麻材粘胶纤维浆粕及功能纤维制备方法 【技术领域】
本发明涉及由植物纤维原料生产纤维，更准确地说，麻材粘胶纤维浆粕及功能纤维及其制备方法。
技术背景
目前，粘胶纤维是以木材、棉短绒等天然纤维素为原料，经过蒸煮、酸处理、漂白等一系列处理过程而制得的一种用途广泛的再生纤维素纤维。由于这种纤维及其织物具有良好的吸、放湿性，手感柔软，穿着舒适，接近天然棉性，深受广大消费者的青睐。但普通棉、木纤维存在湿强低、湿模量大、穿着易变形等特点，特别是在回归自然、绿色消费的当今，普通棉、木纤维不具有抗菌性，以天然纤维为原料的织物需求更是与日俱增，且随着木材、棉短绒等传统原料的日益短缺，生产成本急剧上升，因此，开发探索新的原料势在必行；同时从卫生、保健等角度出发，亦对纺织原料提出更多的特性要求，最突出的即在抗菌、抑菌功能要求上，现今国内外抗菌、防臭纤维及织物均为在纤维或织物生产后期，添加药剂包围于纤维表面而达到目的。但在穿着及应用过程中，随着磨损及洗涤等物理、化学作用的影响，其功能将逐渐下降以致丧失，达不到真正抗菌的目的，同时添加的药剂也会造成一定的过敏反应，从而可能影响穿着者的皮肤，使之穿着不舒适。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种利用麻材植物原料生产粘胶纤维浆粕及功能纤维及制备方法。它是采用贮量丰富、速生丰产的麻材为原料，经过特殊的工艺处理，不仅具有普通粘胶纤维的特性，而且最大限度地保留了抗菌物质，无需进行药剂处理，即可达到抑菌的功能，且对人体无任何过敏等伤害，又不怕水洗、磨损等，织物耐用，抗菌持久性长，还具有滑挺、凉爽、细腻、光滑、干湿强度高等特性，达到了其它方法不能达到的目的。
发明的另一个目地在于提供一种粘胶纤维的制备方法，该方法包括：利用常规制浆造纸方法，例如碱法，预处理—亚硫酸盐法，预处理—硫酸盐法等制得造纸纤维，然后再经酸处理、漂白等一系列处理过程制得粘胶纤维。
利用本发明的方法制得的粘胶纤维具有独特的特性如耐磨、滑挺、干湿强度高以及持久的抗菌性。申请人认为，这与所用原料有着密切的关系，可能正是由于麻材本身特有的抗菌物质使最终粘胶纤维具有独特的性能。另外，与制备工艺也不无关系。
在本发明制备方法中，首先可采用碱法、改进的预处理—亚硫酸盐法或者预处理—硫酸盐法制备造纸纤维，尤其是采用碱法制备造纸纤维，其工艺条件对于本领域普通技术人员来说可通过常规的技术手段获得，例如当采用较高温度时，压力可相降低。当采用较高用碱量时，蒸煮时间可相应减少等等。
当采用预处理—亚硫酸钠法蒸煮时，其蒸煮工艺条件优选为：
预处理：PH值：2-12；液比：1∶2-4；保温温度：120-140℃；保温时间：60-120分。
蒸煮：用碱量：以NaOH计对绝干浆量10-14％；液比：1∶4-6；亚硫酸钠用量：对绝干浆量5-8％；AQ加入量：对绝干浆0.2-0.6‰；保温温度：140-160℃；保温时间：240-360分。蒸煮质量：KMnO4值4-10；聚合度≥800DP；甲纤≥95.0％。采用预处理—硫酸盐法(钠盐基)蒸煮，其特征在于：
预处理：PH值：2-12；液比：1∶2-5；保温温度：120-160℃；保温时间：0-150分。
蒸煮：用碱量：以NaOH计对绝干浆量20-30％；液比：1∶3-6；硫化度：15-25％；第一段保温温度：140-160℃；保温时间：30-90分；
第二段保温温度：140-175℃；保温时间：30-90分。
蒸煮质量：KMnO4值4-10；聚合度≥800DP；甲纤≥95.5％。
当采用碱法蒸煮时，其特征在于：
用碱量：以NaOH计对绝干浆量20-40％；液比：1∶3-6；总升温时间：90-120分；保温温度：130-150℃；保温时间：120-300分。
蒸煮质量：KMnO4值6-10；聚合度≥750DP；甲纤≥95.0％。
当然，不管采用何种蒸煮工艺，对原料进行备料、切料、筛选、洗料等，以除去泥沙、碎屑等杂质，都是必不可少的常规步骤，而且，这对于本领域普通技术人员来说也是公知的，例如可将麻材切成长20-100毫米，例如可以用热水洗料，水温60-80℃，时间可以在10-20分钟。
蒸煮后，可以对浆料进行挤压、除砂、浓缩，以除去泥沙、铁质等杂物，并由浓缩机浓缩至工艺要求，例如具体技术条件为：挤压机进浆浓度2-5％，出浆浓度25-40％，除砂浆浓0.5-0.7％，除砂压力0.30-0.33Mpa，浓缩机出口浆浓3-4％。需要指出的是这些条件可以根据具体情况作适当调整，这对于本领域普通技术人员来说是公知的。
正如造纸领域普通技术人员知道的那样，在除砂、浓缩之后，为了确保纸浆白度，应当对其进行漂白。在本发明中，可以使用常规的漂白方法，例如采用造纸工业中常用的三段漂白，即氯化→碱精制→漂白，氯化可以在氯化塔中进行，其具体技术条件为：对绝干浆的氯化用氯量为1-4％，氯化浆浓2.0-4.0％，氯化时间40-60分钟，氯化温度为常温。当然，根据具体情况，也可以对上述条件进行改变，作出所述改变对于本领域普通技术人员来说是公知的，并且这些改变也包括在本发明的范围内。
氯化后碱精制在碱化塔中进行，具体技术条件为；浆浓5-10％，NaOH对绝干浆的用量为2-6％，精制温度为70-90℃，时间为60-100分。
漂白在漂白机中进行，具体技术条件为：漂白用氯量：对绝干浆2-5％；漂白用碱量：对绝干浆1-2％；漂白温度：35-55℃；漂白时间：60-180分；漂白质量：白度≥76％，聚合度≥550DP，甲种纤维素≥93％。
根据化纤浆的质量要求及抗菌物质特性即尽可能保留抗菌物质，在漂前进行木聚糖酶预漂，其条件为：酶用量：对绝干浆0.01-0.03％；PH值：6-9；温度：40-50℃；时间：60-90分。在漂前进行木聚糖酶预漂是获得本发明粘胶纤维必不可少的工艺条件。
另外，也可以采用其它方法，例如在漂白后进行连二亚硫酸钠补充漂白，其技术条件为：连二亚硫酸钠用量：对绝干浆0.8-1.2％；NaOH用量：对绝干浆0.4-0.6％；漂液PH值：10-12；漂白时间：40-60分。在漂后进行连二亚硫酸钠补充漂白是获得本发明粘胶纤维必不可少的工艺条件。
为制得粘胶纤维，酸处理是必不可少的步骤，也是本领域普通技术人员已知的。酸处理可以在漂白机中进行，具体技术条件为：盐酸用量对绝干浆为2-5％，时间为20-60分钟，温度为40-60℃。当然酸处理的条件可以根据具体情况作适当改变，例如所采用的酸的种类，时间和温度等等。而且这些改变也包括在本发明的范围内。
如果需要，酸处理后也可以对浆料进行除砂、浓缩，可以在除砂器中进行除砂，除砂后经浓缩机使浆液浓度浓缩至3.0-3.5％。然后在抄浆机中进行抄造，抄造具体技术条件可以为：定量500-800g/m2，水份8.5-11.5％。
之后的步骤是浸渍步骤，其可以在浸渍桶中进行，具体技术条件为：一步法：浸渍温度40-70℃，碱液浓度220-260g/L，时间大于30分钟，甲纤含量26-36％，含碱15-19％；或者也可采用两步法：第一步同上，第二步条件为：浸渍温度35-55℃烧碱浓度130-180g/L，时间大于10分钟，甲纤含量25-35％，含碱12-16％。当然本领域技术人员应当知道的是，上述条件可以适当的调整，例如适当提高温度而相应减少时间，并且这些改变也包括在本发明范围内。
老成在老成鼓中进行，具体技术条件为：温度30-60℃，时间30-90分，粘度0.005-0.007MPa.s。
黄化在黄化机中进行，具体技术条件为：二硫化碳用量为碱纤维素重量的26-45％，终了温度23-33℃，黄化时间50-150分钟。当然，本领域普通技术人员应当知道的是：上述条件可以进行适当的调整，例如适当的提高温度而相应的减少时间，并且这些改变也包括在本发明的范围之内。
然后，按照粘胶纤维常规的处理方法对浆料进行研磨并纺丝。研磨在粗、精研磨机中进行，具体技术条件为：粗磨粒度≤6毫米，精磨粒度≤10微米。
在纺丝机中的具体技术条件如下：酸浴液组成：硫酸100-150g/L，硫酸钠200-400g/L，硫酸锌5-15g/L，酸浴落差＜20g/L，温度40-60℃。
当然，本领域普通技术人员应该知道的是，上述条件可以进行适当的调整，例如适当的提高温度而相应减少时间，例如所采用的酸的种类等，并且这些改变也包括在本发明范围内。
在这之后是牵伸、后处理(精练)和干燥，这些处理步骤的的技术条件均是本领域熟练技术人员熟知的。例如在精练机中的精练条件为：一水洗温度40-50℃，碱洗温度60-70℃，碱浓度6-8g/L，二水洗温度45-55℃，三水洗温度40-50℃，上油浓度6-8g/L，上油温度为常温，双氧水漂白浓度0.05-0.15％，漂白为常温，精炼时间10-15分。另外，在二洗中还可以有酸洗，其浓度为0.6-1.8g/l，温度为常温。在干燥机中的干燥条件例如可以为：前区烘干温度80-90℃，中区烘干温度90-100℃，后区烘干温度90-95℃，烘干时间10-20分钟。
本发明粘胶纤维的性能如下：干断裂强度：≥2.00cN/dtex；湿断裂强度：≥1.10cN/dtex；干断裂伸长率：≥16.0％；线密度偏差率：±7.00％；长度偏差率：±7.0％；超长纤维：≤1.0％；倍长纤维：≤20.0mg/100g；残硫量：≤20.0mg/100g；疵点≤12mg/100g。
实施例
下面将结合具体实施方案对本发明进行更为详细的描述，应当指出的是，在此列出的所有实施例仅仅是说明性的，并不意味着对本发明范围进行限定，本发明由所附权利要求书及其等同物的范围所限定。
实施例1
(1)蒸煮：预处理：PH值：9-12；液比：1∶2；保温温度：140℃；保温时间：120分。亚硫酸钠蒸煮：用碱量：以NaOH计对绝干浆量10％；液比：1∶4；亚硫酸钠用量：对绝于浆量5％；AQ加入量：对绝于浆0.6‰；保温温度：160℃；保温时间：360分。
(2)氯化：氯化用氯量对绝干浆量4％，氯化浆浓4％，氯化时间40分钟，氯化为常温。
(3)碱精制：NaOH用量对绝干浆量6％，精制温度70℃，时间60分钟。
(4)木聚糖酶预漂：木聚糖酶用量对绝干浆0.01％，时间90分，温度40℃，PH值6。
(5)漂白：漂白用氯量：对绝干浆2％；漂白用碱量：对绝干浆1％；漂白温度：55℃；漂白时间：180分；
(6)酸处理：盐酸用量对绝干浆量2％，时间60分钟，温度60℃。
(7)浸渍：采用一步法：浸渍温度70℃，碱液浓度220g/l，浸渍时间30分钟。甲纤含量：26％，烧碱含量：19％；
(8)老成：温度30℃，时间90分，粘度0.005Mpa.s；
(9)黄化：二硫化碳用量为碱纤维素重量的26％，终了温度为33℃，时间150分钟。
(10)成品质量：
干断裂强度：2.10CN/dtex；
湿断裂强度：1.1CN/dtex；
干断裂伸长率：24.1％；
线密度偏差率：+0.60％；
长度偏差率：+2.8％
超长纤维：0.2％；
倍长纤维：3.3mg/100g；
残硫量：8.1mg/100g；
疵点：0.2mg/100g；
油污黄纤维：0mg/100g；
干强变异系数：12.56％；
白度：70％；
含油率：0.20％；
回潮率：11.93％；
等级：一等品；
实施例2
(1)蒸煮：预处理：PH值6-9；液比：1∶3；保温温度：130℃；保温时间：90分。亚硫酸钠蒸煮：用碱量：以NaOH计对绝干浆量12％；液比：1∶5；亚硫酸钠用量对绝干浆量6％；AQ加入量：对绝干浆0.4‰；保温温度：150℃；保温时间：300分。
(2)氯化：氯化用氯量对绝干浆量2％，氯化浆浓3％，氯化时间50分钟，氯化为常温。
(3)碱精制：NaOH用量对绝干浆量4％，精制温度80℃，时间80分钟。
(4)木聚糖酶预漂：木聚糖酶用量对绝干浆0.02％，时间70分，温度45℃，PH值7。
(5)漂白：漂白用氯量：对绝干浆3％；漂白用碱量：对绝干浆1.5％；漂白温度：50℃，漂白时间：120分；
(6)酸处理：盐酸用量对绝干浆量3.5％，时间40分钟，温度50℃。
(7)浸渍：采用一步法：浸渍温度60℃，碱液浓度240g/l，浸渍时间60分钟。甲纤含量：33％，烧碱含量：16.5％；
(8)老成：温度45℃，时间60分，粘度0.006Mpa.s。
(9)黄化：二硫化碳用量为碱纤维素重量的33％，终了温度为28℃，时间100分钟。
(10)成品质量：
干断裂强度：2.20CN/dtex；
湿断裂强度：1.2CN/dtex；
干断裂伸长率：21.0％；
线密度偏差率：-0.6％；
长度偏差率：-2.0％；
超长纤维：0.5％；
倍长纤维：0.7mg/100g；
残硫量：9.2mg/100g；
疵点：0.5mg/100g；
油污黄纤维：0mg/100g；
干强变异系数：11.84％；
白度：75.0％；
含油率：0.25％；
回潮率：12.54％；
等级：一等品；
实施例3
(1)蒸煮：预处理：PH值2-6；液比：1∶4；保温温度：120℃；保温时间：60分。第二级：用碱量：以NaOH计对绝干浆量14％；液比：1∶6；亚硫酸钠用量对绝干浆量8％；AQ加入量：对绝干浆0.2‰；保温温度：140℃；保温时间：240分。
(2)氯化：氯化用氯量对绝干浆量1％，氯化浆浓2％，氯化时间60分钟，氯化为常温。
(3)碱精制：NaOH用量对绝干浆量2％，精制温度90℃，时间100分钟。
(4)木聚糖酶预漂：木聚糖酶用量对绝干浆0.03％，时间60分，温度50℃，PH值9。
(5)漂白：漂白用氯量：对绝干浆5％；漂白用碱量：对绝干浆2％；漂白温度：40℃；漂白时间：60分。
(6)酸处理：盐酸用量对绝干浆量5％，时间20分钟，温度40℃。
(7)浸渍：采用一步法：浸渍温度40℃，碱液浓度250g/l，浸渍时间100分钟。甲纤含量：36％，烧碱含量：15％。
(8)老成：温度60℃，时间30分，粘度0.007Mpa.s。
(9)黄化：二硫化碳用量为碱纤维素重量的45％，终了温度为23℃，时间50分钟。
(10)成品质量：
干断裂强度：2.30CN/dtex；
湿断裂强度：1.15CN/dtex；
干断裂伸长率：18.0％；
线密度偏差率：+1.8％；
长度偏差率：+3.5％；
超长纤维：0.1％；
倍长纤维：1.0mg/100g；
残硫量：7.8mg/100g；
疵点：0.8mg/100g；
油污黄纤维：0mg/100g；
干强变异系数：12.10％；
白度：75.5％；
含油率：0.28％；
回潮率：12.98％；
等级：一等品；
实施例4
基本工艺步骤与实例1-3相同，所不同的是蒸煮、漂白、浸渍及纺丝的条件有所不同，其中
(1)蒸煮：预处理：PH值：9-12；液比：1∶2；保温温度：160℃，保温时间：60分。蒸煮：用碱量：以NaOH计对绝干浆量20％；液比：1∶3；硫化度：25％，第一段保温温度140℃；保温时间：90分，第二段保温温度140℃；保温时间：90分
(2)漂白：在漂后进行连二亚硫酸钠补充漂白，其条件为：连二亚硫酸钠用量：对绝干浆0.8％；NaOH用量：对绝干浆0.4％；漂液PH值：12；漂白时间：40分。
(3)浸渍：采用二步法：第一步同实施例任意1-3中的第(7)，第二步工艺条件为：浸渍温度35℃，碱液浓度180g/l，浸渍时间10分钟。甲纤含量：25％，烧碱含量：16％。
(4)纺丝：酸浴液组成：硫酸100g/l，硫酸钠400g/l，硫酸锌5g/l；温度：60℃。
(5)成品质量：
干断裂强度：2.25CN/dtex；
湿断裂强度：1.20CN/dtex；
干断裂伸长率：22.1％；
线密度偏差率：+0.61％；
长度偏差率：-5.6％；
超长纤维：0.2％；
倍长纤维：3.2mg/100g；
残硫量：8.0mg/100g；
疵点：3.4mg/100g
油污黄纤维：0mg/100g；
干强变异系数：12.51％；
白度：73.2％；
含油率：0.15％；
回潮率：11.93％；
等级：一等品；
实施例5
基本工艺步骤与实例4一样，只是某些工艺条件有所不同，其中
(1)蒸煮：预处理：PH值：6-9；液比：1∶3；保温温度：150℃，保温时间：90分。蒸煮：用碱量：以NaOH计对绝干浆量25％；液比：1∶5；硫化度：20％，第一段保温温度150℃；保温时间：60分，第二段保温温度160℃；保温时间：60分。
(2)漂白：在漂后进行连二亚硫酸钠补充漂白，其条件为：连二亚硫酸钠用量：对绝干浆1.0％；NaOH用量：对绝干浆0.5％；漂液PH值：11；漂白时间：50分。
(3)浸渍：采用二步法：第一步同实施例任意1-3中的第(7)，第二步工艺条件为：浸渍温度45℃，碱液浓度150g/l，浸渍时间20分钟。甲纤含量：30％，烧碱含量：14％。
(4)纺丝：酸浴液组成：硫酸130g/l，硫酸钠300g/l，硫酸锌10g/l；温度：50℃。
(5)成品质量：
干断裂强度：2.17CN/dtex；
湿断裂强度：1.12CN/dtex；
干断裂伸长率：23.6％；
线密度偏差率：+0.77％；
长度偏差率：-2.7％；
超长纤维：0.3％；
倍长纤维：3.0mg/100g；
残硫量：8.7mg/100g；
疵点：2.1mg/100g；
油污黄纤维：0mg/100g；
干强变异系数：13.45％；
白度：72.4％；
含油率：0.11％；
回潮率：12.10％；
等级：一等品；
实施例6
基本工艺步骤与实例4一样，只是某些工艺条件有所不同，其中
(1)蒸煮：预处理：PH值：2-6；液比：1∶5；保温温度：120℃，保温时间：150分。蒸煮：用碱量：以NaOH计对绝干浆量30％；液比：1∶6；硫化度：15％，第一段保温温度160℃；保温时间：30分，第二段保温温度175℃；保温时间：30分。
(2)漂白：在漂后进行连二亚硫酸钠补充漂白，其条件为：连二亚硫酸钠用量：对绝干浆1.2％；NaOH用量：对绝干浆0.6％；漂液PH值：10；漂白时间：60分。
(3)浸渍：采用二步法：第一步同实施例任意1-3中的第(7)，第二步工艺条件为：浸渍温度55℃，碱液浓度130g/l，浸渍时间30分钟。甲纤含量：35％，烧碱含量：12％。
(4)纺丝：酸浴液组成：硫酸150g/l，硫酸钠200g/l，硫酸锌15g/l；温度：40℃。
(5)成品质量：
干断裂强度：2.23CN/dtex；
湿断裂强度：1.16CN/dtex；
干断裂伸长率：21.7％；
线密度偏差率：+0.95％；
长度偏差率：-3.0％；
超长纤维：0.4％；
倍长纤维：2.8mg/100g；
残硫量：9.6mg/100g；
疵点：2.3mg/100g；
油污黄纤维：0mg/100g；
干强变异系数：15.20％；
白度：73.2％；
含油率：0.12％；
回潮率：12.90％；
等级：一等品；
实施例7
基本工艺步骤与实例4-6一样，只是某些工艺条件有所不同，其中
(1)蒸煮：用碱量：以NaOH计对绝干浆量20％；液比：1∶3；总升温时间90分，保温温度150℃；保温时间：300分。
(2)成品质量：
干断裂强度：2.30CN/dtex；
湿断裂强度：1.24CN/dtex；
干断裂伸长率：21.7％；
线密度偏差率：+0.95％；
长度偏差率：-3.0％；
超长纤维：0.4％；
倍长纤维：2.8mg/100g；
残硫量：9.6mg/100g；
疵点：2.3mg/100g；
油污黄纤维：0mg/100g；
干强变异系数：15.20％；
白度：74.0％；
含油率：0.12％；
回潮率：11.80％；
等级：一等品；
实施例8
基本工艺步骤与实例4-6一样，只是某些工艺条件有所不同，其中
(1)蒸煮：用碱量：以NaOH计对绝干浆量30％；液比：1∶5；总升温时间105分，保温温度140℃；保温时间：210分。
(2)成品质量：
干断裂强度：2.25CN/dtex；
湿断裂强度：1.24CN/dtex；
干断裂伸长率：21.7％；
线密度偏差率：+0.95％；
长度偏差率：2.0％；
超长纤维：0.4％；
倍长纤维：2.8mg/100g；
残硫量：9.0mg/100g；
疵点：2.3mg/100g；
油污黄纤维：0mg/100g；
干强变异系数：15.1％；
白度：75.1％；
含油率：0.12％；
回潮率：12.3％；
等级：一等品；
实施例9
基本工艺步骤与实例4-6一样，只是某些工艺条件有所不同，其中
(1)蒸煮：用碱量：以NaOH计对绝干浆量40％；液比：1∶6；总升温时间120分，保温温度130℃；保温时间：120分。
(2)成品质量：
干断裂强度：2.31CN/dtex；
湿断裂强度：1.24CN/dtex；
干断裂伸长率：21.7％；
线密度偏差率：1.05％；
长度偏差率：-3.0％；
超长纤维：0.4％；
倍长纤维：2.8mg/100g；
残硫量：9.6mg/100g；
疵点：1.4mg/100g
油污黄纤维：0mg/100g；
干强变异系数：16.20％；
白度：74.2％；
含油率：0.12％；
回潮率：12.30％；
等级：一等品。