專利名稱：一種纖維素纖維、其制造方法及設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及化纖領域，具體講，涉及一種以纖維素為主要成分的纖維及其制造方法、設備。
背景技術：
纖維素分子鏈中的結構單元為葡萄糖，大分中含有大量的羥基與醚、苷鍵。纖維素的分子鏈結構決定了纖維素纖維固有的吸濕性、染色性、穿著舒適性和生物降解性。天然纖維素纖維有棉、麻纖維等，主要為棉纖維。再生纖維素纖維有粘膠纖維、銅氨纖維、醋酸纖維 (纖維素的醋酸酯衍生物纖維)等，主要為粘膠纖維，已有百年以上發展歷史。自上世紀中以來，隨著石油工業的飛速發展，合成纖維以其優良的力學性能和低生產成本占據了纖維材料的主要市場，但由于纖維素纖維不可替代的吸濕性和穿著舒適性，形成了現今二者互補共存的局面。2009年全球纖維總產量約為7000萬噸，主要由三大部分組成，其中天然纖維2600 萬噸，約占37% ；合成纖維4160萬噸，約占59% ；粘膠纖維占300萬噸，約占4%。從可持續發展的觀點看，這三類原料都存在各自的問題。棉、麻等天然纖維由于受土地、氣候、水資源等限制不可能大量增加；合成纖維以石油為原料，屬一次性資源，終有枯竭之日；粘膠纖維雖然以可再生的纖維素為原料，但存在嚴重的污染。因此，從長遠來說，紡織業的原料一定是要立足于可再生材料和綠色的加工工藝。自然界中纖維素的存量約為7000億噸，而且還在以每年400億噸的速度再生，它是地球上蘊藏量最豐富的天然可再生資源。而人造纖維素纖維的原料幾乎可以從所有植物桔桿中獲得，可謂取之不盡、用之不竭，因此，發展人造纖維素纖維是提供紡織品原料的長遠大計。全世界目前人造纖維素纖維的產量在340萬噸左右，尚有巨大的發展空間。正是在這樣的背景之下，全世界相關領域的科研工作者將研究重點集中在新一代的纖維素纖維紡絲研究項目上。目前再生纖維素纖維的制造技術雖然有溶液紡絲和熔融紡絲兩種，但由于熱塑性纖維素衍生物的熔融紡絲技術在產品性能和工藝成本方面尚未顯示出大宗品種開發的前景，因此再生纖維素纖維的制造技術主要為溶液紡絲。已開發的纖維素溶劑體系有多種，并且有不同的分類方法，如可分為非衍生化溶劑和衍生化溶劑、水相溶劑和非水相溶劑、有機溶劑和無機溶劑等。按衍生和非衍生化溶劑劃分，現有溶劑體系中氫氧化鈉/ 二硫化碳體系 ’多聚甲醛/二甲基亞砜體系；氨基甲酸酯體系；四氧化二氮/二甲基甲酰胺體系等溶解過程基于衍生物形成的溶劑體系為衍生化溶劑，而其它在溶解過程中沒有形成衍生物的稱為非衍生化溶劑。按水相溶劑和非水相溶劑劃分，現有溶劑體系中無機酸類，如濃磷酸、濃硫酸和三氟醋酸以及它們的混合物；路易斯酸類如氯化鋅、氯化鋰、硫氰酸鹽、碘化物和溴化物；無機堿類如氫氧化鈉、聯胺、鋅酸鈉、氫氧化鈉或氫氧化鋰/硫脲或鋅酸鈉或(和)尿素復合體系、銅氨溶液體系等；有機堿類如季銨堿和胺氧化物(以N-甲基瑪琳-N-氧化物NMMO為代表)的水體系纖維素溶劑為水相溶劑，其它為非水相溶劑。按有機溶劑和無機溶劑劃分，有機溶劑體系包括多聚甲醛/ 二甲基亞砜體系；四氧化二氮/ 二甲基甲酰胺體系；二甲基亞砜/四乙基氯化銨體系；氯化鋰/ 二甲基乙酰胺體系；胺氧化物體系(尤其是ΝΜΜ0)；離子液體溶劑體系等。無機溶劑體系包括氫氧化鈉/水體系；氫氧化鈉或氫氧化鋰/硫脲或鋅酸鈉或(和)尿素復合體系；氨/硫氰酸銨體系；質子酸(如磷酸)、路易斯酸(如氯化鋅)體系等。上述已開發的多種纖維素溶劑體系中，除了傳統的粘膠纖維、醋酸纖維、銅氨纖維夕卜，只有Lyocell纖維(ΝΜΜ0胺氧化物溶劑體系)形成了規模化生產。表1給出了 Lyocell 纖維與其他大宗纖維品種的物理性能比較。表1 Lyocell纖維與其他纖維的物理性能比較
高濕模量粘膠聚酯纖 Lyocell
物理性能指標粘膠纖維棉纖維⑽
纖維維纖維
線密度/dtex1.71.7/1.71.7
3雖度/cN.dtex12.2-2.63.4-3.62.0-2.4 4.0-5.2 3.7-4.2
斷裂伸長率/%20-2513-157-9 44-45 14-16
濕態 3雖度/cN.dtex41.0-1.51.9-2.12.6-3.0 4.0-5.2 3.4-3.8
濕態伸長率/%25-3013-1512-14 44-45 16-18
濕態模量(5%伸長)/cN.dtex—1 5.011.010.0-27.0 /27.0
回潮率/%1312.580.511.5
保水率/%909050365Lyocell纖維具有高強度、高濕模量和優良的尺寸穩定性，被譽為“21世紀的綠色纖維”。采用該溶劑法奧地利Lenzing公司已形成了 13萬噸/年的生產能力。但該溶劑法溶劑昂貴，溶解條件苛刻，紡絲溫度高，溶劑回收率要求高和溶劑回收能耗高，易于劇烈熱分解而存在安全隱患，所得纖維易于原纖化，需經交聯劑后處理解決原纖化問題。其它溶劑體系有的因為種種原因沒能得到長足發展，有的尚處于研究開發階段， 成為研究開發熱點的主要有氫氧化鈉或氫氧化鋰/硫脲或(和)尿素水溶液、離子液體、纖維素氨基甲酸酯溶劑體系。值得關注的是，以堿(氫氧化鈉或氫氧化鋰)_尿素或(和)硫脲水溶液體系制備纖維素纖維，具有溶劑價廉易得、易回收循環使用不污染環境，纖維素直接溶解、溶解快，溶解、紡絲溫度低，工藝流程簡單，所得纖維素纖維不含硫(粘膠纖維含硫量I0g/kg)等優點，
5具有較好的技術經濟性。2000年中國武漢大學首次申請公開了堿(氫氧化鈉或氫氧化鋰)/尿素或(和) 硫脲/水溶劑體系中的氫氧化鈉/尿素水溶液溶解纖維素并制備再生纖維素纖維，近年來東華大學也開展了這一溶劑體系的研究開發。CN 1482159A中用5 12wt%氫氧化鈉和8 20wt %尿素的混合水溶液，經冷卻后快速攪拌直接溶解纖維素；CN 1546298A中將該混合水溶液冷卻后，在室溫下充分攪拌直接溶解纖維素得到纖維素溶液，經高速離心法脫泡制得紡絲原液，通過實驗室簡單的方法噴絲進入凝固浴凝固、再生，制得再生纖維素纖維；采用相同的溶劑和溶解、脫泡方法， CN 1594680A中進一步在紡絲機上濕法紡絲制備再生纖維素纖維；CN 1702201A中將溶劑 6-8wt%氫氧化鈉和10-20wt%尿素的混合水溶液預冷至-8 -15°C，然后在室溫下高速攪拌直接溶解粘均分子量低于1. 5 X IO5的纖維素制得3 6wt%纖維素的纖維素溶液，經罐式靜置真空脫泡得紡絲原液，通過紡絲機濕法紡絲和兩步凝固浴法凝固再生制得再生纖維素纖維，兩步凝固浴法有助于提高纖維強度；WO 2006/128346 Al中以中試規模制得再生纖維素纖維，即將5 12wt%氫氧化鈉和8-20wt%尿素的混合水溶液預冷至-15 _8°C，然后在攪拌罐中于室溫下高速攪拌溶解粘均分子量低于1. 1 X IO5的纖維素制得3 8襯％纖維素的纖維素溶液，對此纖維素溶液采用與CN1702201A中相同的脫泡、紡絲和凝固方法， 得到纖維。另外，CN 101037479A中公開了一種溶解纖維素的方法，即首先用氫氧化鈉水溶液預處理纖維素生成堿纖維素，然后加入水或尿素水溶液溶解的方法。但是實踐表明，用這種方法制備纖維素溶液，當溶液中不含尿素時，所得溶液不穩定，容易凝膠化，而且該專利中未涉及再生纖維素纖維的制備。CN 101100518A采用氫氧化鈉/硫脲/水體系、CN 101074285A采用氫氧化鋰/尿素/水體系、CN 101100517A和CN 1557864A采用氫氧化鋰/硫脲/水體系溶解纖維素，但這些專利中未涉及再生纖維素纖維的制備。CN 1546556A采用氫氧化鋰/尿素/水體系、CN 1544515A采用氫氧化鈉/硫脲 /水體系溶解纖維素，并探索性地制得了再生纖維素纖維；WO 2007/121609 Al中以中試規模制備再生纖維素纖維，即將8. 1 12wt%氫氧化鈉和3 6襯％硫脲的混合水溶液預冷至-10 5°C，然后在攪拌罐中于室溫(0 25°C)下加入纖維素并高速攪拌溶解制得4 10wt%纖維素的溶液，經罐式靜置真空脫泡制得紡絲原液，通過紡絲機濕法紡絲和兩步凝固浴法凝固再生得到纖維。CN 1699442A以6 12 {%氫氧化鈉/3 8wt%硫脲/1 15尿素的混合水溶液為溶劑制備再生纖維素纖維；CN101429682A通過將纖維素溶解在預冷至-12°C _8°C的含有重量百分比為7 10%氫氧化鈉，4. 5 7%硫脲，1 10%尿素，73% 87. 5%水的混合溶液中并經過濾、脫泡制得濃度為2 12%的纖維素溶液，經雙凝固浴濕法紡絲制得再生纖維素纖維。選用堿(氫氧化鈉或氫氧化鋰等)/尿素或(和)硫脲/水溶劑體系將纖維素溶解制備紡絲原液，該原液通過計量泵進入噴絲頭中，運用凝固液順流牽伸紡絲技術紡絲，其中凝固液順流牽伸紡絲技術有別于傳統濕法和干噴濕法紡絲技術，是制備該纖維的核心技術，而凝固液順流牽伸紡絲裝置是本發明核心裝置，是實現凝固液順流牽伸紡絲技術的前提，因此下文將重點闡述該紡絲技術和裝置。
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在纖維素紡絲工藝路線中，主要分為兩種一種是以傳統粘膠纖維為主的濕法紡絲工藝路線；另外一種是以Lyocell纖維為主的干噴濕法紡絲工藝路線。粘膠濕法紡絲工藝路線中，纖維素分子內的羥基與二硫化碳發生磺化反應，生成纖維素黃酸酯，使羥基得以封堵，減少了分子間氫鍵作用力而可溶于氫氧化鈉/水溶劑體系中，并可在凝固和再生過程中控制酯化度，使大分子鏈之間不會因氫鍵作用而阻礙其相互滑移，從而可以先凝固，后實施拉伸取向。纖維纖度可以達到1.67dtex甚至1. Ildtex 左右水平；強度常規粘膠纖維一般在2. 2 2. 6cN/dteX范圍，高濕模量粘膠纖維可達 3. 4-3. 6cN/dteX，纖維通常無原纖化傾向。但是，粘膠濕法紡絲工藝路線對環境污染嚴重， 因此面臨環保方面的巨大壓力。Lyocell干噴濕法紡絲工藝路線中，由于采用NMMO溶劑體系直接溶解，紡絲液濃度和粘度較高，噴絲頭置于凝固浴液面之上，在紡絲液細流進入凝固浴凝固和氫鍵形成 (由于其為直接溶解，羥基未酯化封堵，凝固后分子鏈間存在很強氫鍵作用力)之前可以對其實施高倍噴頭拉伸，因此纖維強度較高，可以達到3. 7-4. 2cN/dtex水平，但纖維存在原纖化現象，影響后續的紡織加工和服用性能，目前已實現規模化生產的原纖化控制技術是對未曾干燥的纖維實施在線交聯后處理(TENCEL LF抗原纖化纖維應用二氯羥基三嗪交聯劑，適于強堿性環境的應用場合。TENCEL A100應用1，3，5-三丙烯酰六氫三嗪交聯劑， 適于酸性環境的應用場合)。由于紡絲液濃度和粘度較高，且紡絲液一旦進入凝固浴就無法進行進一步牽伸，使得纖維纖度降低較為困難，目前可達到1.67dtex水平。目前，該溶劑體系迫切需要解決纖維力學性能較差(通常不足2cN/dteX)的問題。

發明內容
本發明的目的在于提供一種纖維素纖維及其制造方法，所述的纖維素纖維原料來源廣泛、生產成本低、性能優良；制造過程設備簡單、易于操作，紡絲與牽伸速度、倍率易于控制；所用溶劑可循環使用，并且無揮發性，綠色環保，符合可持續發展的要求。為了實現本發明的目的，采用的技術方案為本發明涉及一種以纖維素為主要成分的纖維素纖維，所述纖維素纖維的參數滿足以下條件a)纖維拉伸斷裂強度彡2. OcN/dtex ；b)纖維纖度< 1. 67dtex ；c)纖維中S元素含量彡IOOppm ；d)纖維的原纖化指數(F. I. ) ^ 2 ；e)纖維中不含與抗原纖化處理有關的化學成分；其中，進一步優選為a)纖維拉伸斷裂強度彡2. 3cN/dtex ；b)纖維纖度< 1. 33dtex。更優選的a)纖維拉伸斷裂強度彡2. 6cN/dtex ；b)纖維纖度< 0. 89dtex。本發明纖維素纖維的第一優選技術方案為，所述纖維素纖維的參數滿足以下條件a)纖維拉伸斷裂強度彡2. 8cN/dtex ；b)纖維纖度< 0. 85dtex ；c)纖維中S元素含量彡80ppm ；d)纖維的原纖化指數(F. I. ) ^ 1 ；e)纖維中不含與抗原纖化處理有關的化學成分；其中，進一步優選為a)纖維拉伸斷裂強度彡2. 9cN/dtex ；b)纖維纖度< 0. 84dtex。本發明的纖維素纖維的原料選自棉漿粕、木漿粕、竹漿粕或其它纖維素原料，其中優選棉漿粕、木漿粕或竹漿粕。本發明還涉及該纖維素纖維的制造方法，所述纖維素纖維在紡絲過程中采用凝固液順流牽伸紡絲技術。本發明中纖維素纖維的第一優先技術方案為所述的凝固液順流牽伸紡絲技術， 包括以下步驟將紡絲用噴絲板浸入流動凝固液中，紡絲液出噴絲孔后，立即接觸凝固液， 利用凝固液流動產生的動力，在紡絲液被擠出噴絲孔的瞬間對原液細流實施帶動牽伸，從而牽伸紡絲；所述凝固液順流，凝固液流動方向與纖維噴頭拉伸方向相同，進一步優選均勻流動，所述凝固液流動速度為紡絲液擠出速度的1 20倍，優選1. 5 13倍，更優選為2. 5 7倍。本發明中纖維素纖維的第二優先技術方案為所述的凝固液對紡絲原液細流具有防粘并和凝固作用，以利于噴頭拉伸實施和拉伸取向作用固定，凝固液分為兩類第一類的凝固液溫度比紡絲液溫度高2V 65°C，優選5°C 45°C，更優選5°C 25°C之間；所述第一類凝固液成分為與纖維素溶劑成分相同或相近但濃度較低的水溶液； 其中，紡絲液選自含有氫氧化鈉/氫氧化鋰2 15wt%、尿素2 15wt%、硫脲2 15wt% 的混合水溶液，或為含有氫氧化鈉/氫氧化鋰2 15wt%、尿素2 15wt%的混合水溶液； 凝固液為與紡絲液溶質種類相同、但濃度低于紡絲液的溶液，即凝固液中氫氧化鈉/氫氧化鋰較紡絲液中氫氧化鈉/氫氧化鋰的含量低2 15wt%，凝固液中尿素/硫脲的含量較紡絲液尿素含量低2 15wt% ；第二類凝固液由兩種成分組成第一種成分為與纖維素溶劑成分和濃度相同水溶液；第二種成分為能夠與水互溶的有機溶劑，有機溶劑選自醇類或酮類或酸類化合物，進一步選自甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、丙酮、碳酸或乙酸；所述第二類凝固液的兩種成份的體積比為90 10 10 90，優選為體積比70 30 30 70，更優選體積比為60 40 40 60。其中，紡絲液選自含有氫氧化鈉/氫氧化鋰2 15wt%、尿素2 15wt%、硫脲 2 15wt%的混合水溶液，凝固液則為與紡絲液與有機溶劑按一定比例混合得到的液體。其中，本發明中紡絲液的種類并不限于此，紡絲液的溫度選自0 30°C，優選5 25°C;其濃度進一步優選為含有氫氧化鈉/氫氧化鋰6 12wt%、尿素10 15wt%的混合水溶液。本發明所述的纖維素纖維在制備過程中紡絲液擠出的速度為10 30m/min，優選15 30m/min，噴絲板的尺寸為0. 05 0. ImmX 200 10000孔。本發明還涉及制造本發明纖維素纖維的裝置，所述裝置包括噴絲組件、漏斗、與漏斗相連的導管和凝固液箱，漏斗與凝固液箱通過所述與漏斗相連的導管相連，噴絲組件設置在漏斗內，從而使凝固液通過漏斗和與漏斗相連的導管流動到凝固液箱內，凝固液的流動的方向與噴絲組件噴出的纖維的拉伸方向相同。在與漏斗相連的導管后端則是導絲輥，本發明所述裝置的第一優選技術方案為所述漏斗為雙層漏斗，設置有使凝固液從漏斗外層流向漏斗內層的循環泵，從而實現凝固液的回收利用。通過設置的循環泵源源不斷的將凝固液從漏斗外層泵入漏斗內層中，從而實現了凝固液的流動的方向與噴絲組件噴出的纖維的拉伸方向相同，其中，所述漏斗的外層半徑大于內層半徑，優選半徑的長度比為 10 9 10 1。本發明所述裝置的第二優選技術方案為所述的與漏斗相連的導管為直管，或在直管的末端連接有一段圓弧形導管。所述圓弧形導管的弦垂直于所述導管的直管部分，圓弧形導管優選為半圓形。當漏斗橫截面為圓形時，所述與漏斗相連的導管為圓管，所述圓管的直徑為5 50mm，優選10 40mm。本發明所述裝置的第三優選技術方案為所述的漏斗根據與凝固液箱相對位置的不同，將漏斗設置為開放式或封閉式，凝固液箱設置為開放式或封閉式。本發明所述裝置的第四優選技術方案為所述的裝置為立式結構，與漏斗相連的導管為在直管的末端帶有一段圓弧形導管，所述的漏斗為開放式，漏斗固定在凝固液箱內， 略微高于凝固液箱或與凝固液箱平齊，與漏斗相連的導管的末端圓弧形導管與容器底部留有一定距離，漏斗內凝固液的高度高于或等于凝固液箱中凝固液的液面高度，從而利用漏斗中凝固液液面與凝固液箱中凝固液液面的高度差控制與漏斗相連的導管末端圓弧形導管中的凝固液流速；漏斗和凝固液箱中液體的位差為0 25cm，優選5 15cm ；所述裝置為倒立式，與漏斗相連的導管為直管，漏斗與噴絲組件密封連接，所述與漏斗相連的導管直接與凝固液箱連通，連接處的高度位于凝固箱的液面下；所述裝置為臥式，與漏斗相連的導管為直管，漏斗與噴絲組件密封連接，所述與漏斗相連的導管直接與凝固液箱連通，連接處的高度位于凝固箱的液面下。下面對本發明的技術方案做進一步的描述經過長期系統研究再生纖維素纖維溶解體系及紡絲工藝，本發明的研究人員解決了纖維素纖維力學性能較差的問題，在選用堿/尿素或(和)硫脲水溶液體系溶解纖維素基礎上，研發出與上述濕法和干噴濕法不同的纖維素溶液紡絲技術-凝固液順流牽伸紡絲技術。本發明紡絲技術特點是較低濃度和粘度的紡絲液出噴絲孔后，立即接觸凝固液， 其中凝固液沿牽伸方向均勻流動，保證紡絲液細流被凝固液部分凝固的同時，受到流動凝固液對其作用的摩擦帶動力，此帶動力使紡絲液細流出噴絲孔的同時即受到高倍牽伸，即本文所述的高倍噴頭拉伸。該過程保證纖維素分子鏈在分子鏈間氫鍵作用力尚未完全形成之前獲得高度拉伸取向，并使取向效果隨之被“定型”固定，使最終的纖維素纖維既能達到較高強度，又能達到較低纖度，同時所得纖維無原纖化傾向。為了實現上述凝固液順流牽伸紡絲工藝，本發明在具體實施例中使用兩種類型流體順流牽伸裝置(但本發明并不僅限定于該兩種裝置)，以下對這兩種裝置予以詳細描述。
第一類裝置，如附圖1所示，為一立式裝置，整體上分為兩部分一部分上半部為一敞口，側視圖呈截圓錐狀的重力加速漏斗，漏斗下部分為一段連接管，當漏斗橫截面為圓形時連接管為圓管，圓管可以為直管，也可以下端帶有一段圓弧；另一部分為一可裝凝固液的容器。漏斗固定在容器中，可以略微高出容器，也可與之平齊；漏斗下部圓管末端與容器底部之間留出適當空間即可。該裝置特點是在使用時，可以利用水泵使凝固液均勻從漏斗圓周向圓心流動，調節合適流量，使凝固液主要從底部圓管末端流出，少量可從漏斗上部溢流。同時，根據牽伸工藝要求，調節容器中凝固浴液面高度，利用漏斗液面與容器中凝固浴液面的高度差控制底部圓管末端的凝固液流速。由于漏斗下端圓管沒入容器內凝固液中，因此漏斗及其下部圓管中的凝固液僅僅是在容器中凝固浴液面以上部分會有加速過程，在容器中凝固浴液面以下部分將會非常平穩、勻速流動，不會對噴絲孔擠出的紡絲液細流產生擾動而影響噴頭拉伸。如果該圓管不沒入容器中凝固浴液面以下，凝固液受重力作用將會加速向下流動，并且會對已部分凝固成為細絲狀的纖維產生強力沖刷，導致其受力不勻，在噴絲孔出口處產生擾動，使得噴頭拉伸無法穩定進行。第二類裝置，如附圖2、3所示，可為倒立式，也可為臥式。該裝置可為截圓錐漏斗狀，漏斗與噴絲組件密封連接，密封處保證能夠承受一定壓力而不泄漏。漏斗后端連接一段圓管。該裝置若為倒立式，圓管上端為直管較好，且必須沒入凝固液面以下；若為臥式，該圓管直接與凝固液槽連通，連通處必須在凝固液面以下。該裝置特點是在使用時，利用水泵使凝固液均勻從漏斗圓周向圓管圓心流動 (流動方向的控制在設計制造時予以考慮，在此不予詳述)，根據牽伸工藝要求，調節合適流量即可調節凝固液流速，凝固液流速可以人為地盡早提升至噴頭拉伸所需值而不受重力加速度的制約。該裝置中圓管出口必須在凝固液面以下，作用與第一種裝置相同，主要為穩定凝固液流速，保證紡絲液噴頭拉伸時不受擾動。利用上述流體牽伸裝置，可以實現凝固液順流牽伸紡絲工藝，經過研究表明，根據紡絲液具體情況，噴頭拉伸倍率可控制在1 20倍之間，較好為1. 5 13倍，最佳為2. 5 7倍。另外，為了控制紡絲液凝固速度，實現上文所述“紡絲液細流部分凝固”、“對紡絲原液細流具有防粘并和凝固作用，以利于噴頭拉伸實施和拉伸取向作用固定”，經過大量研究，本發明的技術人員開發出有別于現有無機酸類凝固浴體系的新的凝固浴體系，可分為兩類第一類凝固液體溫度比紡絲液溫度高。凝固液體溫度比紡絲液溫度高2°C 65°C 之間，較好為5°C 45°C之間，最佳為5°C 25°C之間；其成分為與纖維素溶劑成分相同或相近但濃度較低的水溶液。第二類凝固液體溫度與紡絲液溫度相同。該凝固液體由兩類成分組成第一類成分為與纖維素溶劑成分和濃度相同水溶液；第二類為能夠與水互溶的醇類或酮類或酸類化合物，如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、丙酮、碳酸、乙酸等。該兩種成分體積比在90 10 10 90之間；適宜比例在70 30 30 70之間；最佳比例在60 40 40 60之間。為了實現該紡絲工藝，使用了兩類(3種)新型凝固液順流牽伸裝置，為了控制紡
10絲液細流凝固速度以實現順流牽伸，使用了兩種新的凝固浴體系，并研究了凝固浴濃度與溫度對凝固速度的影響。本發明的制備方法的關鍵在于開發出凝固液順流牽伸濕法紡絲技術，解決了目前纖維素纖維濕法生產工藝(如粘膠纖維)制造過程中無法實現的高噴頭拉伸問題，從而使紡絲原液細流在凝固成纖和纖維素大分子間氫鍵形成之前獲得拉伸取向和纖維強度，同時避免了干噴濕法生產工藝(如NMMO溶劑法生產工藝)所得纖維素纖維(如 LY0CELL纖維)的原纖化傾向。另外，由于本發明制造過程中摒棄了傳統粘膠纖維濕法生產工藝過程中的黃化環節以及復雜的凝固過程，因此本發明不僅性能優異、經濟效益高， 而且綠色環保。綜上所述，本發明的有益效果為所得纖維的強度高、纖度低、無原纖化傾向；制備工藝簡單、易于控制，適用于大規模工業化生產；所用的設備結構簡單、設計精妙，條件穩定。


圖1為立式設備示意圖，其中1為噴絲板，2為漏斗內層，3為與漏斗相連的導管，4 為凝固液箱，5為導絲輥，6為絲束、7為漏斗外層；圖2為倒立式設備示意圖，其中1為噴絲板，2為漏斗，3為與漏斗相連的導管，4為凝固液箱，5為導絲輥，6為絲束；圖3為臥式設備示意圖，其中1為噴絲板，2為漏斗，3為與漏斗相連的導管，4為凝固液箱，5、7為導絲輥，6為絲束。下面結合實施例對本發明進行進一步說明，所述的實施例僅用于解釋本發明，而非限制本發明。
具體實施例方式實施例1在1. 5L錐底釜中，加入940克7. 5wt% NaOH/Hwt %尿素混合水溶液，將其冷卻至-6°C，然后加入60克棉漿粕(聚合度500)并快速攪拌至溶液澄清透明。通過減壓脫除溶液中氣泡后制得所需紡絲液，向釜中壓入氮氣至0. 5MPa,開啟釜底閥門、齒輪計量泵以及溶體控溫系統，使紡絲溫度為25°C，紡絲液以25m/min速度從 0. 07mmX 1000孔噴絲板擠出。將噴絲板置于附圖1所示凝固液順流牽伸裝置中，將凝固液順流牽伸裝置后端第一導絲輥速度設定為75m/min，調整漏斗與凝固浴液位差為8. 5cm左右時，絲束張緊，即實現噴頭拉伸倍率為3倍。其中，凝固液濃度配比為6wt % NaOH/lOwt %尿素混合水溶液，溫度控制在 30士0. 5°C范圍內。將上述部分凝固的纖維，置于35士 rC、5wt% Na0H/8Wt%尿素混合水溶液中，進一步凝固牽伸，第二導絲輥速度設定為75m/min，第三導絲輥速度設定為86. 5m/min,即牽伸倍率為1. 15倍，隨后經過75°C熱水充分洗滌去除NaOH和尿素，經干燥后利用卷繞機卷繞成筒，得到纖維編號為YP1-0。對比實施例1-1
按照實施例1所述方法配置紡絲液1000克，向釜中壓入氮氣至0. 5MPa,開啟釜底閥門及齒輪計量泵，使紡絲液以25m/min速度從0. 07mmX 1000孔噴絲板擠出。將噴絲板置于凝固浴槽中，凝固液保持相對靜止。其凝固液成分及牽伸工藝參考專利CN1014^682A，分為兩道凝固牽伸第一道凝固浴為25wt %醋酸水溶液，溫度控制在 10 士 1°C范圍內，第一導絲輥速度設定為40m/min，即頭道牽伸倍率為1.6倍；第二道凝固浴為17wt%硫酸水溶液，溫度控制在15士 1°C范圍內，第二導絲輥速度設定為48m/min，即二道牽伸倍率為1. 2倍。隨后經過75°C熱水充分洗滌去除鈉鹽、硫酸和尿素等物質，經干燥后利用卷繞機卷繞成筒，得到纖維編號為YPl-I。實施例2在1. 5L錐底釜中，加入920克10wt% NaOH/11. 5wt%尿素混合水溶液，將其冷卻至_7°C，然后加入80克木漿粕(聚合度550)并快速攪拌至溶液澄清透明。通過減壓脫除溶液中氣泡后制得所需紡絲液，向釜中壓入氮氣至l.OMPa，開啟釜底閥門、齒輪計量泵以及溶體控溫系統，使紡絲溫度為17°C，使紡絲液以25m/min速度從 0. ImmX 500孔噴絲板擠出。將噴絲板置于附圖1所示凝固液順流牽伸裝置中，將凝固液順流牽伸裝置后端第一導絲輥速度設定為125m/min，調整漏斗與與凝固浴液位差為22. 5cm左右時，絲束張緊， 即實現噴頭拉伸倍率為5倍。其中，凝固液濃度配比為8. 5wt% NaOH/lOwt1^尿素混合水溶液，溫度控制在 26士0. 5°C范圍內。將上述部分凝固的纖維，置于35士 rC、6wt% Na0H/8Wt%尿素混合水溶液中，進一步凝固牽伸，第二導絲輥速度設定為125. 5m/min，第三導絲輥速度設定為137. 5m/min, 即牽伸倍率為1. 1倍，隨后經過85°C熱水充分洗滌去除NaOH和尿素，經干燥后利用卷繞機卷繞成筒，得到纖維編號為YP2-0。對比實施例2-1按照實施例2所述方法配置紡絲液1000克，向釜中壓入氮氣至1. OMPa,開啟釜底閥門及齒輪計量泵，使紡絲液以25m/min速度從0. ImmX500孔噴絲板擠出。將噴絲板置于凝固浴槽中，凝固液保持相對靜止。其凝固液成分及牽伸工藝參考專利CN1014^682A，分為兩道凝固牽伸第一道凝固浴為15wt %醋酸水溶液，溫度控制在 5士 1°C范圍內，第一導絲輥速度設定為45m/min，即頭道牽伸倍率為1. 8倍；第二道凝固浴為8wt%硫酸水溶液，溫度控制在15士 1°C范圍內，第二導絲輥速度設定為90m/min，即二道牽伸倍率為2倍。隨后經過85°C熱水充分洗滌去除鈉鹽、硫酸和尿素等物質，經干燥后利用卷繞機卷繞成筒，得到纖維編號為YP2-1。實施例3在1. 5L錐底釜中，加入900克10. 5wt% NaOH/11. 5wt %尿素混合水溶液，將其冷卻至_8°C，然后加入100克木漿粕(聚合度550)并快速攪拌至溶液澄清透明。通過減壓脫除溶液中氣泡后制得所需紡絲液，向釜中壓入氮氣至1. 5MPa，開啟釜底閥門、齒輪計量泵以及溶體控溫系統，使紡絲溫度為10°c，使紡絲液以15m/min速度從 0. ImmX 500孔噴絲板擠出。將噴絲板置于附圖2所示凝固液順流牽伸裝置中，其中圓管直徑為20mm。將凝固
12液順流牽伸裝置后端第一導絲輥速度設定為105m/min，調整凝固液流量為2m3/h時，絲束張緊，即實現噴頭拉伸倍率為7倍。其中，凝固液由10. 5wt% NaOH/11. 5wt%尿素混合水溶液和丙酮組成，其中水溶液與丙酮體積比為45 55，溫度控制在10°C左右。將上述部分凝固的纖維，置于由10. 5wt% NaOH/11. 5wt%尿素混合水溶液和丙酮組成凝固浴中，其中水溶液與丙酮體積比為80 20，溫度控制在15士 1°C，進一步凝固牽伸，第二導絲輥速度設定為105. 5m/min，第三導絲輥速度設定為115. 5m/min，即牽伸倍率為1. 1倍，隨后經過85°C熱水充分洗滌去除NaOH、尿素和丙酮，經干燥后利用卷繞機卷繞成筒，得到纖維編號為YP3-0。對比實施例3-1按照實施例3所述方法配置紡絲液1000克，向釜中壓入氮氣至1. 5MPa，開啟釜底閥門及齒輪計量泵，使紡絲液以15m/min速度從0. ImmX500孔噴絲板擠出。將噴絲板置于凝固浴槽中，凝固液保持相對靜止。其凝固液成分及牽伸工藝參考專利CN1014^682A，分為兩道凝固牽伸第一道凝固浴為IOwt %醋酸水溶液，溫度控制在 0士 1°C范圍內，第一導絲輥速度設定為27m/min，即頭道牽伸倍率為1. 8倍；第二道凝固浴為5wt%硫酸水溶液，溫度控制在5士 1°C范圍內，第二導絲輥速度設定為51. 5m/min,即二道牽伸倍率為1. 9倍。隨后經過85°C熱水充分洗滌去除鈉鹽、硫酸和尿素等物質，經干燥后利用卷繞機卷繞成筒，得到纖維編號為YP3-1。實施例4在1.5L錐底釜中，加入960克5wt% Li0H/10wt%尿素混合水溶液，將其冷卻至_5°C，然后加入40克木漿粕(聚合度600)并快速攪拌至溶液澄清透明。通過減壓脫除溶液中氣泡后制得所需紡絲液，向釜中壓入氮氣至0.5MPa，開啟釜底閥門、齒輪計量泵以及溶體控溫系統，使紡絲溫度為15°C，使紡絲液以25m/min速度從 0. 07mmX 1000孔噴絲板擠出。將噴絲板置于附圖三所示凝固液順流牽伸裝置中，其中圓管直徑為20mm。將凝固液順流牽伸裝置后端第一導絲輥速度設定為75m/min，調整凝固液流量為1. 45m3/h，即實現噴頭拉伸倍率為3倍。其中，凝固液為Li0H/9wt%#素混合水溶液，溫度控制在20 士0. 5°C范圍內。將上述部分凝固的纖維，置于成分為3wt% Li0H/8wt%尿素混合水溶液凝固浴中，溫度控制在25 士 1 °C范圍內，進一步凝固牽伸，第二導絲輥速度設定為75. 5m/min,第三導絲輥速度設定為82. 5m/min,即牽伸倍率為1. 1倍，隨后經過85°C熱水充分洗滌去除LiOH 和尿素，經干燥后利用卷繞機卷繞成筒，得到纖維編號為YP4-0。對比實施例4-1按照實施例4所述方法配置紡絲液1000克，向釜中壓入氮氣至0. 5MPa,開啟釜底閥門及齒輪計量泵，使紡絲液以25m/min速度從0. 07mmX 1000孔噴絲板擠出。將噴絲板置于凝固浴槽中，凝固液保持相對靜止。其凝固液成分參考專利 CN1252163C，牽伸工藝參考專利CN101^9682A，分為兩道凝固牽伸第一道凝固浴為5wt% 醋酸水溶液，溫度控制在-2士0.5°C范圍內，第一導絲輥速度設定為35m/min，即頭道牽伸倍率為1.4倍；第二道凝固浴為3%硫酸/IOwt%硫酸鈉水溶液，溫度控制在10士 1°C范圍內，第二導絲輥速度設定為42m/min，即二道牽伸倍率為1.2倍。隨后經過85°C熱水充分洗滌去除鋰鹽、硫酸和尿素等物質，經干燥后利用卷繞機卷繞成筒，得到纖維編號為YP4-1。實施例5其它條件同實施例2，不同的是選用附圖二所示凝固液順流牽伸裝置，調節凝固液流量2. 4m3/h，即噴頭拉伸倍率仍為5倍；后道進一步牽伸倍率仍為1. 1倍，經過85°C熱水充分洗滌、干燥后利用卷繞機卷繞成筒，得到纖維編號為YP5-0。實施例6其它條件同實施例2，不同的是選用附圖三所示凝固液順流牽伸裝置，調節凝固液流量2. 4m3/h，即噴頭拉伸倍率仍為5倍；后道進一步牽伸倍率仍為1. 1倍，經過85°C熱水充分洗滌、干燥后利用卷繞機卷繞成筒，得到纖維編號為YP6-0。實施例7其它條件同實施例2，不同的是實施噴頭拉伸凝固液由體積比為45 55的 IOwt % NaOH/11. 5wt %尿素混合水溶液和丙酮組成，紡絲溫度為10 °C，凝固液溫度在 10 士 0.5°C范圍內。噴頭拉伸倍率仍為5倍，后道進一步牽伸倍率仍為1. 1倍。經過85°C熱水充分洗滌、干燥后利用卷繞機卷繞成筒，得到纖維編號為YP7-0。實施例8采用實施例3制取紡絲液方法，利用50升錐底釜制取30公斤紡絲液，紡絲工藝同實施例3，所不同的是噴絲板為0. ImmX2000孔，紡絲溫度為15°C，凝固液成分為8wt% NaOH/ 9. 5 w t %尿素混合水溶液，溫度控制在2 5 士 0. 5 °C范圍內。進一步凝固液成分為 6. 5wt % Na0H/8wt %尿素混合水溶液凝固浴中，溫度控制在30 士 1 °C。最后經過85°C熱水充分洗滌、上油、干燥后利用卷繞機卷繞成筒，得到纖維編號為 YP8-0。實施例9采用實施例3制取紡絲液配方，在常溫下將NaOH、尿素、水、木漿粕(聚合度550) 以質量比為189 207 1404 200連續、均勻加入LIST混合機前端加料口，利用LIST 混合機將其制成漿粥狀均勻混合物。LIST混合機出料口與薄膜蒸發機連接，使所制得漿粥狀混合物均勻進入薄膜蒸發機，利用薄膜蒸發機將其溶解、制備紡絲液。控制薄膜蒸發機內壁溫度為_8°C。從底部取樣口取樣檢測樣品已成為澄清透明溶液，用顯微鏡觀察纖維素已完全溶解。薄膜蒸發機出料口通過出料泵與溶體管路連接，使紡絲液進入紡絲系統，控制紡絲計量泵轉速，使紡絲液以15m/min速度從0. ImmXlOOOO孔噴絲板擠出；控制紡絲溫度為 15°C。將噴絲板置于附圖二所示類型凝固液順流牽伸裝置中，其中圓管直徑為20mm。將凝固液順流牽伸裝置后端第一導絲輥速度設定為105m/min，調整凝固液流量為2m3/h時，絲束張緊，即實現噴頭拉伸倍率為7倍。其中，凝固液為8wt% NaOH/9. 5襯％尿素混合水溶液，溫度控制在25士0. 5°C范圍內。
將上述部分凝固的纖維，置于成分為6. 5wt% NaOH/Swt^尿素混合水溶液凝固浴中，溫度控制在30士 1°C，進一步凝固牽伸，第二導絲輥速度設定為105. 5m/min,第三導絲輥速度設定為115. 5m/min,即牽伸倍率為1. 1倍，經過85°C熱水充分洗滌去除NaOH和尿素，經上油、干燥后利用卷繞機卷繞成筒，得到纖維編號為YP9-0。實施例10其它條件同實施例4，不同的是實施噴頭拉伸凝固液成分為2wt % Na0H/2wt % Li0H/5Wt%尿素/3wt%硫脲混合水溶液，溫度在80士0. 5°C范圍內。噴頭拉伸倍率為1. 1倍。后道進一步牽伸倍率仍為1. 1倍。經過85°C熱水充分洗滌、干燥后利用卷繞機卷繞成筒，得到纖維編號為YP10-0。實施例11其它條件同實施例3，不同的是實施噴頭拉伸凝固液成分為10wt% NaOH/1 Iwt% 尿素混合水溶液，溫度在80士0. 5°C范圍內。噴頭拉伸倍率為1. 1倍。后道進一步牽伸倍率仍為1. 1倍。經過85°C熱水充分洗滌、干燥后利用卷繞機卷繞成筒，得到纖維編號為YP11-0。實施例12其它條件同實施例4，不同的是實施噴頭拉伸凝固液由體積比為90 10的5wt% Li0H/10wt%尿素混合水溶液和丙酮組成，凝固液溫度在15士0.5°C范圍內。噴頭拉伸倍率為1.1倍。后道進一步牽伸倍率仍為1. 1倍。經過85°C熱水充分洗滌、干燥后利用卷繞機卷繞成筒，得到纖維編號為YP12-0。實施例13其它條件同實施例3，不同的是實施噴頭拉伸凝固液由體積比為10 90的 10. 5wt% NaOH/11. 5襯％尿素混合水溶液和丙酮組成，凝固液溫度在10士0. 5°C范圍內。噴頭拉伸倍率為19倍。后道進一步牽伸倍率仍為1. 02倍。經過85°C熱水充分洗滌、干燥后利用卷繞機卷繞成筒，得到纖維編號為YP13-0。實施例14在1. 5L錐底釜中，加入800克7. 5wt% NaOH/lOwt %尿素混合水溶液，將其冷卻至_8°C，然后加入33. 6克木漿粕(聚合度500)并快速攪拌至溶液澄清透明。通過減壓脫除溶液中氣泡后制得所需紡絲液，向釜中壓入氮氣至0. 5MPa,開啟釜底閥門、齒輪計量泵以及溶體控溫系統，使紡絲溫度為20°C，紡絲液以25m/min速度從 0. 06mmX 1000孔噴絲板擠出。將噴絲板置于附圖一所示凝固液順流牽伸裝置中，將凝固液順流牽伸裝置后端第一導絲輥速度設定為75m/min，調整漏斗與凝固浴液位差為8. 5cm左右時，絲束張緊，即實現噴頭拉伸倍率為3倍。其中，凝固液濃度配比為3.8Wt% Na0H/5Wt%尿素混合水溶液，溫度控制在 50士0. 5°C范圍內。將上述部分凝固的纖維，置于50士0. 5°C,2wt% Na0H/3Wt%尿素混合水溶液中，進一步凝固牽伸，第二導絲輥速度設定為75m/min，第三導絲輥速度設定為86. 5m/min,即牽伸倍率為1. 15倍，隨后經過75°C熱水充分洗滌去除NaOH和尿素，經干燥后利用卷繞機卷繞成筒，得到纖維編號為YP14-0。實施例15在1.5L錐底釜中，加入940克7wt% Na0H/12wt%尿素混合水溶液，將其冷卻至-12°C，然后加入41克木漿粕(聚合度550)并快速攪拌至溶液澄清透明。通過減壓脫除溶液中氣泡后制得所需紡絲液，向釜中壓入氮氣至0. 5MPa,開啟釜底閥門、齒輪計量泵以及溶體控溫系統，使紡絲溫度為5°C，紡絲液以15m/min速度從 0. 06mmX 1000孔噴絲板擠出。將噴絲板置于附圖一所示凝固液順流牽伸裝置中，將凝固液順流牽伸裝置后端第一導絲輥速度設定為75m/min，調整漏斗與凝固浴液位差為8. 5cm左右時，絲束張緊，即實現噴頭拉伸倍率為5倍。其中，凝固液由7wt% Na0H/12Wt%尿素混合水溶液和丙酮組成，其中水溶液與丙酮體積比為50 50，溫度控制在5°C左右。將上述部分凝固的纖維，導入由3. 5wt% Na0H/6Wt%尿素混合水溶液和丙酮組成凝固浴中，其中水溶液與丙酮體積比為75 25，溫度控制在25士 1°C，進一步凝固牽伸，牽伸倍率為1. 1倍，隨后經過85°C熱水充分洗滌去除NaOH、尿素和丙酮，經干燥后利用卷繞機卷繞成筒，得到纖維編號為YP15-0。實施例16在1. 5L錐底釜中，加入500克20wt% NaOH水溶液，將其冷卻至0°C，加入80克甘蔗渣漿粕(聚合度370)并快速攪拌均勻，然后加入420克151的對％尿素水溶液，快速攪拌至溶液澄清透明。通過減壓脫除溶液中氣泡后制得所需紡絲液，向釜中壓入氮氣至1. 5MPa,開啟釜底閥門、齒輪計量泵以及溶體控溫系統，使紡絲溫度為10°c，紡絲液以ISm/min速度從 0. ImmX500孔噴絲板擠出。將噴絲板置于附圖一所示凝固液順流牽伸裝置中，將凝固液順流牽伸裝置后端第一導絲輥速度設定為125m/min，，調整漏斗與凝固浴液位差為22. 5cm左右時，絲束張緊，即實現噴頭拉伸倍率約7倍。其中，凝固液由3. 5wt% NaOH/3. 5wt%尿素混合水溶液組成，溫度控制在20°C左
右ο將上述部分凝固的纖維，導入2wt% Na0H/2Wt%尿素混合水溶液凝固浴中，溫度控制在40°C左右，進一步凝固牽伸，牽伸倍率為1. 1倍，隨后經過55°C熱水充分洗滌去除 NaOH和尿素，經干燥后利用卷繞機卷繞成筒，得到纖維編號為YP16-0。實施例17在1. 5L錐底釜中，加入450克8wt % LiOH水溶液，將其冷卻至0°C，加入90克竹漿粕(聚合度400)并快速攪拌均勻，然后加入460克5°C的10%硫脲水溶液，快速攪拌至
溶液澄清透明。通過減壓脫除溶液中氣泡后制得所需紡絲液，向釜中壓入氮氣至1. 5MPa,開啟釜底閥門、齒輪計量泵以及溶體控溫系統，使紡絲溫度為15°C，紡絲液以ISm/min速度從
160. ImmX 500孔噴絲板擠出。將噴絲板置于附圖一所示凝固液順流牽伸裝置中，將凝固液順流牽伸裝置后端第一導絲輥速度設定為125m/min，，調整漏斗與凝固浴液位差為22. 5cm左右時，絲束張緊，即實現噴頭拉伸倍率約7倍。其中，凝固液由1. 8wt% LiOH/2. 3wt%硫脲混合水溶液組成，溫度控制在25V左
右ο將上述部分凝固的纖維，導入0. 9wt% LiOH/1. 2wt%硫脲混合水溶液凝固浴中， 溫度控制在40°C左右，進一步凝固牽伸，牽伸倍率為1. 1倍，隨后經過65°C熱水充分洗滌去除NaOH和硫脲，經干燥后利用卷繞機卷繞成筒，得到纖維編號為YP17-0。實施例18將木漿粕(聚合度500)、預冷至-12°C的LiOH、硫脲、尿素、水以質量比為 104 69 150 67. 5 1200，連續、均勻加入LIST混合機，將其制成漿粥狀均勻混合物。漿粥出料口與薄膜蒸發機連接，使所制得漿粥狀混合物均勻進入薄膜蒸發機，利用薄膜蒸發機將其溶解、制備紡絲液。控制薄膜蒸發機內壁溫度為_2°C。從底部取樣口取樣檢測樣品已成為澄清透明溶液，用顯微鏡觀察纖維素已完全溶解。薄膜蒸發機出料口通過出料泵與溶體管路連接，使紡絲液進入紡絲系統，控制紡絲計量泵轉速，使紡絲液以15m/min速度從0. ImmXlOOOO孔噴絲板擠出；控制紡絲溫度為 20°C。將噴絲板置于附圖二所示類型凝固液順流牽伸裝置中，其中圓管直徑為20mm。將凝固液順流牽伸裝置后端第一導絲輥速度設定為105m/min，調整凝固液流量為2m3/h時，絲束張緊，即實現噴頭拉伸倍率為7倍。其中，凝固液為2. 3wt% LiOH/5% wt硫脲/2. 3襯％尿素混合水溶液，溫度控制在 30士0. 5°C范圍內。將上述部分凝固的纖維，置于成分為1.2Wt% LiOH/2. 5% wt硫脲/1.2Wt%尿素混合水溶液凝固浴中，溫度控制在30士 1°C，進一步凝固牽伸，第二導絲輥速度設定為 105. 5m/min，第三導絲輥速度設定為115. 5m/min,即牽伸倍率為1. 1倍，經過85°C熱水充分洗滌去除LiOH、硫脲和尿素，經上油、干燥后利用卷繞機卷繞成筒，得到纖維編號為 YP18-0。表2給出了以上所得樣品纖度和干態下的拉伸斷裂強度。表2樣品纖度和干態下的拉伸斷裂強度測試結果
權利要求
1.一種以纖維素為主要成分的纖維素纖維，其特征在于，所述纖維素纖維的參數滿足以下條件a)纖維拉伸斷裂強度彡2.OcN/dtex ；b)纖維纖度<1. 67dtex ；c)纖維中S元素含量彡IOOppm；d)纖維的原纖化指數(F.I.)彡2 ；e)纖維中不含與抗原纖化處理有關的化學成分；其中，進一步優選為a)纖維拉伸斷裂強度彡2.3cN/dtex ；b)纖維纖度<1. 33dtex。更優選的a)纖維拉伸斷裂強度彡2.6cN/dtex ；b)纖維纖度<0. 89dtex。
2.根據權利要求1所述的以纖維素為主要成分的纖維素纖維，其特征在于，所述纖維素纖維的原料選自棉漿粕、木漿粕、竹漿粕或其它纖維素原料。
3.權利要求1所述的纖維素纖維的制造方法，其特征在于，所述纖維素纖維在紡絲過程中采用凝固液順流牽伸紡絲技術。
4.根據權利要求3所述的纖維素纖維的制造方法，其特征在于，所述的凝固液順流牽伸紡絲技術，包括以下步驟將紡絲用噴絲板浸入流動凝固液中，紡絲液出噴絲孔后，立即接觸凝固液，利用凝固液流動產生的動力，在紡絲液被擠出噴絲孔的瞬間對原液細流實施帶動牽伸，從而牽伸紡絲；所述凝固液順流，凝固液流動方向與纖維噴頭拉伸方向相同，進一步優選均勻流動，所述凝固液流動速度為紡絲液擠出速度的1 20倍，優選1. 5 13倍，更優選為2. 5 7倍。
5.根據權利要求3所述的纖維素纖維的制造方法，其特征在于，所述的凝固液對紡絲原液細流具有防粘并和凝固作用，以利于噴頭拉伸實施和拉伸取向作用固定，凝固液分為兩類第一類的凝固液溫度比紡絲液溫度高2°C 65°C，優選5°C 45°C，更優選5 V 25°C 之間；所述第一類凝固液成分為與纖維素溶劑成分相同或相近但濃度較低的水溶液；第二類凝固液由兩種成分組成第一種成分為與纖維素溶劑成分和濃度相同水溶液； 第二種成分為能夠與水互溶的醇類或酮類或酸類化合物，選自甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、丙酮、碳酸或乙酸；所述第二類凝固液的兩種成份的體積比為90 10 10 90，優選為體積比70 30 30 70，更優選體積比為60 40 40 60。
6.一種制造如權利要求1所述的纖維素纖維的裝置，其特征在于，所述裝置包括噴絲組件、漏斗、與漏斗相連的導管、凝固液箱，漏斗與凝固液箱通過導管相連，噴絲組件設置在漏斗內，從而使凝固液通過漏斗和與漏斗相連的導管流動到凝固液箱內，凝固液的流動的方向與噴絲組件噴出的纖維的拉伸方向相同。
7.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述裝置中的漏斗為雙層漏斗，設置有使凝固液從漏斗外層流向漏斗內層的循環泵，從而實現凝固液的回收利用。
8.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述的與漏斗相連的導管為直管，或在直管的末端帶有一段圓弧形導管。
9.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述的漏斗根據與凝固液箱相對位置的不同，將漏斗設置為開放式或封閉式，凝固液箱設置為開放式或封閉式。
10.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述的裝置為立式結構，與漏斗相連的導管為在直管的末端帶有一段圓弧形導管，所述的漏斗為開放式，漏斗固定在凝固液箱內，略微高于凝固液箱或與凝固液箱平齊，與漏斗相連的導管的末端圓弧形導管與容器底部留有一定距離，漏斗內凝固液的高度高于或等于凝固液箱中凝固液的液面高度，從而利用漏斗中凝固液液面與凝固液箱中凝固液液面的高度差控制與漏斗相連的導管末端圓弧形導管中的凝固液流速；所述裝置為倒立式，與漏斗相連的導管為直管，漏斗與噴絲組件密封連接，所述與漏斗相連的導管直接與凝固液箱連通，連接處的高度位于凝固箱的液面下；所述裝置為臥式，與漏斗相連的導管為直管，漏斗與噴絲組件密封連接，所述與漏斗相連的導管直接與凝固液箱連通，連接處的高度位于凝固箱的液面下。
全文摘要
本發明涉及化纖領域，具體講，涉及一種以纖維素為主要成分的纖維、其制造方法及設備。本發明涉及一種通過凝固液順流牽伸紡絲技術制備的纖維素纖維，滿足以下條件纖維拉伸斷裂強度≥2.0cN/dtex、纖維纖度≤1.67dtex、纖維中S元素含量≤100ppm、纖維的原纖化指數(F.I.)≤2、纖維中不含與抗原纖化處理有關的化學成分。本發明還涉及該纖維素纖維的制備方法及設備；本發明的纖維素纖維強度高、纖度低、無原纖化傾向；制備工藝簡單、易于控制，適用于大規模工業化生產；所用的設備結構簡單、設計精妙，條件穩定。
文檔編號D01F2/02GK102477591SQ20111036783
公開日2012年5月30日 申請日期2011年11月18日 優先權日2010年11月19日
發明者孔令熙, 孫玉山, 張均, 徐紀剛, 徐鳴風, 李方全, 李曉俊, 李琳, 王穎, 金云峰, 陸伊倫, 陳功林, 駱強 申請人:中國紡織科學研究院