一種半消光高強度粘膠纖維及其制備方法和應用
【技術領域】
[0001] 本發明涉及粘膠纖維技術領域，特別涉及一種半消光高強度粘膠纖維及其制備方 法和應用。
【背景技術】
[0002] 紡織纖維原料主要分為以棉、麻等為代表的天然纖維原料，以滌綸、腈綸等為代表 的石油基纖維原料，以及以天然纖維素材料為原料再生而成的天絲、銅氨纖維、粘膠纖維等 生物基纖維原料。棉纖維因其舒適、柔軟、透氣、貼身等品質而獲盛譽，在整個紡織纖維市場 中占約36%的市場份額，然而普通棉纖維因其需要大量的水資源和化學物質，過度吸收土 壤中的營養成分，以及全世界各國為保證全球人口糧食供應而減少棉花種植土壤面積等原 因使得棉花的種植受到限制，棉纖維原料緊缺，不能滿足人們生活水平日益增長的需要。粘 膠短纖屬天然纖維素再生纖維，它不但擁有棉纖維的特性，且擁有棉纖維不具備的蠶絲的 部分優點；吸濕量則高達13~15%，比棉纖維高出6~7%，穿著更加舒適；染色靚麗性更優 于棉纖維；手感柔軟、豐滿、滑爽，具有優良的懸垂性和蠶絲般的光澤；通過人為加工又可 賦予新性能，在光澤、色譜、功能及所需的纖度等方面超過了天然纖維。粘膠短纖因其天然 屬性，其制品的廢舊棄物可自然降解，是一種性能優良的環保型纖維；此外，粘膠短纖的不 起靜電、吸濕透氣性、穿著舒適性等天然棉纖維屬性，對棉纖維有很強的替代性。
[0003] 粘膠纖維以天然纖維素為原料，經堿化、老化、磺化等工序制成可溶性纖維素磺酸 酯，再溶于稀堿液制成粘膠，經濕法紡絲而制成。采用不同的原料和紡絲工藝，可以分別得 到普通粘膠纖維、莫代爾纖維、差別化粘膠纖維等。普通粘膠纖維織制的織物牢度較差，縮 水率較高，彈性和耐磨性較差，穿著后易變形。與普通粘膠纖維相比，莫代爾纖維具有高 濕模量、高強度和低濕伸長率，其密度大于普通粘膠纖維，遇水體積膨脹率比普通粘膠纖 維小，縮水率低；具有較好的纖細度，可紡較細的紗；具有較高的結晶度和取向度，使得 纖維手感細膩柔軟，親膚性強，穿著舒適。也因為莫代爾纖維具有上述優點使得莫代爾纖 維的原材料，生產工藝等的成本大大的高于普通粘膠纖維；其次，莫代爾纖維形成的面料松 軟，無骨架，保形性不好，由于莫代爾纖維的原纖化傾向，一經摩擦，極易造成面料起絨，起 球，影響織物的外觀，另外，莫代爾纖維大多用在內衣的生產，產品應用受限，因此既能滿足 人們對柔軟性和舒適性需求，又能使形成的面料具有很好保形性，生產成本低的纖維產品 是很有必要的。
[0004] 一篇申請號為200910098209. 5的中國專利公開了一種莫代爾纖維制造方法，依 次通過堿化反應、老成反應、黃化反應、粘膠的溶解、粘膠的過濾、粘膠的脫泡、粘膠的熟成、 濕法紡絲、牽伸以及其它相關工藝步驟，采用甲纖含量〈95%的纖維素漿柏為原料，使用普 通粘膠短纖維生產的常用設備，采用工藝控制簡單實用的特殊工藝配方和紡絲牽伸方式， 制造出能達到國際標準的莫代爾纖維。
[0005] 基于上述情況，為促進粘膠纖維行業的持續發展，生產差別化、功能化的粘膠纖維 已成為目前行業新標。申請號為CN201010011519. 1的中國專利公開了一種高強度粘膠纖 維及其生產方法，特征在于其由細菌纖維素與粘膠紡絲溶液混合并制成粘膠纖維，其中，細 菌纖維素在粘膠纖維中的含量為P/dO%。該專利的高強度粘膠纖維的強度增加了，但是其 線密度與普通粘膠纖維基本一樣，不能更好的滿足下游產品對柔軟性的需求，且該發明采 用細菌纖維素作為原材料之一，目前，細菌纖維素主要應用于生物醫藥材料，其獲取工藝復 雜，產率低，成本較高，所以采用細菌纖維素與粘膠纖維混合作為該發明的高強纖維的原材 料，大大的增加成本，限制了大規模的工業化應用。
[0006] 專利文獻CN102296373A (-種超細高強高模粘膠纖維的生產方法，2011. 12. 28) 公開了一種結構均勻、纖維強度和模量高出常規品種50%以上的一種粘膠纖維，制得的粘 膠纖維的纖維強度為0. 44~0. 78dtex、干強彡3. lcN/dtex (厘牛/分特)、濕強彡2. IcN/ dtex、濕模量^ 0· 5cN/dtex、白度^ 82. 0%〇
[0007] 專利文獻CN1632189 (-種高白強力細旦粘膠短纖維及其生產工藝，2005. 06. 29) 公開了一種纖度細、強度高的粘膠短纖，由其加工的服裝面料較普通粘膠纖維而言具有強 度高、耐磨性強、手感細膩、抗褶皺性、耐多次變形等優點，還可用于紡織高支紗織制品。
[0008] 專利文獻CN102251301A(-種超細旦高強粘膠纖維生產工藝，2011. 11. 23)公開了 一種纖度低、強度高的粘膠纖維的制備方法，可獲得纖度為I. 11分特和強度大于2. 9 CN/ dtex的粘膠纖維。
[0009] 僅上述公開的專利文獻可以獲知，為制得差別化、功能化的粘膠纖維，現有技術均 是通過改變生產工藝的方式來實現的，其中，涉及有原材料、粘膠成型及其工藝參數的改變 等等，獲得的粘膠纖維較普通粘膠纖維均在纖度和強度上進行了適當優化，但對于日益激 烈的市場競爭來說，差別化的粘膠纖維并沒有更大限度的滿足下游新型紡織品的開發和產 業升級，尤其是同樣以天然纖維素材料為原料再生而成的天絲、莫代爾、銅氨纖維等纖維原 料的發展，使得粘膠纖維的市場占有率日趨降低。如：專利文獻CN101130885 (麻材粘膠纖 維的制備方法及制備的麻材粘膠纖維，2008. 02. 27)公開了一種利用麻材植物生產的粘膠 纖維及其制備工藝，工藝簡單，物料消耗低，而且生產的麻材粘膠纖維具有優良的白度、強 度和纖維伸長等性能，通過該工藝制備獲得的麻材粘膠纖維滿足干斷裂強度多1.820 cN/ dtex，濕斷裂強度彡1. 12 cN/dtex，干斷裂伸長率彡15. 4%，線密度偏差率±6. 00%，長度 偏差率±6.00%，超長纖維率彡1.0%，倍長纖維彡18.0mg/100g，疵點彡llmg/100g，殘硫 18.0mg/100g〇
[0010] 為此，我們需要找到一種區別于天然纖維原料和石油基纖維原料，性能又優于差 別化粘膠纖維的新型粘膠纖維，不僅能滿足人們對天然產品(如：莫代爾纖維）的要求，還能 適用于工業化的持續生產，為企業帶來較大的經濟效益，當然，這也是粘膠纖維行業能持續 發展的必然趨勢。

【發明內容】

[0011] 本發明的目的在于提供一種半消光高強度粘膠纖維，該粘膠纖維有別于傳統粘膠 纖維產品和棉纖，是通過技術創新而實現的新型纖維品種，具有區別于普通粘膠纖維和莫 代爾纖維的指標體系，其產品不僅表現出了莫代爾纖維高強、低伸的纖維特征，還表現出了 較棉纖更強的親膚性，能有效地替代現有的差別化粘膠纖維，在提高粘膠纖維下游工序加 工性能的同時，還能促進下游新型紡織品的開發和產業升級，具有良好的社會效益。
[0012] 本發明的另一目的在于提供一種半消光高強低伸粘膠纖維的制備方法，本制備方 法采用漿柏作為生產原料，通過粘膠制備、紡絲工藝和后處理后制得粘膠纖維，生產過程 中，仍保留了二次反應顯微鏡截面積，且該界面的內外層面積比例明顯區別于莫代爾纖維 和普通粘膠纖維的二次反應痕跡，確保了該產品具有高強、低伸的特點，同時還具有適當的 吸水性以及顯著的纖維親膚性。
[0013] 本發明的半消光高強度粘膠纖維產品強度高，因此可運用于緊密賽絡紡領域，如 生廣尚搶、尚支紗廣品。 為解決上述技術問題，本發明通過以下技術方案實現。
[0014] -種半消光高強度粘膠纖維，所述的粘膠纖維具有下述性能指標： 干斷裂強度彡3. 15 cN/dtex，濕斷裂強度彡I. 70cN/dtex， 濕狀態下產生5%伸長率所需的強度彡0. 6cN/dtex， 干斷裂伸長率15. 0~19. 0%，濕斷裂伸長率16. 0~21. 0%， 結晶度40~45. 0%，消光劑含量0. 1-0. 75%，徑向水膨潤度22~26%。
[0015] 進一步的，所述的半消光粘膠纖維還具有下述指標： 線密度偏差率< ±2. 0%，殘硫< 7mg/100g， 長度偏差率< ±3. 0%，超長纖維率< 0. 5%， 倍長纖維彡I. 0mg/100g，白度彡84%，疵點彡I. 0mg/100g。
[0016] 本發明還提供了一種半消光高強度粘膠纖維的制備方法，該方法是先將漿柏原料 經過浸漬、壓榨后除去堿液得到堿纖維素，然后將堿纖維素經粉碎、搓揉、降聚得到甲基纖 維素，甲基纖維素再經黃化制得纖維素磺酸酯，纖維素磺酸酯加溶劑溶解后過濾、熟成、脫 泡制得紡絲液，紡絲液加入消光劑經紡絲牽伸、精煉、烘干得本發明粘膠纖維。為了更好的 實施本發明，本發明具體說明制備方法。
[0017] -種半消光高強度粘膠纖維及其制備方法和應用，所述方法步驟如下： A、將漿柏原料浸漬于裝有燒堿溶液的浸漬桶中，攪拌混合后，配制成濃度為3-6%的漿 粥，對于原料漿柏：漿柏原料的聚合度為650~1200,優點在于：針葉漿纖維長度2~3mm， 強度高。漿柏可以采用棉漿、竹漿、木漿、麻漿中的一種或者兩種以上的組合。其中，浸漬用 堿液濃度ll〇_240g/L，溫度30-60°C，浸漬時間為50-90分鐘；由實際生產知道，在浸漬時， 如果堿液濃度過高會使得后期纖維素磺酸脂溶解度降低，導致粘膠過濾困難，堿液濃度過 低會使漿柏膨化度過高，壓榨困難；堿液溫度過高會導致纖維素降聚快，加速副反應，影響 粘膠過濾，溫度過低，漿柏膨化度高，壓榨困難。本工藝步驟控制氫氧化鈉濃度為110-240g/ L，溫度30-60°C，保證后期過濾和壓榨工藝的有效進行，采用本步驟的浸漬處理能提高甲纖 維素的含量，生產堿纖維素。
[0018] B、浸漬完成后，將浸漬桶內的漿粥通過輸送管道輸送至壓榨機進行壓榨分離得到 堿纖維素，其中壓榨倍數為2. 2-2. 8。壓榨得到的堿纖維素中甲纖的含量為29%-31%%，堿纖 堿的含量為16