CN107151866A - 醋酸纤维素不织布的混合物纺丝液及其制备方法、不织布 - Google Patents

醋酸纤维素不织布的混合物纺丝液及其制备方法、不织布 Download PDF

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Abstract

一种醋酸纤维素不织布的混合物纺丝液及其制备方法、不织布，醋酸纤维素混合物纺丝液，包括醋酸纤维素、聚丙烯腈和溶剂，所述溶剂为丙酮与二甲基乙酰胺组合的共溶剂，其制备方法是将醋酸纤维素、聚丙烯腈和溶剂混合搅拌均匀，上述醋酸纤维素混合物纺丝液制造的醋酸纤维素不织布，特別适合于直纺不织布的生产方法。本发明具有良好流动性之高固含量纺丝液，简单易行，不需凝固浴，制备的纺丝液在直纺不织布制程中，大幅改善了醋酸纤维不织布的纺丝性及纤维强度，降低原料成本，制程操作简单，投资少产能高，易于实现工业化直纺不织布的大量生产，所制得的醋酸纤维素不织布，具有醋酸纤维素的吸湿性及柔软服贴性。

Description

醋酸纤维素不织布的混合物纺丝液及其制备方法、不织布
技术领域
本发明涉及一种用于制造醋酸纤维素不织布的混合物纺丝液及其制备方法，属于醋酸纤维素不织布制造技术领域。
背景技术
关于溶解纤维素的有机溶剂体系，NMMO(N-甲基吗啉水溶液，氧化甲基吗啉)是目前真正实现工业化生产的一种溶剂，该溶剂的水化合物(NMMO·H2O)最适合溶解纤维素。但随着纤维素浓度增加，其黏度相对高而流动性差难加工，因此工业使用该浓度必须控制在一定范围内(低于12wt％)才具有加工性，进而限制生产速率。另外此溶剂昂貴，且回收费用。
醋酸纤维素熔于丙酮，回收及价格低，但醋酸纤维素在丙酮等有机溶剂体系中，无法透过熔喷等直纺不织布制程，直接纺丝成网的问题。由于醋酸纤维溶体强度较低，且丙酮溶剂挥发极快，熔喷制程中，藉由高压风速延伸醋酸纤维，由于纤维皮层已凝固，以致牵伸效果有限，若将风速提高，则易断丝，无法成网；另也容易造成喷嘴堵塞，其成丝的纤维性质也较为硬脆，不吸水份。
美国专利文献US2000/6143884/Acelon公开的《利用共溶剂法降低纤维素黏液黏度之制作方法》(Manufacturing process of cellulose viscose with low viscosity)，其主溶剂采用NMMO(70±10％)，助溶剂为甲基醇己内酰胺(30±10％)；其特点是：1.降低黏液黏度：7.5wt％木浆纤维素黏液，其黏度为4000～7000poise(泊)；2.共溶剂制备浓度7.5wt％。但是采用的新的助溶剂(甲基醇己内酰胺)尚未工业化，原料不易获得，且成本高。
中国专利文献CN105002592A公开的《一种醋腈纤维及其制备方法》，通过加入醋酸纤维素以改善腈纶纤维吸湿性差、易起静电的缺陷；同时改善纯醋酸纤维强度低、服用性差的缺点。其配比为醋酸纤维素：聚丙烯腈＝15～30wt％：70～85％；固含量＝20：80～25.5：75.5；采用的溶剂为二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺或者硫氰酸钠。采用湿式纺丝，凝固浴为该溶剂水溶液，流动性较差，不适用于其它制备方法，且纤维延伸4～10倍，有待提高。
发明内容
本发明针对现有醋酸纤维素不织布制备技术存在的不足，提供一种固含量高、流动性高的醋酸纤维素不织布的混合物纺丝液，同时提供该混合物纺丝液的制备方法，该混合物纺丝液制造的不织布。
本发明的醋酸纤维素混合物纺丝液，包括醋酸纤维素、聚丙烯腈(PAN)和溶剂，其中所述的醋酸纤维素与聚丙烯腈的质量比为70～90wt％：10～30wt％，所述的聚丙烯腈与醋酸纤维素的质量之和与溶剂的质量比10～25：75～90wt％。
所述溶剂可以为单一的丙酮。
所述溶剂为丙酮与二甲基乙酰胺(DMAC)组合的共溶剂，两者质量比为任意比，优选5～30wt％：70～95wt％。
所述的醋酸纤维素混合物纺丝液的固含量为10～25wt％，最佳为15～25(20±5)wt％。
上述醋酸纤维素混合物纺丝液的制备方法，是将醋酸纤维素、聚丙烯腈和溶剂混合，搅拌均匀。所述搅拌温度优选23℃～80℃。该方法简单易行，不需凝固浴，制备的纺丝液在直纺不织布制程中，大幅改善了醋酸纤维不织布的纺丝性及纤维强度，
本发明还提供一种由上述醋酸纤维素混合物纺丝液制造的醋酸纤维素不织布，特別适合于直纺不织布的生产方法，包括熔喷、纺黏及电纺等方法。
本发明的醋酸纤维素混合物纺丝液制备的醋酸纤维素不织布，
本发明具有良好流动性之高固含量纺丝液，一直是工业化产品生产之最重要需求之一。简单易行，不需凝固浴，制备的纺丝液在直纺不织布制程中，大幅改善了醋酸纤维不织布的纺丝性及纤维强度，降低原料成本，制程操作简单，投资少产能高，易于实现工业化直纺不织布的大量生产，所制得的醋酸纤维素不织布，具有醋酸纤维素的吸湿性及柔软服贴性。
本发明具有以下特点：
1.新溶剂组合，不需使用NMMO；
2.可制备高固含量纤维素黏液；
3.新溶剂组合可降低黏度並提高纤维素纺丝溶液直纺纺丝不织布加工性。
4.不需凝固浴；
5.纤维延伸≧10倍。
具体实施方式
由于醋酸纤维素溶体强度较低，黏度高，加入聚丙烯腈材料，除可得较低黏度下较高的固含量外，溶体强度可大幅提升，增加熔喷制程中，高压侧吹风的延伸，而可得超细长纤维及较大的产量。丙酮与二甲基乙酰胺(DMAC)的共溶剂可使得高固含量的纺丝黏液具有高流动性的效果，在出熔喷纺嘴时，延缓溶液的凝固速率，增加熔喷制程中，高压侧吹风的延伸，而可得超细长纤维及较大的产量；特別适合於直纺不织布的生产方法，包括熔喷、纺黏及电纺等方法，对工业化生产有很大的助益。
以下给出进一步描述本发明的实施例。
实施例1
本实施例只以醋酸纤维素为纤维原料，采用丙酮作为单一溶剂。
(1)按质量比(wt％)醋酸纤维素：丙酮＝30:70。
(2)将步骤(1)称取的酸纤维素和丙酮在50℃混合，搅拌均匀，即制得固含量10wt％的醋酸纤维素混合物纺丝液。
(3)将步骤(2)制备的的醋酸纤维素混合物纺丝液通过现有熔喷方法直纺不织布，由于溶体黏度太高，无法挤出。
实施例2
本实施例以醋酸纤维素和聚丙烯腈为纤维原料，只采用丙酮作为单一溶剂。
(1)按质量比(wt％)醋酸纤维素：聚丙烯腈：丙酮＝14:6:80的比例分别称取醋酸纤维素、聚丙烯腈和丙酮，该比例中聚丙烯腈与醋酸纤维素的质量之和丙酮的质量比(wt％)为20:80，醋酸纤维素与聚丙烯腈的质量比为70:30。
(2)将步骤(1)称取的酸纤维素、聚丙烯腈、丙酮与二甲基乙酰胺在30℃混合，搅拌均匀，即制得固含量10wt％的醋酸纤维素混合物纺丝液。
(3)将步骤(2)制备的的醋酸纤维素混合物纺丝液通过现有熔喷方法直纺不织布，制得的醋酸纤维素不织布，具有醋酸纤维素的吸湿性及柔软服贴性，纤维延伸≧10倍。
实施例3
(1)按质量比(wt％)醋酸纤维素：聚丙烯腈：丙酮：二甲基乙酰胺＝7:3:4.5:85.5的比例分别称取醋酸纤维素、聚丙烯腈、丙酮和二甲基乙酰胺，该比例中聚丙烯腈与醋酸纤维素的质量之和与共溶剂(丙酮和二甲基乙酰胺之和)的质量比(wt％)为10:90，醋酸纤维素与聚丙烯腈的质量比为70:30，丙酮与二甲基乙酰胺的质量比(wt％)5:95。
(2)将步骤(1)称取的酸纤维素、聚丙烯腈、丙酮与二甲基乙酰胺，在23℃混合，搅拌均匀，即制得固含量10％的醋酸纤维素混合物纺丝液。
(3)将步骤(2)制备的的醋酸纤维素混合物纺丝液通过现有熔喷方法直纺不织布，制得的醋酸纤维素不织布，具有醋酸纤维素的吸湿性及柔软服贴性，纤维延伸≧10倍。
实施例4
(1)按质量比(wt％)醋酸纤维素：聚丙烯腈：丙酮：二甲基乙酰胺＝22.5:2.5:22.5:52.5的比例分别称取醋酸纤维素、聚丙烯腈、丙酮和二甲基乙酰胺，该比例中聚丙烯腈与醋酸纤维素的质量之和与共溶剂(丙酮和二甲基乙酰胺之和)的质量比(wt％)为25:75，醋酸纤维素与聚丙烯腈的质量比为90:10，丙酮与二甲基乙酰胺的质量比(wt％)30:70。
(2)将步骤(1)称取的酸纤维素、聚丙烯腈、丙酮与二甲基乙酰胺，在80℃混合，搅拌均匀，即制得固含量25wt％的醋酸纤维素混合物纺丝液。
(3)将步骤(2)制备的的醋酸纤维素混合物纺丝液通过现有纺黏方法直纺不织布，制得的醋酸纤维素不织布，具有醋酸纤维素的吸湿性及柔软服贴性，纤维延伸≧10倍。
实施例5
(1)按质量比(wt％)醋酸纤维素：聚丙烯腈：丙酮：二甲基乙酰胺＝12:3:12.75:72.25的比例分别称取醋酸纤维素、聚丙烯腈、丙酮和二甲基乙酰胺，该比例中聚丙烯腈与醋酸纤维素的质量之和与共溶剂(丙酮和二甲基乙酰胺之和)的质量比(wt％)为15:85，醋酸纤维素与聚丙烯腈的质量比为80:20，丙酮与二甲基乙酰胺的质量比(wt％)15:85。
(2)将步骤(1)称取的酸纤维素、聚丙烯腈、丙酮与二甲基乙酰胺，在60℃混合，搅拌均匀，即制得固含量15％的醋酸纤维素混合物纺丝液。
(3)将步骤(2)制备的的醋酸纤维素混合物纺丝液通过现有电纺方法直纺不织布，制得的醋酸纤维素不织布，具有醋酸纤维素的吸湿性及柔软服贴性，纤维延伸≧10倍。
实施例6
(1)按质量比(wt％)醋酸纤维素：聚丙烯腈：丙酮：二甲基乙酰胺＝15:5:20:60的比例分别称取醋酸纤维素、聚丙烯腈、丙酮和二甲基乙酰胺，该比例中聚丙烯腈与醋酸纤维素的质量之和与共溶剂(丙酮和二甲基乙酰胺之和)的质量比(wt％)为20:80，醋酸纤维素与聚丙烯腈的质量比为75:25，丙酮与二甲基乙酰胺的质量比(wt％)25:75。
(2)将步骤(1)称取的酸纤维素、聚丙烯腈、丙酮与二甲基乙酰胺，在45℃混合，搅拌均匀，即制得固含量20％的醋酸纤维素混合物纺丝液。
(3)将步骤(2)制备的的醋酸纤维素混合物纺丝液通过现有熔喷、纺黏及电纺等方法直纺不织布，制得的醋酸纤维素不织布，具有醋酸纤维素的吸湿性及柔软服贴性，纤维延伸≧10倍。
以上各实施例制备不织布时的相关参数为，纺嘴孔径0.08mm，空气气压＝7kg/cm2；计量泵转速：0.28rpm(7.2c.c./转)；每孔吐出量：0.13c.c./min；吐出速率＝30m/min；纤维平均直径＝8μm；直径变异CV＝16％。
下表给出上述各实施例制造纤维素不织布的详细实验制程(含配方、实验条件、温度范围等)。
检测项目与验证数据。检测项目包括吸湿饱和垂流1分钟以及吸湿饱和秤重。

Claims (8)

1.一种醋酸纤维素混合物纺丝液，包括醋酸纤维素、聚丙烯腈(PAN)和溶剂，其特征是：所述醋酸纤维素与聚丙烯腈的质量比为70～90wt％：10～30wt％，所述聚丙烯腈与醋酸纤维素的质量之和与溶剂的质量比为10～25：75～90wt％。
2.根据权利要求1所述的醋酸纤维素混合物纺丝液，其特征是：所述溶剂为丙酮。
3.根据权利要求1所述的醋酸纤维素混合物纺丝液，其特征是：所述溶剂为丙酮与二甲基乙酰胺组合的共溶剂，丙酮与二甲基乙酰胺质量比为5～30wt％：70～95wt％。
4.根据权利要求1、2或3所述的醋酸纤维素混合物纺丝液，其特征是：所述的醋酸纤维素混合物纺丝液的固含量为10～25wt％。
5.根据权利要求1、2或3所述的醋酸纤维素混合物纺丝液，其特征是：所述的醋酸纤维素混合物纺丝液的固含量为15～25wt％。
6.一种权利要求1所述醋酸纤维素混合物纺丝液的制备方法，其特征是：将醋酸纤维素、聚丙烯腈和溶剂混合，搅拌均匀。
7.根据权利要求6所述醋酸纤维素混合物纺丝液的制备方法，其特征是：所述搅拌温度为23℃～80℃。
8.一种由权利要求1-5任一项所述醋酸纤维素混合物纺丝液制造的醋酸纤维素不织布。
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