CN1851064B - 棉、竹复合纤维素粘胶短纤维及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了以棉、竹材混合制成复合纤维素新型浆粕为原料制成的复合纤维素粘胶短纤维及制备方法，复合纤维素粘胶短纤维的原材料浆粕是棉、竹原料按照下列重量配比组合而制成的复合纤维素浆粕∶棉∶竹＝1％～99％∶99％～1％；制备方法包括如下工艺步骤：浸渍、压榨、粉碎、黄化、溶解、过滤、熟成、脱泡、纺丝、切断、精炼、烘干和成品；本发明拓展了粘胶纤维的原料来源；经纺丝制得的复合纤维色泽亮丽，染色性能好，吸湿放湿性、透气性更是优于各种合成纤维，是一种纯天然绿色环保产品。
Description
技术领域：
本发明涉及一种粘胶短纤维及其制备方法，特别是涉及一种以棉、竹复合纤维素浆粕为原料之一生产的复合纤维素粘胶短纤维及其制备方法。
背景技术：
目前，粘胶短纤维都是以棉浆粕、木浆粕、蔗渣浆粕、麻浆粕、竹浆粕等天然纤维素为单一原料，经过浸渍、压榨、粉碎、黄化、溶解、过滤、熟成、脱泡、纺丝、切断、精炼、烘干等工艺过程而制成的一种再生纤维素纤维。以天然纤维为原料的织物具备良好的吸湿性、染色性和抗静电性。随着人们生活水平的日益提高，对于织物的要求也越来越高，不仅追求舒适性，更加重视绿色环保、抗菌性和抑菌性等，现有的复合粘胶纤维都是在纺丝机上进行复合，而不是在浆粕生产过程中就直接将各种原料进行复合，然而，棉浆粕、木浆粕、蔗渣浆粕、麻浆粕、竹浆粕等各单一原料生产的粘胶纤维，性能单调，各有特色，如肌肤亲和力、纤维的硬挺度、抗菌抑菌功能、柔软感、防臭性、透气性、着色性，吸湿放湿性等，因此单一浆粕生产的粘胶纤维已无法满足人们的多元化需求。经试验发现，多种原料制成复合纤维素浆粕，能提高纤维的互补性，扬长避短，使每种纤维的优良性能得以展现。采用这种复合纤维素浆粕能提供产品性能强、品质高的天然复合型粘胶短纤维，满足人们高品质生活的需要。
发明内容：
本发明的目的是提供一种以棉、竹复合纤维素浆粕为原料生产的高性能的粘胶短纤维及其制备方法，本发明是以将天然棉、竹材等原料混合制成复合纤维素新型浆粕为原料，拓展了粘胶纤维的原料来源。经纺丝制得复合纤维色泽亮丽，染色性能好，吸湿放湿性、透气性更是优于各种合成纤维，是一种纯天然绿色环保产品。本发明的技术方案如下：
一种棉、竹复合纤维素粘胶短纤维，其特征在于：原料浆粕是通过先混合棉纤维和竹纤维原料然后制造浆粕来获得，其中各组分的重量百分比为：棉纤维1％～99％，竹纤维1％～99％，所得到的浆粕具有以下物理性质：灰份≤0.25％，水分10.0±0.5％，铁含量≤40ppm，脂肪蜡质≤0.25％，含氯物质≤0.25％，果胶质多缩戊糖≤0.25％，木质素≤0.25％，甲种纤维素≥85％，粘度≥8.0mpa.s，白度≥60％，定积重量120-1020g/m2，吸碱值200-970％；膨润度80-300％；所得到复合纤维素粘胶短纤维具有以下物理性质：干断裂强度：≥1.9CN/dtex；湿断裂强度：≥1.0CN/dtex；干断裂伸长率：≥16％；纤度偏差率：≤7％；倍长率：≤0.25％；残硫量：≤20mg/100g纤维；所得到复合纤维素粘胶短纤维的规格如下：单丝规格：(1～8D)×(28～150mm)；品种：有光、无光及着色短纤维；纤维横截面形状：圆盘锯齿状、扁平状及其它异形截面。
本发明所述的一种复合纤维素新型浆粕制造方法，包括如下步骤：调料、蒸煮、洗料、打浆疏解、除杂洗涤、预酸、预氯、漂白、酸处理、除杂洗涤、抄造。A、调料：将棉、竹纤维原料按照上述配比进行备料，混合；B、蒸煮：棉、竹采用苛性钠法、硫酸盐法或亚硫酸盐法蒸煮，按绝干重量的5.0～35.0％加入NaOH、Na2S、Na2SO3、H2SO3中的一种或几种，液比为1∶1.0～9.5，蒸煮先抽真空，升温次数≥1次，小放汽次数≥0次；C、洗料；D、洗涤；E、打浆疏解：采用打浆机或疏解机进行打浆或疏解，湿重5-50克；F、除杂洗涤；G、预酸：用酸量为浆料绝干重量的0.2-10.0％，浓度1.0-15.0％，预酸时间≥5min；H、预氯：用氯量为浆料绝干重量的0.2-15.0％，浓度0.2-10.0％，预氯时间≥15min；I、漂白：漂白后浆料的粘度为8-35mpa.s，甲纤≥80.0％，白度≥60％；J、酸处理：硫酸或盐酸按浆料绝干重量加入0.2-10.0％，六偏磷酸钠按浆料绝干重量加入0.1-8.0％，处理时间≥30min；K、除杂洗涤；L、抄造。所述蒸煮工序前按绝干重量的0.3-10％加入NaOH，液比为1∶1.0～9.5对原料进行预煮。所述洗涤工序前加入一定量浓度为5％-30％的NaOH进行碱析。在上述技术方案的基础上，为进一步减少能耗和稳定控制质量，还可以采用下述几项技术措施之一或全部：所述预煮工序中，可加入碱液、酸、水进行蒸煮，也可直接通入蒸汽蒸煮。所述蒸煮步骤中，蒸煮先抽真空，升温次数≥1次，小放汽次数≥0次，每次升温最高温度≤200℃，每次升温、保温时间≤800分钟。所述步骤蒸煮中，为提高甲纤、抑泡、消炮，并降低黑液COD和色度，按浆料绝干重量的0.1-3.0％加入重庆长寿造纸助剂厂生产的MA-1助剂。所述的MA-1助剂是一种阴离子表面活性剂，可自动生物降解。
本发明所述的一种复合纤维素粘胶短纤维的制备方法包括如下工艺步骤：混粕、浸渍、压榨、粉碎、黄化、溶解、过滤、熟成、脱泡、纺丝、切断、精炼、烘干和成品。
本发明所述的浸渍、压榨、粉碎、老成工序是指：所述的浸渍、压榨、粉碎、老成工序是指：复合纤维素浆粕在20～55℃的温度条件下浸渍在浓度为200～250g/L的碱液中，再经压榨机压榨、粉碎后，达到碱纤中甲纤含量为26～33％，碱含量为15～18％。
本发明所述的黄化工序采用的黄化方式有干法黄化，湿法黄化和干、湿法黄化。在黄化后加入改善粘胶过滤性能和可纺性能的VIF-51/41变性剂，有效改善复合纤维素粘胶的过滤性能和可纺性能。
本发明所述的纺丝、切断是采用单面或双面短纤纺丝机纺丝，再经塑化牵伸后切断。纺丝工序所采用的复合纤维素制得的粘胶包含如下特征：α-cell(甲纤维素)含量为：7.8～9.2％；NaOH含量为：5.80-6.50％；粘度(落球法)为：28～45秒；熟成度(10％NH4Cl值)：8.0～12.0ml。
纺丝工序所采用的酸浴包含如下特征：H2SO4含量为：100～150g/l；ZnSO4含量为：10-15g/l；Na2SO4含量为：260～340g/l；酸浴温度为：50～55℃。
本发明所述的精练工序是指：短纤维以棉层状在金属网上或在栅条上连续向前移动，各种处理液(包括水洗液、脱硫液、酸洗液、油剂)从淋洗盘流出，对纤维进行洗涤。
本发明由于是直接采用天然棉、竹材等原料混合制成复合纤维素新型浆粕为原料，拓展了粘胶纤维的原料来源。经纺丝制得复合纤维色泽亮丽，染色性能好，吸
湿放湿性、透气性更是优于各种合成纤维，是一种纯天然绿色环保产品。
具体实施方式：
实施例1
1.5D×35mm棉型有光复合纤维素粘胶短纤维的生产：
原料：以天然棉、竹原料混合制成复合纤维素新型浆粕，其中：棉、竹原料的配比为：80％∶20％。
浸渍工艺：
碱液温度：45℃
碱液浓度：240g/l
浸渍时间：80分钟
碱纤组成：α-cell含量：30％
NaOH含量：16.5％
VIF-64加入量：1.0％(对α-cell)
黄化工艺：
CS2加入量：32％(对α-cell)
黄化温度：28℃
黄化时间：50分钟
溶解温度：8℃
VIF-51/41加入量：1.5％(对α-cell)
纺前粘胶：
α-cell含量：8.50％
NaOH含量：6.00％
粘度(落球法)：40秒
熟成度(10％NH4Cl值)：9.5ml
纺丝工艺：
H2SO4浓度：130g/l
Na2SO4浓度：300g/l
ZnSO4浓度：12g/l
酸浴温度：50℃
成品质量符合国家人造棉质量标准。
实施例2
1.5D×35mm棉型无光复合纤维素粘胶短纤维的生产：
原料：以天然棉、竹原料混合制成复合纤维素新型浆粕，其中：棉、竹原料的配比为：80％∶20％。
浸渍工艺：
碱液温度：45℃
碱液浓度：240g/l
浸渍时间：80分钟
碱纤组成：α-cell含量：30％
NaOH含量：16.5％
VIF-64加入量：1.0％(对α-cell)
黄化工艺：
CS2加入量：32％(对α-cell)
黄化温度：28℃
黄化时间：50分钟
溶解温度：8℃
VIF-51/41加入量：1.5％(对α-cell)
纺前粘胶：
α-cell含量：8.50％
NaOH含量：6.00％
粘度(落球法)：40秒
熟成度(10％NH4Cl值)：9.5ml
Tio2加入量：1.5％(对α-cell)
纺丝工艺：
H2SO4浓度：130g/l
Na2SO4浓度：300g/l
ZnSO4浓度：12g/l
酸浴温度：50℃
成品质量符合国家人造棉质量标准。
实施例3
1.5D×35mm棉型着色复合纤维素粘胶短纤维的生产：
原料：以天然棉、竹原料混合制成复合纤维素新型浆粕，其中：棉、竹原料的配比为：80％∶20％。
浸渍工艺：
碱液温度：45℃
碱液浓度：240g/l
浸渍时间：80分钟
碱纤组成：α-cell含量：30％
NaOH含量：16.5％
VIF-64加入量：1.0％(对α-cell)
黄化工艺：
CS2加入量：32％(对α-cell)
黄化温度：28℃
黄化时间：50分钟
溶解温度：8℃
VIF-51/41加入量：1.5％(对α-cell)
纺前粘胶：
α-cell含量：8.50％
NaOH含量：6.00％
粘度(落球法)：40秒
熟成度(10％NH4Cl值)：9.5ml
色浆加入量：1.5％(色浆中固形物对α-cell)
纺丝工艺：
H2SO4浓度：130g/l
Na2SO4浓度：300g/l
ZnSO4浓度：12g/l
酸浴温度：50℃
成品质量符合国家人造棉质量标准。
实施例4
1.5D×35mm棉型有光复合纤维素粘胶短纤维的生产：
原料：以天然棉、竹原料混合制成复合纤维素新型浆粕，其中：棉、竹原料的配比为：30％∶70％。
浸渍工艺：
碱液温度：40℃
碱液浓度：245g/l
浸渍时间：80分钟
碱纤组成：α-cell含量：30％
NaOH含量：16.5％
VIF-64加入量：1.0％(对α-cell)
黄化工艺：
CS2加入量：33.5％(对α-cell)
黄化温度：28℃
黄化时间：50分钟
溶解温度：8℃
VIF-51/41加入量：1.5％(对α-cell)
纺前粘胶：
α-cell含量：8.50％
NaOH含量：6.00％
粘度(落球法)：40秒
熟成度(10％NH4Cl值)：9.5ml
纺丝工艺：
H2SO4浓度：135g/l
Na2SO4浓度：300g/l
ZnSO4浓度：12g/l
酸浴温度：51℃
成品质量符合国家人造棉质量标准。
实施例5
1.5D×35mm棉型无光复合纤维素粘胶短纤维的生产：
原料：以天然棉、竹原料混合制成复合纤维素新型浆粕，其中：棉、竹原料的配比为：30％∶70％。
浸渍工艺：
碱液温度：40℃
碱液浓度：245g/l
浸渍时间：80分钟
碱纤组成：α-cell含量：30％
NaOH含量：16.5％
VIF-64加入量：1.0％(对α-cell)
黄化工艺：
CS2加入量：33.5％(对α-cell)
黄化温度：28℃
黄化时间：50分钟
溶解温度：8℃
VIF-51/41加入量：1.5％(对α-cell)
纺前粘胶：
α-cell含量：8.50％
NaOH含量：6.00％
粘度(落球法)：40秒
熟成度(10％NH4Cl值)：9.5ml
Tio2加入量：1.5％(对α-cell)
纺丝工艺：
H2SO4浓度：135g/l
Na2SO4浓度：300g/l
ZnSO4浓度：12g/l
酸浴温度：51℃
成品质量符合国家人造棉质量标准。
实施例6
1.5D×35mm棉型着色复合纤维素粘胶短纤维的生产：
原料：以天然棉、竹原料混合制成复合纤维素新型浆粕，其中：棉、竹原料的配比为：30％∶70％。
浸渍工艺：
碱液温度：40℃
碱液浓度：245g/l
浸渍时间：80分钟
碱纤组成：α-cell含量：30％
NaOH含量：16.5％
VIF-64加入量：1.0％(对α-cell)
黄化工艺：
CS2加入量：33.5％(对α-cell)
黄化温度：28℃
黄化时间：50分钟
溶解温度：8℃
VIF-51/41加入量：1.5％(对α-cell)
纺前粘胶：
α-cell含量：8.50％
NaOH含量：6.00％
粘度(落球法)：40秒
熟成度(10％NH4Cl值)：9.5ml
色浆加入量：1.5％(色浆中固形物对α-cell)
纺丝工艺：
H2SO4浓度：135g/l
Na2SO4浓度：300g/l
ZnSO4浓度：12g/l
酸浴温度：51℃
成品质量符合国家人造棉质量标准。
实施例7
3D×65mm毛型有光复合纤维素粘胶短纤维的生产：
原料：以天然棉、竹原料混合制成复合纤维素新型浆粕，其中：棉、竹原料的配比为：80％∶20％。
浸渍工艺：
碱液温度：45℃
碱液浓度：240g/l
浸渍时间：80分钟
碱纤组成：α-cell含量：30％
NaOH含量：16.5％
VIF-64加入量：1.0％(对α-cell)
黄化工艺：
CS2加入量：32％(对α-cell)
黄化温度：28℃
黄化时间：50分钟
溶解温度：8℃
VIF-51/41加入量：1.5％(对α-cell)
纺前粘胶：
α-cell含量：8.50％
NaOH含量：6.00％
粘度(落球法)：40秒
熟成度(10％NH4Cl值)：9.5ml
纺丝工艺：
H2SO4浓度：130g/l
Na2SO4浓度：300g/l
ZnSO4浓度：12g/l
酸浴温度：50℃
成品质量符合国家人造毛质量标准。
实施例8
3D×65mm毛型无光复合纤维素粘胶短纤维的生产：
原料：以天然棉、竹原料混合制成复合纤维素新型浆粕，其中：棉、竹原料的配比为：80％∶20％。
浸渍工艺：
碱液温度：45℃
碱液浓度：240g/l
浸渍时间：80分钟
碱纤组成：α-cell含量：30％
NaOH含量：16.5％
VIF-64加入量：1.0％(对α-cell)
黄化工艺：
CS2加入量：32％(对α-cell)
黄化温度：28℃
黄化时间：50分钟
溶解温度：8℃
VIF-51/41加入量：1.5％(对α-cell)
纺前粘胶：
α-cell含量：8.50％
NaOH含量：6.00％
粘度(落球法)：40秒
熟成度(10％NH4Cl值)：9.5ml
Tio2加入量：1.5％(对α-cell)
纺丝工艺：
H2SO4浓度：130g/l
Na2SO4浓度：300g/l
ZnSO4浓度：12g/l
酸浴温度：50℃
成品质量符合国家人造毛质量标准。
实施例9
3D×65mm毛型着色复合纤维素粘胶短纤维的生产：
原料：以天然棉、竹原料混合制成复合纤维素新型浆粕，其中：棉、竹原料的配比为：80％∶20％。
浸渍工艺：
碱液温度：45℃
碱液浓度：240g/l
浸渍时间：80分钟
碱纤组成：α-cell含量：30％
NaOH含量：16.5％
VIF-64加入量：1.0％(对α-cell)
黄化工艺：
CS2加入量：32％(对α-cell)
黄化温度：28℃
黄化时间：50分钟
溶解温度：8℃
VIF-51/41加入量：1.5％(对α-cell)
纺前粘胶：
α-cell含量：8.50％
NaOH含量：6.00％
粘度(落球法)：40秒
熟成度(10％NH4Cl值)：9.5ml
色浆加入量：1.5％(色浆中固形物对α-cell)
纺丝工艺：
H2SO4浓度：130g/l
Na2SO4浓度：300g/l
ZnSO4浓度：12g/l
酸浴温度：50℃
成品质量符合国家人造毛质量标准。
实施例10
3D×65mm毛型有光复合纤维素粘胶短纤维的生产：
原料：以天然棉、竹原料混合制成复合纤维素新型浆粕，其中：棉、竹原料的配比为：30％∶70％。
浸渍工艺：
碱液温度：40℃
碱液浓度：245g/l
浸渍时间：80分钟
碱纤组成：α-cell含量：30％
NaOH含量：16.5％
VIF-64加入量：1.0％(对α-cell)
黄化工艺：
CS2加入量：33.5％(对α-cell)
黄化温度：28℃
黄化时间：50分钟
溶解温度：8℃
VIF-51/41加入量：1.5％(对α-cell)
纺前粘胶：
α-cell含量：8.50％
NaOH含量：6.00％
粘度(落球法)：40秒
熟成度(10％NH4Cl值)：9.5ml
纺丝工艺：
H2SO4浓度：135g/l
Na2SO4浓度：300g/l
ZnSO4浓度：12g/l
酸浴温度：51℃
成品质量符合国家人造毛质量标准。
实施例11
3D×65mm毛型无光复合纤维素粘胶短纤维的生产：
原料：以天然棉、竹原料混合制成复合纤维素新型浆粕，其中：棉、竹原料的配比为：30％∶70％。
浸渍工艺：
碱液温度：40℃
碱液浓度：245g/l
浸渍时间：80分钟
碱纤组成：α-cell含量：30％
NaOH含量：16.5％
VIF-64加入量：1.0％(对α-cell)
黄化工艺：
CS2加入量：33.5％(对α-cell)
黄化温度：28℃
黄化时间：50分钟
溶解温度：8℃
VIF-51/41加入量：1.5％(对α-cell)
纺前粘胶：
α-cell含量：8.50％
NaOH含量：6.00％
粘度(落球法)：40秒
熟成度(10％NH4Cl值)：9.5ml
Tio2加入量：1.5％(对α-cell)
纺丝工艺：
H2SO4浓度：135g/l
Na2SO4浓度：300g/l
ZnSO4浓度：12g/l
酸浴温度：51℃
成品质量符合国家人造毛质量标准。
实施例12
3D×65mm毛型着色复合纤维素粘胶短纤维的生产：
原料：以天然棉、竹原料混合制成复合纤维素新型浆粕，其中：棉、竹原料的配比为：30％∶70％。
浸渍工艺：
碱液温度：40℃
碱液浓度：245g/l
浸渍时间：80分钟
碱纤组成：α-cell含量：30％
NaOH含量：16.5％
VIF-64加入量：1.0％(对α-cell)
黄化工艺：
CS2加入量：33.5％(对α-cell)
黄化温度：28℃
黄化时间：50分钟
溶解温度：8℃
VIF-51/41加入量：1.5％(对α-cell)
纺前粘胶：
α-cell含量：8.50％
NaOH含量：6.00％
粘度(落球法)：40秒
熟成度(10％NH4Cl值)：9.5ml
色浆加入量：1.5％(色浆中固形物对α-cell)
纺丝工艺：
H2SO4浓度：135g/l
Na2SO4浓度：300g/l
ZnSO4浓度：12g/l
酸浴温度：51℃
成品质量符合国家人造毛质量标准。
Claims (2)
1.一种棉、竹复合纤维素粘胶短纤维，其特征在于：原料浆粕是通过先混合棉纤维和竹纤维原料然后制造浆粕来获得，其中各组分的重量百分比为：棉纤维1％～99％，竹纤维1％～99％，所得到的浆粕具有以下物理性质：灰份≤0.25％，水分10.0±0.5％，铁含量≤40ppm，脂肪蜡质≤0.25％，含氯物质≤0.25％，果胶质多缩戊糖≤0.25％，木质素≤0.25％，甲种纤维素≥85％，粘度≥8.0mpa.s，白度≥60％，定积重量120-1020g/m2，吸碱值200-970％；膨润度80-300％；纺丝工序中制得的粘胶包含如下特征：甲种纤维素含量为：7.8-9.2％；NaOH重量百分比含量为：5.80-6.50％；粘度为：28--45秒；熟成度：8.0-12.0ml；所得到复合纤维素粘胶短纤维具有以下物理性质：干断裂强度：≥1.9CN/dtex；湿断裂强度：≥1.0CN/dtex干断裂伸长率：≥16％；纤度偏差率：≤7％；倍长率：≤0.25％；残硫量：≤20mg/100g纤维；所得到复合纤维素粘胶短纤维的规格如下：单丝规格：(1～8D)×(28～150mm)；品种：有光、无光及着色短纤维；纤维横截面形状：圆盘锯齿状、扁平状及其它异形截面。
2.根据权利要求1所述的一种棉、竹复合纤维素粘胶短纤维，其特征在于：所述原料浆粕的制造方法包括如下步骤：
A、调料：将棉、竹纤维原料按照任意配比进行备料，混合；
B、蒸煮：棉、竹采用苛性钠法、硫酸盐法或亚硫酸盐法蒸煮，按绝干重量的5.0～35.0％加入NaOH、Na2S、Na2SO3、H2SO3中的一种或几种，液比为1∶1.0-9.5，蒸煮先抽真空，升温次数≥1次，小放汽次数≥0次；
C、洗料；D、洗涤；
E、打浆疏解：采用打浆机或疏解机进行打浆或疏解，湿重5-50克；
F、除杂洗涤；
G、预酸：用酸量为浆料绝干重量的0.2-10.0％，所用酸浓度1.0-15.0％，预酸时间≥5min；
H、预氯：用氯量为浆料绝干重量的0.2-15.0％，所用氯浓度0.2-10.0％，预氯时间≥15min；
I、漂白：漂白后浆料的粘度为8-35mpa.s，甲种纤维素≥80.0％，白度≥60％；
J、酸处理：硫酸或盐酸按浆料绝干重量加入0.2-10.0％，六偏磷酸钠按浆料绝干重量加入0.1-8.0％，处理时间≥30min；L、除杂洗涤；M、抄造；
所述蒸煮工序前按绝干重量的0.3-10％加入NaOH，液比为1∶1.0～9.5对原料进行预煮；所述洗涤工序前加入一定量浓度为5％-30％的NaOH进行碱析；
其中：所述蒸煮步骤中，蒸煮先抽真空，升温次数≥1次，小放汽次数≥0次，每次升温最高温度≤200℃，每次升温、保温时间≤800分钟。
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