CN103590125A

CN103590125A - 一种具有多功能的复合lyocell纤维及其制备方法

Info

Publication number: CN103590125A
Application number: CN201310559409.2A
Authority: CN
Inventors: 余燕平; 孙启友
Original assignee: JIANGSU BAOYK TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: JIANGSU BAOYK TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-11-11
Filing date: 2013-11-11
Publication date: 2014-02-19
Anticipated expiration: 2033-11-11
Also published as: CN103590125B

Abstract

本发明提供了一种具有多功能的复合lyocell纤维及其制备方法，以解决现有的lyocell纤维存在的功能单一的问题。所述复合lyocell纤维含有5种功能，该5种功能为：远红外、负离子、抗菌、除异味、除甲醛。采用制备原料、预处理、功能性材料共混、过滤，脱泡、纺丝、后处理的步骤制备而成。本发明采用污染低，流程短的新型溶剂法——NMMO法，避免了粘胶纺丝法带来的污染和成本问题；功能性原料研磨成微米级的细小粉体法加入纺丝原液中，和在后整理中加入功能相比，大大延长了使用时间；多样化产品的生产，通过5种不同功能的组合，可以生产数十种复合功能产品。这种技术仅需调节原料组分比例就可实现产品的多样化。

Description

一种具有多功能的复合lyocell纤维及其制备方法

技术领域

本发明属于纤维技术领域，特别涉及一种具有复合多功能的lyocell纤维的制备方法。

背景技术

Lyocell纤维是木材（主要是桉树）浆粕溶解于有机溶剂 N-甲基吗啉-N-氧化物（NMMO），由湿法纺丝制得的。其原料来源广泛、纺丝工艺简单、溶剂可回收利用、所得纤维性能优异,是一种真正绿色环保的生产工艺。纤维素在NMMO中溶解制备的lyocell纤维比在粘胶纤维生产过程简单的多，不仅生产流程大大缩短，也减少了粘胶法中加入CS₂ 等化学试剂产生的大量试剂和毒气大大提高生产效率降低生产成本，质量易控制，溶液可回收，废水无害，对环境影响少。且生成的纤维素纤维具有天然纤维所有的舒适性，比普通黏胶纤维具有更大的纤维强度,尤其是湿态强度,部分性能甚至优于棉纤维。

科技的进步，环境污染加大，社会竞争带给人们的压力，这些都对人们健康产生影响，造成人体免疫力下降的现状。功能性纤维的发展毋庸置疑是纤维产业发展趋势之一,人们对健康的需求促使功能纤维不仅应用于聚酯纤维,逐渐发展至再生纤维。但是普通的功能性纤维一般只具有一种单一的功能，如远红外纤维,负离子纤维等均指该类型的纤维只能具有远红外/负离子中的一种功能。但是人们在实际生活当中需要的产品材料正在向着多功能的方向发展，一物多用是人们目前生活最为追求的。因此，对单一功能的纤维而言，其已逐渐在高性能差别化纤维的领域失去竞争优势。复合多功能性的产品实现了高技术含量，产品多样化的需求。

目前，国内对功能性lyocell纤维的研究还处于初步研发阶段,未见相似专利提出,现阶段提出的较多的是关于功能性粘胶纤维的专利,如“CN 102758267 A”《一种维生素E粘胶纤维及其制备方法》，“CN 102286803 A”《一种胶原蛋白/ 纤维素复合纤维及其制备方法》，可见单一功能的再生纤维素纤维已有研究，但是两者的结合却未见。由此可见，制备一种具有复合多功能的lyocell纤维不仅使得纤维素纤维的舒适性和功能性相结合，运用NMMO法的生产路线使得工艺简单流程短，减少含硫物质的排放。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有多功能的复合lyocell纤维及其制备方法，以解决现有的lyocell纤维存在的功能单一的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种具有多功能的复合lyocell纤维，所述复合lyocell纤维含有5种功能，该5种功能为：远红外、负离子、抗菌、除异味、除甲醛。

所述复合lyocell纤维的纤维断裂强力为3.0cn.dtex，断裂伸长率为18-25%；负离子浓度：950个/cm3，抑菌率：95%。

一种具有多功能的复合lyocell纤维的制备方法，步骤如下：

a、制备原料：将原料制成浆粕；

b、预处理：溶解过程；

c、功能性材料共混：将功能性粉末和浆粕混合，制成混合溶液，功能性粉末的质量为浆粕的质量的0.5-3.5%；

d、过滤，脱泡：将混合液过滤脱去气泡，以得到较为纯净的混合液；

e、纺丝：将溶液送入纺丝机进行纺丝；

f、后处理：将丝束进行水洗，漂白，上油，干燥，得到洁白干净的短纤维。

步骤a中，原料为针叶树类，将针叶等植物制成浆粕。

步骤b中，采用溶剂法纺丝工艺NMMO法。

溶剂法纺丝工艺NMMO法中，采用N-甲基吗啉氧化物为溶解体系溶解原料。

步骤c中，将复合多功能的粉体材料研磨成细小粉末，要求直径在0.03-0.1μm。

步骤c中，功能性粉末为5种功能：远红外，负离子，抗菌，除异味，除甲醛；其分别对应的添加助剂为：远红外陶瓷粉末，电气石粉末，银粉末，竹炭纳米粉末以及天然藏青果提取物中的多酚。

步骤e中，采用湿法纺丝。

纺丝速度为40～60m/min，纺丝拉伸比为30 ～ 70％。

本发明首先是lyocell纤维生产工艺，目前常规的再生纤维纺丝工艺采用粘胶法，但是其工艺流程中存在环境污染的隐患。因此，为了解决再生纤维生产过程中的污染问题,我们采用新型溶剂法纺丝工艺NMMO法。国内NMMO法纺丝生产企业很少，本产品在研发期间在上海纺织控股公司进行试产。NMMO法生产工艺是一种不经过化学反应而制得再生纤维的过程:首先将浆粕与含结晶水的NMMO充分混合,于90℃充分溶胀,然后在120℃减压下除去大部分结晶水,使之充分溶解,形成一稳定、透明、粘稠的纺丝原液,经过滤、脱泡后,采用干喷湿纺法纺入含溶剂的水凝固浴,即沉淀析出纤维素并形成纤维,再经后处理即可形成可供纺织的纤维素纤维,其封闭式循环的溶剂法纺丝工艺流程如图1所示。由于不需要碱化、老成、黄化、熟成及复杂的后处理工序,纤维素在NMMO中溶解比在粘胶过程中简单的多，不仅生产流程大大缩短，也减少了粘胶法中加入CS₂等化学试剂产生的大量试剂和毒气大大提高生产效率降低生产成本，质量易控制，溶液可回收，废水无害，对环境影响小。

其次是复合多功能粉体的制备，这直接决定着纤维的性能。对功能性粉末的选择,既要考虑其体现效果,又要考虑其对人体的安全性,同时还要不影响纤维性能。本发明制备的是含纳米材料的功能性纺织品,一般在纺丝阶段将多组分纳米粉体按比例混合添加到纺丝液中。本发明涉及5种功能：远红外，负离子，抗菌，除异味，除甲醛。远红外功能应用的粉体材料是由远红外加热使用的陶瓷粉体开发而来,所以也称为“远红外陶瓷粉”。常用的陶瓷微粉有:氧化物Al2O3、TiO2、BaO、ZrO、SiO2、CrO、MgO、ZnO、Sb2O3等;抗菌功能应用的材料为纳米银粉末；除异味功能应用活性炭的吸附功能，采用纳米级的竹炭粉末；负离子功能应用电气石的电离功能得到带负电的离子；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。将上述功能性的材料干燥制成直径在微米级的细小粉体，按照所需纤维功能的要求以一定比例混合与纺丝液中，以湿法纺丝的方法得到功能性lyocell纤维。

本发明具有以下优点：

（1）采用污染低，流程短的新型溶剂法——NMMO法，避免了粘胶纺丝法带来的污染和成本问题。生产过程中，不需加入含硫化合物，所使用的溶剂和水可循环使用，是一种封闭式的循环生产法。

（2）功能性原料研磨成微米级的细小粉体法加入纺丝原液中，和在后整理中加入功能相比，大大延长了使用时间。

（3）多样化产品的生产，通过5种不同功能的组合，可以生产数十种复合功能产品。这种技术仅需调节原料组分比例就可实现产品的多样化。

附图说明

图1是本发明的制备方法的工艺流程图。

具体实施方式

实施例1：

一种具有多功能的复合lyocell纤维，有5种功能，该5种功能为：远红外、负离子、抗菌、除异味、除甲醛。

复合lyocell纤维的纤维断裂强力为3.0cn.dtex，断裂伸长率为18-25%；负离子浓度：950个/cm3，抑菌率：95%。

上述具有多功能的复合lyocell纤维的制备方法是：

1.制备原料：原料为针叶树类，将针叶等植物制成浆粕；

2.预处理：也就是溶解过程，处采用NMMO法，采用N-甲基吗啉氧化物为溶解体系溶解原料；

3.功能性材料共混：将复合多功能的粉体材料研磨成细小粉末，要求直径在0.03-0.1μm；粉体材料中，包括有负离子发生粉体碳酸钙、远红外粉体、抗菌粉体银粉及除异味的冰川石，以相同比例混合的多功能复合粉体；复合功能性粉体与浆粕混合的质量比例为3:100；

4.过滤，脱泡：将混合液过滤脱去气泡，以得到较为纯净的混合液；

5. 纺丝：将溶液送入纺丝机进行纺丝，此处采用湿法纺丝，。纺丝速度为40 ～ 60m/min，纺丝拉伸比为30 ～ 70％；

6. 后处理：将丝束进行水洗，漂白，上油，干燥，得到洁白干净的短纤维。

制得的纤维经过测试其性能如下：

表1：纤维性能指标

纤维纤度	1.56dtex	断裂强力	≥2.5cn/dt
				断裂伸长	18-25%
负离子浓度	950个/cm³	抗菌率	广谱抗菌率98%以上
				远红外	法向发射率提高值 ≥78.0 %	除异味	除异味95%以上

实施例2

步骤3中，复合功能性粉体与浆粕混合的质量比例为0.5:100，其他同实施例1。

实施例3

步骤3中，复合功能性粉体与浆粕混合的质量比例为3.5:100，其他同实施例1。

实施例4

步骤3中，复合功能性粉体与浆粕混合的质量比例为2:100，其他同实施例1。

采用上述方法制得的复合lyocell纤维的纤维断裂强力为3.0cn.dtex，断裂伸长率为18-25%；负离子浓度：950个/cm3，抑菌率：95%。

Claims

1.一种具有多功能的复合lyocell纤维，其特征在于：所述复合lyocell纤维含有5种功能，该5种功能为：远红外、负离子、抗菌、除异味、除甲醛。

2.如权利要求1所述的具有多功能的复合lyocell纤维，其特征在于：所述复合lyocell纤维的纤维断裂强力为3.0cn.dtex，断裂伸长率为18-25%；负离子浓度：950个/cm3，抑菌率：95%。

3.一种具有多功能的复合lyocell纤维的制备方法，其特征在于：步骤如下：

a、制备原料：将原料制成浆粕；

b、预处理：溶解过程；

e、纺丝：将溶液送入纺丝机进行纺丝；

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤a中，原料为针叶树类，将针叶等植物制成浆粕。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤b中，采用溶剂法纺丝工艺NMMO法。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：采用N-甲基吗啉氧化物为溶解体系溶解原料。

7.如权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤c中，将复合多功能的粉体材料研磨成细小粉末，要求直径在0.03-0.1μm。

8.如权利要求3或7所述的方法，其特征在于：步骤c中，功能性粉末为5种功能：远红外，负离子，抗菌，除异味，除甲醛；其分别对应的添加助剂为：远红外陶瓷粉末，电气石粉末，银粉末，竹炭纳米粉末以及天然藏青果提取物中的多酚。

9.如权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤e中，采用湿法纺丝。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于：纺丝速度为40～60m/min，纺丝拉伸比为30 ～ 70％。