lyocell纤维的整理技术综述报告
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Lyocell纤维的特性及应用Lyocell纤维的特性及应用Lyocell是一种新型的、环保型的纤维,被国际纺织业界誉为“二十一世纪的绿色纤维”。
其优良的天然纤维和合成纤维特性,使产品集棉的吸湿透气性、丝的手感光泽、化纤的强力、毛的挺爽于一身,其与天然纤维的极具亲和力特性,能开发出多种高附加值的机织和针织产品,市场前景极其广阔。
Lyocell(Tencel短纤维、Newcell长丝纱)纤维、纱线的特性:1.具有纤维素纤维的优异特性。
Lyocell纤维织物手感挺爽,吸湿透气性好,具有丝绸的悬垂性,触感可由棉变到毛、真丝以及各种感觉。
2.强度高。
Lyocell纤维干强接近涤纶纤维,湿强仅下降15%,远远优于粘胶纤维。
3.原纤化。
Lyocell纤维在湿状态下,受机械力作用纤维表面被拉出细小原纤,能改变织物表面的性能。
通过酶处理,去除较长的原纤,进行二次原纤化,可得到桃皮绒效果。
4.尺寸稳定性好。
Lyocell纤维织物收缩率低,可洗性好。
Lenzing Lyocell的技术指标:纤度:0.9/1.3/1.7/6.7dtex品质长度:34/38mm 强力:40-42cN/tex湿伸长率15-17% 湿强力85% BISFA湿模量9-10 cN/texLenzing Lyocell 现已开发出以下几个产品系列:Lenzing Lyocell MICRO(兰精莱塞尔超细纤维)、Lenzing LyocellLF(兰精莱塞尔LF纤维)、Lenzing Lyocell FILL(兰精莱塞尔FILL纤维)等。
主要用途:对Lyocell产品的开发,大致有牛仔布、套装、休闲服、色织布、衬衫内衣、针织6大产品系列。
Lyocell纤维的性能及用途Lyocell纤维是纤维素纤维的新生代,采用干喷湿法纺丝,生产周期短,溶剂循环使用,生产过程无污染,是典型的绿色环保纤维。
Lyocell兼具天然、合成纤维两者优点,其物理机械性能优良,尤其是湿强与湿模量接近与合成纤维,同时具有棉纤维的舒适性、粘胶纤维的悬垂性和色彩鲜艳性、真丝的柔软手感和优雅光泽。
Lyocell纤维还具有原纤化效应,可生产常规纤维不能得到的类似桃皮绒的表面效果。
Lyocell纤维以高干强和湿强而著称。
在湿态下Lyocell的断裂强度损伤仅6%,伸长几乎没有变化。
它的耐高温性好,在 190℃、30s内短纤的强力损伤为7%。
Lyocell纤维的性能Lyocell纤维是一种环保型纤维素纤维,生产过程无污染,有良好的生物降解性和吸湿性、柔软性、穿着舒适性。
它与普通的粘胶纤维不同,是将纤维浆粕(木浆或棉浆)直接溶解在一种有机溶剂中,溶液经过滤、脱泡等工序后挤压纺丝、凝固而成纤维。
这种纤维性能非常优越:有纤维素纤维的所有天然性能,包括吸湿性好,穿着舒适,光泽好,极好的染色性和生物降解性,可在较短的时间内完全生物降解;干、湿强和湿模量较高;织物的缩水率很低,其织物尺寸稳定性较好,具有洗可穿性;纤维的截面呈圆形,表面光滑,其织物具有丝绸般的光泽。
Lyocell纤维的主要组成与棉或粘胶一样是纤维素。
其分子量和结晶度均介于棉和粘胶之间Lyocell纤维、棉和粘胶纤维的聚合度、结晶度纤维棉 Lyocell纤维粘胶聚合度 10000 500-550 250-300结晶度(%) 70 50 30正因为Lyocell纤维独特的聚合度和结晶度,才使得它具备了三大特性,即高强,其强度接近涤纶;快速吸水,其吸水速度接近棉的两倍,它的回潮率也比棉好和自身原纤化产生桃皮绒效果。
原纤化原理:容易原纤化是普通Lyocell纤维的特性之一,原纤化是指纤维表面分裂出细小的微纤维(直径1-4um)。
辽宁丝绸2020年第2期·50·朱芯娅闻井会汤雅琪钟畅一、Lyocell纤维的介绍公司首先取得Ly原ocell纤维生产工艺和产品专利。
其名称早早被国际人造丝及合成纤维标准化局以及美国联邦贸易委员会所认可。
欧洲委员会已按照纺织品的承认法接受Lyocell作为一种纤维属名(缩略式为CLY)[1]。
由于毒性极低且不污染环境,它被誉为21面积与其他纤维不同,大多呈现出椭圆形或者与圆形近似。
鉴于木质纤维素原本的晶体未遭损坏,纺丝以后形成含原来明显的超分子结构,因此易产生原纤化现象。
在湿法纺丝的过程中,Lyocell纤维形成了特定程度上的皮芯层结构。
它的芯层最主要是由以下两部分组成:第一部分,是经过纤维的轴向排列高度取向、结构比较规整、相互之间侧向联系比较薄弱的巨原纤,巨原纤的平均直径在0.25~0.96微米,长度一般在1毫米以上;第二部分是,由巨原纤的四周有缨状大分子和少量伸出巨原纤表面的基原纤构成的无定形区。
这个无定形区被水或者氢氧化钠溶液浸润后可以发生剧烈的膨胀,将进一步削弱巨原纤之间的紧密联系。
这样的结构特点正是Lyocell纤维原纤化以及吸湿后横向的膨润率较大的原因。
[2]Lyocell纤维其他结构特点还有以下几点:1、横截面形状:圆形、椭圆形;2、横截面形态:均相;3、结晶度:高;4、结晶长度:较大;5、结晶宽度:较窄;6、结晶部分取向度:高;7、无定形部分取向度:高。
[3]生产过程:以NMMO(N-甲基吗啉-N-氧化物,又称氧化胺)为溶剂纺丝法生产。
NMMO是一种无毒、无防腐性的有机溶剂,在室温下为水合结晶体,NMMO为环状结构,与纤维素结构相似,符合相似相溶原理,所以有利于纤维素溶解。
由于生产过程是纯物理过程,无污染,并且NMMO无毒,在制造工艺中还可以回收再利用,Lyocell纤维在泥土中还可以完全分解,完全吻合环保的要求,故Lyocell纤维被称为绿色纤维。
Lyocell纤维的生产过程只包含物理过程,没有化学过程,它利用“NMMO/水溶液可以溶解纤维素”的特性,将原料纤维素浆粕直接地溶解在其中,获得一定粘度的纺丝溶液,然后再经过干湿法纺丝,最终得到纤维素纤维,溶剂经回收利用,可循环使用,所以非常环保又节约。
第49卷第2期Vol.49,No.2人造纤维Artificial Fibre2019年4月版April,2019<专题论述>Lyocell纤维及其功能化研究进展李景盛高建李倩倩续虎山东英利实业有限公司山东潍坊262700【摘要】介绍了Lyocell纤维的生产工艺、性能及用途,综述了Lyocell纤维在功能化方面的研究进展,包括多孔Lyocell纤维、抗菌Lyocell纤维、吸水Lyocell纤维、导电Lyocell 纤维、抗紫外线Lyocell纤维、发光Lyocell纤维、阻燃Lyocell纤维、相变Lyocell纤维等。
加强差别化Lyocell纤维研究,提高产品附加值,以满足消费者对功能性纺织品的需求。
关键词Lyocell纤维工艺性能用途化学纤维的问世极大满足了人们对衣着、装饰和产业用纺织品的需求,但随着世界石油储备量的减少,以石油为主要原料的合成纤维的开发也将受到限制不可再生纺织原料的短缺迫使人们的利用焦点转向可再生的纺织原料,而且随着人们对环境保护的关注,以可再生天然资源为原料开发人造纤维越来越受到重视。
Lyocell纤维为100%的纤维素,可在较短时间内完全生物降解为无机物co2和也0,重新参与自然生态系统的物质循环,对环境无任何污染,被誉为21世纪的“绿色纤维”:Lyocell纤维的问世为生产纺织品提供了优良的原料,世界权威机构预测,Lyocell纤维将成为继棉、毛、丝、麻四大天然纤维之后的第功能化五大纤维"1Lyocell纤维概述纤维素纤维由于具有独特的光泽、良好的吸湿性、优美的悬垂性与天然的透气性,成为纺织品中的主要原料。
其中,Lyocell纤维是采用NMM0溶剂法生产的再生纤维素纤维,因其符合环保要求、加工过程简单、服用性能独特等优点,而迅速成为极具竞争力的新型纺织原料。
1.1Lyocell纤维的工艺流程Lyocell纤维的工艺流程为:作者简介:李景盛(1987年~),男,助理工程师,从事溶剂法纤维素纤维生产管理及纤维检测.总第270Sum270人造纤维Artificial Fibre 2019年第2期2019,No.2Lyoeell 纤维的生产以木浆为原料,该工艺利用NMMO 与纤维素分子上的多释基可产 生氢键而使纤维素溶解的特性,把木浆、水及溶剂NMMO 混合加热,木浆溶解(物理性溶解),得到粘稠的纺丝液(粘度可达几千泊左 右),然后以干湿法纺丝方法纺制而成⑴。
Lyocell纤维的整理技术学院:纺织服装学院班级:非织造姓名:学号:南通大学纺织服装学院2012年5月摘要本文简要介绍了Lyocell纤维的概况,主要介绍了Lyocell纤维的发展历史与现状,对Lyocell纤维的生产方法、工艺及纤维和织物的性能和特点作了综合评述。
并探讨了Lyocell织物新型染整工艺,即Tencel纤维氧化前处理+烧碱处理中各工序的工艺原理,介绍了工艺流程,较常规工艺有着明显的优势。
关键词: Lyocell,工艺,性能,染整ABSTRACTThis paper briefly introduces the general situation of the fiber Lyocell, mainly introduces the development of the fiber Lyocell history and current situation, Lyocell fiber to the production method, process and fiber and fabric performance and characteristic in the review. And discusses the new Lyocell fabric dyeing process, namely Tencel fibers oxidation pretreatment + caustic soda processing principle of process in each working procedure, introduced the technological process, the more routine process has obvious advantages.Key words:Lyocell, Process, performance, dyeing目录摘要 (2)ABSTRACT (2)第1章 Lyocell纤维的发展历史 (4)1.1 Lyocell纤维的历史发展与现状 (4)1.2 生产厂家与产能 (4)第2章 lyocell的生产方法、工艺特点 (7)2.1 Lyocell纤维的生产方法 (7)2.2 Lyocell纤维的工艺特点 (7)第3章 Lyocell纤维及其织物的性能和特点 (10)第4章整理工艺路线 (12)4.1 织物与设备 (12)4.1.1 织物 (12)4.1.2 设备 (12)4.2 工艺流程 (12)4.2.1 烧毛 (12)4.2.2 氧化前处理 (12)4.2.3 丝光 (13)4.2.4 气流机染色 (13)4.2.5 烘干机浸轧柔软剂 (13)4.2.6 柔软整理 (14)4.2.8 测试标准 (14)4.3 各工序工艺条件讨论 (14)4.3.1 烧毛 (14)4.3.2 烧碱+双氧水前处理 (14)4.3.3 烧碱丝光处理 (15)4.3.4 气流机染色 (15)4.3.5 柔软机的二次原纤化及抛松 (16)参考文献: (17)第1章 Lyocell纤维的发展历史1.1 Lyocell纤维的历史发展与现状由于Lyocell织物的原纤化特性,传统的Lyocell织物染整工艺需在气流染色机中经过原纤化-酶处理-染色三道加工工序,有时一次酶处理去原纤不净,还需在染色后再补做一次,每机布处理时间长达10~14 h。
织物长时间在高温、酸碱条件下运行,易造成布面擦伤和折痕,且耗用的各类助剂成本较高,这是造成Lyocell织物染整正品率较低,且工艺成本高的主要原因之一。
为此,国内外都致力于开发Lyocell织物的染整新工艺、新方法。
自1905年英国Courtaulds公司开始生产粘胶纤维(Viscose Rayon)以来,纤维素纤维的生产发展已有近100年的历史。
生产粘胶纤维的原料资源主要是木材和棉短绒等可再生的天然材料,产品具有适宜的强度和伸长率,吸湿性好,悬垂性良好等优点;但粘胶纤维的生产工艺流程长,特别是环境污染严重,因此开发一种对环境无污染的纤维素纤维就成为各国化纤产业界密切关注的问题。
1.2 生产厂家与产能荷兰Akzo公司1976 年后,总部位于荷兰的Akzo 公司组织Enka公司及其研究所开始研究以NMMO 为溶剂的再生纤维素纤维,最先生产出Lyocell 纤维。
1980年Akzo 公司首先申请了Lyocell纤维的工艺与产品专利,1989年BISFA正式命名以此类方法生产的纤维为“Lyocell”。
1994年Akzo公司与Nobel公司合并,成立了Akzo Nobel公司。
英国Courtaulds公司Courtaulds公司是最早开发Lyocell纤维的生产厂家之一。
1984年该公司在Grimsby建成中试装置,1987年从Akzo公司购进Lyocell纤维生产的专利许可证,于1988年建成2 000 t/a的半工业化装置。
1992年12月Courtaulds公司在美国Alabama州的Mobile建成第一座1.8万t/a的生产厂,投资9 000万美元,1994年正式投产。
1996年2月又投资1.4亿美元再建2.5万t/a的第二条生产线,商品名为“Tencel”,我国译为“天丝”。
1998年Courtaulds公司再投资1.2亿英镑在英国Grimsby兴建4.2万t/a的Tencel短纤维厂,当时还计划在韩国和新加坡等国建立分厂。
1998年7月Akzo Nobel公司收购Courtaulds公司65%的股份,成立Acordis 公司(总部位于荷兰),具备了长短纤的生产体制,成为当时世界最大的纤维素纤维生产商。
1999年Akzo Nobel公司又将其纤维业务(Acordis公司)出售给CVC Capital Partners集团,由该集团下属的荷兰公司Corsadi BV(位于英国)负责运营Acordis 公司所有Lyocell纤维生产与销售业务,这些业务发展成为后来的Tencel集团公司,包括美国与英国的两家工厂。
奥地利Lenzing公司Lenzing公司是粘胶纤维主要生产厂家之一,为克服粘胶生产的环境污染,从20世纪80年代初期就开始寻找新的溶剂,1984年集中研制3种溶剂,1986年从Akzo 公司买下了5 项基本NMMO 专利,1990 年8 月建成Lenzing试验工厂,1997年7月2日Heilingenkreuz建成的1.2万t/a的Lyocell短纤生产线投产,商品名为“Lenzing Lyocell”。
1999年Lenzing公司与Akzo Nobel公司合资,在德国Obernburg地区建立了一个产能为5000 t/a Lyocell长丝的工厂,所用生产工艺与Acordis公司相似,商品名为“Newcell”。
2000年1月~8月在Heilingenkreuz的第1条生产线产能扩大到2万t/a。
2004年2月,投资3 600万欧元的第2条Lyocell生产线正式投入运营,产能为2万t/a。
自此,Lenzing公司在Heilingenkreuz工厂的Lyocell产能达到4万t/a。
2004年5月4日Lenzing公司收购Corsadi BV属下的Tencel集团公司。
Corsadi BV是Acordis公司中4个业务部门的所有者,即Tencel、Acetate Chemicals、Cordenka与Polyamide High Performance GmbH。
自此,Lenzing公司一统Lyocell 纤维生产的天下,具有12万t/a的产能。
中国上海自1996年引入Lyocell纤维(Courtaulds的Tencel)以来,使用量逐年增加,2000年达1万t,2002年2万t,预计2004年达6万t,2010年10 万t~15万t左右。
东华大学与上海合成纤维研究所通力合作,初步建立了一条年产100t 的Lyocell纤维的中试生产线。
最近,上海纺织控股(集团)公司、东华大学、上海科技投资公司、上海化学纤维(集团)有限公司共同出资组建上海里奥纤维科技发展有限公司,专门从事Lyocell纤维的研究和开发,集中力量进行国家高新技术产业化示范工程——年产1 000t的Lyocell纤维生产线建设,进而建立年产2万t Lyocell纤维的大型生产基地。
另外,保定天鹅正在筹资建设年产3万t的Lyocell项目;福建南平拟上马Lyocell纤维生产线,设计规模3万t/a,一期年产1.5万t。
我国台湾省聚隆纤维股份有限公司建成了一条年产量为40 t的中试线,其商品名为“Cocel”。
其他国家德国Rudolstadt地区的Thuringian纺织与塑料研究所(TITK)也研究与制造Lyocell纤维,1998年投产,以短纤为主,商品名为“Alceru”。
韩国Hanil合成纤维公司开发的Lyocell纤维商品名为“Acell”。
俄罗斯制造的Lyocell纤维商品名为“Orcel”。
日本也有小批量生产。
第2章 lyocell的生产方法、工艺特点2.1 Lyocell纤维的生产方法近二十多年对纤维素直接溶剂的研究结果表明,Ca(SCN)2·H2O、NH3/NH4SCN、LiCl/DMAc、TFA/CH2C12、NMMO/H2O等溶剂体系对纤维素有较理想的溶解能力,其中最具有工业开发意义的是NMMO·H2O体系。
Lyocell 纤维生产工艺就是用NMMO·H2O体系作为纤维素直接溶剂的纺丝工艺。
其具体方法是把纤维素浆粕与NMMO/H2O直接混合,加入添加剂(如CaCl2)和抗氧(如PG)以防止纤维素在溶解过程中氧化降解,并调节溶液的可纺性和改善纤维的性能。
控制水分的含量小于13.3%(wt),使之达到最好的溶解能力。
在85—125℃下溶解,得到较高浓度的溶液。
溶液经过滤、脱泡,在85—125℃下湿法或干湿法纺丝,在低温水浴或水/NMMO体系凝固成形,经拉伸、水洗、(切断)、上油、干燥和溶剂回收等工序,制成Lyocell纤维。
Lyocell纤维生产过程一般可分为三个阶段:①纤维素浆粕的溶解;②纺丝和纤维的后处理;③溶剂的回收循环利用。
2.2 Lyocell纤维的工艺特点(1)工艺简单生产工艺流程短(图 2.2),生产设备简单,设备投资少。
Lyocen工艺以天然纤维素为原料,但又与传统的粘胶和铜氨等再生纤维素纤维生产工艺不同。
Lyocell工艺不需要使纤维素经过化学反应生成纤维素衍生物,然后再使纤维素衍生物再生为纤维素纤维,而是把纤维素浆粕直接溶解在有机溶剂中,经凝固浴固化形成纤维素纤维,整个过程没有化学反应。
比传统的粘胶工艺减少了碱化、老成、磺酸化和熟成等工序,此外,Lyocell工艺所用溶剂NMMO无毒且可99.5%以上的回收,不污染环境,是一种“绿色生产工艺”。