[发明专利]制备再生的纤维素纤维的无锌粘胶工艺

说明书

本发明涉及一种进行粘胶短纤、粘胶长丝或粘胶薄膜的生产的粘胶工艺。特别涉及使粘胶液在不含锌盐的酸性纺丝浴中进行纺丝。

采用粘胶法生产再生纤维素产品，诸如，粘胶短纤维、粘胶薄膜和粘胶长丝，第一步是通过烧碱溶液处理，将纤维素原料转化成碱纤维素。而后，碱纤维素经过粉碎、老成、用二硫化碳处理后进一步转化成纤维素黄酸盐。纤维素黄酸盐再在稀释的氢氧化钠溶液中溶解，以此获得所希望的纤维素和碱的含量。由此得到的溶液称作粘胶(Viscose)，该粘胶还要进一步过滤、熟成、脱泡、然后从喷丝板挤出进入主要含有硫酸、硫酸锌和硫酸钠的纺丝浴中。

传统工艺的纺丝浴主要含有硫酸锌或其它一些用作再生阻止剂的可溶性锌盐。无论在粘胶液中还是在纺丝浴中，只要含有锌盐均会在粘胶长丝中形成黄酸锌盐，该黄酸锌盐比纤维素黄酸钠稳定得多，因此长丝经得起拉伸。众所周知，锌是一种剧毒化学物质，在废水中即使存有PPm的含量也是十分有害的，尤其锌能污染饮用水的水源以及对水生生物产生不利的影响。除了污染方面的问题，在粘胶法中过多地使用硫酸锌还有其它不利之处；诸如价格昂贵以及在某种程度上易于在纺丝设备中形成沉积物。

纺丝浴中除了含有硫酸锌之外，还含有其它粘胶液改性剂用作辅助性再生阻止剂，诸如聚乙二醇、聚环氧乙烷、胺类和甲醛类等，尤其用于高强度粘胶纤维的生产。所有这些粘胶液有机改性剂不仅给加工带来难度，而且还污染空气和水源，对自然环境产生不利的影响。

因此，至少在一些商业性的应用中，例如在进行普通粘胶纤维的生产时希望开发出一种完全无锌的工艺。

本发明的主要目的在于开发完全无锌粘胶法进行再生纤维素纤维的生产。

本发明的另一目的在于提供一种工艺和纺丝浴以减轻对空气和水源的污染。

本发明的第三个目的在于提供一种新工艺，该工艺采用不含锌或锌盐的粘胶溶液和纺丝浴，仍旧发挥令人满意的再生阻止作用，使在纺丝浴中挤出成型的纤维具有必要的强度。

本发明的第四个目的在于提供一种工艺，使该工艺能够将现有的化合物用在纺丝浴中，从而降低工艺成本并且还能保证工艺的可靠性。

本发明的第五个目的在于提供一种粘胶丝的制备工艺和其中所使用的纺丝浴，其有助于粘胶长丝的水合作用和黄酸盐的稳定性，起到替代锌的作用，不会对空气和水源造成污染以及不会在喷丝板或纺丝浴管道中结垢。

本发明的第六个目的在于提供一种光泽度、柔软性和手感得到改进的纤维的生产工艺。

本发明的第七个目的在于除去粘胶生产中存在的锌盐，而不会对生产过程产生不利的影响。

本发明的第八个目的在于采用无锌盐粘胶法生产各种各样的普通粘胶纤维，包括，不同的旦数、长度、原液染色(有色)和其它常规品种的粘胶纤维。

本发明的第九个目的在于提供一种生产具有改进的染料吸附性的纤维的工艺。

本发明的第十个目的在于提供一种改进的工艺，该工艺中所使用的粘胶液制品中没有添加剂。

因此，本发明的第十一个目的在于提供一种生产粘胶纤维的改进方法，该方法中所使用的粘胶液制品中不含添加剂，在纺丝浴中完全不用锌或锌盐作为再生阻止剂。

本发明的其它目的和优点从下文的描述中可以很清楚地看出来。

为了达到上述目的，我们试用过各种二价和三价金属离子，例如硫酸镁、硫酸铁和硫酸铝等，以及一些有机化合物，例如尿素，并且对纤维素黄酸盐的分解速率常数进行了研究。为寻找出一种无毒化合物替代纺丝浴中锌而进行的大量的研究中，我们发现硫酸铝比较硫酸锌而言，既经济又适合环境，是最理想的化学物质。使用硫酸铝可使废水的污染明显降低。

普通粘胶丝截面呈锯齿状且不均匀。粘胶丝截面的形状对一些重要的特性有很大的影响，这些特性包括光泽度、丰满性和手感。众所周知，均匀的非锯齿状“C”形或偏形截面增加纤维的光泽。

我们注意到，我们开发的工艺能实现本发明的目的，并且深信，硫酸铝可以轻而易举地代替纺丝浴中的硫酸锌而不会产生任何问题。其做法是，在生产过程中，纺丝浴不加锌盐，而逐步加进硫酸铝。

我们进一步注意到，我们能够生产截面为均匀的“C”形的纤维丝，使丝的特性得到改善。

我们还注意到，在本发明中纤维的染料柔和性优于加锌工艺制成的纤维，染料用量少而效果则相同。