CN101024907A - 高湿模量粘胶纤维及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高湿模量粘胶纤维，其干强3.5～6.0cN/dtex、湿态弹性模量为0.35～0.60cN/dtex、湿强为2.0～4.5cN/dtex，是采用聚合度为500～1200、α－纤维素含量≥95％的纤维素浆粕经过浸渍碱化、压榨、老成、黄化、溶解、湿纺成型和欠伸等步骤后制备而成的。该纤维具有较高的强度、湿模量和较好的勾强性能以及较低脆断性，采用其制成的织物具有强度高、耐多次变形性、耐碱性等特点。

Description

高湿模量粘胶纤维及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种纺织纤维，尤其是涉及一种高湿模量的粘胶纤维以及制备该高湿模量粘胶纤维的方法。

背景技术

粘胶纤维是目前人们应用非常广泛的一种纺织纤维，普通粘胶纤维具有优良的服用性能和广泛的使用范围，但是其存在湿态时剧烈溶涨，使湿态强度和模量低，织物易变形，尺寸稳定性差等特点；同时普通的粘胶纤维不耐碱，不能经受改善织物外观的丝光化处理，染色时只能采用松式染色，使染色过程难以连续进行，这在一定程度上影响了人们对粘胶纤维的使用。为了克服上述缺点，人们开发了波里诺西克(Polynosic)纤维，该纤维的特点是湿强和湿模量均比较高，但是波里诺西克(Polynosic)纤维的勾强较低，脆性较大，易形成原纤化结构，并且其制备工艺也较复杂，使其产品应用受到一定的限制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供了一种具有较高强度和湿模量、以及具有较好的勾强性能和较低脆性的高湿模量粘胶纤维。

本发明还提供了一种的制备高湿模量粘胶纤维的制备方法。

本高湿模量粘胶纤维的干强3.5～6.0cN/dtex、湿态弹性模量为0.35～0.60cN/dtex、湿强为2.0～4.5cN/dtex，其是采用聚合度为500～1200、α-纤维素含量≥95％的纤维素浆粕经过浸渍碱化、压榨、老成、黄化、溶解、湿纺成型、欠伸、精练、烘干等工序后制备而成的。为了提高本高湿模量粘胶纤维和湿模，纤维素浆粕可以采用棉浆粕、木浆粕、竹浆粕或蔗浆粕中的一种或二种以上的组合，并且纤维素浆粕采用聚合度为500～1200、α-纤维素含量≥95％。本高湿模量粘胶纤维具有较高的干湿态强度和湿模量、同时又具有较好的勾强性能和较低脆性，织物不易变形，其应用性能好。

在制备该高湿模量粘胶纤维时，采用纤维素浆粕，如可以采用棉浆粕、木浆粕、竹浆粕和蔗浆粕中的一种或一种以上的组合，并且纤维素浆粕的聚合度为500～1200、α-纤维素含量≥95％，纤维素浆粕经200～300g/l的NaOH溶液浸渍碱化0.4～4小时，浸渍液中半纤维素含量不超过5％，并且浸渍液中应不含铁、铜、锰等金属，以免对纤维素造成污沾，并压榨粉碎后制成含α-纤维素26.5～33.5％，NaOH13～20％的碱纤维素，以便于后续生产工序的生产，然后在20～45℃下老成0.3～16小时，控制碱纤维素含α-纤维素25～35％、NaOH13～25％，再与相对α-纤维素重量的35～65％的CS₂黄化反应2～6小时生成纤维素黄酸酯，并进行溶解等处理制备纤维素黄酸酯纺丝原液，使α-纤维素4.5～10.0％，NaOH4.5～10.0％，粘度落球法50～300s，熟成度10％NH₄CI值8.0～38ml，酯化度为35～65，并可控制碱纤比为0.9～1.2；采用低凝固浴温度、低酸、低硫酸钠和高锌工艺的湿纺成型，即经喷孔压入硫酸45～105g/l、硫酸锌25～90g/l、硫酸钠90～290g/l、浴温度20～45℃的凝固浴纺丝后再经过欠伸、切断、各种浴液精练、烘干等工序后制成的干强3.5～6.0cN/dtex，湿态弹性模量为0.35～0.60cN/dtex，湿强为2.0～4.5cN/dtex的成品粘胶纤维。并且可以在生产中根据生产条件和生产环境的需要选择合理工艺参数或进行适当调整，这些均是本领域内的技术人员所应知的技术。

在纤维素浆粕浸渍碱化时可以加入相对纤维素重量0.1～0.3％的渗透剂聚乙二醇烷基胺，以提高纤维素浆粕的浸渍效果，而在纤维素黄酸酯的溶解过程中加入相对α-纤维素重量的0.3～5.8％的变性剂聚氧乙烯脂肪胺，以提高纤维素黄酸酯高酯化度、熟成度；并且在进行欠伸时可以采用喷头欠伸、盘间欠伸、三浴欠伸、四浴欠伸以及回缩中的一种或一种以上的组合的方式，并根据生产的需要控制总欠伸比50～600％，以增加纤维皮层的厚度，提高纤维外缘的圆整度，提高纤维的侧序和增大晶区的尺寸，并且可控制凝固浴中浸没长度不低于60cm，浸没时间在0.25～1.5s，使纺丝后纤维素黄酸酯凝固再生为纤维素纤维，当然也可以根据生产的需要对其进行适当的调整，这样制得的高湿模量粘胶纤维，在湿态下织物不易变形，尺寸稳定性好并且耐碱好，使纤维具有较好的勾强和较低的脆性等特点，喷孔可以采用圆形、方形、三角形、Y形，喷丝板可以采用圆环形、方形、三角形、Y形等异性喷丝板，孔径采用25～75μm，为了提高成品的质量和设备的使用状况，设有喷孔的喷丝板材质采用钽质镀膜或黄铂金或玻璃制成，根据实际的生产情况，选择合理的欠伸组合、喷孔，以及使用的渗透剂和变性剂，这是本领域内的技术人员所应知的技术。

为了能够提高成品的质量，在进行精炼脱硫处理时可以采用浓度为1～25g/l碱液，在温度50～95℃条件下进行，也可以采用采用浓度为5～35g/l亚硫酸钠溶液，在温度为50～95℃进行。而在进行精炼漂白时则采用浓度0.1～5.5g/l双氧水，在温度35～65℃条件下进行，也可以采用浓度0.1～3.5g/l次氯酸钠溶液，在温度35～55℃条件下进行。根据生产条件和生产环境的需要选择合理的脱硫和漂白工艺，并对其各工艺参数进行调整，这是本领域内的技术人员所熟知的常识。

本发明中所用的各种原材料均为当前粘胶纤维生产中所常用的原材料，均可从市场中购买得到，而使用的各种设备如浸渍时所用浸渍桶，压榨时所用压榨机、老成用老成鼓、黄化用黄化机、纺丝用纺丝机、烘干用烘干机、切断时用切断机、精炼机等均是当前粘胶纤维生产中所常用的设备，也并无特别之处。

采用本发明的制备方法制备高湿模量粘胶纤维，不仅简单易操作，并且生产的高湿模量粘胶纤维克服了普通粘胶纤维湿态下织物易变形，尺寸稳定性差及不耐碱的缺点，相对于波里诺西克(Polynosic)纤维的勾强差，脆性大等缺点有了较大的改善，并且其性质与棉纤维相似，与粗梳棉混纺可替代精梳棉，与棉混纺可进行丝光化处理，采用其制成的织物具有强度高、耐多次变形性、耐碱等优点。

具体实施方式

实施例1

采用聚合度800、α-纤维素含量96.5％棉浆粕，在240g/l的NaOH溶液浸渍碱化0.4小时，浸渍时加入相对α-纤维素量0.1％的聚乙二醇烷基胺，并使浸渍所用溶液中半纤维素含量不超过3％，生成碱纤维素，经压榨粉碎后在35℃下老成8小时，得到含α-纤维素29％、含碱18％的碱纤维素，采用相对α-纤维素量35％CS₂反应2小时生成纤维素黄酸酯，将纤维素黄酸酯溶解处理并在溶解过程中加入相对α-纤维素量2.5％的聚氧乙烯脂肪胺，制得α-纤维素9.8％，NaOH5.9％，粘度(落球法)65s，熟成度(10％NH₄CI值)18ml，粘胶酯化度为35的高酯化度、高熟成度的纤维素黄酸酯纺丝原液，纺丝采用湿法成型，将纺丝原液经喷孔为圆形、材质为钽质镀膜，孔径50μm喷丝头压入硫酸95g/l、硫酸锌35g/l、硫酸钠200g/l组成，浴温度25℃的凝固浴中，然后经喷头欠伸、盘间欠伸、三浴欠伸、四浴欠伸及回缩，总欠伸比为318％，并将制得纤维经切断机、洗涤、精练处理，精练脱硫采用NaOH，其浓度22g/l，温度50℃，而精炼漂白采用双氧水，其浓度0.26g/l，温度50℃，之后烘干干燥得到成品高湿模量粘胶纤维，所得高湿模量粘胶纤维的物理机械性能干强在4.1cN/dtex，湿态弹性模量为0.52cN/dtex，湿强为2.95cN/dtex。

实施例2

工序步骤同实施例1，只是在精练处理过程中，采用次氯酸钠漂白，其浓度0.1g/l，温度55℃，烘干干燥得到成品高湿模量粘胶纤维，所得高湿模量粘胶纤维的干强在3.8cN/dtex，湿态弹性模量为0.46cN/dtex，湿强为2.35cN/dtex。

实施例3

采用聚合度500、α-纤维素含量≥95.7％木浆粕，在200g/l的NaOH溶液浸渍碱化0.6小时，浸渍时加入相对α-纤维素量0.16％的聚乙二醇烷基胺，并使浸渍所用溶液中半纤维素含量不超过3.9％，生成碱纤维素，经压榨粉碎后在40℃下老成0.3小时，得到含α-纤维素34.2％、含NaOH18.3％的碱纤维素，加入相对α-纤维素量44％的CS₂反应2.5小时生成纤维素黄酸酯，将纤维素黄酸酯溶解处理并在溶解过程中加入相对α-纤维素量1.2％的聚氧乙烯脂肪胺，得到含α-纤维素4.8％，NaOH4.5％，粘度(落球法)65s，熟成度(10％NH₄CI值)35ml，粘胶酯化度为46的高酯化度、高熟成度的纤维素黄酸酯纺丝原液。采用湿法成型，将纺丝原液经喷孔为Y形、材质为钽质镀膜，孔径40μm喷丝头压入由硫酸50g/l、硫酸锌90g/l、硫酸钠180g/l组成，浴温度45℃的凝固浴中，然后经喷头欠伸、盘间欠伸、三浴欠伸、四浴欠伸及回缩，总欠伸比为300％，并将制得纤维经切断机、洗涤、精练处理，其中脱硫采用NaOH，其浓度3g/l，温度95℃，精炼漂白采用双氧水，其浓度0.10g/l，温度65℃，烘干干燥得到成品高湿模量粘胶纤维，得到高湿模量粘胶纤维干强3.5cN/dtex，湿态弹性模量为0.55cN/dtex，湿强为2.05cN/dtex。

实施例4

采用聚合度750、α-纤维素含量96％竹浆粕，在260g/l的NaOH溶液浸渍碱化0.8小时，浸渍时加入相对α-纤维素量0.3％的聚乙二醇烷基胺，浸渍所用碱液中半纤维素含量不超过1.5％，生成碱纤维素，经压榨后在45℃下老成12小时得到含α-纤维素28％、含碱13％的碱纤维素，加入相对α-纤维素量40％CS₂反应6小时生成纤维素黄酸酯，将纤维素黄酸酯溶解处理并在溶解过程中加入相对α-纤维素量5％的聚氧乙烯脂肪胺，得到α纤维素8.7％，NaOH5.6％，粘度(落球法)95s，熟成度(10％NH₄CI值)33ml，粘胶酯化度为55的高酯化度、高熟成度的纤维素黄酸酯纺丝原液，将纺丝原液经喷孔为圆形、材质为钽质镀膜，孔径75μm喷丝头压入硫酸90g/l、硫酸锌45g/l、硫酸钠270g/l组成，浴温度29℃的凝固浴中，然后经喷头欠伸、盘间欠伸、二浴欠伸及回缩，总欠伸比为298％。并将制得纤维经切断机、洗涤、精练处理，其中精练脱硫采用亚硫酸钠，其浓度20g/l，温度80℃，漂白采用次氯酸钠，其浓度0.18g/l，温度50℃，之后烘干干燥得到成品高湿模量粘胶纤维，所得高湿模量粘胶纤维的干强在4.2cN/dtex，湿态弹性模量为0.49cN/dtex，湿强为3.0cN/dtex。

实施例5

采用聚合度900、α-纤维素含量95.5％的蔗浆粕和聚合度1200、a-纤维素含量96.5％棉浆粕混合，在300g/l的NaOH溶液浸渍碱化4小时生成碱纤维素，浸渍时加入相对α-纤维素量0.3％的聚乙二醇烷基胺，经压榨粉碎后在20℃下老成16小时，得到含α-纤维素25.1％、含碱24.9％的碱纤维素，与相对α-纤维素量65％CS₂反应2小时生成纤维素黄酸酯，将纤维素黄酸酯溶解处理并在溶解得到α纤维素8.6％，NaOH9.8％，粘度(落球法)125s，熟成度(10％NH₄CI值)38ml，粘胶酯化度为65的高酯化度、高熟成度的纤维素黄酸酯纺丝原液，将纺丝原液经喷孔为三角形、材质为钽质镀膜，孔径25μm喷丝头压入由硫酸105g/l、硫酸锌25g/l、硫酸钠90g/l组成，浴温度45℃的凝固浴中，然后经喷头欠伸、盘间欠伸、二浴欠伸及回缩，总欠伸比为50％。并将制得纤维经切断机、洗涤、精练处理，其中精练脱硫采用亚硫酸钠，其浓度35g/l，温度50℃，漂白采用次氯酸钠，其浓度3.5g/l，温度35℃，之后烘干干燥得到成品高湿模量粘胶纤维，所得高湿模量粘胶纤维的干强3.6cN/dtex，湿态弹性模量为0.45cN/dtex，湿强为2.02cN/dtex。

实施例6

工序步骤同实施例1，只是在精练处理过程中，脱硫采用亚硫酸钠，其浓度5g/l，温度95℃，采用双氧水漂白，其浓度5.3g/l，温度35℃，烘干干燥得到成品高湿模量粘胶纤维，所得高湿模量粘胶纤维的干强在3.5cN/dtex，湿态弹性模量为0.35cN/dtex，湿强为2.05cN/dtex。

Claims (10)

1、一种高湿模量粘胶纤维，其特征在于其是采用聚合度为500～1200、α-纤维素含量≥95％的纤维素浆粕经过浸渍碱化、压榨、老成、黄化、溶解、湿纺成型和欠伸等步骤后制备而成的干强3.5～6.0cN/dtex、湿态弹性模量为0.35～0.60cN/dtex、湿强为2.0～4.5cN/dtex的粘胶纤维。

2、如权利要求1所述的一种高湿模量粘胶纤维，其特征在于所述纤维素浆粕为棉浆粕、木浆粕、竹浆粕和蔗浆粕中的一种或一种以上的组合。

3、制备如权利要求1所述的一种高湿模量粘胶纤维方法，其特征在于采用聚合度为500～1200、α-纤维素含量≥95％的纤维素浆粕经200～300g/l的NaOH溶液浸渍碱化0.4～4小时并压榨，在20～45℃下老成0.3～16小时得到含α-纤维素25～35％、NaOH13～25％的碱纤维素，将碱纤维素与相对α-纤维素重量35～65％的CS₂黄化反应2～6小时生成纤维素黄酸酯，并溶解至α-纤维素4.5～10.0％，NaOH4.5～10.0％，熟成度10％NH₄CI值8.0～38ml，酯化度为35～65；采用湿纺成型，经喷孔压入硫酸45～105g/l、硫酸锌25～90g/l、硫酸钠90～290g/l、浴温度20～45℃的凝固浴纺丝后再经过欠伸、精练等工序后制成纤维。

4、如权利要求3所述的制备一种高湿模量粘胶纤维方法，其特征在于：

纤维素浆粕浸渍碱化时加入相对α-纤维素重量0.1～0.3％的渗透剂聚乙二醇烷基胺，纤维素黄酸酯的溶解过程中加入相对α-纤维素重量的0.3～5.8％的变性剂聚氧乙烯脂肪胺。

5、如权利要求3所述的制备一种高湿模量粘胶纤维方法，其特征在于：所述欠伸包括喷头欠伸、盘间欠伸、三浴欠伸、四浴欠伸以及回缩中的一种或一种以上的组合，总欠伸比为50～600％。

6、如权利要求3所述的制备一种高湿模量粘胶纤维方法，其特征在于喷孔为圆形、方形、三角形、Y形，喷孔孔径25～75μm，设有喷孔的喷丝板材质为钽质镀膜或黄铂金或玻璃制成。

7、如权利要求3、4、5或6所述的制备一种高湿模量粘胶纤维方法，其特征在于精炼脱硫采用NaOH浓度为1～25g/l，温度50～95℃。

8、如权利要求3、4、5或6所述的制备一种高湿模量粘胶纤维方法，其特征在于精炼脱硫采用亚硫酸钠浓度为5～35g/l，温度为50～95℃。

9、如权利要求3、4、5或6所述的制备一种高湿模量粘胶纤维方法，其特征在于精炼漂白采用双氧水浓度0.1～5.5g/l，温度35～65℃。

10、如权利要求3、4、5或6所述的制备一种高湿模量粘胶纤维方法，其特征在于精炼漂白采用次氯酸钠浓度0.1～3.5g/l，温度35～55℃。