一種纖維素/爐甘石復(fù)合纖維的制備方法與流程

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本發(fā)明涉及再生纖維領(lǐng)域，具體涉及一種纖維素/爐甘石復(fù)合纖維的制備方法。

背景技術(shù)：

棉、粘膠纖維、lyocell纖維等纖維素纖維具有優(yōu)良的親膚性能，被廣泛用于貼身衣物。為了增加纖維素纖維的功能，專利ZL201010511031.5(爐甘石纖維素纖維及其制備方法)提出了一種功能纖維素纖維的制備方法，具體方法是將爐甘石漿料與纖維素/離子液體紡絲液混合，經(jīng)濕法紡絲成形制備纖維素/爐甘石復(fù)合纖維。由于爐甘石對(duì)多種接觸性皮炎有治療作用，功能纖維能夠預(yù)防皮膚病的發(fā)生，也能減輕蕁麻疹、痱子等急性瘙癢性皮膚病癥狀。

將爐甘石等爐甘石粉體與纖維素紡絲液混合，兩者的混合均勻性是首要考慮的問(wèn)題。由于纖維素溶液粘度高，導(dǎo)致粉體分散過(guò)程難度大，對(duì)設(shè)備要求高。此外還存在粉體易于沉積、團(tuán)聚、混合不均勻的問(wèn)題，造成噴絲孔堵塞與纖維性能的不穩(wěn)定。為了提高爐甘石與紡絲原液的分散均勻性，專利ZL201010511031.5將爐甘石與胺類陽(yáng)離子型表面活性劑、硅系類陽(yáng)離子表面活性劑、三聚磷酸鈉進(jìn)行預(yù)混合，制成懸浮或乳濁液狀態(tài)的爐甘石漿料。將懸濁液、乳濁液與纖維素紡絲液混合可以提高功能添加劑的分散均勻性，然而表面活性劑等助劑會(huì)進(jìn)入凝固浴，影響溶劑與凝固劑的正?；厥?，增加回收成本。殘留在纖維中的助劑也會(huì)影響纖維的各項(xiàng)理化性能，使用過(guò)程中還存在著助劑滲出的可能。

如何高效地實(shí)現(xiàn)爐甘石粉體的均勻分散，減少爐甘石粉體添加過(guò)程對(duì)原有成形工藝的干擾，是纖維素/爐甘石復(fù)合纖維生產(chǎn)需要突破的技術(shù)瓶頸。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種纖維素/爐甘石復(fù)合纖維的制備方法，將爐甘石粉體與纖維素酯溶液混合均勻，制得爐甘石母液，將爐甘石母液以在線添加的方法注入纖維素紡絲液，進(jìn)而紡絲成形，制得纖維素/爐甘石復(fù)合纖維。

本發(fā)明的一種纖維素/爐甘石復(fù)合纖維的制備方法，包括下述步驟：

(1)采用纖維素溶劑溶解纖維素酯，制得爐甘石粉體的載體溶液；

(2)將爐甘石粉體與載體溶液攪拌混合，制得爐甘石母液；

(3)將爐甘石母液注入纖維素紡絲液中，制得功能性紡絲液，然后經(jīng)擠

出、凝固和牽伸，制得纖維素/爐甘石復(fù)合纖維。

如上所述的纖維素/爐甘石復(fù)合纖維的制備方法，所述纖維素酯為醋酸纖維素、醋酸丙酸纖維素或醋酸丁酸纖維素，所述纖維素酯的聚合度為200-1000，總酯化度為2.3-2.5；所述纖維素紡絲液中纖維素原料的聚合度為500-1500。

如上所述的纖維素/爐甘石復(fù)合纖維的制備方法，所述爐甘石粉體平均粒徑小于0.2μm。

如上所述的纖維素/爐甘石復(fù)合纖維的制備方法，所述纖維素溶劑為N-甲基嗎啉-N-氧化物水或離子液體；

所述N-甲基嗎啉-N-氧化物/水體系，其中，水所占的比例為小于15wt％；

所述離子液體為1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽、1-乙基-3-甲基咪唑醋酸鹽或1-丁基-3-甲基咪唑溴鹽。

如上所述的纖維素/爐甘石復(fù)合纖維的制備方法，所述載體溶液中纖維素酯的濃度為6～15wt％；所述纖維素酯與爐甘石粉體的質(zhì)量比為1-10:1；所述纖維素紡絲液中纖維素原料的濃度為6～15wt％。

如上所述的纖維素/爐甘石復(fù)合纖維的制備方法，所述攪拌用的設(shè)備為螺桿擠出機(jī)或捏合機(jī)，所述攪拌的速率為100-300轉(zhuǎn)/分，所述攪拌的時(shí)長(zhǎng)為0.5-1小時(shí)。

如上所述的纖維素/爐甘石復(fù)合纖維的制備方法，所述爐甘石母液注入纖維素紡絲液中的方式為將爐甘石母液以在線添加的方式注入纖維素紡絲液中，具體為在生產(chǎn)線上的纖維素紡絲液輸送管路上加裝爐甘石母液在線添加裝置，其中纖維素紡絲液與爐甘石母液質(zhì)量比為3-20:1。

如上所述的纖維素/爐甘石復(fù)合纖維的制備方法，所述功能性紡絲液制備纖維素/爐甘石復(fù)合纖維的工藝為濕法紡絲工藝或干噴濕法紡絲工藝。

如上所述的纖維素/爐甘石復(fù)合纖維的制備方法制得的纖維素/爐甘石復(fù)合纖維，所述纖維素/爐甘石復(fù)合纖維單絲纖度為0.9-4.8dtex，干態(tài)斷裂強(qiáng)度為1.7-4.5cN/dtex。

如上所述的纖維素/爐甘石復(fù)合纖維，所述復(fù)合纖維對(duì)皮膚瘙癢、皮膚炎癥有輔助治療作用。

本發(fā)明的原理：

纖維素由D-吡喃型葡萄糖基組成，屬于剛性鏈結(jié)構(gòu)，纖維素分子鏈上的羥基在分子鏈內(nèi)與分子鏈間形成氫鍵。由于纖維素分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，纖維素溶液的粘度較高，例如，纖維素聚合度為569，濃度為12.9wt％的纖維素/NMMO/H₂O溶液，溫度為85℃時(shí)的零切粘度為8670Pa.s；纖維素聚合度為569，濃度為10.4wt％的纖維素/1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽([BMIM]Cl)溶液，溫度為85℃時(shí)的零切粘度達(dá)到7920Pa.s(Kosan B,Michels C,Meister F.Dissolution and forming of cellulose with ionic liquids[J].Cellulose,2008,15(1):59-66.)。高粘度特性使?fàn)t甘石粉體難以在纖維素溶液中均勻分散，對(duì)混合設(shè)備的要求也較為苛刻。

由于纖維素酯分子鏈上的羥基數(shù)量少于纖維素分子鏈上的羥基，纖維素酯分子鏈內(nèi)與分子鏈間的相互作用也相因減小，因此纖維素酯溶液的粘度小于纖維素溶液。此外，纖維素酯與纖維素的結(jié)構(gòu)近乎一致，兩者能夠?qū)崿F(xiàn)分子水平的互溶。

基于此，本發(fā)明選用纖維素酯作為爐甘石粉體的擔(dān)載體，作為爐甘石粉體與纖維素紡絲液均勻混合的橋梁。利用纖維素酯更易與爐甘石粉體、纖維素溶液均勻混合的特點(diǎn)，起中介作用，促進(jìn)爐甘石粉體與纖維素紡絲液的混合。

有益效果：

(1)利用纖維素酯溶液的粘度低于纖維素紡絲液，更易與爐甘石粉體均勻混合的優(yōu)勢(shì)，選擇纖維素酯作為爐甘石母液的基體，制備了爐甘石粉體分散均勻、性質(zhì)穩(wěn)定的爐甘石母液。爐甘石母液可通過(guò)在線添加裝置注入一般常規(guī)再生纖維素纖維的紡絲液輸送系統(tǒng)，方便靈活地制造纖維素/爐甘石復(fù)合纖維。

(2)纖維素酯的分子結(jié)構(gòu)與纖維素相似，兩者可以實(shí)現(xiàn)分子水平的互溶。凝固過(guò)程隨纖維素一并凝固成形且不進(jìn)入凝固浴，無(wú)額外添加物進(jìn)入凝固浴，不增加溶劑與凝固浴回收的負(fù)擔(dān)。依據(jù)本發(fā)明，只需在常規(guī)再生纖維素纖維生產(chǎn)線上增加在線添加裝置即可實(shí)現(xiàn)維素/爐甘石復(fù)合纖維的生產(chǎn)，方法簡(jiǎn)介，可操作性強(qiáng)。

(3)纖維素/爐甘石復(fù)合纖維能夠預(yù)防皮膚病的發(fā)生，對(duì)皮膚瘙癢、皮膚炎癥有輔助治療作用。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。

實(shí)施例1