CN115182096A - 一种纤维素长丝非织造材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及非织造技术领域，公开了一种纤维素长丝非织造材料及其制备方法，该制备方法包括：（1）将纤维素浆粕与溶剂混合使纤维素溶解，制得纺丝溶液；（2）将纺丝溶液由喷丝孔挤出形成纺丝细流，在空气气隙中进行冷却、牵伸；将纺丝细流经过多段液体凝固浴，使溶剂扩散、纤维素细流固化，形成纤维素丝束；（3）将纤维素丝束沉积、杂乱制成无序排列的长丝纤维网；（4）对长丝纤维网进行水洗；（5）将长丝纤维网加固，制成纤维素长丝非织造材料。本发明可制备出均匀的长丝纤维网，可解决现有纤维素长丝非织造材料制备中纤维素溶剂扩散不彻底、纤维素结晶度低，影响材料强度以及纤维素长丝杂乱成网困难等问题。
Description
技术领域
本发明涉及非织造技术领域，尤其涉及一种纤维素长丝非织造材料及其制备方法。
背景技术
纤维素是自然界中广泛存在的可再生资源，它不仅存量巨大，而且每年新生成的纤维素高达70亿吨，可谓取之不尽、用之不竭。再生纤维素纤维可取代以石油为原料生产的合成纤维，其来源丰富、性能优异，可广泛利用，能有效缓解全球能源危机。
目前，再生纤维素非织造材料基本都采用粘胶短纤维制成。但粘胶纤维在制备过程中会产生大量有毒、有害的废水和废气，这些环保问题成为制约粘胶纤维非织造布发展的障碍。因此，寻找更加安全可靠的纤维素溶解体系和工艺，从源头上消除污染一直是人们的追求目标。
天丝（Lyocell）纤维的开发成功为人们提供了一种近乎完美的技术，它以N-甲基吗啉-N-氧化物（NMMO）为溶剂，是一种不经过化学反应采用干喷湿纺法即可制得的再生纤维素纤维。Lyocell纤维绿色环保，无有害物质排放，可自然降解，且生产过程中的有机溶剂NMMO可99.5%回收再用，其毒性极低，不污染环境。现有天丝（Lyocell）非织造材料大多以Lyocell短纤维为原料，经梳理成网、水刺加固制备而成，但这种短纤维非织造工艺过程复杂、加工成本高。而采用纤维素长丝直接成网制备的非织造布具有工艺流程短、能源消耗少、产品成本低的优势。
申请号WO2021170608A1的专利公开了一种用于制造纺丝粘合不织布之方法及装置，该制备方法为：含有溶剂的纤维素溶液经喷嘴孔喷出并被牵伸形成长丝，将长丝经过气流凝固后沉积在穿孔输送装置上形成纤维网，纤维网经溶剂洗涤、水刺加固、烘燥后制成纺丝粘合不织布。
经分析，上述方案不足之处在于：其一，纤维素长丝采用气流方式凝固，由于凝结气流与纤维素长丝接触时间短，纤维素溶液中溶剂扩散并不彻底，造成纤维素长丝只能“部分凝结”，不易获得完好、均一的结构，降低了纤维素的结晶度，影响纤维强度；其二，该方案中水洗后的纤维素长丝直接进入水刺加固，长丝在材料中呈纵向排列，造成材料的横向强度较低，影响产品应用。
目前，长丝成网的纤维原料主要为聚丙烯、聚酯等合成纤维，纤维素长丝非织造材料尚未工业化生产，其技术研究甚少。
综上，从目前的技术研究上看，使用天丝（Lyocell）长丝制备非织造材料中存在的溶剂扩散不均匀、凝固不充分的技术难题一直尚未解决；另外，由于所制备的纤维素长丝纤维方向性较强，后道不易进行杂乱成网，造成长丝非织造材料纵、横向断裂强力差异较大，特别是材料的横向断裂强度较低，严重影响该产品应用和推广。
发明内容
为了解决纤维素长丝非织造材料制备中纤维素溶剂扩散不彻底、纤维素结晶度低，影响材料强度以及纤维素长丝杂乱成网困难等问题，本发明提供一种纤维素长丝非织造材料及其制备方法，本发明可制备出均匀的长丝纤维网，解决纤维素长丝非织造材料横向强力不足的问题。
本发明的具体技术方案为：一种纤维素长丝非织造材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将纤维素浆粕与溶剂混合使纤维素溶解，制得纺丝溶液。
（2）将纺丝溶液由喷丝孔挤出形成纺丝细流，在空气气隙中进行冷却、牵伸；将纺丝细流经过多段液体凝固浴，使溶剂扩散、纤维素细流固化，形成纤维素丝束。
所述多段液体凝固浴中各段液体凝固浴具有不同的溶剂浓度、温度和流动速度；其中：位于上一段的液体凝固浴中的溶剂浓度低于位于下段的液体凝固浴中的溶剂浓度，位于上一段的液体凝固浴的温度低于位于下段的液体凝固浴的温度，位于上一段的液体凝固浴的流动速度高于纺丝速度，且低于位于下一段的液体凝固浴的流动速度。
上述设置的技术效果为：
首先，本发明将位于上段的液体凝固浴设置为低溶剂浓度可有效降低并丝的产生，进而降低材料经杂乱成网产生的疵点。但过低的溶剂浓度会增加纤维素溶剂与非溶剂之间的双扩散速度，导致表层凝固过于剧烈而形成坚固的表皮，使纤维内层的凝固速度变慢，影响纤维质量。因此，位于上段的液体凝固浴采用低溶剂浓度的同时需要降低凝固浴温度以稳定双扩散的进行。
其次，本发明在设置分段凝固浴后，进一步通过不同阶段的凝固浴流体速度对纺丝细流进行牵伸。先经过低速流动的凝固浴，减少流体内部的扰动，纺丝细流可以平稳地在位于上段的凝固浴通道内进行牵伸固化，降低并丝的产生，纺丝细流形成初生态纤维，使纤维具有一定强力，再与高速流动的凝固浴接触、冲击，完成位于下一段凝固浴，凝固过程更充分、均匀；设置分段凝固浴，可以分段动态调节凝固浴参数，当凝固浴中纤维素溶剂浓度过高时，由于通量小，纤维结构不完善，导致纤维强度低。同时当凝固浴中纤维素溶剂浓度过低时，溶剂扩散太快，易造成表层迅速凝固，结构致密化，进而阻断双扩散的进行。多段差异化凝固浴根据纺丝液在凝固浴的不同凝固阶段使用不同浓度和温度的凝固浴，达到最佳的凝固效果。
（3）将纤维素丝束沉积、杂乱制成无序排列的长丝纤维网。
（4）对长丝纤维网进行水洗，去除残留溶剂。
（5）将长丝纤维网加固，制成所述纤维素长丝非织造材料。
作为优选，步骤（1）中：所述溶剂为N-甲基氧化吗啉水溶液；所述纺丝溶液中纤维素的浓度为7～12 wt%；所述纺丝溶液的温度为75～95℃。
作为优选，步骤（2）中：所述多段液体凝固浴为上、下两段液体凝固浴，凝固浴为水；其中：
上段液体凝固浴中N-甲基氧化吗啉浓度为16～22wt%，上段液体凝固浴的温度为15～22℃，上段液体凝固浴的流动速度为40～100m/min。下段液体凝固浴中N-甲基氧化吗啉的浓度为20～25wt%，下段液体凝固浴的温度为20～30℃；下段液体凝固浴的流动速度为50～150m/min。
作为优选，步骤（3）中：将纤维素丝束沉积到托网帘上，去除溶剂，通过气流吹向长丝纤维网进行杂乱，形成无序排列的长丝纤维网。
本发明采用高速气流在长丝纤维网上、下两面进行喷射，夹持纤维网撞击接收网帘，所得到的长丝纤维网杂乱效果好，能够有效提高纤维素长丝非织造材料的横向断裂强力，可解决长丝非织造材料不易杂乱成网的技术问题。
作为优选，步骤（3）中：所述气流的流速为15～80m/s。
作为优选，步骤（4）中：所述长丝纤维网经托持输送，再采用多级洗涤方式进行水洗，去除长丝纤维中的残留溶剂。
作为优选，步骤（4）中：所述长丝纤维网的输送速度低于步骤（3）中的沉积后所得纤维网的输出速度。
将杂乱后所得长丝纤维网输送速度设计为低于沉积后纤维网输出速度，有利于长丝纤维在纵、横向产生堆叠，增强长丝纤维网的杂乱效果，且能有效控制材料克重。若长丝纤维网输出速度大于或等于沉积后所得的纤维网的输出速度，气流将无法产生杂乱效果，同时长丝纤维会处于被纵向拉伸状态，在后续的水刺过程中长丝纤维之间无法形成有效的缠结。
作为优选，步骤（4）中：所述长丝纤维网输送速度与沉积后纤维网输出速度之比为0.1～0.8:1。
作为优选，步骤（5）中：将水洗后的长丝纤维网经过加固、烘燥、成卷后，制成所述纤维素长丝非织造材料；所述加固为水刺加固。
作为优选，上述方法制得的纤维素长丝非织造材料，包括相互缠结的纤维素长丝；所述纤维素长丝的细度为0.9～1.8dtex；该纤维素长丝非织造材料的单位面积质量为15～60g/m2。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）本发明通过多段凝固浴通道分别对纤维素细流进行牵伸固化，整个凝固过程均匀、充分，获得的纤维素结晶度高、结构紧密，纤维网络结构骨架细且密集度较大，所制备的纤维素长丝非织造材料强度高，模量增大，伸长率小，解决了纤维素长丝纤维网中溶剂扩散不均匀、凝固不充分的技术问题。
（2）采用本发明的多段凝固方式可以有效降低并丝的发生，进而降低杂乱铺网过程中产生的疵点，提高产品质量。因不同凝固阶段的凝固浴条件不同，使工艺调整更为多样化，有利于生产更为均匀且性能多变的纤维素长丝非织造材料。
（3）本发明采用高速气流在长丝纤维网上、下两面进行喷射，使得纤维网撞击接收网帘，所得到的长丝纤维网杂乱效果好，能够有效提高纤维素长丝非织造材料的横向断裂强力，解决了长丝非织造材料不易杂乱成网的技术问题。
（4）本发明采用凝固-杂乱-水洗的工艺路线，可以有效的提升水洗的工作效率，降低用水量以及设备占地面积。
附图说明
图1为纤维素长丝非织造材料生产装置的一种结构示意图。
附图标记为：纤维成形单元1、杂乱成网单元2、纤网加固单元3、纺丝细流4、长丝纤维网5、纤维素长丝非织造材料6、喷丝头组件101、托网帘102、上凝固浴通道103、下凝固浴通道104、凝固浴储存箱105、转移辊106、输送网107、托网帘导辊108、脱水器109、吹气头110、吸附辊111、洗涤装置201、第一喷气头202、第二喷气头203、第一成网帘204、第二成网帘205、成网帘导辊206、第一抽吸装置207、第二抽吸装置208、喷液头209、脱液器210、预刺水刺头211、第三抽吸装置212、成网帘输送网213。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
总实施例
一种纤维素长丝非织造材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将纤维素浆粕与溶剂混合使纤维素溶解，制得温度为75～95℃、纤维素浓度为7～12wt%的纺丝溶液。
（2）将纺丝溶液由喷丝孔挤出形成纺丝细流，在空气气隙中进行冷却、牵伸；将纺丝细流经过多段液体凝固浴，使溶剂（优选N-甲基氧化吗啉）扩散、纤维素细流固化，形成纤维素丝束。
其中，所述多段液体凝固浴中各段液体凝固浴具有不同的溶剂浓度、温度和流动速度；其中：位于上一段的液体凝固浴中的溶剂浓度低于位于下段的液体凝固浴中的溶剂浓度，位于上一段的液体凝固浴的温度低于位于下段的液体凝固浴的温度，位于上一段的液体凝固浴的流动速度高于纺丝速度，且低于位于下一段的液体凝固浴的流动速度。
作为优选，所述多段液体凝固浴为上、下两段液体凝固浴，凝固浴中的溶剂为N-甲基氧化吗啉的水溶液；其中：上段液体凝固浴中的N-甲基氧化吗啉浓度为16～22wt%，上段液体凝固浴的温度为15～22℃，上段液体凝固浴的流动速度为40～100m/min。下段液体凝固浴中的N-甲基氧化吗啉浓度为20～25wt%，下段液体凝固浴的温度为20～30℃；下段液体凝固浴的流动速度为50～150m/min。
（3）将纤维素丝束沉积到托网帘上，去除溶剂，通过气流（气流中含有凝固浴，流速为15～80m/s）吹向长丝纤维网进行杂乱，形成无序排列的长丝纤维网。
（4）对长丝纤维网经托持输送（输送速度低于步骤（3）中的沉积后所得纤维网的输出速度，优选速度之比为0.1～0.8:1），再采用多级洗涤方式进行水洗，去除长丝纤维中的残留溶剂。
（5）将水洗后的长丝纤维网经过加固（优选水刺加固）、烘燥、成卷后，制成所述纤维素长丝非织造材料。
上述方法制得的纤维素长丝非织造材料，包括相互缠结的纤维素长丝；所述纤维素长丝的细度为0.9～1.8dtex；该纤维素长丝非织造材料的单位面积质量为15～60g/m2。
一种纤维素长丝非织造材料生产装置，按输送材料行进方向，包括依次衔接的纤维成形单元1、杂乱成网单元2和纤网加固单元3。其中：
纤维成形单元：包括依次衔接的喷丝头组件101、上凝固浴通道103、下凝固浴通道104和托网帘102，以及与上凝固浴通道、下凝固浴通道连通的凝固浴储存箱105。喷丝头组件包括喷丝板和位于喷丝板下方的气隙装置。上凝固浴通道垂直设置于喷丝头组件出口的正下方，下凝固浴通道设置于托网帘的上方。下凝固浴通道与上凝固浴通道的衔接处设有转移辊106。进一步地，溶剂扩散后上凝固浴通道中的溶剂浓度低于下凝固浴通道中的溶剂浓度，上凝固浴通道的温度低于下凝固浴通道的温度，上凝固浴通道中液体的流动速度高于纺丝速度，且低于下凝固浴通道中液体的流动速度。托网帘与下凝固浴通道沿行进方向与水平面倾斜向上设置，倾斜角优选为10～25°。托网帘包括一条无端循环旋转的输送网107、若干用于传动输送网的托网帘导辊108；输送网对应下凝固浴通道部分的下方设有若干朝向下凝固浴通道的脱水器109。托网帘的输出末端设有纤维网剥离装置，包括位于输送网下方的吹气头110和对应设于输送网上方的吸附辊111，且吹气头朝向吸附辊。
杂乱成网单元：包括第一喷气头202、第二喷气头203、第一成网帘204、第二成网帘205和洗涤装置201。第一成网帘、第二成网帘分别包括无端循环旋转的成网帘输送网213、若干用于传动成网帘输送网的成网帘导辊206。第一喷气头、第一成网帘依次设于输送材料的上方；第二喷气头、第二成网帘依次设于输送材料的下方；第一成网帘、第二成网帘相向循环回转以实现夹持输送材料行进；第一喷气头的气流朝向输送材料上表面，并与第二成网帘的表面相对；第二喷气头的气流朝向输送材料下表面，与第一成网帘的表面相对。同时，第一喷气头、第二喷气头在输送材料表面横向方向可实现往复运动。第一成网帘内侧与第二喷气头气流相对设有第一抽吸装置207；第二成网帘内侧与第一喷气头气流相对设有第二抽吸装置208。洗涤装置位于第一成网帘、第二成网帘的下游，包括若干相互对应的喷液头209、脱液器210，分别设于输送材料上、下两侧。进一步地，按输送材料的行进方向，位于后道的脱液器的出液口与位于前道的喷液头的进液口相连。此外，洗涤装置下游设有预加固装置，包括对应设在第二成网帘上、下两侧的预刺水刺头211和第三抽吸装置212。
纤网加固单元：为水刺加固机构。
实施例1
一种纤维素长丝非织造材料，单位面积质量为45g/m2；由纤维素长丝相互缠结构成，其中，纤维素长丝的细度为1.2dtex。纤维素长丝非织造材料的制备方法包括以下步骤：
（1）将纤维素浆粕与N-甲基氧化吗啉（NMMO）水溶液混合使纤维素溶解，制得纺丝溶液；纺丝溶液中纤维素的质量浓度为10wt%；纺丝溶液的温度为85 ℃；
（2）将纺丝溶液由喷丝孔挤出形成纺丝细流4，在空气气隙中完成冷却、牵伸；将纺丝细流4经过两段液体凝固浴，使溶剂扩散、纤维素细流固化，形成纤维素丝束；
其中：上段液体凝固浴中的N-甲基氧化吗啉（NMMO）浓度为20wt%，上段凝固浴温度为20℃；下段液体凝固浴中的N-甲基氧化吗啉（NMMO）浓度为22wt%，下段液体凝固浴温度为25℃；上段液体凝固浴中的凝固浴流动速度为70m/min，下段液体凝固浴中凝固浴的流动速度为100m/min；
（3）将纤维素丝束沉积到托网帘上，其中托网帘输送速度为50m/min，去除溶剂，制成长丝纤维网；再经过气流作用（气流分别吹向长丝纤维网正、反两面，并沿长丝纤维网横向往复运动）对长丝纤维网进行杂乱，制成无序排列的长丝纤维网5；其中，气流速度为30m/s；
（4）杂乱后的长丝纤维网被成网帘接收输送，其中成网帘输送速度为25m/min，并对长丝纤维网5进行3道水洗，去除长丝纤维中的残留溶剂；
（5）将水洗后的长丝纤维网经过水刺加固、烘燥、成卷后，制成一种45g/m2纤维素长丝非织造材料6。
本实施例的纤维素长丝非织造材料采用纤维素长丝非织造材料生产装置进行，如图1所示，按输送材料行进方向，包括依次衔接的纤维成形单元1、杂乱成网单元2和纤网加固单元3。其中：
纤维成形单元：包括依次衔接的喷丝头组件101、上凝固浴通道103、下凝固浴通道104和托网帘102，以及与上凝固浴通道、下凝固浴通道连通的凝固浴储存箱105。具体地，喷丝头组件包括喷丝板和位于喷丝板下方的气隙装置。上凝固浴通道垂直设置于喷丝头组件出口的正下方，与喷丝板组件出口相对应，凝固浴从上凝固浴通道的上部输入口处进入。下凝固浴通道由托网帘上表面与凝固浴储存箱下表面构成，托网帘与下凝固浴通道沿行进方向与水平面倾斜向上设置，倾斜角为18°。下凝固浴通道的输入口与上凝固浴通道的输出口相接；下凝固浴通道与上凝固浴通道的衔接处设有转移辊106。托网帘包括一条无端循环旋转的输送网107、两个用于传动输送网的托网帘导辊108；输送网对应下凝固浴通道部分的下方设有五个平行并排朝向下凝固浴通道的脱水器109。托网帘的输出末端设有纤维网剥离装置，包括位于输送网下方的吹气头110和对应设于输送网上方的吸附辊111，且吹气头朝向吸附辊。
杂乱成网单元：包括第一喷气头202、第二喷气头203、第一成网帘204、第二成网帘205和洗涤装置201。具体地，第一成网帘、第二成网帘分别包括无端循环旋转的成网帘输送网213、四个用于传动成网帘输送网的成网帘导辊206。第一喷气头、第一成网帘依次设于长丝纤维网5的上方；第二喷气头、第二成网帘依次设于长丝纤维网的下方；第一成网帘、第二成网帘相向循环回转以实现夹持长丝纤维网行进；第一喷气头的气流朝向长丝纤维网上表面，并与第二成网帘的表面相对；第二喷气头的气流朝向长丝纤维网下表面，与第一成网帘的表面相对。同时，第一喷气头、第二喷气头在长丝纤维网表面横向方向可实现往复运动。第一成网帘内侧与第二喷气头气流相对设有第一抽吸装置207；第二成网帘内侧与第一喷气头气流相对设有第二抽吸装置208。洗涤装置位于第一成网帘、第二成网帘的下游，包括三对相互对应的喷液头209、脱液器210，分别设于长丝纤维网上、下两侧。进一步地，按行进方向，位于后道的脱液器的出液口与位于前道的喷液头的进液口相连。此外，洗涤装置下游设有预加固装置，包括对应设在第二成网帘上、下两侧的预刺水刺头211和第三抽吸装置212。
纤网加固单元：为水刺加固机构。
上述生产装置的工作过程为：纤维素纺丝溶液由喷丝板喷出，经气隙装置冷却、牵伸后垂直进入上凝固浴通道103；在低速、低温、低浓的凝固浴状态下对纺丝细流4进行固化；将纺丝细流4沉积到托网帘102上，通过转移辊106将纺丝细流4引入到下凝固浴通道104；在高速、高温、高浓的凝固浴状态下，通过倾斜向上的托网帘102、脱水器109等共同作用，完成纤维素溶剂的双向扩散，并对纤维素细流4进一步牵伸、固化，形成纤维素长丝网5；纤维素长丝网5经剥离装置吹气、吸附后从托网帘102转移到杂乱成网单元2；纤维素长丝网5经导辊被送入到第一喷气头202与第二喷气头203中间；第一喷气头202、第二喷气头203均在长丝纤维网5的横向方向往复运动，并对纤维素长丝网5的上、下两面进行气流喷射，在第一抽吸装置207、第二抽吸装置208的配合下，纤维素长丝网5被吸附到第一成网帘204、第二成网帘205表面，并在横向形成杂乱分布；杂乱后的长丝纤维网5在第一成网帘204、第二成网帘205的夹持下经过多道喷液头209、脱液器210进行洗涤，去除纤维网中的残余溶剂；再被送入水刺***进行加固，制成一种纤维素长丝非织造材料6。
实施例2
一种纤维素长丝非织造材料，单位面积质量为16g/m2；由纤维素长丝相互缠结构成，其中，纤维素长丝的细度为0.9dtex；纤维素长丝非织造材料的制备方法包括以下步骤：
（1）将纤维素浆粕与N-甲基氧化吗啉（NMMO）水溶液混合使纤维素溶解，制得纺丝溶液；纺丝溶液中纤维素的质量浓度为7wt%；纺丝溶液的温度为75 ℃；
（2）将纺丝溶液由喷丝孔挤出形成纺丝细流4，在空气气隙中完成冷却、牵伸；将纺丝细流4经过两段液体凝固浴，使溶剂扩散、纤维素细流固化，形成纤维素丝束；
其中：上段液体凝固浴中的N-甲基氧化吗啉（NMMO）浓度为16wt%，上段液体凝固浴温度为15℃；下段液体凝固浴中的N-甲基氧化吗啉（NMMO）溶剂浓度为20wt%，下段液体凝固浴温度为20℃；上段液体凝固浴中的凝固浴流动速度为100m/min，下段液体凝固浴中凝固浴的流动速度为150m/min；
（3）将纤维素丝束沉积到托网帘上，其中托网帘的输送速度为80m/min，去除凝固浴，制成长丝纤维网；再经过气流作用（气流分别吹向长丝纤维网正、反两面，并沿长丝纤维网横向往复运动）对长丝纤维网进行杂乱，制成无序排列的长丝纤维网5；其中，气流速度为15m/s；
（4）杂乱后的长丝纤维网被成网帘接收输送，其中，成网帘输送速度为60m/min，并对长丝纤维网5进行3道水洗，去除长丝纤维中的残留溶剂；
（5）将水洗后的长丝纤维网经过水刺加固、烘燥、成卷后，制成一种16g/m2纤维素长丝非织造材料6。
本实施例的纤维素长丝非织造材料的生产装置同实施例1。
实施例3
一种纤维素长丝非织造材料，单位面积质量为60g/m2；由纤维素长丝相互缠结构成，其中，纤维素长丝的细度为1.8dtex；纤维素长丝非织造材料的制备方法包括以下步骤：
（1）将纤维素浆粕与N-甲基氧化吗啉（NMMO）水溶液混合使纤维素溶解，制得纺丝溶液；纺丝溶液中纤维素的质量浓度为12wt%；纺丝溶液的温度为95 ℃；
（2）将纺丝溶液由喷丝孔挤出形成纺丝细流4，在空气气隙中完成冷却、牵伸；将纺丝细流4经过两段液体凝固浴，使溶剂扩散、纤维素细流固化，形成纤维素丝束；
其中：上段液体凝固浴中的N-甲基氧化吗啉（NMMO）浓度为22wt%，上段液体凝固浴温度为22℃；下段液体凝固浴中的N-甲基氧化吗啉（NMMO）浓度为25wt%，下段液体凝固浴温度为30℃；上段液体凝固浴中的凝固浴流动速度为40m/min，下段液体凝固浴中凝固浴的流动速度为50m/min，纺丝速度为30m/min；
（3）将纤维素丝束沉积到托网帘上，其中托网帘的输送速度为30m/min，去除凝固浴，制成长丝纤维网；再经过气流作用（气流分别吹向长丝纤维网正、反两面，并沿长丝纤维网横向往复运动）对长丝纤维网进行杂乱，制成三维杂乱的长丝纤维网5；其中，气流速度为80m/s；
（4）杂乱后的长丝纤维网被成网帘接收输送，其中成网帘的输送速度为10m/min，对长丝纤维网5进行3道水洗，去除长丝纤维中的残留溶剂；
（5）将水洗后的长丝纤维网经过水刺加固、烘燥、成卷后，制成一种60g/m2纤维素长丝非织造材料6。
本实施例的纤维素长丝非织造材料的生产装置同实施例1。
本发明中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备；本发明中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种纤维素长丝非织造材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将纤维素浆粕与溶剂混合使纤维素溶解，制得纺丝溶液；
（2）将纺丝溶液由喷丝孔挤出形成纺丝细流，在空气气隙中进行冷却、牵伸；将纺丝细流经过多段液体凝固浴，使溶剂扩散、纤维素细流固化，形成纤维素丝束；
所述多段液体凝固浴中各段液体凝固浴具有不同的溶剂浓度、温度和流动速度；其中：位于上一段的液体凝固浴中的溶剂浓度低于位于下段的液体凝固浴中的溶剂浓度，位于上一段的液体凝固浴的温度低于位于下段的液体凝固浴的温度，位于上一段的液体凝固浴的流动速度高于纺丝速度，且低于位于下一段的液体凝固浴的流动速度；
（3）将纤维素丝束沉积、杂乱制成无序排列的长丝纤维网；
（4）对长丝纤维网进行水洗，去除残留溶剂；
（5）将长丝纤维网加固，制成所述纤维素长丝非织造材料。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中：
所述溶剂为N-甲基氧化吗啉水溶液；
所述纺丝溶液中纤维素的浓度为7～12 wt%；
所述纺丝溶液的温度为75～95℃。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（2）中：所述多段液体凝固浴为上、下两段液体凝固浴，凝固浴中溶剂为N-甲基氧化吗啉水溶液；其中：
上段液体凝固浴中N-甲基氧化吗啉的浓度为16～22wt%，上段液体凝固浴的温度为15～22℃，上段液体凝固浴的流动速度为40～100m/min；
下段液体凝固浴中N-甲基氧化吗啉的浓度为20～25wt%，下段液体凝固浴的温度为20～30℃；下段液体凝固浴的流动速度为50～150m/min。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（3）中：将纤维素丝束沉积到托网帘上，去除溶剂，通过气流吹向长丝纤维网进行杂乱，形成无序排列的长丝纤维网。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤（3）中：所述气流的流速为15～80m/s。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（4）中：所述长丝纤维网经托持输送，再采用多级洗涤方式进行水洗，去除长丝纤维中的残留溶剂。
7.如权利要求1或6所述的制备方法，其特征在于：步骤（4）中：所述长丝纤维网的输送速度低于步骤（3）中的沉积后所得纤维网的输出速度。
8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于：步骤（4）中：所述长丝纤维网输送速度与沉积后纤维网输出速度之比为0.1～0.8:1。
9.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（5）中：
将水洗后的长丝纤维网经过加固、烘燥、成卷后，制成所述纤维素长丝非织造材料；
所述加固为水刺加固。
10.一种由权利要求1-9之一所述制备方法制得的纤维素长丝非织造材料，其特征在于：所述纤维素长丝非织造材料中包括相互缠结的纤维素长丝；所述纤维素长丝的细度为0.9～1.8dtex；所述纤维素长丝非织造材料的单位面积质量为15～60g/m2。
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