CN103290682B

CN103290682B - 具耐燃功能的天然纤维素熔喷无纺布的制法

Info

Publication number: CN103290682B
Application number: CN201210051608.8A
Authority: CN
Inventors: 周文东; 赖明毅; 黄坤山
Original assignee: JULONG FIBRE CO Ltd
Priority date: 2012-03-01
Filing date: 2012-03-01
Publication date: 2016-02-10
Anticipated expiration: 2032-03-01
Also published as: CN103290682A

Abstract

本发明涉及一种具耐燃功能的天然纤维素熔喷无纺布的制法，将木浆与氧化甲基玛琳溶剂混合成浆液，以真空薄膜蒸发器去除水份形成纺丝粘液，以熔喷方式将黏液从纺口挤压出来形成纤维素丝束，经凝固再生、水洗、水针轧及干燥而制成天然纤维素无纺布，再与N-羟甲基-3-(二甲氧磷酰基)丙酰胺耐燃剂进行浸轧，又依序施以烘干、烘焙、中和、皂洗、水洗并烘干，最后再经碱洗、水洗、干燥及卷取后，即可制得具有长效型耐燃功能的天然纤维素无纺布；在该制作过程中天然纤维素无纺布与N-羟甲基-3-(二甲氧磷酰基)丙酰胺耐燃剂可产生特殊交联反应，其耐燃效果完全符合美国ASTM？D6413-1999及ASTM？D2863-1995的测试标准，且其使用丢弃后又可被自然分解，而成为无害自然环境的环保材料。

Description

具耐燃功能的天然纤维素熔喷无纺布的制法

技术领域

本发明涉及一种具耐燃功能的天然纤维素熔喷无纺布的制法，属于绿色环保制造天然纤维无纺布的技术领域，其是以N-羟甲基-3-(二甲氧磷酰基)丙酰胺耐燃剂与天然纤维素无纺布进行浸轧、烘干、烘焙、中和、皂洗、水洗并烘干，使得活性N-羟甲基与天然纤维素无纺布产生交联反应，再经由碱洗、水洗、干燥、上油及卷取后，即可制成具有长效型耐燃功能的天然纤维素无纺布。

背景技术

目前无纺布制造技术中，高分子直接挤出法(polymerlaid，spunlaid)具有制作过程简单、经济效益高等优点，其将熔融的高分子经过挤出、延伸的步骤，形成连续的长纤维之后，将长纤维堆栈成网形成无纺布；由于该长纤维赋予无纺布良好的物性，使得此类的无纺布得以广泛应用在卫生用品、擦拭材、医疗防护与过滤材料等领域，并且成为无纺布制造技术中成长最快的领域。

前述高分子直接挤出法中使用最多量的前四种原料依序为聚丙烯(PP)、聚酯(PET)、聚乙烯(PE)与尼龙(Nylon)，共占总使用量的96％，当这些无纺布一经使用后即成为废弃物，且不能被自然环境分解，而根据美国无纺布工业协会(INDA)的统计与预测，以高分子挤出成网法所生产出无纺布产量的占有率，将从1994年的33.5％(第二位)成长至2009年的43.7％(第一位)并达到每年2.7百万吨，如此惊人的成长量也相对地会对环境产生更为巨大的冲击及负担。

此外，随着各国已陆续制订纺织品燃烧性技术法规，如果产品不符合这些法规的要求，将会被阻止进入该国市场。因此，具有阻燃性能的耐燃无纺布纺织品需求量不断地增加，除了擦拭用无纺布外，许多工业上、家庭装饰上所使用的工业用无纺布、家饰布及窗帘等都须要具备相当的耐火性以避免意外的发生。然而，上述聚丙烯(PP)、聚酯(PET)、聚乙烯(PE)与尼龙(Nylon)等耐燃纤维制作过程的无纺布纺织品却均是属于不可分解性纤维，其使用后废弃物当然也无法自然降解，并造成更严重的环境污染问题。

由此，如何用不危害自然环境的天然纤维素纤维(即溶解性纤维)在其设定制作过程的条件下来产生特殊交联反应，而制造出具有长效型耐燃功能的天然纤维素无纺布，便显得急为迫切与需要。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种具耐燃功能的天然纤维素熔喷无纺布的制法，将木浆与氧化甲基玛琳(N-methylmorpholineN-oxide，简称NMMO)溶剂混合成浆液(slurry)，以真空薄膜蒸发器(ThinFilmEvaporator，TFE)去除水份形成纺丝粘液(dope)，以熔喷方式(meltbrown)将黏液从纺口挤压出来形成纤维素丝束，喷出水雾使纤维素丝束凝固再生后，再经水洗、水针轧及干燥而制成天然纤维素无纺布，再将其与N-羟甲基-3-(二甲氧磷酰基)丙酰胺耐燃剂进行浸轧，再依序施以烘干、烘焙、中和、皂洗、水洗并烘干，最后再经碱洗、水洗、干燥及卷取后，即可制得具有长效型耐燃功能的天然纤维素无纺布；该耐燃功能的天然纤维素无纺布，在制作过程中与N-羟甲基-3-(二甲氧磷酰基)丙酰胺耐燃剂可产生特殊交联反应，经20次的水洗处理后，无纺布的耐燃功能效果仍然维持原来未水洗前的效果，完全符合美国ASTMD6413-1999及ASTMD2863-1995的测试标准要求，且其使用丢弃后可被自然分解，而成为环保材料。

本发明的另一目的在于提供一种具耐燃功能的天然纤维素熔喷无纺布的制法，其制作过程中的溶剂回收再生方式，以精简有效的设备和经过脱色、过滤、浓缩、精制等四个主要程序，而将水洗液回收成为与新鲜溶剂质量相当的氧化甲基玛琳(NMMO)溶剂，其损耗率在0.5％以下，并使得总回收率达到99.5％以上，除对环境不会造成污染外，更有效降低溶剂回收的成本，而具有清洁生产与达到资源再生利用的经济量产效益。

附图说明

图1为本发明的制作流程图。

图2为本发明使用的氧化甲基玛琳(N-methylmorpholineN-oxide，简称NMMO)化学结构图。

图3为本发明中熔喷纤维素丝束的工作过程示意图。

图4为本发明使用的N-羟甲基-3-(二甲氧磷酰基)丙酰胺耐燃剂化学结构图。

附图标记说明

1-齿轮泵2-模具

3-纺嘴管D-黏液

H-热空气E-纤维素丝束

具体实施方式

为进一步说明本发明的制作流程与效果，结合附图及实施例进一步详细说明。

请参阅图1至图4所示，本发明具耐燃功能的天然纤维素熔喷无纺布的制法，其步骤包含：

(a)将木浆与氧化甲基玛琳(N-methylmorpholineN-oxide，简称NMMO)溶剂混合成浆液(slurry)，另掺入苯基恶唑(1，3-phenylene-bis2-oxazoline，BOX)安定剂，并使用卧式调浆机，将前述木浆、氧化甲基玛琳(NMMO)溶剂及苯基恶唑安定剂等一起置入后，再以60℃～80℃低温一起搅碎调浆；其中，该木浆是选用纤维素为α-纤维素含量在85％以上的长纤维或短纤维，且其纤维素聚合度(degreeofpolymerization，简称DP)为500～1200，该氧化甲基玛琳(NMMO)的浓度为50％～75％，其化学结构图如图2所示；

(b)使用真空薄膜蒸发器(ThinFilmEvaporator，TFE)蒸发多余的水份，在80℃～120℃下加热，于5分钟内排除水分至5％～13％，将纤维素溶解成粘液(dope)；

(c)以熔喷方式(meltbrown)将黏液D从纺口挤压出来形成纤维素丝束E；如图3所示，该黏液D由齿轮泵1打入纺口模具2内，再进入纺口模具2的纺嘴管3中，通过热空气H持续灌入纺口模具2后，并从纺嘴管3周围排出的气流作用，迫使黏液D从纺嘴管3中被熔喷挤压出外部形成纤维素丝束；

(d)喷出水雾使纤维素丝束凝固再生后，再经水洗、水针轧及干燥而制成天然纤维素无纺布，其中，干燥的温度为100℃～130℃，时间为3～5秒；

(e)将天然纤维素无纺布与N-羟甲基-3-(二甲氧磷酰基)丙酰胺耐燃剂进行浸轧，其轧液率为65％～70％，该N-羟甲基-3-(二甲氧磷酰基)丙酰胺耐燃剂的浓度为250g/L～450g/L，其化学结构图如图4所示；

(f)浸轧后的天然纤维素无纺布依序施以烘干、烘焙、中和、皂洗、水洗并烘干；其中，该烘干的烘干温度为105℃，烘干时间为10秒，烘焙分两次进行，第一次烘焙的烘焙温度为130℃～155℃，烘焙时间为60秒～120秒，接着第二次烘焙的烘焙温度为165℃～180℃，烘焙时间为60秒～120秒，该中和使用的碱液浓度为50g/L，中和温度为20℃～30℃，该皂洗使用的碱液浓度为2g/L，该皂洗使用的皂粉为3g/L，皂洗温度为20℃～30℃，皂洗时间为10秒；及

(g)最后再经碱洗、水洗、干燥及卷取后，即可制得具有长效型耐燃功能的天然纤维素无纺布；其中，该碱洗使用的碱液为NaOH或Na₂CO₃，该卷取速度为每分钟2～200米。

其中，步骤(b)中该黏液的纤维素含量为6wt％～15wt％，其黏液的黏度为300～3000泊(poise)，黏液的透光指数为1.470～1.495，黏液的熔融指数为200～1000。

又步骤(g)所制得的天然纤维素熔喷无纺布，其纤维素无纺布的基重为10g/m²～300g/m²，纤维纤度为1～15μm，无纺布的机械方向(MD)拉伸强度为15kgf以上，其垂直方向(CD)的拉伸强度则为8kgf以上。

而步骤(a)中，该苯基恶唑安定剂掺入添加的实施例如下：其于氧化甲基玛琳(NMMO)溶剂中掺入500～2500PPM的苯基恶唑(1，3-phenylenebis-2oxazoline)，再与木浆调和成浆液，如下列表(A)所示：

表(A)

苯基恶唑添加比例(ppm)	透过率指数(470nm)	聚合度衰退率(％)
			500	20.1	26.2
1000	15.2	20.5
			1500	13.8	14.7
2000	10.2	11.6
			2500	9.8	11.3

此外，本发明所使用的苯基恶唑安定剂，相较于现有技术的六偏磷酸钠(Sodiumhexametaphosphate，SHMP)安定剂与没食子酸(n-proplygallate，P.G)安定剂，会产生较少的着色，其着色指标为470nm，分光光度计透过率指数由51.1降为10.2，如下列表(B)所示，故可简化溶剂回收精制作过程序及提高溶剂回收率；且单价也较现有技术的添加剂低廉甚多，而有利于降低溶剂成本，如下列表(C)所示。

表(B)

表(C)(单位：元/公斤)

另，上述本发明制作过程中，其主要溶剂氧化甲基玛琳(NMMO)会在步骤(d)中纤维再生水洗时释出，因数量极大必需加以全部回收以便充分循环使用，该溶剂回收的步骤如图1所示，其包含：

A、脱色：以活性碳悬浮方式吸附脱色，未脱色液加入0.05％～0.10％吸附性和悬浮性良好的活性碳粉末，用鼓风混合吸附及复和静置悬浮吸附交替处理，其两者的处理时间比例为1∶3至1∶6，处理时间8小时以上即可完成脱色，该方式及程序可简化设备、节省能源和提高吸附脱色效果。

B、过滤：采用两个阶段过滤，第一阶段粗滤使用一般滤芯式过滤器以简化设备，但为避免活性碳逐渐累积在滤芯最外层而减缓过滤的速度，故助滤剂除预布于滤芯表面之外，也在未滤液中加入0.03％～0.05％，使未滤液含有少量膨松助滤剂，则过滤速度大幅提高且可保持不减退，该助滤剂的组成以硅藻土∶纤维素＝4∶1的比例效果最好，粗滤完成后将滤渣残液离心、脱水、回收，而脱水后的滤渣助滤剂仍具有助滤效果可再回收使用一次。其第二个阶段精滤使用精密过滤器UF，精滤后滤液清净度与新鲜溶剂相同，采用本方式的粗滤和精滤具有低设备费、低损耗率、高处理量、高清净度的优点。

C、浓缩：本发明制作过程因水洗液回收时，其溶剂浓度需由6.5％～8.0％浓缩到50％～55％，每吨纤维约需浓缩除水90吨，浓缩负荷极大；当纤维产量较少时：采用三效浓缩方式，其除水每吨约需蒸汽用量0.5吨(虽蒸汽消耗高，但电力消耗较小)；当纤维产量稍大时：则采用MVR浓缩方式，其除水每吨约需蒸汽0.003～0.03吨(虽蒸汽消耗低，但电力消耗稍大)，该两种浓缩方式各适用于不同产量，但所产生的浓缩液和冷凝水都可全部回收；其中，浓缩液可供制作过程溶剂之用，冷凝水则可供原丝水洗之用。

D、精制：采用80℃低温氧化及中和还原，用35％H₂O₂为氧化剂、85％N₂H₄·H₂O为中和还原剂，用电位滴定法测定氧化还原的结果，其氧化甲基玛琳(NMMO)含量可降到10ppm以下，并可提高氧化甲基玛琳(NMMO)纯度和减少损耗。

为进一步证明本发明的特点及实施效果，进行完成各项试验实例并说明如下：

实施例一(本发明样品编号D1～D6及F1～F6)：

将聚合度为650的木浆纤维素与氧化甲基玛琳(NMMO)溶剂混合成浆液，并掺入不同添加比例的苯基恶唑(1，3-phenylene-bis2-oxazoline，BOX)安定剂及抗聚合度衰退剂，然后利用真空薄膜蒸发器蒸发多余的水份，在80℃～120℃下加热，5分钟内排除水分至5％～13％，即可将纤维素溶解成黏液(dope)，黏液组成表如表1中样品编号D1～D6所示，再将此黏液以熔喷方式(meltbrown)经纺口挤压形成纤维素丝束，喷出水雾使纤维素丝束凝固再生后，再经水洗、水针轧及干燥而制成天然纤维素无纺布，将该天然纤维素无纺布与N-羟甲基-3-(二甲氧磷酰基)丙酰胺耐燃剂进行浸轧，其轧液率为65％～70％，该N-羟甲基-3-(二甲氧磷酰基)丙酰胺耐燃剂浓度为0g/L～450g/L，焙烘温度为180℃，焙烘时间为240秒，然后无纺布经过中和、皂洗、水洗、烘干后，再碱洗、水洗、干燥、上油及卷取而制成具耐燃功能的天然纤维素无纺布，以上所得的无纺布样品如表2中样品编号F1～F6所示。

实施例二(本发明样品编号D7～D12及F7～F12)：

将聚合度为1050的木浆纤维素与氧化甲基玛琳(NMMO)溶剂混合成浆液，并掺入不同添加比例的苯基恶唑(1，3-phenylene-bis2-oxazoline，BOX)安定剂及抗聚合度衰退剂，然后利用真空薄膜蒸发器蒸发多余的水份，在80℃～120℃下加热，5分钟内排除水分至5％～13％，即可将纤维素溶解成黏液(dope)，黏液组成表如表1中样品编号D7～D12所示，再将此黏液以熔喷方式(meltbrown)经纺口挤压形成纤维素丝束，喷出水雾使纤维素丝束凝固再生后，再经水洗、水针轧及干燥而制成天然纤维素无纺布，将该天然纤维素无纺布与N-羟甲基-3-(二甲氧磷酰基)丙酰胺耐燃剂进行浸轧，其轧液率为65％～70％，该N-羟甲基-3-(二甲氧磷酰基)丙酰胺耐燃剂浓度为0g/L～450g/L，焙烘温度为180℃，焙烘时间为240秒，然后无纺布经过中和、皂洗、水洗、烘干后，再碱洗、水洗、干燥、上油及卷取而制成具耐燃功能的天然纤维素无纺布，以上所得的纤维样品如表2中样品编号F7～F12所示。

表1各样品的纺丝黏液组成表

表2不同耐燃剂浓度处理的天然纤维素无纺布物性表

实施例三(耐燃功能试验)：

将聚合度为650及1050的木浆纤维素分别与氧化甲基玛琳(NMMO)溶剂混合成浆液，并掺入不同添加比例的苯基恶唑(1，3-phenylene-bis2-oxazoline，BOX)安定剂及抗聚合度衰退剂，然后利用真空薄膜蒸发器蒸发多余的水份，以80℃～120℃加热，5分钟内排除水分至5％～13％，即可将纤维素溶解成黏液(dope)，再将此黏液以熔喷方式(meltbrown)经纺口挤压形成纤维素丝束，喷出水雾使纤维素丝束凝固再生后，再经水洗、水针轧及干燥而制成天然纤维素无纺布，将该天然纤维素无纺布与N-羟甲基-3-(二甲氧磷酰基)丙酰胺耐燃剂进行浸轧，其轧液率为65％～70％，该N-羟甲基-3-(二甲氧磷酰基)丙酰胺耐燃剂浓度为0g/L～450g/L，焙烘温度为180℃，焙烘时间为240秒，然后无纺布经过中和、皂洗、水洗、烘干后，再碱洗、水洗、干燥、上油及卷取而制成具耐燃功能的天然纤维素无纺布，以上所得的各纤维样品再依美国ASTMD6413-1999测试标准进行各项耐燃试验。

本耐燃试验采用垂直燃烧法，将本发明样品F1～F24纤维分别编织成织物各三块，每块1.5公分×24.5公分，于防火试验仪上固定试样，使试样下端离灯口19毫米，并调节火焰高度38毫米，接触试样12秒，移开火焰，同时按下秒表直至布样上余烬全部熄灭再停表，记录续燃的余焰时间及余烬时间。

碳化距离测量；经前述耐燃试验结束后，取下每一试样后对折，在该每一试样下端一侧压上与试样单位面积相称的重锤，用手缓缓提起每一试样下端另一侧，让重锤翻转，测定试样断开长度。以上所得出的各种试验结果分别依表3中样品编号F1～F12所示及依表4中样品编号T1～T12所示。

表3不同耐燃剂浓度(烘焙温度均相同为180℃，烘焙时间均相同为240秒)处理的天然纤维素无纺布耐燃功能试验

表4不同耐燃剂焙烘温度及焙烘时间(耐燃剂浓度均相同为450g/L)处理的天然纤维素无纺布耐燃功能试验

实施例四(限氧指数耐燃功能试验)：

将聚合度为650及1050的木浆纤维素分别与氧化甲基玛琳(NMMO)溶剂混合成浆液，并掺入不同添加比例的苯基恶唑(1，3-phenylene-bis2-oxazoline，BOX)安定剂及抗聚合度衰退剂，然后利用真空薄膜蒸发器蒸发多余的水份，在80℃～120℃下加热，5分钟内排除水分至5％～13％，即可将纤维素溶解成黏液(dope)，再将此黏液以熔喷方式(meltbrown)经纺口挤压形成纤维素丝束，喷出水雾使纤维素丝束凝固再生后，再经水洗、水针轧及干燥而制成天然纤维素无纺布，将该天然纤维素无纺布与N-羟甲基-3-(二甲氧磷酰基)丙酰胺耐燃剂进行浸轧，其轧液率为65％～70％，该N-羟甲基-3-(二甲氧磷酰基)丙酰胺耐燃剂浓度为0g/L～450g/L，焙烘温度为180℃，焙烘时间为240秒，然后无纺布经过中和、皂洗、水洗、烘干后，再碱洗、水洗、干燥、上油及卷取而制成具耐燃功能的天然纤维素无纺布，以上所得的各纤维样品再根据美国ASTMD2863-1995测试标准进行限氧指数(L.O.I)耐燃试验。

该限氧指数(LimitofOxygenIndex，L.O.I)值为纤维或织物样品放置于燃烧筒中持续燃烧所需的最低氧浓度的值，其计算公式如下：

LOI = \frac{O_{2}}{O_{2} + N_{2}} \times 100 %

上述限氧指数越高的纤维或织物在燃烧时需要高浓度的氧，换言之较不易燃烧。

以上所得出的各种试验结果分别根据表5中样品编号F1～F12所示及根据表6中样品编号T1～T12所示。

表5不同耐燃剂浓度(烘焙温度均相同为180℃，烘焙时间均相同为240秒)处理的天然纤维素无纺布限氧指数(L.O.I)耐燃功能试验

样品	纤维素聚合度	耐燃剂浓度	限氧指数	试验效果
					F1	650	0	17	无
F2	650	100	22	无
					F3	650	200	26	轻微
F4	650	300	32	有
					F5	650	400	34	有
F6	650	450	38	有
					F7	1050	0	17	无
F8	1050	100	22	无
					F9	1050	200	26	轻微
F10	1050	300	32	有
					F11	1050	400	35	有
F12	1050	450	38	有

表6不同耐燃剂焙烘温度及焙烘时间(耐燃剂浓度均相同为450g/L)处理的天然纤维素无纺布限氧指数(L.O.I)耐燃功能试验

实施例五(水洗20次后的耐燃功能试验)：

将聚合度为650及1050的木浆纤维素分别与氧化甲基玛琳(NMMO)溶剂混合成浆液，并掺入不同添加比例的苯基恶唑(1，3-phenylene-bis2-oxazoline，BOX)安定剂及抗聚合度衰退剂，然后利用真空薄膜蒸发器蒸发多余的水份，以80℃～120℃加热，5分钟内排除水分至5％～13％，即可将纤维素溶解成黏液(dope)，再将此黏液以熔喷方式(meltbrown)经纺口挤压形成纤维素丝束，喷出水雾使纤维素丝束凝固再生后，再经水洗、水针轧及干燥而制成天然纤维素无纺布，将该天然纤维素无纺布与N-羟甲基-3-(二甲氧磷酰基)丙酰胺耐燃剂进行浸轧，其轧液率为65％～70％，该N-羟甲基-3-(二甲氧磷酰基)丙酰胺耐燃剂浓度为0g/L～450g/L，焙烘温度为180℃，焙烘时间为240秒，然后无纺布经过中和、皂洗、水洗、烘干后，再碱洗、水洗、干燥、上油及卷取而制成具耐燃功能的天然纤维素无纺布，以上所得的各无纺布样品先根据AATCC135-2004Option1(2)v1A(i)4LbLoad的水洗方法，进行水洗20次后，再根据美国ASTMD6413-1999测试标准进行各项耐燃试验，该得出的各种试验结果分别根据表7中样品编号F1～F12所示及根据表8中样品编号T1～T12所示。

表7不同耐燃剂浓度(烘焙温度均相同为180℃，烘焙时间均相同为240秒)处理的天然纤维素无纺布经水洗20次后的耐燃功能试验

表8不同耐燃剂焙烘温度及焙烘时间(耐燃剂浓度均相同为450g/L)处理的天然纤维素无纺布经水洗20次后耐燃功能试验

实施例六(水洗20次后的限氧指数耐燃功能试验)：

将聚合度为650及1050的木浆纤维素分别与氧化甲基玛琳(NMMO)溶剂混合成浆液，并掺入不同添加比例的苯基恶唑(1，3-phenylene-bis2-oxazoline，BOX)安定剂及抗聚合度衰退剂，然后利用真空薄膜蒸发器蒸发多余的水份，以80℃～120℃加热，5分钟内排除水分至5％～13％，即可将纤维素溶解成黏液(dope)，再将此黏液以熔喷方式(meltbrown)经纺口挤压形成纤维素丝束，喷出水雾使纤维素丝束凝固再生后，再经水洗、水针轧及干燥而制成天然纤维素无纺布，将该天然纤维素无纺布与N-羟甲基-3-(二甲氧磷酰基)丙酰胺耐燃剂进行浸轧，其轧液率为65％～70％，该N-羟甲基-3-(二甲氧磷酰基)丙酰胺耐燃剂浓度为0g/L～450g/L，焙烘温度为180℃，焙烘时间为240秒，然后无纺布经过中和、皂洗、水洗、烘干后，再碱洗、水洗、干燥、上油及卷取而制成具耐燃功能的天然纤维素无纺布，以上所得的各无纺布样品先根据AATCC135-2004Option1(2)v1A(i)4LbLoad的水洗方法，进行水洗20次后，再根据美国ASTMD2863-1995测试标准进行限氧指数(L.O.I)耐燃试验，该得出的试验结果分别根据表9中样品编号F1～F12所示及根据表10中样品编号T1～T12所示。

表9不同耐燃剂浓度(烘焙温度均相同为180℃，烘焙时间均相同为240秒)处理的天然纤维素无纺布经水洗20次后进行限氧指数(L.O.I)耐燃功能试验

表10不同耐燃剂焙烘温度及焙烘时间(耐燃剂浓度均相同为450g/L)处理的天然纤维素无纺布经水洗20次后进行限氧指数(L.O.I)耐燃功能试验

由上列表3、表4、表5及表6中各项耐燃功能试验结果显示，本发明的耐燃天然纤维素无纺布，当N-羟甲基-3-(二甲氧磷酰基)丙酰胺耐燃剂的含量达200g/L以上即可达到限氧指数(L.O.I)值25以上，若要符合美国ASTMD6413-1999及ASTMD2863-1995的测试标准要求，则N-羟甲基-3-(二甲氧磷酰基)丙酰胺耐燃剂的含量要达350g/L以上，也就是限氧指数(L.O.I)值要达到32以上；故由该表3、表4、表5及表6的实例可证明，本发明确实能达到耐燃的效果。

再由表7、表8、表9及表10中进行经水洗20次后的耐燃功能试验结果显示，本发明经20次的水洗处理后，无纺布的耐燃功能效果仍然维持原来未水洗前的效果，且同样能符合美国ASTMD6413-1999及ASTMD2863-1995的测试标准要求，由此可证明本发明的长效型耐燃纤维素无纺布，其耐燃效果远超过一般市面上所贩卖以表面涂布耐燃剂或添加耐燃剂的耐燃无纺布。

综上所述，根据本发明制造的耐燃天然纤维素无纺布，由于制作过程中N-羟甲基-3-(二甲氧磷酰基)丙酰胺耐燃剂与天然纤维素无纺布产生交联反应，故其经20次水洗后，仍能满足耐燃的要求，且耐燃效果均符合美国ASTMD6413-1999及ASTMD2863-1995的测试标准要求。另外，本发明还可以根据N-羟甲基-3-(二甲氧磷酰基)丙酰胺耐燃剂的添加比例，制成不同规格的耐燃天然纤维素无纺布，其纤维强度下降率≤10％，且该耐燃天然纤维素无纺布使用丢弃后又可被自然分解，而能成为符合环保要求的材料，具有高度产业实用性。

Claims

1.一种具耐燃功能的天然纤维素熔喷无纺布的制法，其特征在于：步骤包含：

(a)将木浆与氧化甲基吗啉溶剂混合成浆液，另掺入苯基恶唑安定剂，并使用卧式调浆机，将前述木浆、氧化甲基吗啉溶剂及苯基恶唑安定剂一起置入后，在60℃～80℃低温下搅碎调浆；其中，该木浆是选用纤维素为α－纤维素含量在85％以上的长纤维或短纤维，且其纤维素聚合度为500～1200；

(b)使用真空薄膜蒸发器蒸发多余的水分，在80℃～120℃下加热，于5分钟内排除水分至5％～13％，将纤维素溶解成粘液；

(c)以熔喷方式将粘液从纺口挤压出来形成纤维素丝束；

(e)将天然纤维素无纺布与N-羟甲基-3-(二甲氧磷酰基)丙酰胺耐燃剂进行浸轧，其轧液率为65％～70％，该N-羟甲基-3-(二甲氧磷酰基)丙酰胺耐燃剂的浓度为250g/L～450g/L，该N-羟甲基-3-(二甲氧磷酰基)丙酰胺耐燃剂的化学结构为：

(g)最后再经碱洗、水洗、干燥及卷取后，即可制得具有长效型耐燃功能的天然纤维素无纺布，

该步骤(a)中氧化甲基吗啉的浓度为50％～75％，

其制作过程中溶剂回收的步骤包含：

A、脱色：以活性碳悬浮方式吸附脱色，未脱色液加入0.05％～0.10％吸附性和悬浮性良好的活性碳粉末，用鼓风混合吸附和静置悬浮吸附交替处理，其两者的处理时间比例为1：3至1：6，处理时间8小时以上即成；

B、过滤：采用两个阶段过滤，第一阶段粗滤用一般滤芯式过滤器，并预先将助滤剂布于滤芯表面，另在未滤液中加入0.03％～0.05％，促使未滤液含有少量膨松助滤剂，该助滤剂的组成比例为硅藻土：纤维素＝4：1，于粗滤完成后将滤渣残液离心、脱水、回收，其脱水后的滤渣助滤剂再回收使用一次，而第二个阶段精滤使用精密过滤器UF；

C、浓缩：当纤维产量较少时：采用三效浓缩方式，其除水每吨需蒸汽0.5吨，其蒸汽消耗高，但电力消耗较小；当纤维产量稍大时：则采用MVR浓缩方式，其除水每吨需蒸汽0.003～0.03吨，其蒸汽消耗低，但电力消耗稍大，该两种浓缩方式所产生的浓缩液和冷凝水均全部回收；其中，浓缩液用于溶剂制备；冷凝水用于水洗原丝；及

D、精制：采用80℃低温氧化和中和还原，用35％H2O2为氧化剂、85％N2H4·H2O为中和还原剂，再用电位滴定法测定氧化还原的结果，其NMMO含量可降到10ppm以下，并可提高NMMO纯度和减少损耗。

2.根据权利要求1所述的具耐燃功能的天然纤维素熔喷无纺布的制法，其特征在于：该步骤(g)中的卷取速度为每分钟2～200米。

3.根据权利要求1所述的具耐燃功能的天然纤维素熔喷无纺布的制法，其特征在于：该步骤(b)中粘液的纤维素含量为6wt％～15wt％。

4.根据权利要求1所述的具耐燃功能的天然纤维素熔喷无纺布的制法，其特征在于：该步骤(b)中粘液的粘度为300～3000泊。

5.根据权利要求1所述的具耐燃功能的天然纤维素熔喷无纺布的制法，其特征在于：该步骤(b)中粘液的透光指数为1.470～1.495。

6.根据权利要求1所述的具耐燃功能的天然纤维素熔喷无纺布的制法，其特征在于：该步骤(b)中粘液的熔融指数为200～1000。

7.根据权利要求1所述的具耐燃功能的天然纤维素熔喷无纺布的制法，其特征在于：步骤(g)所制得的天然纤维素熔喷无纺布，其纤维素无纺布的基重为10g/m2～300g/m2。

8.根据权利要求1所述的具耐燃功能的天然纤维素熔喷无纺布的制法，其特征在于：步骤(g)所制得的天然纤维素熔喷无纺布，其纤维纤度为1～15μm。

9.根据权利要求1所述的具耐燃功能的天然纤维素熔喷无纺布的制法，其特征在于：步骤(g)所制得的天然纤维素熔喷无纺布，其无纺布的机械方向拉伸强度为15kgf以上，垂直方向的拉伸强度则为8kgf以上。

10.根据权利要求1所述的具耐燃功能的天然纤维素熔喷无纺布的制法，其特征在于：该步骤(f)中皂洗使用的碱液为氢氧化钠或碳酸钠。

11.根据权利要求1所述的具耐燃功能的天然纤维素熔喷无纺布的制法，其特征在于：该步骤(g)中碱洗使用的碱液为氢氧化钠或碳酸钠。