牵伸以及(-1～1)％的回缩牵伸这四级梯度牵伸、塑化定型后再进行切断和后处理，然后进行烘干后即得到成品。
后处理包括去酸洗、一水洗、脱硫、二水洗、三水洗、漂白和油浴。
所述脱硫、水洗、漂白和油浴指标为：
脱硫工艺：亚硫酸钠浓度：30g/L，温度80℃；
水洗：PH值9，温度80℃；
漂白：次氯酸钠浓度6g/L，温度70℃，PH值11；
油浴：浓度10g/L，温度70℃，PH值6；
烘干温度：130℃。
纤维成品主要指标：干断裂强度2.18CN/dtex、湿断裂强度1.31CN/dtex、断裂伸长率21.0％、线密度1.67dtex、纤维中空率为95.6％，抑菌值2.5，杀菌值0.9。
实施例2：
一种竹节型中空竹粘胶纤维的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)、发泡剂溶液的制备：将发泡剂碳酸钠与软水按质量比1:1.5的比例搅拌混合均匀，溶液温度按照23℃控制，得到碳酸钠的水溶液。
(2)、纺丝原液的制备：以竹浆粕为原料，将竹浆粕在碱液中浸渍，然后压榨、细粉碎和老成后制得铜氨粘度为60mPa.s的碱纤维素，碱纤维素经过黄化反应，制得纤维素磺酸酯，将纤维素磺酸酯溶解，溶解时向纤维素磺酸酯中加入氢氧化钠溶液，之后经搅拌、研磨、过滤和脱泡后制成粘胶纺丝原液。
浸渍指标为：
氢氧化钠浓度230g/L，温度50℃，浸渍时长60min
黄化时二硫化碳对甲纤的加入量为28％，黄化初温为25℃，终温为30℃。
胶纺丝原液指标为：
甲纤：8.75％，含碱：4.75％，粘度：55S，熟成度：13.5ml(10％氯化铵)。
竹浆粕的指标为DP＝560，甲种纤维素质量含量≥92％。
纤维素磺酸酯制法为：
碱纤维素压干粉碎后在老成鼓中老成2小时，压干时可采用压榨至碱纤干重的3.5倍，之后再与CS2反应生成纤维素磺酸酯。
(3)、将步骤(1)制备的碳酸钠水溶液与步骤(2)制备的粘胶纺丝原液在纺前注射器中连续共混，共混比例为碳酸钠对甲种纤维素的含量为35％，经过动态混合器和静态混合器充分混合均匀，然后进行纺丝，将纺丝液与凝固浴反应获得初生纤维丝束。
凝固浴组份硫酸120g/L、硫酸锌40g/L、硫酸钠320g/L、反应温度47℃、丝条浸浴长度770mm；环形组合喷丝头直径0.055mm，孔数80500孔；二浴温度95℃；二浴硫酸浓度25g/L。
(4)、初生的纤维丝束经(-40～60)％喷头牵伸、(35～60)％的纺盘牵伸、(6～15)％塑化浴牵伸以及(-1～1)％的回缩牵伸这四级梯度牵伸、塑化定型后再进行切断和后处理，然后进行烘干后即得到成品。
后处理包括去酸洗、一水洗、脱硫、二水洗、三水洗、漂白和油浴。
所述脱硫、水洗、漂白和油浴指标为：
脱硫工艺：亚硫酸钠浓度：17g/L，温度75℃；
水洗：PH值8，温度70℃；
漂白：次氯酸钠浓度4.5g/L，温度65℃，PH值10；
油浴：浓度7.5g/L，温度65℃，PH值5.5；
烘干温度：120℃。
纤维成品主要指标：干断裂强度2.13CN/dtex、湿断裂强度1.29CN/dtex、断裂伸长率19％、线密度1.64dtex、纤维中空率为94.9％，抑菌值2.4，杀菌值0.8。
实施例3：
一种竹节型中空竹粘胶纤维的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)、发泡剂溶液的制备：将发泡剂碳酸钠与软水按质量比1:0.8的比例搅拌混合均匀，溶液温度按照21℃控制，得到碳酸钠的水溶液。
(2)、纺丝原液的制备：以竹浆粕为原料，将竹浆粕在碱液中浸渍，然后压榨、细粉碎和老成后制得铜氨粘度为55mPa.s的碱纤维素，碱纤维素经过黄化反应，制得纤维素磺酸酯，将纤维素磺酸酯溶解，溶解时向纤维素磺酸酯中加入氢氧化钠溶液，之后经搅拌、研磨、过滤和脱泡后制成粘胶纺丝原液。
浸渍指标为：
氢氧化钠浓度220g/L，温度40℃，浸渍时长50min
黄化时二硫化碳对甲纤的加入量为28％，黄化初温为25℃，终温为30℃。
胶纺丝原液指标为：
甲纤：8.6％，含碱：4.65％，粘度：45S，熟成度：12ml(10％氯化铵)。
竹浆粕的指标为DP＝500，甲种纤维素质量含量≥92％。
纤维素磺酸酯制法为：
碱纤维素压干粉碎后在老成鼓中老成1小时，压干时可采用压榨至碱纤干重的2倍，之后再与CS2反应生成纤维素磺酸酯。
(3)、将步骤(1)制备的碳酸钠水溶液与步骤(2)制备的粘胶纺丝原液在纺前注射器中连续共混，共混比例为碳酸钠对甲种纤维素的含量为20％，经过动态混合器和静态混合器充分混合均匀，然后进行纺丝，将纺丝液与凝固浴反应获得初生纤维丝束。
凝固浴组份硫酸80g/L、硫酸锌15g/L、硫酸钠280g/L、反应温度40℃、丝条浸浴长度750mm；环形组合喷丝头直径0.055mm，孔数80500孔；二浴温度90℃；二浴硫酸浓度20g/L。
(4)、初生的纤维丝束经(-40～60)％喷头牵伸、(35～60)％的纺盘牵伸、(6～15)％塑化浴牵伸以及(-1～1)％的回缩牵伸这四级梯度牵伸、塑化定型后再进行切断和后处理，然后进行烘干后即得到成品。
后处理包括去酸洗、一水洗、脱硫、二水洗、三水洗、漂白和油浴。
所述脱硫、水洗、漂白和油浴指标为：
脱硫工艺：亚硫酸钠浓度：4g/L，温度70℃；
水洗：PH值7，温度60℃；
漂白：次氯酸钠浓度3g/L，温度60℃，PH值9；
油浴：浓度5g/L，温度60℃，PH值5；
烘干温度：110℃。
纤维成品主要指标：干断裂强度2.02CN/dtex、湿断裂强度1.21CN/dtex、断裂伸长率16％、线密度1.61dtex、纤维中空率为93.8％，抑菌值2.2，杀菌值0.75。
上述实施例中所使用设备均为现有技术，均为现有生产线中使用的设备。
上述实施例中所涉及到的工艺均为现有技术，在此不再详细描述。
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 (9)

1.一种竹节型中空竹粘胶纤维的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：
(1)、发泡剂溶液的制备：将发泡剂碳酸钠与软水按质量比1:(0.8～1.8)的比例搅拌混合均匀，溶液温度按照(23±2)℃控制，得到碳酸钠的水溶液；
(2)、纺丝原液的制备：以竹浆粕为原料，将竹浆粕在碱液中浸渍，然后压榨、细粉碎和老成后制得铜氨粘度为(60±5)mPa.s的碱纤维素，碱纤维素经过黄化反应，制得纤维素磺酸酯，将纤维素磺酸酯溶解，溶解时向纤维素磺酸酯中加入氢氧化钠溶液，之后经搅拌、研磨、过滤和脱泡后制成粘胶纺丝原液；
(3)、将步骤(1)制备的碳酸钠水溶液与步骤(2)制备的粘胶纺丝原液在纺前注射器中连续共混，共混比例为碳酸钠对甲种纤维素的含量为(20～50)％，经过动态混合器和静态混合器充分混合均匀，然后进行纺丝，将纺丝液与凝固浴反应获得初生纤维丝束；
(4)、初生的纤维丝束经(-40～60)％喷头牵伸、(35～60)％的纺盘牵伸、(6～15)％塑化浴牵伸以及(-1～1)％的回缩牵伸这四级梯度牵伸、塑化定型后再进行切断和后处理，然后进行烘干后即得到成品。
2.根据权利要求1所述的一种竹节型中空竹粘胶纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中的浸渍指标为：
氢氧化钠浓度(220～240)g/L，温度(40～60)℃，浸渍时长(50～70)min。
3.根据权利要求1所述的一种竹节型中空竹粘胶纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中黄化时二硫化碳对甲纤的加入量为28％，黄化初温为25℃，终温为30℃。
4.根据权利要求1所述的一种竹节型中空竹粘胶纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中的胶纺丝原液指标为：
甲纤：(8.75±0.15)％，含碱：(4.75±0.1)％，粘度：(55±10)S，熟成度：(13.5±1.5)ml(10％氯化铵)。
5.根据权利要求1所述的一种竹节型中空竹粘胶纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中凝固浴组份硫酸(80～160)g/L、硫酸锌(5～70)g/L、硫酸钠(280～360)g/L、反应温度(40～55)℃、丝条浸浴长度(750～800)mm；环形组合喷丝头直径0.055mm，孔数80500孔；二浴温度(90～100)℃；二浴硫酸浓度(25±5)g/L。
6.根据权利要求1所述的一种竹节型中空竹粘胶纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中的后处理包括去酸洗、一水洗、脱硫、二水洗、三水洗、漂白和油浴。
7.根据权利要求6所述的一种竹节型中空竹粘胶纤维的制备方法，其特征在于：所述脱硫、水洗、漂白和油浴指标为：
脱硫工艺：亚硫酸钠浓度：(4～30)g/L，温度(70～80)℃；
水洗：PH值7～9，温度(60～80)℃；
漂白：次氯酸钠浓度(3～6)g/L，温度(60～70)℃，PH值9～11；
油浴：浓度(5～10)g/L，温度(60～70)℃，PH值5～6；
烘干温度：(110～130)℃。
8.根据权利要求1所述的一种竹节型中空竹粘胶纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中竹浆粕的指标为DP＝500-620，甲种纤维素质量含量≥92％。
9.根据权利要求1所述的一种竹节型中空竹粘胶纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中纤维素磺酸酯制法为：
将从竹子中提取制备出来竹浆粕在质量含量(20～70)％、温度为(50±4)℃的NaOH水溶液中碱化(0.5～2)小时生成碱纤维素，压干粉碎后在老成鼓中老成(1～3)小时，压干时可采用压榨至碱纤干重的2～5倍，之后再与CS2反应生成纤维素磺酸酯。
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