CN1904156A - 阻燃粘胶短纤维及其生产工艺 - Google Patents

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CN1904156A CN 200610013000 CN200610013000A CN1904156A CN 1904156 A CN1904156 A CN 1904156A CN 200610013000 CN200610013000 CN 200610013000 CN 200610013000 A CN200610013000 A CN 200610013000A CN 1904156 A CN1904156 A CN 1904156A
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李晓明
张会平
于捍江
李江华
赵秀媛
于文彬
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Abstract

一种阻燃粘胶短纤维及其生产工艺，它的原料及重量百分比含量是：纤维素纤维66.7－76.9％，阻燃剂15－20％，水8－13％，油剂0.10－0.30％。采用喂粕、浸渍、压榨、粉碎、老成、碱纤冷却及输送、黄化、溶解、过滤、熟成、脱泡、过滤、纺前注入、纺丝、二浴、一牵伸、二牵伸、三辊集束、切断、精练(绒毛槽蒸煮、酸水洗、一水洗、脱硫、二水洗、漂白、三、四道水洗及PH值调控、油浴)、烘干(湿开松、湿毛风送、A段烘干、中开松、B段烘干、干毛风送)、精开松、打包工艺。制得的产品无毒环保、不自燃、不阴燃、火源撤离立即熄灭、燃烧发烟浓度低。具有良好的可纺性，稳定永久的阻燃性能，优良的柔软服用性能。

Description

阻燃粘胶短纤维及其生产工艺
技术领域
本发明涉及一种非织造业及纺织业用原料阻燃粘胶短纤维及生产方法，特别是涉及一种非织造业及纺织业用阻燃粘胶短纤维及其生产工艺。
背景技术
普通粘胶短纤维发展至今约100年历史，其质量指标要求及检验方法见GB/T14463-1993《粘胶短纤维》标准，不具阻燃性，只能用于传统普通纺织业。阻燃纤维一般用于特种作业环境、及家居物品领域，作为服装、装饰、工业用布等。主要分为两大类，一类为永久阻燃纤维，目前较多为永久阻燃聚酯纤维，虽阻燃性能好，但其较大的热收缩作为特种防护服面料造成了二次烧伤，且吸湿、透气等服用性能较差。另一类为表面整理粘附法阻燃纤维(或织物)，不耐多次水洗、日晒，经长期使用，表面阻燃成分脱落失效，阻燃性能达不到设计要求，极可能对生命财产带来威胁。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，一是提供一种以纤维素纤维为主要原料，具阻燃性、白度本白，易染色、洁净度高、PH值中性、有一定卷曲、无毒环保，其它指标符合国标三等品标准，卫生环保的阻燃胶短纤维。二是提供一种工艺流程简单，科学合理，生产精度高的阻燃胶短纤维的生产工艺，来克服背景技术中的诸多不足。
实现上述发明目的的技术方案是：一种阻燃胶短纤维，该产品的原料及重量百分比含量是：纤维素纤维66.7-76.9％，阻燃剂15-20％，水8-13％，油剂0.10-0.30％。
一种制造阻燃粘胶短纤维的生产工艺。
它包括下列主要步骤：
a、浸渍：将原料放入浸渍桶，采用二次浸渍工艺。
一道浸渍液温度：52-55℃，时间：31-33分钟，浸渍液碱的浓度：228-232g/L，V-388用量：占甲纤含量的0.05-0.06％；
二道浸渍液温度：48-51℃，时间：8-10分钟，浸渍液碱的浓度：175-180g/L；
b、压榨：将原料用压榨机压榨粉碎，定积重130-140克/升；
c、老成：将粉碎后的原料老成，出口温度46-50℃，老成出口铜粘为48-53mp；
d、、黄化：二硫化碳对甲纤加入量为32-34％，黄化时间为32-36分钟，温度17-34.0℃；
e、纺前注入
阻燃剂：浓度210-230g/L，用量：甲纤的15-20％；
f、纺丝
酸浴：硫酸浓度：110-115g/L，硫酸钠浓度：345-355g/L，硫酸锌浓度：10.5-11.5g/L，酸浴温度：48-50℃，酸浴落差：≤6g/L，酸浴时间为2.2-3.0秒；
二浴：温度70-90℃，硫酸浓度：50-60g/L，硫酸钠浓度：110-120g/L，二浴时间为13-24秒；
g、牵伸、集束
塑化牵伸采用连续两道牵伸，第一道牵伸一次大牵伸，牵伸率为50-60％，第二道回缩牵伸，牵伸率为-1％--0.8％；
总牵伸：2.13-2.18倍，喷丝头牵伸：1.2-1.3倍；
h、切断
按产品规格要求设定参数，切断成长度范围20-120mm；
i、精练：
绒毛槽蒸煮温度99℃，水洗温度65-80℃，脱硫浴温度80-85℃，脱硫碱浓度2.0-3.0g/L，漂白次氯酸钠浓度0.5-1.0g/L，温度60℃，PH值10.0-11.0，油浴浓度4-8g/L、温度70℃、PH值6.5-7.5；精练时间：12-18分钟；
j、烘干：用烘干机烘干，烘干温度为30-120℃，烘干后，将成品精细开松，打包。
由于采用了上述技术方案，本发明以纤维素纤维为主要物质，可节省大量的棉花，与现有技术相比，它的显著优点在于，本产品与普通粘胶短纤维性能指标不同，普通粘胶短纤维按GB/T14463-1993标准，质量指标共12项，主要适用棉纺业。本产品除普通12项质量指标外，针对卫材用原料又新增外观、阻燃性等共计4个质量指标。参照国内、国际阻燃纺织品行业最新检验方法，制定该4个项目的检验方法。该检验方法在国际国内同行得到认可。本发明产品属环保型纤维，不仅具有良好的吸湿性、透气性，穿着舒适，因洁净度高、无毒、无腐蚀、酸碱中性等特性，符合直接贴身穿服的纺织品要求，适合于直接用于制造非织造物，应用于卫生领域，加工婴儿用品、交通运输非织造一次性卫生材料产品。解决了传统卫生材料易燃特性，为非织造卫材产业提供丰富的原料，为合理利用资源提供了一条新途径，促进一次性卫生用品的大规模生产发展。随着人们生活水平的不断提高，该环保型纺织原料的需求量不断增大。在国内外有良好的市场前景。
本产品无毒环保、不自燃、不阴燃、火源撤离立即熄灭、燃烧发烟浓度低。本白易染色，具有良好的可纺性。阻燃性能永久，本品织物与表面整理粘附法阻燃织物相比，具有阻燃性能稳定(耐多次水洗、碱洗、酸洗、日晒及长期使用)。织物与表面整理粘附法阻燃织物相比，柔软服用性能优良。
参照国际、国内通行标准，制定了《阻燃粘胶短纤维》产品标准，对新增4项质量指标制定检验方法，填补了国内空白。
具体实施方式
A、产品实施例
纤维素纤维是本发明的主要物质，其原料组分及重量百分比是：纤维素纤维66.7-76.9％，阻燃剂15-20％，水8.0-13.0％，油剂0.10-0.30％。
原料组分及重量百分比含量的具体实施例：
1、纤维素纤维66.7，阻燃剂20，水13.0，油剂0.30。
2、纤维素纤维76.9，阻燃剂15，水8.0，油剂0.10。
3、纤维素纤维72.0，阻燃剂18，水9.8，油剂0.20。
4、纤维素纤维69.85，阻燃剂17，水13.0，油剂0.15。
四种原料的作用是：
纤维素纤维形成产品主体。
阻燃剂，本发明选用由市场上购买的磷系列阻燃剂，它的作用是使纤维具有阻燃性能。
水，纤维自然放置自然回潮，不可能绝干，纤维产品被生产时含有一定水可抗静电。
油剂，纺织加工起润滑、抗静电作用，并使纤维具有一定摩擦，增强纤维可纺性，易于加工。
B、生产工艺实施例
本发明采用的主要设备见下表
  序号   名称   型号  国别
  1   压榨机   AB72″  奥地利Lenzing公司
  2   黄化机   SUMA27  奥地利Lenzing公司
  3   粘胶过滤机   KKF18  奥地利Lenzing公司
  4   117系统  主体奥地利Lenzing公司，后经国内改进
  5   纺丝机   SM80/800  奥地利Lenzing公司
  6   精炼机  奥地利Lenzing公司
  7   烘干机  美国PROCTOR公司
  8   11效闪蒸  德国Ebner公司
  9   4级结晶机  德国Ebner公司
本发明的工艺流程及工艺条件
工艺流程：本发明的工艺流程为：喂粕、浸渍、压榨、粉碎、老成、碱纤冷却及输送、黄化、溶解、过滤、熟成、脱泡、过滤、纺前注入、纺丝、二浴、一牵伸、二牵伸、三辊集束、切断、精练(绒毛槽蒸煮、酸水洗、一水洗、脱硫、二水洗、漂白、三、四道水洗及PH值调控、油浴)、烘干(湿开松、湿毛风送、A段烘干、中开松、B段烘干、干毛风送)、精开松、打包。
具体工艺包括下列步骤：
a、浸渍：将原料放入浸渍桶内，采用二次浸渍工艺。
一道浸渍液温度：52-55℃，时间：31-33分钟，浸渍液碱的浓度：228-232g/L，V 388用量：占甲纤含量的0.05-0.06％。V 388是北京盛乔泰克科技发展有限公司出售的原产于瑞典阿克苏诺贝尔公司的助剂，全称为BEROL VISCO 388，简称V 388。
二道浸渍液温度：48-51℃，时间：8-10分钟，浸渍液碱的浓度：175-180g/L。
b、压榨：将原料用压榨机压榨粉碎，定积重130-140克/升。
c、老成：将粉碎后的原料老成，出口温度46-50℃，老成出口铜粘为48-53mp。
d、黄化：二硫化碳对甲纤加入量为32-34％，黄化时间为32-36分钟，温度17-34.0℃。
e、纺前注入
阻燃剂：浓度210-230g/L，该阻燃剂是由市场上购买的磷系列阻燃剂，其用量：占甲纤含量的15-20％。
f、纺丝
酸浴：硫酸浓度：110-115g/L，硫酸钠浓度：345-355g/L，硫酸锌浓度：10.5-11.5g/L，酸浴温度：48-50℃，酸浴落差：≤6g/L，酸浴时间为2.2-3.0秒。
二浴：温度70-90℃，硫酸浓度：50-60g/L，硫酸钠浓度：110-120g/L，二浴时间为13-24秒。
g、牵伸、集束
塑化牵伸采用连续两道牵伸，第一道牵伸是一次大牵伸，牵伸率为50-60％，第二道回缩牵伸，牵伸率为-1％--0.8％。
总牵伸：2.13-2.18倍，喷丝头牵伸：1.2-1.3倍。
h、切断
按产品规格要求设定参数，切断成长度范围20-120mm。
i、精练：
绒毛槽蒸煮温度99℃，水洗温度65-80℃，脱硫浴温度80-85℃，脱硫碱浓度2.0-3.0g/L，漂白次氯酸钠浓度0.5-1.0g/L，温度60℃，PH值10.0-11.0，油浴浓度4-8g/L、温度70℃、PH值6.5-7.5；精练时间：12-18分钟。
j、烘干：用烘干机烘干，烘干温度为30-120℃，烘干后，将成品精细开松，打包。
                  工艺参数见下表
  工艺名称   单位   数值   控制精度
  一次浸渍液：温度浓度   ℃g/l   52-55228-232   ±1±1
  二次浸渍液：温度浓度   ℃g/l   48-51175-180   ±1±1
  V-388用量(对甲纤)   ％   0.05-0.06   ±0.005
  碱纤组成：甲纤含碱   ％％   3116   ±1±1
  老成出口铜粘   mp   48-53   ±3
  CS2加入量(对甲纤)   ％   32-34   ±0.3
  纺丝胶组成：甲纤含碱   ％％   8.95.2   ±0.1±0.1
  纺丝胶粘度   S   55   ±5
  纺丝胶熟成度   H   10-15   ±1.5
  纺速   m/min   40-55
二浴：硫酸浓度硫酸钠浓度温度循环量   g/lg/l℃cbm/h   50-60110-12070-9020-30   ±2±5±2±2
I道牵伸率   ％   55-65
II道牵伸率   ％   -1--0.8
铺毛槽蒸煮：温度酸性水循环量   ℃cbm/h   9960-80   ±0.5±2
漂白浴：NaClO浓度温度PH值循环量   g/l℃cbm/h   0.5-1.055-6010.0-11.020-30   ±0.1±2±0.5±2
脱硫浴：NaOH浓度温度循环量   g/l℃cbm/h   2-380-8540-50   ±0.5±2±2
四道水洗：温度循环量   ℃cbm/h   65-8015-30   ±2±2
油浴：油剂浓度温度PH值循环量   g/l℃cbm/h   4-865-706.5-7.515-30   ±1±1±0.5±2
烘干温度   ℃   30-120   ±1
成品包重   Kg   280   ±2
酸浴浓度：硫酸硫酸钠硫酸锌   g/lg/lg/l   115345-35510-11   ±3±5±0.5
酸浴温度   ℃   48-50   ±1
酸浴落差   g/l   ≤7
单面酸浴循环量   cbm/h   300-400   ±5
关键技术及采取措施
与普通粘胶短纤维相比，具有特殊的纺前注入工艺及特殊质量要求。阻燃粘胶纤维一般用于特种作业环境、及家居物品领域，一旦阻燃性能达不到设计要求，极可能对生命财产带来威胁，所以要求其专用原料阻燃纤维不仅常规纺织指标符合要求，最重要具有阻燃性且阻燃性稳定均一，耐多次水洗、碱洗、酸洗、日晒，从而保证阻燃性有效永久，对此我们采取了以下具体措施：
一、该产品主要应用于餐饮服务、交通运输、旅游、家居等装饰及卫生领域，因而要求无毒、卫生、环保。
a、选择性能稳定、无毒环保原料阻燃剂。
因纤维的生产及使用过程不可避免的遇到强有机溶剂二硫化碳、强碱、强酸、热水、日晒、摩擦、高温及火源，要求使用的阻燃剂必须性能稳定无毒无害，在上述环境中，与上述物质接触不溶解，附着性强，不变性、不产生有毒物质。
b、成品残硫含量要求在20mg/100g以下。
因阻燃剂的大量加入严重影响了纤维脱硫效果，本发明对重点工艺进行改进，首先调整绒毛成型槽温度从原来96℃提高到99℃以上，使纤维二硫化碳更充分蒸发。同时，增加了六台微孔酸浴过滤器，提高酸浴过滤量，使影响成品残硫的重要指标—酸浴透明度整体提高了20％左右，同时又增加15台微孔滤器对脱硫浴、酸性水、二浴全部过滤，并把脱硫循环量由1.1立方/吨丝小时提高到1.4立方/吨丝小时。将该纤维的残硫含量成功的控制在20mg/100g以下。
c、提高产品洁净度，降低杂质。
阻燃粘胶短纤维因其用途的特殊性，对成品中的黑点等杂质含量有极严格的要求。为了降低成品中的杂质含量，对原有设备进行了大量改造。在原湿喂入处加装封盖，烘干机更换新型密封条，使产品的后处理工序处于全封闭状态，杜绝了漏毛和外界对纤维的污染。新增微孔过滤器，实现了对二浴、酸性水、脱硫循环工作液的全部过滤，精练机各淋洗槽加装过滤袋，从根本杜绝了纤维中杂质的来源，使成品中的杂质含量大幅度降低，产品洁净度超过了国内的标准，基本达到了国际标准要求。
二、改善阻燃剂可纺性。
纺前注入浆料要求粒度必须1u以下接近纳米级、分散性能良好。否则加入浆料后会使纺丝成型严重不良，换头率、堵孔率过高，甚至断纺，严重影响产品产量及质量。为保证调配后阻燃剂浆料固体颗粒粒度符合要求，我公司对仅具备调配、过滤、均匀加入功能的纺前注入系统进行了大量改进。添加调配罐3个、袋式过滤器4台，2004年又新增专用研磨装置，经二次研磨加工后的浆料分散性良好，大大改善了功能纤维生产的可纺性。2005年又专门为开发阻燃纤维添加柱塞计量泵1台，大大扩大生产能力、完善设备性能，从而保证阻燃剂浆料固体颗粒粒度符合要求，根本保证了纺丝成型的顺利，使成品阻燃剂固含量能力提高到15-20％，保证了阻燃纤维良好的阻燃性。
三、提高产品强度。
该产品因阻燃剂的大量加入客观上大大降低了成品强度。本发明为提高强度，从生产工艺进行多方改进：提高纺丝胶甲纤含量从8.5％提高到8.9％；提高黄化加碳量延缓粘胶熟成以降低纺丝胶熟成度；提高纺丝胶含碱从4.8％提高到5.2％；降低纺丝浴硫酸浓度。通过上述措施，弥补阻燃剂加入对纺丝胶稀释作用，延缓纤维成型、改善纤维成型，配合提高纺丝一牵伸率、降低喷头牵伸，使纤维强度提高15％-30％，有力的弥补了阻燃剂加入后纤维强度降低的缺陷，大大改善纤维品质及可纺性。
四、该纤维白度要求上，我公司选择使用本白阻燃剂原料，来保证成品为白色，具有易染色性能。
五、参照国际、国内通行标准，制定了产品标准，对新增4项质量指标制定检验方法。
六、主要工艺参数
1、浸渍：
一次浸渍：温度53℃，时间32分钟，浸渍碱浓度220g/L，
V-388用量：甲纤的0.05％；
二次浸渍：温度50℃，时间8分钟，浸渍碱浓度180g/L；
2、老成：
出口温度：49℃，出口铜粘50mp；
3、黄化：
二硫化碳对甲纤加入量33％，黄化时间35分钟，初温17℃，终温33.5℃；
4、规格、加入量：
产品规格：1.67dtex*38mm；
阻燃剂加入量：占甲纤20％；
5、纺丝
纺速：40m/min；
酸浴：温度49℃，硫酸浓度112g/L，硫酸钠浓度345g/L，
硫酸锌浓度11g/L，酸浴落差5.5g/L；
二浴：温度85℃，硫酸浓度：55g/L，硫酸钠浓度：115g/L；
6、牵伸、集束
总牵伸：2.15倍，喷丝头牵伸：1.3倍；
7、精练：
绒毛槽蒸煮温度99℃，酸性水循环量70cbm/h；
一水洗温度80℃，循环量20cbm/h；
脱硫碱浓度2.5g/L，温度80℃，循环量40cbm/h；
二水洗温度70℃，循环量15cbm/h；
漂白次氯酸钠浓度0.8g/L，温度60℃，PH值10.5，循环量30cbm/h；三水洗温度70℃，循环量15cbm/h；
四水洗温度70℃，循环量20cbm/h；
油浴浓度5g/L、温度70℃，PH值7.0，循环量40cbm/h；
精练时间：15分钟；
8、烘干：温度30-120℃。
七、成品质量：
外观：无色差、色斑、污点、污物、异味、异物
干断裂强度：1.91CN/dtex
湿断裂强度：0.92CN/dtex
干断裂伸长率：21.4％
线密度偏差率：-0.60％
长度偏差率：1.1％
超长纤维：0.4％
倍长纤维：6.3mg/100g
残硫量：16.5mg/100g
疵点：7.2mg/100g
油污黄纤维：0mg/100g
干强变异系数：6.90％
白度：80.7％
续燃时间：1s
阴燃时间：1s
极限氧指数LOI：28.7％
含油率：0.12％
回潮率：10.87％
等级：合格品。
成品检验指标
我公司阻燃粘胶短纤维生产技术稳定，产品质量可靠。目前生产的规格1.67dtex*38mm阻燃粘胶短纤维，颜色普白，经检验产品纺织质量指标符合国标三等品以上，阻燃性能达到《GB17591阻燃机织物》II级。
阻燃粘胶短纤维可用于纯纺、混纺。纤维很小的热收缩作为特种防护服面料避免了二次烧伤，与聚酯纤维混纺后明显降低聚酯纤维二次烧伤。本产品具有永久阻燃、无毒环保、不自燃、不阴燃、火源撤离立即熄灭、燃烧发烟浓度低、本白易染色等所有阻燃纤维的优点，在国内外阻燃纺织品行业市场前景良好。国内目前因设备能力因素的及生产工艺影响，优质永久阻燃粘胶短纤维大批量生产基本属于空白。

Claims (2)

1、一种阻燃粘胶短纤维，其特征在于，它的原料及重量百分比含量是：纤维素纤维66.7-76.9％，阻燃剂15-20％，水8-13％，油剂0.10-0.30％。
2、一种制造权利要求书1所述的阻燃粘胶短纤维的生产工艺，其特征在于，它包括下列主要步骤：
a、浸渍：将原料放入浸渍桶，采用二次浸渍工艺，一次浸渍液温度：52-55℃，时间：31-33分钟，浓度：228-232g/L，V-388用量：占甲纤含量0.05-0.06％；二次浸渍液温度：48-51℃，时间：8-10分钟，浓度：175-180g/L；
b、压榨：将原料用压榨机压榨粉碎，定积重130-140克/升；
c、老成：将粉碎后的原料老成，出口温度46-50℃，出口铜粘为48.5-53mp；
d、黄化：二硫化碳对甲纤加入量为32-34％，黄化时间为32-36分钟，温度17-34.0℃；
e、纺前注入：在纺丝前将阻燃剂水分散液用计量泵、均花器均匀加入纺丝胶中，
阻燃剂分散液：浓度210-230g/L，加入量：甲纤的15-20％；
f、纺丝
酸浴：温度48-50℃，硫酸浓度110-115g/L，硫酸钠浓度345-355g/L，硫酸锌浓度10.5-11.5g/L，酸浴落差≤6g/L，酸浴时间2.2-3.0秒；
二浴：温度70-90℃，硫酸浓度50-60g/L，硫酸钠浓度110-120g/L，时间13-24秒；
g、牵伸、集束
塑化牵伸采用连续两道牵伸，第一道牵伸是一次大牵伸，牵伸率为50-60％，第二道是回缩牵伸，牵伸率为-1％-0.8％；
总牵伸：2.13-2.18倍，喷丝头牵伸：1.2-1.3倍；
h、切断
按产品规格要求切断成相应长度；
i、精练：
绒毛槽：蒸煮温度99℃，水洗温度65-80℃；
脱硫浴：温度80-85℃，脱硫碱浓度2.0-3.0g/L；
漂白浴：温度60℃，次氯酸钠浓度0.5-1.0g/L，PH值10.0-11.0；
油浴：温度70℃，浓度4-8g/L，PH值6.5-7.5；
精练时间：12-18分钟；
j、烘干：用烘干机烘干，烘干温度为30-120℃，烘干后，将成品精细开松，打包。
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