專利名稱：保健型高濕模量粘膠纖維、制造方法及用途的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種人造纖維，具體地說是一種保健型高濕模量粘膠纖維，制造技術及其用于制造保健織物或中空纖維膜的用途。
背景技術：
甲殼素最早在1811年由法國科學家Braconnot從霉菌中發(fā)現(xiàn)，但由于甲殼素不溶于水、稀酸和堿等一般溶劑中，限制了其應用性能。直到20世紀五十年代，才對甲殼素的化學結構、性能和制造方法有了較透徹的了解，發(fā)現(xiàn)甲殼素可以采用黃化法制成黃酸酯而溶于稀堿中，從而擴大了其應用的范圍。
甲殼素及其衍生物具有保健作用，隨著生活水平和質量的不斷提高，人們對保健織物的需求也日益增長，用于制造保健織物的保健型纖維材料已成為重要的研究課題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種保健型高濕模量粘膠纖維。
本發(fā)明的另一目的是提供上述保健型高濕模量粘膠纖維的制造方法。
本發(fā)明的目的還提供上述的保健型高濕模量粘膠纖維的用途，即用于制造保健織物或中空纖維膜等。
本發(fā)明的保健型高濕模量粘膠纖維是由纖維素和甲殼素所組成，其重量比依次為2～9∶0.02～2。該粘膠纖維的纖維干強度為2.5～3CN/dtex，濕強度為2～2.5CN/dtex，延伸度為12～15％。
本發(fā)明的保健型高濕模量粘膠纖維的制造方法，系由纖維素黃酸酯、甲殼素黃酸酯、氫氧化鈉和水組成，它們的重量比依次為2～9∶0.02～2∶4～15∶75～90，將上述物質共混后成紡絲原液，采用濕紡法或濕法管中成形法制得纖維，再經包括噴頭拉伸、導盤拉伸、五級拉伸、塑化拉伸、空氣浴后拉伸或回縮等一種或一種以上的組合拉伸在內的常用拉伸、精練、烘干而成。
本發(fā)明的具體制造方法包括如下方法在-10℃～95℃下，甲殼素經10～50％的氫氧化鈉水溶液堿化1～5小時生成堿甲殼素，壓干后與CS2在0～30℃反應1～2小時生成甲殼素黃酸酯，其中甲殼素、氫氧化鈉和CS2的重量比為0.02～2∶0.08～8∶0.06～1.8。
在室溫下，將棉漿粕經10～50％的NaOH水溶液堿化0.5～2小時生成堿纖維素，壓干后在室溫下老化10～20小時，再與CS2反應0.5～2小時生成纖維素黃酸酯，其中棉漿粕與上述的氫氧化鈉溶液重量比為1∶3～30，采用更多的氫氧化鈉對該反應沒有影響。
將上述的甲殼素黃酸酯、纖維素黃酸酯、氫氧化鈉和水充分共混，它們的重量比依次為0.02～2∶2～9∶4～15∶75～90，共混后成非均相的紡絲原液。
或者在-10～95℃時，將重量比為2～9∶0.02～2的棉漿粕、甲殼素浸漬在10～50％的氫氧化鈉水溶液中0.1～5小時，浴比為1∶15～25，壓至干重的2.5～5倍粉碎，10～40℃時老化8～30小時，抽真空，加入CS2，在5～40℃下黃化1～4小時，加入氫氧化鈉和水溶解、共混配成甲殼素黃酸酯、纖維素黃酸酯、氫氧化鈉和水重量比為0.02～2∶2～9∶4～15∶75～95的紡絲原液，所述的水為軟水或冰水。紡絲原液中高聚物重量通常為4～10％較好。
前述的纖維素棉漿粕的DP可以是400～1300，漿粕中α纖維素含量≥90％；甲殼素η＝20～350cps，粒度≤4mm，純度≥90％，蛋白質≤0.5％，灰份≤1％。
可采用濕紡法或濕法管中成型法制成纖維，將上述的紡絲原液經噴絲頭壓入5～70℃的凝固浴中，所述的凝固浴由28～150g/L硫酸，40～350g/L硫酸鈉和0.8～80g/L硫酸鋅組成，經過紡絲后，甲殼素黃酸酯和纖維素黃酸酯在酸的作用下，再生為甲殼素和纖維素組成的高濕模量粘膠纖維，也可制成普通的波里諾西克(Polynosic)型，永久卷曲型的保健型粘膠纖維。其中溶液循環(huán)量為10～100升/分.錠。
上述的保健型粘膠纖維可以通過控制紡絲工藝，使甲殼素主要分布在纖維的外表，以充分發(fā)揮甲殼素的保健功能，提高纖維的力學性能。上述的纖維經(正或負)噴頭拉伸、導盤拉伸、五級拉伸、塑化拉伸、空氣浴后拉伸或適當回縮等。采用上述一種或一種以上、數(shù)種或全部組合拉伸，使總拉伸比為20～200％，紡絲速度10～120m/min，經各種溶液進行精練處理，以徹底除去纖維中的各種雜質。新紡制的共混纖維經上油烘干后即為成品纖維。纖維的物理機械性能與相當品種的粘膠纖維相似。
所述精練處理，一般是用熱水洗、堿洗、水洗、酸洗、水洗、漂白和水洗的步驟。
本發(fā)明的保健型高濕模量粘膠纖維，不僅制造方法簡便，適于工業(yè)化生產。而且，由其制成的織物，對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌等革蘭氏陽性、陰性菌等微生物類具有一定的抗菌有效性，經過多次水洗，仍具有一定的抗菌作用，即具有抗菌耐久性(水洗穩(wěn)定性)。采用共混纖維所制織物手感飽滿。保健型纖維素纖維的織物可制成各種服裝，特別是貼身內衣，具有一定的止癢、消臭、止血(因抓破而微出血)等作用。共混纖維可制造內衣、手帕、經混紡或純紡可制成各種服裝面料。還可制成膜而用于制造人工臟器、水處理器等多方面用途。
具體實施例方式通過下述實施例將有助于進一步理解本發(fā)明，但并不能限止本發(fā)明的內容。
實施例1把0.3份甲殼素和6份濃度為45％的NaOH水溶液加入容器中進行堿化2小時，堿化溫度20℃。生成的堿甲殼素經壓榨至干重的4倍。經粉碎后投入黃化機中進行黃化。加入4份碎冰，黃化機中抽真空后加入CS20.2份，黃化時間100分鐘，溫度-20℃。黃化結束后加入4份水進行溶解3小時，溶解溫度為10℃，制成的甲殼素黃酸酯溶液靜置待用。
另取6份棉漿粕(DP＝900)和120份濃度為20％的NaOH水溶液，加入容器中進行堿化1小時，溫度為20℃，生成的堿纖維素經壓榨至干重的3倍，經粉碎后在20℃下老化16小時，然后在黃化機中黃化60分鐘，溫度為20℃。CS2加入量為2.3份。黃化結束后加入79.7份稀堿水溶液，使纖維素黃酸酯溶解成溶液，溫度為15℃，經攪拌3小時后加入上述配制待用的甲殼素黃酸酯溶液繼續(xù)攪拌2小時后即制成甲殼素的纖維素共混溶液(或稱共混粘膠)。粘膠經過濾后在溫度為18℃的容器中，在真空下脫泡和熟成18小時。
上述粘膠經計量泵計量后壓經燭形濾器和噴絲頭進入凝固浴。凝固浴組成為硫酸60g/L；硫酸鋅60g/L；硫酸鈉120g/L。絲條經拉伸90％后，用各種浴液進行后處理。
制得保健型高濕模量粘膠纖維的干強度為2.8cN/dtex，濕強度為2.1cN/dtex；延伸度為14％；并具有抗菌、止癢、消臭、止血等功能。
實施例2將纖維素2～9kg、甲殼素0.02～2kg的原料，在-10～95℃，10～50％氫氧化鈉溶液中浸漬10～300min，浴比為1∶15～25，壓榨至干重的2.5～5倍，經粉粹，在10～40℃下經8～30小時的老化。然后抽真空，加入20～90％(對原材料而言)CS2，在5～25℃下經1～4小時的黃化，黃化浴比應視所采用的方法和原料而定。再加入適量堿液和軟水或碎冰進行溶解，即得高聚物含量為4～10％的紡絲原液。兩種高聚物的共混可在黃化、溶解時進行；也可分別制成溶液后，再進行溶液共混。然后采用濕紡法制造共混高濕模量粘膠纖維。
把紡絲原液壓入凝固浴中，紡絲壓力為0.2～0.6Mpa，凝固浴中硫酸含量為28～150g/L，硫酸鈉含量為40～350g/L，硫酸鋅含量0.8～10g/L。凝固浴溫度5～70℃，浴液循環(huán)量10～100L/min.錠，可制得高濕模量型，也可制成普通型、波里諾西克(Polynosic)型、永久卷曲型的保健型粘膠纖維。通過控制紡絲工藝，使甲殼素及其衍生物主要分布在共混纖維的外表，以充分發(fā)揮甲殼素及其衍生物的保健功能，以及提高纖維的力學性能。
權利要求
1.一種保健型高濕模量粘膠纖維，其特征是由纖維素和甲殼素所組成，其重量比依次為2～9∶0.02～2。
2.一種如權利要求1所述的保健型高濕模量粘膠纖維的制造方法，其特征是由下述(1)、(2)、(3)和(5)，或者(4)和(5)的方法制成(1)在-10℃～95℃下，甲殼素經10～15％的氫氧化鈉水溶液堿化1～5小時生成堿甲殼素，壓干后與CS2在0～-30℃反應1～2小時生成甲殼素黃酸酯，其中甲殼素、氫氧化鈉和CS2的重量比為0.02～2∶0.08～8∶0.06～1.8；(2)在室溫下，棉漿粕經10～50％的氫氧化鈉水溶液堿化0.2～2小時生成堿纖維素，壓干后在室溫下老化10～20小時，再與CS2反應0.5～2小時生成纖維素黃酸酯，其中棉漿粕與氫氧化鈉水溶液的重量比為1∶3～30；(3)將(1)和(2)所述的甲殼素黃酸酯、纖維素黃酸酯、氫氧化鈉和水按重量比為0.02～2∶2～9∶4～15∶75～90進行共混，成紡絲原液；(4)在-10～95℃時將重量比為2～9∶0.02～2的棉漿粕、甲殼素浸漬在10～50％的氫氧化鈉水溶液中0.1～5小時，浴比為1∶5～25，壓干、粉碎，10～40℃老化8～30小時，加入CS2在5～40℃下黃化1～4小時，加入氫氧化鈉和水溶解成紡絲原液；(5)將(3)或(4)所述的紡絲原液經噴絲頭壓入浴溫為5～70℃的凝固浴中，所述的凝固浴由28～150g/L硫酸、40～350g/L硫酸鈉和0.8～80g/L硫酸鋅組成。
3.如權利要求2所述的保健型高濕模量粘膠纖維的制造方法，其特征是再經包括噴頭拉伸、導盤拉伸、五級拉伸、塑化拉伸、空氣浴后拉伸或回縮在內的一種或一種以上的組合拉伸、精練、上油、烘干，其中總拉伸比為20～200％。
4.如權利要求3所述的保健型高濕模量粘膠纖維的制造方法，其特征是所述的精練是熱水洗、堿洗、水洗、酸洗、水洗、漂白和水洗。
5.如權利要求2所述的保健型高濕模量粘膠纖維的制造方法，其特征是在加入CS2前先抽真空。
6.一種如權利要求1所述的保健型高濕模量粘膠纖維的用途，其特征是用于制造抗菌、止癢、消臭、止血的織物、手帕或內衣褲或服裝。
7.一種如權利要求1和2所述的由纖維素和甲殼素組成的紡絲原液可紡制成中空纖維膜，其特征是用于制造人工臟器和凈水器的用膜。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種保健型高濕模量粘膠纖維,由重量比為2～9∶0.02～2的纖維素和甲殼素組成。系由甲殼素和纖維素分別或共同進行堿化、黃化生成甲殼素黃酸酯及纖維素黃酸酯,并溶解于氫氧化鈉和水成紡絲原液,采用濕紡法或濕法管中成形法,拉伸成纖維。經后處理可提高其物理、機械性能。工藝簡單,該纖維可制成抗菌、抗癢、消臭、止血的織物和服裝。以共混纖維素、甲殼素為原材料制成的中空纖維膜,還可以組裝成人工臟器或水的凈化器。
文檔編號D01F2/08GK1332276SQ01126469
公開日2002年1月23日 申請日期2001年8月14日 優(yōu)先權日2001年8月14日
發(fā)明者王慶瑞, 何春菊, 陳雪英 申請人:東華大學