CN109267165A - 一种高湿模量粘胶纤维及其制备方法 - Google Patents

一种高湿模量粘胶纤维及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高湿模量粘胶纤维及其制备方法，所述高湿模量粘胶纤维的干断裂强度2.4～3.5cN/dtex，湿断裂强度1.3～2.1cN/dtex，干断裂伸长率9～15％，湿模量0.7～1.0cN/dtex。将初生纤维丝束依次经过以下处理步骤：(1)进入塑化浴进行湿热牵伸；(2)经脱水后进入脱硫浴进行脱硫；(3)经脱水后进入漂白浴进行漂白；(4)脱水后经多道水洗工序，在水洗的同时进行湿部牵伸；(5)经脱水后进入上油浴进行上油；(6)经脱水后进行热辊干燥，同时进行干部牵伸；经热辊干燥后得到所述高湿模量粘胶纤维。本发明仅通过调整后处理工艺，就得到了湿模量高、湿态尺寸稳定的粘胶纤维，工艺可控性强。

Description

一种高湿模量粘胶纤维及其制备方法
技术领域
本发明涉及粘胶纤维技术领域，具体涉及一种高湿模量粘胶纤维。
背景技术
粘胶纤维是纺织工业中应用非常广泛的一种纺织原料，以其为原料的织物，手感柔软、吸湿透气、织物悬垂、具有易于染色、抗静电等优点。其产品广泛应用于服装、家用织物、玩具、无纺布等行业。而其吸湿性最符合人体皮肤的生理要求，具有良好的透气性和调湿功能，被国内外媒体一致称为“会呼吸的面料”。
但是由于粘胶纤维在湿形态下剧烈溶胀的特点，导致其湿态强度和湿态模量普遍较低，所纺制而成的织物存在易变形、尺寸稳定性差的缺点，极大程度上限制了粘胶纤维的应用领域。为克服普通粘胶纤维存在的上述缺点，国际上LENZING公司开发出了MODAL纤维，湿模量有了一定程度的提升。LENZING公司开发的MODAL纤维是通过调整粘胶纤维的成型工艺得到的，而粘胶纤维由于生产周期长、工艺复杂等特点，调整生产工艺非常困难，需要做长期大量的实验，并会产生大量的废丝，造成生产和研发成本大大提高。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种湿模量高、湿态尺寸稳定的高湿模量粘胶纤维。
本发明所要解决的第二个技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种高湿模量粘胶纤维的制备方法，该制备方法不需调整成型工艺，仅通过后处理工艺获得，制备得到的高湿模量粘胶纤维湿模量高、湿态尺寸稳定。
为解决上述第一个技术问题，本发明的技术方案是：
一种高湿模量粘胶纤维，所述高湿模量粘胶纤维的干断裂强度2.4～3.5cN/dtex，湿断裂强度1.3～2.1cN/dtex，干断裂伸长率9～15％，湿模量0.7～1.0cN/dtex。
为解决上述第二个技术问题，本发明的技术方案是：
一种高湿模量粘胶纤维的制备方法，将经过凝固浴成型后的初生纤维丝束依次经过以下处理步骤：
(1)将所述初生纤维丝束进入塑化浴进行湿热牵伸，所述湿热牵伸的牵伸比为5～20％；经过塑化浴后得到片状粘胶丝束；
(2)将所述片状粘胶丝束经脱水后进入脱硫浴进行脱硫；
(3)将脱硫后的片状丝束经脱水后进入漂白浴进行漂白；
(4)将漂白后的片状丝束脱水后经多道水洗工序，在水洗的同时进行湿部牵伸，所述湿部牵伸的牵伸比为5～25％；所述的水洗温度为60～90℃；
(5)将水洗后的片状丝束经脱水后进入上油浴进行上油；
(6)将上油后的片状丝束经脱水后进行热辊干燥，同时进行干部牵伸，所述干部牵伸的牵伸比例为1～10％；所述热辊干燥温度为25～150℃；所述热辊干燥由多个干燥热辊组成，所述片状丝束在多个干燥热辊上呈S形穿插行进；经热辊干燥后得到所述高湿模量粘胶纤维。
作为改进的一种技术方案，所述多道水洗包括6～9道水洗；每道水洗长度为1～1.5米。
作为改进的一种技术方案，所述湿热牵伸通过调整牵伸辊之间的转速差来实现；所述湿部牵伸通过调整每道水洗的两个水洗辊之间的转速差来实现；所述干部牵伸通过调整多个干燥热辊之间的转速差来实现；所述转速差均是逐级提高，且实现均匀牵伸。
本发明的干部牵伸通过调节干燥热辊转速实现，采用逐级提高的牵伸方式，防止纤维在牵伸过程中断裂，确保丝束牵伸的均匀性；片状丝束呈S形穿插行进，提高热能利用效率，防止牵伸过程中出现丝束打滑现象。
作为改进的一种技术方案，所述热辊干燥段依次由低温段、高温段、常温段组成；其中低温段温度为100～120℃，高温段温度为120～150℃，常温段温度为25～50℃。
作为改进的一种技术方案，所述热辊干燥由30～40个干燥热辊组成；所述热辊干燥的长度为15～25米。
作为一种优选的技术方案，所述的干燥热辊为圆柱形，优选采用不锈钢材质，其内部通过循环蒸汽提供热量。
作为优选的一种技术方案，所述塑化浴中含有硫酸10～30g/L，塑化浴温度98～100℃；所述脱硫采用氢氧化钠或亚硫酸钠，氢氧化钠或亚硫酸钠浓度为2～10g/L，温度为70～85℃；所述漂白浴采用次氯酸钠或双氧水，所述次氯酸钠或双氧水浓度为1～10g/L；所述上油时油剂浓度为5～15g/L，温度为60～85℃。
作为优选的一种技术方案，所述步骤(2)、(3)、(4)、(5)、(6)中的脱水使用脱水器进行；所述的脱水器为相对设置的两个不锈钢导丝辊，通过调节导丝辊间的相对距离，控制脱水率。
作为改进的一种技术方案，所述热辊干燥后还包括将片状丝束经过高温卷曲机构进行卷曲加工的步骤。
作为改进的一种技术方案，所述的水洗步骤中，水洗方式采用片状丝束环状热水冲洗，冲洗水在每道水洗槽中形成自丝束下部向上部湍动的环状水流；所述上油步骤中，上油方式采用片状丝束环状冲洗上油，上油浴在浴槽中形成自丝束下部向上部湍动的环状水流。冲洗水在水洗槽中形成环状水流，确保水流与丝束能够充分接触，提高冲洗效率，同时可以彻底去除丝束中夹带的硫化物和杂质，确保丝束洁净度。同理，采用环状冲洗上油也能提高上油效果。
作为优选的一种技术方案，所述热辊干燥后的成品丝束可根据生产需求，通过环形干纤切断机对其进行切断加工成短纤维。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明的高湿模量粘胶纤维，采用普通粘胶纤维工艺凝固成型后的初生纤维丝束，仅通过调整后处理工艺，通过后处理过程中的湿热牵伸、湿部牵伸和干部牵伸的结合，就得到了湿模量高、湿态尺寸稳定、且其他物理力学性能指标均有大幅提升的高湿模量纤维。生产工艺可控性强，易于调整，更容易实现工业化。目前同类产品纤维物理力学性能指标最好的奥地利LENZING公司生产的MODAL纤维湿模量在0.5～0.6cN/dtex，而本发明制得的纤维湿模量在0.7～1.0cN/dtex，湿模量大幅提高，且有效克服了粘胶纤维湿态尺寸不稳定，易变形的最大缺陷。
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。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
一种高湿模量粘胶纤维，所述高湿模量粘胶纤维的干断裂强度2.9cN/dtex，湿断裂强度1.8cN/dtex，干断裂伸长率12.5％，湿模量0.8cN/dtex。
实施例2
一种高湿模量粘胶纤维，所述高湿模量粘胶纤维的干断裂强度3.3cN/dtex，湿断裂强度2.1cN/dtex，干断裂伸长率14％，湿模量0.9cN/dtex。
实施例3
(1)将所述初生纤维丝束进入塑化浴进行湿热牵伸，所述湿热牵伸的牵伸比为10％；经过塑化浴后得到片状粘胶丝束。
(2)将所述片状粘胶丝束经脱水后进入脱硫浴进行脱硫。
(3)将脱硫后的片状丝束经脱水后进入漂白浴进行漂白。
(4)将漂白后的片状丝束脱水后经6道水洗工序，每道水洗长度为1.5米，在水洗的同时进行湿部牵伸，所述湿部牵伸的牵伸比为15％；所述的水洗温度为80℃。
(5)将水洗后的片状丝束经脱水后进入上油浴进行上油。
(6)将上油后的片状丝束经脱水后依次经过36个干燥热辊进行干部牵伸，通过逐级提高干燥热辊的转速逐级提高转速比，控制干部牵伸的牵伸比例为6％；所述热辊干燥依次由低温段、高温段、常温段组成；其中低温段温度为108℃，高温段温度为125℃，常温段温度为30℃；所述片状丝束在干燥热辊上呈S形穿插行进；经热辊干燥后得到所述高湿模量粘胶纤维。
实施例4
(1)将所述初生纤维丝束进入塑化浴进行湿热牵伸，所述湿热牵伸的牵伸比为15％；所述塑化浴中含有硫酸20g/L，塑化浴温度99℃；经过塑化浴后得到片状粘胶丝束。
(2)将所述片状粘胶丝束经脱水后进入脱硫浴进行脱硫；所述脱硫采用亚硫酸钠，亚硫酸钠浓度为9g/L，温度为80℃。
(3)将脱硫后的片状丝束经脱水后进入漂白浴进行漂白；所述漂白浴采用次氯酸钠，所述次氯酸钠浓度为6g/L。
(4)将漂白后的片状丝束脱水后经8道水洗工序，每道水洗长度为1.1米，在水洗的同时进行湿部牵伸，控制湿部牵伸的牵伸比为15％；水洗方式采用片状丝束环状热水冲洗，冲洗水在每道水洗槽中形成自丝束下部向上部湍动的环状水流；所述的水洗温度为75℃。
(5)将水洗后的片状丝束经脱水后进入上油浴进行上油；上油方式采用片状丝束环状冲洗上油，上油浴在浴槽中形成自丝束下部向上部湍动的环状水流。所述上油时油剂浓度为10g/L，温度为75℃。
(6)将上油后的片状丝束经脱水后依次经过32个、总长度为20米的干燥热辊间进行干部牵伸，通过逐级提高干燥热辊的转速逐级提高转速比，控制干部牵伸的牵伸比例为5％；所述热辊干燥依次由低温段、高温段、常温段组成；其中低温段温度为110℃，高温段温度为130℃，常温段温度为35℃；所述片状丝束在干燥热辊上呈S形穿插行进；经热辊干燥后得到所述高湿模量粘胶纤维。
实施例5
(1)将所述初生纤维丝束进入塑化浴进行湿热牵伸，所述湿热牵伸的牵伸比为18％；所述塑化浴中含有硫酸25g/L，塑化浴温度100℃；经过塑化浴后得到片状粘胶丝束。
(2)将所述片状粘胶丝束经脱水后进入脱硫浴进行脱硫；所述脱硫采用氢氧化钠，氢氧化钠浓度为3g/L，温度为85℃。
(3)将脱硫后的片状丝束经脱水后进入漂白浴进行漂白；所述漂白浴采用次氯酸钠，所述次氯酸钠浓度为2g/L。
(4)将漂白后的片状丝束脱水后经9道水洗工序，每道水洗长度为1米，在水洗的同时进行湿部牵伸，控制湿部牵伸的牵伸比为20％；水洗方式采用片状丝束环状热水冲洗，冲洗水在每道水洗槽中形成自丝束下部向上部湍动的环状水流；所述的水洗温度为90℃。
(5)将水洗后的片状丝束经脱水后进入上油浴进行上油；上油方式采用片状丝束环状冲洗上油，上油浴在浴槽中形成自丝束下部向上部湍动的环状水流。所述上油时油剂浓度为7g/L，温度为85℃。
(6)将上油后的片状丝束经脱水后依次经过40个、总长度为16米的干燥热辊间进行干部牵伸，通过逐级提高干燥热辊的转速逐级提高转速比，控制干部牵伸的牵伸比例为8％；所述热辊干燥依次由低温段、高温段、常温段组成；其中低温段温度为115℃，高温段温度为140℃，常温段温度为40℃；所述片状丝束在干燥热辊上呈S形穿插行进；经热辊干燥后得到所述高湿模量粘胶纤维。
实施例6
(1)将所述初生纤维丝束进入塑化浴进行湿热牵伸，所述湿热牵伸的牵伸比为12％；所述塑化浴中含有硫酸15g/L，塑化浴温度99℃；经过塑化浴后得到片状粘胶丝束。
(2)将所述片状粘胶丝束经脱水后进入脱硫浴进行脱硫；所述脱硫采用亚硫酸钠，亚硫酸钠浓度为5g/L，温度为82℃。
(3)将脱硫后的片状丝束经脱水后进入漂白浴进行漂白；所述漂白浴采用双氧水，所述双氧水浓度为4g/L。
(4)将漂白后的片状丝束脱水后经8道水洗工序，每道水洗长度为1.3米，在水洗的同时进行湿部牵伸，控制湿部牵伸的牵伸比为12.5％；水洗方式采用片状丝束环状热水冲洗，冲洗水在每道水洗槽中形成自丝束下部向上部湍动的环状水流；所述的水洗温度为75℃。
(5)将水洗后的片状丝束经脱水后进入上油浴进行上油；上油方式采用片状丝束环状冲洗上油，上油浴在浴槽中形成自丝束下部向上部湍动的环状水流。所述上油时油剂浓度为11g/L，温度为72℃。
(6)将上油后的片状丝束经脱水后依次经过36个、总长度为20米的干燥热辊间进行干部牵伸，通过逐级提高干燥热辊的转速逐级提高转速比，控制干部牵伸的牵伸比例为5％；所述热辊干燥依次由低温段、高温段、常温段组成；其中低温段温度为112℃，高温段温度为132℃，常温段温度为32℃；所述片状丝束在干燥热辊上呈S形穿插行进；经热辊干燥后得到所述高湿模量粘胶纤维。
对比例1
对比例1与实施例6不同的是，步骤(4)的水洗步骤中没有进行湿部牵伸，只进行水洗。
对比例2
对比例2与实施例6不同的是，步骤(4)的水洗步骤中和步骤(5)的上油步骤中采用普通水洗和上油方式，没有使用环状冲洗方式。
对比例3
对比例3与实施例6不同的是，步骤(6)的热辊干燥步骤中，只有高温段和常温段，没有低温段。
对比例4
对比例4与实施例6不同的是，步骤(1)、(4)、(6)的湿热牵伸、湿部牵伸和干部牵伸的牵伸率分别为4％、26％和11％。
对比例5
对比例5与实施例6不同的是，步骤(1)、(4)、(6)的湿热牵伸、湿部牵伸和干部牵伸的牵伸率分别为4％、16％和11％。
以上实施例3-6和对比例1-5制备得到的粘胶纤维的性能指标见下表1。
表1
可见，在缺少本发明的湿热牵伸、湿部牵伸和干部牵伸的三道牵伸中的一道牵伸，或者在干部牵伸时没有低温段，直接进行高温牵伸和低温定型，或者超出本发明的牵伸率，均达不到本发明的物理性能指标，湿模量更是下降很多。而且在不使用本发明的环状冲洗和上油方式的前提下，不仅疵点和残留量会很高，而且因为影响到了纤维的手感柔软度等，进而直接影响到了牵伸效果，其物理性能指标和湿模量均收到很大影响。

Claims (10)

1.一种高湿模量粘胶纤维，其特征在于：所述高湿模量粘胶纤维的干断裂强度2.4～3.5cN/dtex，湿断裂强度1.3～2.1cN/dtex，干断裂伸长率9～15％，湿模量0.7～1.0cN/dtex。
2.一种高湿模量粘胶纤维的制备方法，其特征在于将经过凝固浴成型后的初生纤维丝束依次经过以下处理步骤：
(1)将所述初生纤维丝束进入塑化浴进行湿热牵伸，所述湿热牵伸的牵伸比为5～20％；经过塑化浴后得到片状粘胶丝束；
(2)将所述片状粘胶丝束经脱水后进入脱硫浴进行脱硫；
(3)将脱硫后的片状丝束经脱水后进入漂白浴进行漂白；
(4)将漂白后的片状丝束脱水后经多道水洗工序，在水洗的同时进行湿部牵伸，所述湿部牵伸的牵伸比为5～25％；所述的水洗温度为60～90℃；
(5)将水洗后的片状丝束经脱水后进入上油浴进行上油；
(6)将上油后的片状丝束经脱水后进行热辊干燥，同时进行干部牵伸，所述干部牵伸的牵伸比例为1～10％；所述热辊干燥温度为25～150℃；所述热辊干燥由多个干燥热辊组成，所述片状丝束在多个干燥热辊上呈S形穿插行进；经热辊干燥后得到所述高湿模量粘胶纤维。
3.如权利要求2所述的高湿模量粘胶纤维的制备方法，其特征在于：所述多道水洗包括6～9道水洗；每道水洗长度为1～1.5米。
4.如权利要求2所述的高湿模量粘胶纤维的制备方法，其特征在于：所述湿热牵伸通过调整牵伸辊之间的转速差来实现；所述湿部牵伸通过调整每道水洗的两个水洗辊之间的转速差来实现；所述干部牵伸通过调整多个干燥热辊之间的转速差来实现；所述转速差均是逐级提高，且实现均匀牵伸。
5.如权利要求2所述的高湿模量粘胶纤维的制备方法，其特征在于：所述热辊干燥依次由低温段、高温段、常温段组成；其中低温段温度为100～120℃，高温段温度为120～150℃，常温段温度为25～50℃。
6.如权利要求2所述的高湿模量粘胶纤维的制备方法，其特征在于：所述热辊干燥由30～40个干燥热辊组成；所述热辊干燥的长度为15～25米。
7.如权利要求2所述的高湿模量粘胶纤维的制备方法，其特征在于：所述塑化浴中含有硫酸10～30g/L，塑化浴温度98～100℃；所述脱硫采用氢氧化钠或亚硫酸钠，氢氧化钠或亚硫酸钠浓度为2～10g/L，温度为70～85℃；所述漂白浴采用次氯酸钠或双氧水，所述次氯酸钠或双氧水浓度为1～10g/L；所述上油时油剂浓度为5～15g/L，温度为60～85℃。
8.如权利要求2所述的高湿模量粘胶纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)、(3)、(4)、(5)、(6)中的脱水使用脱水器进行；所述的脱水器为相对设置的两个导丝辊。
9.如权利要求2所述的高湿模量粘胶纤维的制备方法，其特征在于：所述热辊干燥后还包括将片状丝束经过高温卷曲机构进行卷曲加工的步骤。
10.如权利要求2所述的高湿模量粘胶纤维的制备方法，其特征在于：所述的水洗步骤中，水洗方式采用片状丝束环状热水冲洗，冲洗水在每道水洗槽中形成自丝束下部向上部湍动的环状水流；所述上油步骤中，上油方式采用片状丝束环状冲洗上油，上油浴在浴槽中形成自丝束下部向上部湍动的环状水流。
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