CN100558952C - 竹炭粘胶纤维及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种竹炭粘胶纤维，该纤维由竹浆粕为原料制备而成，其中含有纳米竹炭，纳米竹炭的粒径为75～150nm，所述纳米竹炭的含量为成品纤维重量的4%～30%，成品纤维的干强为1.7～3.0cN/dtex，干伸为9～18%。本发明还公开了该竹炭粘胶纤维的制造方法，制造过程中采用了粘胶、凝固浴复合变性技术，本发明的产品具有天然的抗菌防菌、发生负离子、远红外保健及去除异味、清香功能，其纤维强力高、可纺织加工性好，同时其制成的纺织品具有滑爽、细腻、凉爽的特点，特别适用于夏季服装服饰制品领域，为纺织、非织造业提供了一种新的原料。且该发明的制造过程中所用的凝固浴取消了对人类环境造成污染大的硫酸锌，降低了纤维生产过程的环境危害。
Description
技术领域
本发明涉及粘胶纤维技术领域，本发明还涉及粘胶纤维的制造方法。
背景技术
申请号为CN200610037895的竹炭粘胶纤维及其制造方法公开了竹炭粘胶纤维及其制造方法。该竹炭粘胶纤维，含有竹炭微粉及竹醋液，其制造方法，包括制胶工序和纺丝工序，其制胶工序中，要进行粘胶溶液的制备及进行竹炭微粉乳液的制备。竹炭微粉乳液的制备是在去离子水中加入分散剂及竹炭微粉后，搅拌直至得到分散均匀的竹炭微粉乳液，在纺丝工序中，将粘胶溶液与所述的竹炭微粉乳液混合均匀，再送至纺丝机制成纤维。
申请号为CN03128496的竹材粘胶纤维及其制备方法公开了利用竹材生产粘胶纤维及其制备方法，其方法包括：竹材备料→切料→筛选→洗料→预处理→蒸煮→除砂、浓缩→氯化→碱精制→漂白→酸处理→除砂、浓缩→抄造→浸渍→压榨→粉碎→老成→黄化→研磨→溶解→过滤→脱泡→过滤→纺丝→牵伸→切断→后处理→干燥→打包。所制得的粘胶纤维具有抗菌、滑爽、凉爽、细腻、光亮等特点。
申请号为CN200310110113的一种竹炭粘胶纤维及其制造方法公开了一种竹炭粘胶纤维及其制造方法。其粘胶纤维中含有竹炭，其制造方法包括有制胶工序和纺丝工序：对竹炭进行精选、粗粉碎、除尘、除杂后，再粉碎至细度≤0.5微米的竹炭微粉制备工序，将竹炭微粉和分散剂S放入水中制成竹炭水乳浆料工序，在制胶工序中增加了用二层府绸滤布进行第四次过滤的步骤，将上述竹炭粘胶分别在长丝纺机和短丝纺机上进行纺丝得到含有竹炭的粘胶长丝和短丝。
申请号为CN200510012524的变性竹浆粘胶短纤维及其生产工艺公开了一种变性竹浆粘胶短纤维及其生产工艺，它的成品纤维的干强、湿强分别大于、等于2.5CN/dtex、1.20CN/dtex，纤维组成的重量百分比含量是：纤维素纤维86.7-91.75％，水8-13％，油剂0.15-0.30％。其生产工艺在浸渍桶中浸渍竹浆：在黄化机中黄化，在纺丝机中酸浴，在绒毛槽中精练，最后用烘干机烘干，烘干后，将成品精开松，打包。
现有技术所得的竹炭粘胶纤维，由于其中加入了竹炭微粉，且微粉粒径较大，在0.5～5μm，加上竹炭的分散稳定性差，易发生团聚沉积，造成生产过程可纺性差，纺丝易断头，成品疵点多，纤维物理机械性能低，造成后续纺织加工性能低，其最终产品档次低。已有技术制得的竹炭粘胶纤维，采用粘胶纤维常用的棉、木浆粕原料。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种竹炭粘胶纤维，其既有竹类的天然抗菌抑菌、凉爽舒适的特性，又有竹炭的抗菌、发生负离子、远红外的保健作用。
本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种竹炭粘胶纤维的制造方法，该方法具有良好的可纺织加工性。
本发明的技术方案是，竹炭粘胶纤维，该纤维由竹浆粕为原料制备而成，其中含有纳米竹炭，纳米竹炭的粒径为75～150nm。
作为一种优选方式，所述纳米竹炭的含量为成品纤维重量的4％～30％，成品纤维的干强为1.7～3cN/dtex，干伸为9～18％。
竹炭粘胶纤维的制造方法，包括如下步骤，
(1)竹炭浆料的一次配置，在竹炭中加入表面活性剂和分散剂，再加入脱离子水，配置成浓度为18％～28％的竹炭浆料，所述竹炭为纳米竹炭，纳米竹炭的粒径为75～150nm；
(2)粘胶的制备，用竹浆粕为原料，主要经过浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化和溶解步骤制得粘胶，在溶解步骤中，加入变性剂；
(3)竹炭浆料的二次配置，按竹炭浆料重量的5～10倍加入已溶解好的粘胶，置于球磨机中，球磨90～120min；
(4)粘胶纺丝原液的制备，将二次配置的竹炭浆料按其中的竹炭占成品纤维重量4％～30％的比例，混入到熟成中的粘胶中并搅拌均匀；
上述混合好的粘胶经过连续脱泡、过滤，得到粘胶纺丝原液；
(5)纺丝，将上述纺丝原液引入凝固浴中纺丝成型，丝条牵伸；
(6)后处理及烘干，制得纳米竹炭粘胶纤维。
本发明所公开的竹炭粘胶纤维，与现有技术比较，以竹浆和竹炭为原料，竹浆和竹炭为可再生竹资源，纳米级竹炭粒径小，在纤维中分散均匀，本发明制造过程中采用了粘胶、凝固浴复合变性技术，制得成品纤维的干强为1.7～3.0cN/dtex，干伸9～18％，强度高，纺织加工性能好。且该发明的制造过程中所用的凝固浴取消了对人类环境造成污染大的硫酸锌，降低了纤维生产过程的环境危害。后处理工艺取消常规粘胶纤维生产过程的漂白工序，防止对竹炭及其中的抗菌活性物质造成破坏，影响产品的功能性及产品的外观。本发明的产品具有天然的抗菌防菌、发生负离子、远红外保健及去除异味、清香功能，同时其制成的纺织品具有滑爽、细腻、凉爽的特点，特别适用于夏季服装服饰制品领域。
具体实施方式
以下实施例说明本发明，但不限制本发明。
实施例1
竹炭浆料的一次配置。用粒径为125nm的竹炭，在竹炭中按竹炭量的0.3％添加双烷基二甲基氯化铵，按竹炭量的0.5％加入聚硅氧烷季铵盐，再加入脱离子水，配置成25％的竹炭浆料。
用竹浆粕制备粘胶，其主要步骤包括，浸渍→压榨→粉碎→老成→黄化→溶解，与常规工艺不同的是，在纤维素黄原酸酯的溶解过程中加入变性剂烷基多胺，变性剂加入量为α纤维素重量的2％。
竹炭浆料的二次配置。按竹炭浆料重量的6倍加入已溶解好的粘胶，置于球磨机中，球磨90min。
粘胶纺丝原液的制备。将二次配置的竹炭浆料按其中的竹炭占成品纤维重量5％的比例，混入到脱泡前熟成中的粘胶中并搅拌均匀；上述混合好的粘胶经连续脱泡、过滤，所述脱泡过程采用快速、连续方式进行，不进行静止脱泡，得到粘度65s(由落球法测得)，熟成度25ml(10％NH4Cl)，酯化度42，含有竹炭的变性粘胶纺丝原液。
纺丝。将上述纺丝原液引入凝固浴中纺丝成型，纺凝固浴工艺如下：硫酸120g/L，硫酸钠330g/L，变性剂聚氧烯二醇占酸浴总重量的0.3％，分散剂为多烷基三甲基氯化铵，占酸浴总重量的0.5％。丝条牵伸流程为：喷头牵伸→空气浴牵伸→第一塑化浴牵伸→第二塑化浴牵伸，其工艺条件为：喷头牵伸-10％，空气浴牵伸60％，第一塑化浴牵伸10％，第二塑化浴牵伸15％。得到1.33dtex*38mm竹炭粘胶纤维。
后处理及烘干。该纤维经后处理及烘干，即得到竹炭功能性竹浆再生纤维素粘胶纤维。常规的粘胶纤维后处理工艺通常包括洗涤、去酸洗、脱硫、漂白、最后清洗、上油软化、轧干、开松等，但本发明取消了其中的漂白工序。取消了漂白工序后，不仅可以降低成本，提高生产效率，而且可以防止在漂白时对竹炭及其中的抗菌活性物质造成的破坏，减小对产品的功能性及外观的影响。经测试，该成品纤维的干强为2.95cN/dtex，干伸17.5％。
实施例2
用粒径为95nm的竹炭，在竹炭中按竹炭量的0.2％添加双烷基二甲基氯化铵，按竹炭量的1％加入三聚磷酸钠，再加入脱离子水，配置成20％的竹炭浆料。
用竹浆粕制备粘胶，并在纤维素黄原酸酯的溶解过程中加入变性剂烷基多胺，加入量为纤维素重量的2％。
按竹炭浆料的8倍加入已溶解好的粘胶，置于球磨机中，球磨120min；
球磨结束后，将上述混合物按竹炭为纤维重量的16％，在纤维素粘胶的熟成过程中的脱泡前混入粘胶并搅拌均匀，上述混合好的粘胶经连续脱泡、过滤，得到粘度70s，熟成度28ml(10％NH4Cl)，酯化度45含有竹炭的变性粘胶纺丝原液。
上述纺丝原液进入凝固浴中纺丝成型，纺凝固浴工艺如下：硫酸128g/L，硫酸钠339g/L，变性剂聚氧烯二醇占酸浴总重量的0.5％，分散剂多烷基三甲基氯化铵占酸浴总重量的0.4％。丝条牵伸流程为：喷头牵伸→空气浴牵伸→第一塑化浴牵伸→第二塑化浴牵伸；调整各牵伸分配为：喷头牵伸0％，空气浴牵伸40％，第一塑化浴牵伸10％，第二塑化浴牵伸15％，得到2.78dtex*51mm竹炭粘胶纤维。
该纤维经后处理及烘干，后处理工艺取消常规粘胶纤维生产过程的漂白工序，即得到2.78dtex*51mm竹炭功能性竹浆再生纤维素粘胶纤维。经测试，该成品纤维的干强为2.55cN/dtex，干伸13％。
实施例3
用粒径为85nm的竹炭，在竹炭中按竹炭量的0.8％添加多烷基三甲基氯化铵，按竹炭量的0.9％加入分散剂三聚磷酸钠，再加入脱离子水，配置成22％的竹炭浆料；
用竹浆粕制备粘胶，并在纤维素黄原酸酯的溶解过程中加入变性剂烷基多胺，加入量为纤维素重量的2％；
按竹炭浆料的9倍加入已溶解好的粘胶，置于球磨机中，球磨120min；
球磨结束后，将上述混合物按竹炭为纤维重量的25％，在纤维素粘胶的熟成过程中的脱泡前混入粘胶并搅拌均匀，上述混合好的粘胶经连续脱泡、过滤，得到粘度66s，熟成度25ml(10％NH4Cl)，酯化度40含有竹炭的变性粘胶纺丝原液。
上述纺丝原液进入凝固浴中纺丝成型，纺凝固浴工艺如下：硫酸132g/L，硫酸钠335g/L，变性剂聚氧烯二醇占酸浴总重量的0.4％，分散剂多烷基二甲基氯化铵占酸浴总重量的0.3％。调整各牵伸分配值：喷头牵伸0％，空气浴牵伸30％，第一塑化浴牵伸6％，第二塑化浴牵伸10％。得到2.22dtex*51mm竹炭粘胶纤维。
该纤维经后处理及烘干，后处理工艺取消常规粘胶纤维生产过程的漂白工序，即得到2.22dtex*51mm竹炭功能性竹浆再生纤维素粘胶纤维。经测试，该纤维的干强为2.05cN/dtex，干伸11％。
实施例4
竹炭浆料的一次配置。用粒径为75nm的竹炭，在竹炭中按竹炭量的0.5％添加多烷基三甲基氯化铵，按竹炭量的0.5％加入分散剂二烷氧基硅烷季铵盐，再加入脱离子水，配置成28％的竹炭浆料。
用竹浆粕制备粘胶。与常规工艺不同的是，在纤维素黄原酸酯的溶解过程中加入变性剂烷基多胺，变性剂加入量为α纤维素重量的1.5％。
竹炭浆料的二次配置。按竹炭浆料重量的5倍加入已溶解好的粘胶，置于球磨机中，球磨90min。
粘胶纺丝原液的制备。将二次配置的竹炭浆料按其中的竹炭占成品纤维重量28％的比例，混入到脱泡前熟成中的粘胶中并搅拌均匀；上述混合好的粘胶经连续脱泡、过滤，所述脱泡过程采用快速、连续方式进行，不进行静止脱泡，得到粘度58s(由落球法测得)，熟成度19ml(10％NH4Cl)，酯化度38，含有竹炭的变性粘胶纺丝原液。
纺丝。将上述纺丝原液引入凝固浴中纺丝成型，纺凝固浴工艺如下：硫酸110g/L，硫酸钠340g/L，变性剂聚氧烯二醇占酸浴总重量的0.4％，分散剂双烷基二甲基氯化铵占酸浴总重量的0.2％。丝条牵伸流程为：喷头牵伸→空气浴牵伸→第一塑化浴牵伸→第二塑化浴牵伸，其工艺条件为：喷头牵伸-9％，空气浴牵伸58％，第一塑化浴牵伸5％，第二塑化浴牵伸15％，得到1.33dtex*38mm竹炭粘胶纤维。
后处理及烘干。该纤维经后处理及烘干，即得到竹炭功能性竹浆再生纤维素粘胶纤维，后处理取消其中的漂白工序。经测试，该成品纤维的干强为2.55cN/dtex，干伸13.5％。
实施例5
用粒径为145nm的竹炭，在竹炭中按竹炭量的0.8％添加多烷基三甲基氯化铵，按竹炭量的1.0％加入分散剂二烷氧基硅烷季铵盐，再加入脱离子水，配置成19％的竹炭浆料。
在纤维素黄原酸酯的溶解过程中加入变性剂烷基多胺，变性剂加入量为α纤维素重量的2.5％。
竹炭浆料的二次配置。按竹炭浆料重量的5倍加入已溶解好的粘胶，置于球磨机中，球磨120min。
粘胶纺丝原液的制备。将二次配置的竹炭浆料按其中的竹炭占成品纤维重量18％的比例，混入到脱泡前熟成中的粘胶中并搅拌均匀；上述混合好的粘胶经连续脱泡、过滤，所述脱泡过程采用快速、连续方式进行，不进行静止脱泡，得到粘度50s(由落球法测得)，熟成度20ml(10％NH4Cl)，酯化度35，含有竹炭的变性粘胶纺丝原液。
纺丝。将上述纺丝原液引入凝固浴中纺丝成型，纺凝固浴工艺如下：硫酸120g/L，硫酸钠340g/L，变性剂聚氧烯二醇占酸浴总重量的0.4％，分散剂双烷基二甲基氯化铵占酸浴总重量的0.3％。丝条牵伸流程为：喷头牵伸→空气浴牵伸→第一塑化浴牵伸→第二塑化浴牵伸，其工艺条件为：喷头牵伸-5％，空气浴牵伸60％，第一塑化浴牵伸10％，第二塑化浴牵伸15％，得到1.33dtex*38mm竹炭粘胶纤维。
后处理及烘干。该纤维经后处理及烘干，即得到竹炭功能性竹浆再生纤维素粘胶纤维，后处理取消其中的漂白工序。经测试，该成品纤维的干强为2.35cN/dtex，干伸15.5％。
Claims (7)
1、竹炭粘胶纤维的制造方法，包括如下步骤，
(1)竹炭浆料的一次配置，在竹炭中加入表面活性剂和分散剂，再加入脱离子水，配置成浓度为18％～28％的竹炭浆料，所述竹炭为纳米竹炭，纳米竹炭的粒径为75～150nm；
(2)粘胶的制备，用竹浆粕为原料，主要经过浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化和溶解步骤制得粘胶，在溶解步骤中，加入变性剂；
(3)竹炭浆料的二次配置，按竹炭浆料重量的5～10倍加入已溶解好的粘胶，置于球磨机中，球磨90～120min；
(4)粘胶纺丝原液的制备，将二次配置的竹炭浆料按其中的竹炭占成品纤维重量4％～30％的比例，混入到熟成中的粘胶中并搅拌均匀；上述混合好的粘胶经过连续脱泡、过滤，得到粘胶纺丝原液；
(5)纺丝，将上述纺丝原液引入凝固浴中纺丝成型，丝条牵伸；
(6)后处理及烘干，制得竹炭粘胶纤维。
2、根据权利要求1所述的竹炭粘胶纤维的制造方法，其特征在于：在所述的竹炭浆料的一次配置步骤中，表面活性剂为双烷基二甲基氯化铵或多烷基三甲基氯化铵，按竹炭量的0.2％～0.8％添加。
3、根据权利要求1所述的竹炭粘胶纤维的制造方法，其特征在于：在所述的竹炭浆料的一次配置步骤中，分散剂为聚硅氧烷季铵盐、二烷氧基硅烷季铵盐或三聚磷酸钠，按竹炭量的0.3％～1.2％加入。
4、根据权利要求1所述的竹炭粘胶纤维的制造方法，其特征在于：在所述粘胶的制备步骤中，加入的变性剂为烷基多胺，其加入量为粘胶中α纤维素重量的1.5～2.5％。
5、根据权利要求1所述的竹炭粘胶纤维的制造方法，其特征在于：在所述的纺丝中，凝固浴组成为：硫酸110～130g/L，硫酸钠320～350g/L，变性剂和分散剂。
6、根据权利要求5所述的竹炭粘胶纤维的制造方法，其特征在于：在所述的凝固浴组成中，变性剂为聚氧烯二醇，占凝固浴总重量的0.3％～0.5％；分散剂为双烷基二甲基氯化铵、多烷基三甲基氯化铵或多烷基二甲基氯化铵，占凝固浴总重量的0.2％～0.5％。
7、根据权利要求1所述的竹炭粘胶纤维的制造方法，其特征在于：在所述的纺丝步骤中，丝条牵伸流程为：喷头牵伸→空气浴牵伸→第一塑化浴牵伸→第二塑化浴牵伸；其工艺条件为：喷头牵伸-10～0％，空气浴牵伸30％～60％，第一塑化浴牵伸5％～10％，第二塑化浴牵伸5％～15％。
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