Lyocell纤维纺丝工艺的探讨

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1、万方数据LyoceU纤维纺丝工艺的探讨王新．姜琨(上海里奥纤维企业发展有限公司。上海201417)生产技术攒要：钛产业化角度出发，就Ly∞e簋纤维纺丝成形的荧键工艺进行7禄诗。结果表孵：采用70定磅气隙高度、较低的吹风湿度以及与吹风温度相匹配的吹风流量，适度的凝固浴浓度和温度。有利于纺税出质量稳定和性能较好的产品，并在国内第一条产业化Lyocell纤维生产线上实行了批量生产。关键词：Lyocen纤维；湿度；气隙；温度；凝固浴中图分类号：TQ341．9文献标识码：B文章编号：lool一7054《2009》04_004s埘LvoceIl纤维是一种新型环保型的产品，被国际纺织业界誉为“2l世纪

2、的绿色纤维”。其具有天然和合成纤维的优良特性，使产品融棉的吸湿透气性、丝的手感光泽、涤纶的强度、毛的挺爽于一身，市场前景极其广阔。我公司作为国内首家产业化LyocelJ纤维生产企业，承担了2004年上海市科教兴市重点项目——年产1000tLyocell纤维产业化项目，经过几年的摸索，已能够批量生产用于纺织后加工的、合格的LyoceU纤维产品，质量已经接近奥地利Lenzing公司的产品。本文就Lyocell纤维纺丝的关键工艺进行探讨。1原料、设备及仪器1．1原料纤维素一N一甲基吗啉氧化物(NMMO)一水三组分的单相匀质溶液，要求：纤维素含量11．5％，。13％，NMMO水溶液中NMMO质量

3、浓度86．7％，纤维素聚合度450．550，粒子直径≤40仙m，浆液折光指数1．4880．1．4890。I．2设备20纺位干湿法纺丝机。收稿日期：2009-0l-05修回日期：2009—02一16作者简介：王新(196l一)。男。江苏昊县人。总工程师，从事Ly∞eu纤维产业化研究工作。1．3仪器上海孟德仪器仪表有限公司生产的TH：温湿仪，上海光学仪器一厂生产的xSP一2cA显微镜，上海利浦应用科学技术研究所生产的XQ—l纤维强伸度仪，常州正大通用纺织仪器有限公司生产的Y041原棉分析机。2纺丝工艺控制参数(见表1)裹lLyo∞n纤维纺丝工艺参数袭名称参数纺丝速度，m·min。40一60纺

4、丝泵的泵供鼍／cm，·一40纺丝浴温度，℃15—20纺丝浴浓度／％15—20纺丝气隙3n—4n+吹风温度代(20吹风湿度，gH2()．kg气40．45加．80吹风流量，L·min。250～350·n为固定距离。3结果与讨论Lvocell纤维纺丝过程中，气隙高度、吹风湿度、吹风温度和流量、凝固浴的温度和浓度以及纺丝速度、拉伸比等参数对纺丝成形、成品纤维性能均会产生影响。弄清这些参数的作用，控制好这些参数以及调整好它们之间的相互关系，取得最佳工艺组合，是L丫ocell纤维纺丝工艺中需要深入探讨的重要问题，也是制备质量优良的LyocelI纤维的合成纤维SFC2009No．445万方数据生产技术

5、1一ec^njqueso，IWa靠ll，纽ct"，粤关键所在。下面就几个主要的纺丝参数进行讨论。3．1纺丝浆液的质量Lyocell纤维生产中浆液的溶解和纺丝是两大关键技术。两者的相关性与常规的合成纤维(聚合物溶液)和粘胶纤维(溶解液)相比，要大得多。一般理论上认为，纤维素在NMMO含有2份结晶水(质量浓度约74％)时开始步入溶解状态，而当NMMO含l份结晶水(质量浓度约86．7％)时纤维素才能完全被溶解。在实际工业化生产中，NMM0质量浓度为85．5％左右时纤维素已经完全溶解，而这l％左右的含水差异，直接关系到纺丝是否能成形。浆液中除1份结晶水以外的含水越多，纺丝状态越差．严重时产生整束

6、丝的黏连，使纤维无法成形或者产生疵点值上千的粗并丝。不过，当NMMO含有略高于1份结晶水时，如果吹风湿度控制得好，对纺丝成形几乎没有影响。3．2吹风湿度吹风湿度是一个在Lyocell纤维纺丝生产中最容易被实验室试验忽视但又是对纺丝成形起着关键作用的T艺参数。我们采用的是干湿法纺丝工艺，丝条靠一定温、湿度的窄气进行固化，而含一份结晶水的NMM()极易吸水，吹风的含湿量高，出喷丝孔的浆液吸水后膨胀，与相邻丝条发生黏连，轻则产生并丝，重则无法成形。含水低或者无水的空气，有利于使浆液表面可能的水分蒸发，保证顺利成形。我们的切身体验是在黄梅季节，忽略了湿度摔制，结果生产的产品均不合格。在查阅了部分

7、资料川以及和国外有关专家研讨后，我们研究了吹风湿度的影响。根据我们测试和积累的数据，当吹风温度控制在20‘C以下时，吹风的平均含湿量在4．5，8gH：0，kg气，而空气的含湿量在10~17gH2帆g气之间，两者的明显差异使浆液表面略带少量水分，会在一出喷口马上汽化。在稳定挎制后，很少看见在溶解蒸发水量略有不到位的时候纺丝板上的并丝现象。同时，吹风湿度和成品丝强度也基本成反比，吹风湿度高，纺丝并丝多，成品丝强力低；吹风湿度低，纺丝成形