一種具有多功能的復(fù)合lyocell纖維及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種具有多功能的復(fù)合lyocell纖維及其制備方法，以解決現(xiàn)有的lyocell纖維存在的功能單一的問題。所述復(fù)合lyocell纖維含有5種功能，該5種功能為：遠紅外、負離子、抗菌、除異味、除甲醛。采用制備原料、預(yù)處理、功能性材料共混、過濾，脫泡、紡絲、后處理的步驟制備而成。本發(fā)明采用污染低，流程短的新型溶劑法——NMMO法，避免了粘膠紡絲法帶來的污染和成本問題；功能性原料研磨成微米級的細小粉體法加入紡絲原液中，和在后整理中加入功能相比，大大延長了使用時間；多樣化產(chǎn)品的生產(chǎn)，通過5種不同功能的組合，可以生產(chǎn)數(shù)十種復(fù)合功能產(chǎn)品。這種技術(shù)僅需調(diào)節(jié)原料組分比例就可實現(xiàn)產(chǎn)品的多樣化。
【專利說明】一種具有多功能的復(fù)合Iyocel I纖維及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于纖維【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種具有復(fù)合多功能的Iyocell纖維的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]Lyocell纖維是木材(主要是桉樹)漿柏溶解于有機溶劑N-甲基嗎啉-N-氧化物(NMM0),由濕法紡絲制得的。其原料來源廣泛、紡絲工藝簡單、溶劑可回收利用、所得纖維性能優(yōu)異，是一種真正綠色環(huán)保的生產(chǎn)工藝。纖維素在NMMO中溶解制備的Iyocell纖維比在粘膠纖維生產(chǎn)過程簡單的多，不僅生產(chǎn)流程大大縮短，也減少了粘膠法中加入CS2等化學(xué)試劑產(chǎn)生的大量試劑和毒氣大大提高生產(chǎn)效率降低生產(chǎn)成本，質(zhì)量易控制，溶液可回收，廢水無害，對環(huán)境影響少。且生成的纖維素纖維具有天然纖維所有的舒適性，比普通黏膠纖維具有更大的纖維強度，尤其是濕態(tài)強度，部分性能甚至優(yōu)于棉纖維。
[0003]科技的進步，環(huán)境污染加大，社會競爭帶給人們的壓力，這些都對人們健康產(chǎn)生影響，造成人體免疫力下降的現(xiàn)狀。功能性纖維的發(fā)展毋庸置疑是纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢之一，人們對健康的需求促使功能纖維不僅應(yīng)用于聚酯纖維，逐漸發(fā)展至再生纖維。但是普通的功能性纖維一般只具有一種單一的功能，如遠紅外纖維，負離子纖維等均指該類型的纖維只能具有遠紅外/負離子中的一種功能。但是人們在實際生活當中需要的產(chǎn)品材料正在向著多功能的方向發(fā)展，一物多用是人們目前生活最為追求的。因此，對單一功能的纖維而言，其已逐漸在高性能差別化纖維的領(lǐng)域失去競爭優(yōu)勢。復(fù)合多功能性的產(chǎn)品實現(xiàn)了高技術(shù)含量，產(chǎn)品多樣化的需求。
[0004]目前，國內(nèi)對功能性Iyocell纖維的研究還處于初步研發(fā)階段，未見相似專利提出，現(xiàn)階段提出的較多的是關(guān)于功能性粘膠纖維的專利，如“CN 102758267 A”《一種維生素E粘膠纖維及其制備方法》，“CN 102286803 A”《一種膠原蛋白/纖維素復(fù)合纖維及其制備方法》，可見單一功能的再生纖維素纖維已有研究，但是兩者的結(jié)合卻未見。由此可見，制備一種具有復(fù)合多功能的Iyocell纖維不僅使得纖維素纖維的舒適性和功能性相結(jié)合，運用NMMO法的生產(chǎn)路線使得工藝簡單流程短，減少含硫物質(zhì)的排放。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種具有多功能的復(fù)合Iyocell纖維及其制備方法，以解決現(xiàn)有的Iyocell纖維存在的功能單一的問題。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種具有多功能的復(fù)合Iyocell纖維,所述復(fù)合Iyocell纖維含有5種功能,該5種功能為:遠紅外、負離子、抗菌、除異味、除甲醛。
[0007]所述復(fù)合Iyocell纖維的纖維斷裂強力為3.0cn.dtex,斷裂伸長率為18-25% ;負離子濃度:950個/cm3，抑菌率:95%。
[0008]一種具有多功能的復(fù)合Iyocell纖維的制備方法，步驟如下: a、制備原料:將原料制成漿柏；
b、預(yù)處理:溶解過程；
C、功能性材料共混:將功能性粉末和漿柏混合，制成混合溶液，功能性粉末的質(zhì)量為漿柏的質(zhì)量的0.5-3.5% ；
d、過濾，脫泡:將混合液過濾脫去氣泡，以得到較為純凈的混合液；
e、紡絲:將溶液送入紡絲機進行紡絲；
f、后處理:將絲束進行水洗，漂白，上油，干燥，得到潔白干凈的短纖維。
[0009]步驟a中，原料為針葉樹類，將針葉等植物制成漿柏。
[0010]步驟b中，采用溶劑法紡絲工藝NMMO法。
[0011]溶劑法紡絲工藝NMMO法中，采用N-甲基嗎啉氧化物為溶解體系溶解原料。
[0012]步驟c中，將復(fù)合多功能的粉體材料研磨成細小粉末，要求直徑在0.03-0.1 μ m。
[0013]步驟c中，功能性粉末為5種功能:遠紅外，負離子，抗菌，除異味，除甲醛；其分別對應(yīng)的添加助劑為:遠紅外陶瓷粉末，電氣石粉末，銀粉末，竹炭納米粉末以及天然藏青果提取物中的多酚。
[0014]步驟e中，采用濕法紡絲。
[0015]紡絲速度為40?60m/min,紡絲拉伸比為30?70%。
[0016]本發(fā)明首先是Iyocell纖維生產(chǎn)工藝，目前常規(guī)的再生纖維紡絲工藝采用粘膠法，但是其工藝流程中存在環(huán)境污染的隱患。因此，為了解決再生纖維生產(chǎn)過程中的污染問題，我們采用新型溶劑法紡絲工藝NMMO法。國內(nèi)NMMO法紡絲生產(chǎn)企業(yè)很少，本產(chǎn)品在研發(fā)期間在上海紡織控股公司進行試產(chǎn)。NMMO法生產(chǎn)工藝是一種不經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)而制得再生纖維的過程:首先將漿柏與含結(jié)晶水的NMMO充分混合，于90°C充分溶脹，然后在120°C減壓下除去大部分結(jié)晶水，使之充分溶解，形成一穩(wěn)定、透明、粘稠的紡絲原液，經(jīng)過濾、脫泡后，采用干噴濕紡法紡入含溶劑的水凝固浴，即沉淀析出纖維素并形成纖維，再經(jīng)后處理即可形成可供紡織的纖維素纖維，其封閉式循環(huán)的溶劑法紡絲工藝流程如圖1所示。由于不需要堿化、老成、黃化、熟成及復(fù)雜的后處理工序，纖維素在NMMO中溶解比在粘膠過程中簡單的多，不僅生產(chǎn)流程大大縮短，也減少了粘膠法中加入CS2等化學(xué)試劑產(chǎn)生的大量試劑和毒氣大大提高生產(chǎn)效率降低生產(chǎn)成本，質(zhì)量易控制，溶液可回收，廢水無害，對環(huán)境影響小。
[0017]其次是復(fù)合多功能粉體的制備，這直接決定著纖維的性能。對功能性粉末的選擇，既要考慮其體現(xiàn)效果，又要考慮其對人體的安全性，同時還要不影響纖維性能。本發(fā)明制備的是含納米材料的功能性紡織品，一般在紡絲階段將多組分納米粉體按比例混合添加到紡絲液中。本發(fā)明涉及5種功能:遠紅外，負離子，抗菌，除異味，除甲醛。遠紅外功能應(yīng)用的粉體材料是由遠紅外加熱使用的陶瓷粉體開發(fā)而來，所以也稱為“遠紅外陶瓷粉”。常用的陶瓷微粉有:氧化物A1203、Ti02、Ba0、Zr0、Si02、Cr0、Mg0、Zn0、Sb203等；抗菌功能應(yīng)用的材料為納米銀粉末；除異味功能應(yīng)用活性炭的吸附功能，采用納米級的竹炭粉末；負離子功能應(yīng)用電氣石的電離功能得到帶負電的離子；除甲醛利用天然藏青果提取物中的多酚可以中和甲醛的功能。將上述功能性的材料干燥制成直徑在微米級的細小粉體，按照所需纖維功能的要求以一定比例混合與紡絲液中，以濕法紡絲的方法得到功能性Iyocell纖維。[0018]本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
(I)采用污染低，流程短的新型溶劑法——NMMO法，避免了粘膠紡絲法帶來的污染和成本問題。生產(chǎn)過程中，不需加入含硫化合物，所使用的溶劑和水可循環(huán)使用，是一種封閉式的循環(huán)生產(chǎn)法。
[0019](2)功能性原料研磨成微米級的細小粉體法加入紡絲原液中，和在后整理中加入功能相比，大大延長了使用時間。
[0020](3)多樣化產(chǎn)品的生產(chǎn)，通過5種不同功能的組合，可以生產(chǎn)數(shù)十種復(fù)合功能產(chǎn)品。這種技術(shù)僅需調(diào)節(jié)原料組分比例就可實現(xiàn)產(chǎn)品的多樣化?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明的制備方法的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0022]實施例1:
一種具有多功能的復(fù)合Iyocell纖維，有5種功能，該5種功能為:遠紅外、負離子、抗菌、除異味、除甲醛。
[0023]復(fù)合Iyocell纖維的纖維斷裂強力為3.0cn.dtex,斷裂伸長率為18_25% ;負離子濃度:950個/cm3，抑菌率:95%。
[0024]上述具有多功能的復(fù)合Iyocell纖維的制備方法是:
1.制備原料:原料為針葉樹類，將針葉等植物制成漿柏；
2.預(yù)處理:也就是溶解過程,處采用NMMO法,采用N-甲基嗎啉氧化物為溶解體系溶解原料；
3.功能性材料共混:將復(fù)合多功能的粉體材料研磨成細小粉末，要求直徑在
0.03-0.1 μ m ;粉體材料中，包括有負離子發(fā)生粉體碳酸鈣、遠紅外粉體、抗菌粉體銀粉及除異味的冰川石，以相同比例混合的多功能復(fù)合粉體；復(fù)合功能性粉體與漿柏混合的質(zhì)量比例為3:100 ；
4.過濾，脫泡:將混合液過濾脫去氣泡，以得到較為純凈的混合液；
5.紡絲:將溶液送入紡絲機進行紡絲，此處采用濕法紡絲，。紡絲速度為40~60m/min,紡絲拉伸比為30~70% ；
6.后處理:將絲束進行水洗，漂白，上油，干燥，得到潔白干凈的短纖維。
[0025]制得的纖維經(jīng)過測試其性能如下:
表1:纖維性能指標___
纖維纖度 1.56dtex_斷裂強力 ^ 2.5cn/dt_
斷裂伸長一 18-25%—
負離子濃度_950個/cm3抗菌率—廣譜抗菌率98%以上
遠紅外 I法向發(fā)射率提高值> 78.0% I除異味 I除異味95%以上 實施例2
步驟3中，復(fù)合功能性粉體與漿柏混合的質(zhì)量比例為0.5:100，其他同實施例1。
[0026]實施例3
步驟3中，復(fù)合功能性粉體與漿柏混合的質(zhì)量比例為3.5:100，其他同實施例1。[0027]實施例4
步驟3中，復(fù)合功能性粉體與漿柏混合的質(zhì)量比例為2:100，其他同實施例1。
[0028]采用上述方法制得的復(fù)合Iyocell纖維的纖維斷裂強力為3.0cn.dtex,斷裂伸長率為18-25% ;負離子濃度:950個/cm3，抑菌率:95%。
【權(quán)利要求】
1.一種具有多功能的復(fù)合Iyocell纖維,其特征在于:所述復(fù)合Iyocell纖維含有5種功能，該5種功能為:遠紅外、負離子、抗菌、除異味、除甲醛。
2.如權(quán)利要求1所述的具有多功能的復(fù)合Iyocell纖維，其特征在于:所述復(fù)合Iyocell纖維的纖維斷裂強力為3.0cn.dtex，斷裂伸長率為18-25% ;負離子濃度:950個/cm3，抑菌率:95%。
3.一種具有多功能的復(fù)合Iyocell纖維的制備方法，其特征在于:步驟如下: a、制備原料:將原料制成漿柏； b、預(yù)處理:溶解過程； C、功能性材料共混:將功能性粉末和漿柏混合，制成混合溶液，功能性粉末的質(zhì)量為漿柏的質(zhì)量的0.5-3.5% ； d、過濾，脫泡:將混合液過濾脫去氣泡，以得到較為純凈的混合液； e、紡絲:將溶液送入紡絲機進行紡絲； f、后處理:將絲束進行水洗，漂白，上油，干燥，得到潔白干凈的短纖維。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于:步驟a中，原料為針葉樹類，將針葉等植物制成衆(zhòng)柏。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于:步驟b中，采用溶劑法紡絲工藝NMMO法。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于:采用N-甲基嗎啉氧化物為溶解體系溶解原料。
7.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于:步驟c中，將復(fù)合多功能的粉體材料研磨成細小粉末，要求直徑在0.03-0.1 μ m。
8.如權(quán)利要求3或7所述的方法，其特征在于:步驟c中，功能性粉末為5種功能:遠紅外，負離子，抗菌，除異味，除甲醛；其分別對應(yīng)的添加助劑為:遠紅外陶瓷粉末，電氣石粉末，銀粉末，竹炭納米粉末以及天然藏青果提取物中的多酚。
9.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于:步驟e中，采用濕法紡絲。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于:紡絲速度為40?60m/min，紡絲拉伸比為.30 ?70%。
【文檔編號】D01F2/00GK103590125SQ201310559409
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月11日
【發(fā)明者】余燕平, 孫啟友 申請人:江蘇寶潤科技有限公司