CN113279086A - 聚乳酸复合超短无卷曲纤维原丝制备方法 - Google Patents

聚乳酸复合超短无卷曲纤维原丝制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于无纺用复合纤维技术领域，公开了聚乳酸复合超短无卷曲纤维原丝制备方法，本发明取鱼鳔粉碎过筛，取过筛物高温高压超声脱脂，出料，过滤，洗涤过滤物，得脱脂处理料，取脱脂处理料烘干后组织破碎处理，投入热水中，离心，取上清液加入衣康酸、助剂混合均匀，喷雾干燥，得鱼鳔处理料；取聚乳酸粉末、预处理咖啡碳纤、二氯甲烷、N‑二甲基乙酰胺，先将聚乳酸粉末、预处理咖啡碳纤加入N‑二甲基乙酰胺混合均匀，伴随搅拌下加入二氯甲烷，得料液，取料液加入鱼鳔处理料、抗氧化剂混合搅拌均匀，电纺丝后用乙醇溶液收集，干燥，即可，本发明所制无卷曲纤维原丝干爽透气性能极佳。

Description

聚乳酸复合超短无卷曲纤维原丝制备方法
技术领域
本发明涉及无纺用复合纤维技术领域，具体涉及聚乳酸复合超短无卷曲纤维原丝制备方法。
背景技术
随着经济的发展，人民生活品质逐年提高。同时，消费需求也在发生变化，对卫生巾、纸尿裤等产品的多功能、高品质诉求逐年增加，如产品的干爽、透气性、柔软不刺激等，这对产品原材料性能和质量也提出了更高要求。功能性、适应性更强的聚乳酸纤维是制造高端卫生巾、纸尿裤的理想材料，符合消费高端化的发展趋势，具有很好的发展前景。
从目前的市场情况看，国内80％的聚乳酸纤维产品都属于中、低档产品。高附加值的高档产品基本都被国外厂商垄断。主要的原因是国内聚乳酸纤维行业人才聚集度不够，做聚乳酸纤维基础研究的很少。同时，国内生产线装备水平普遍不高，纤维品质不能满足高端市场需求。聚乳酸复合超短无卷曲纤维正是适应国内高端市场需要，而进行研究开发的新的品种。
中国专利CN202011175161.6公开了一种EP复合超短无卷曲纤维原丝生产方法及装置，生产方法中在原料中加入改性母粒，可以降低纤维的熔点，提高了纤维在使用过程中的粘接强度；同时，纤维的无卷曲性，可以增加单位面积内，纤维的粘接点数量，显著降低纤维的掺入比例，降低了下游生产成本，但依旧存在着干爽透气性不足的问题。
发明内容
本发明内容是提供聚乳酸复合超短无卷曲纤维原丝制备方法，改善纤维原丝的干爽透气性。
本发明采用了下述技术方案。
聚乳酸复合超短无卷曲纤维原丝制备方法，该制备方法包括如下步骤：
(1)取鱼鳔粉碎过筛，取过筛物高温高压超声脱脂，出料，过滤，洗涤过滤物，得脱脂处理料，取脱脂处理料烘干后投入组织破碎机破碎处理后，投入热水中，离心，取上清液按质量比7～12：3： 0.01加入衣康酸、助剂混合均匀，喷雾干燥，得鱼鳔处理料；本发明对鱼鳔进行高温高压脱脂、烘干、破碎、与衣康酸等共混柔性组合重构，本申请以鱼鳔为原料，破坏原结构胶原蛋白亚基完整性使得胶原蛋白分子共价键大量断裂，接着与衣康酸接合，保证了所制纤维光滑平整，机械性佳干爽舒适，且生物安全性、降解性和相容性高。
(2)按质量比3：1：6～10：13～18取聚乳酸粉末、预处理咖啡碳纤、二氯甲烷、N-二甲基乙酰胺，先将聚乳酸粉末、预处理咖啡碳纤加入N-二甲基乙酰胺混合均匀，伴随搅拌下加入二氯甲烷，得料液，取料液按质量比10～16：3：0.02加入鱼鳔处理料、抗氧化剂混合搅拌均匀，电纺丝后用乙醇溶液收集，干燥，即得无卷曲纤维原丝。
进一步的，所述步骤(1)中的助剂：按质量比2～5：1取甘露糖、氯化铵混合，即得助剂。
进一步的，所述步骤(1)中高温高压超声脱脂的条件为压力控制在23bar、温度为100℃、超声频率为50～65kHz、水流量控制在 100L/h、时间控制在10～15min。
进一步的，所述步骤(2)中的聚乳酸粉末为高熔点和低熔点聚乳酸的混合物，其质量比为8～12：3。
进一步的，所述步骤(2)中的抗氧化剂为特丁基对苯二酚、环氧大豆油按质量比1：2～5的混合物。添加的无毒抗氧化剂可以赋予本材料柔韧性，分子间作用力减弱，促进链段之间的运动，分子间隙增大，小分子水蒸气、O2、CO2气体快速穿过薄膜，使得阻隔性降低，透气性提高。
进一步的，所述步骤(2)中的预处理咖啡碳纤的制备：取咖啡渣以1200～1500℃煅烧处理，降温至800～1000℃保持，自然降温至 20～35℃，出料，得煅烧料，取煅烧料按质量比5～8：0.2～0.4：0.01 加入填充料、沸石混合，超细研磨，即得预处理咖啡碳纤。本发明有梯度的高温煅烧咖啡渣，使得其晶体向空隙出现最佳状态，配合填充料和沸石微粉化精细研磨，提高在本纤维原丝体系中的和易性相容性，添加的沸石分子具有吸附性能和离子交换性能，但往往易发生团聚，导致运输路径曲折，扩散性降低，增加阻隔性，但本发明进行了超微粉化处理，并与咖啡碳纤、有机填充料复配，构建刚性柔性适中的微小空腔结构，降低了气体扩散的难度，保障使用时的清爽舒适感，也保证了纤维的可纺行。
更进一步的，所述填充料为天然橡胶、聚酯切片按质量比3～7： 1的混合物。
更进一步的，所述超细研磨至粒径100～300nm。
本发明有益的效果是：
本发明所制纤维原丝手感柔软舒适，透气性好，能够让人有干爽感，对于水分子和水、气的疏导作用很强，并且不会出现粘湿贴肤感。
具体实施方式
下面结合实例对本发明作进一步描述。
聚乳酸复合超短无卷曲纤维原丝制备方法，包括如下步骤：
(1)取鱼鳔于粉碎机粉碎过20目筛，取过筛物投入高温高压超声脱脂机，压力控制在23bar、温度为100℃、超声频率为50～65kHz、水流量控制在100L/h、时间控制在10～15min，出料，过滤，洗涤过滤物，得脱脂处理料，取脱脂处理料烘干后投入组织破碎机破碎处理后，投入50～65℃热水中，以4000～6000r/min离心6～10min，取上清液按质量比7～12：3：0.01加入衣康酸、助剂混合均匀，在进气温度180℃和排气温度105℃下喷雾干燥，得鱼鳔处理料；
(2)按质量比3：1：6～10：13～18取聚乳酸粉末、预处理咖啡碳纤、二氯甲烷、N-二甲基乙酰胺，先将聚乳酸粉末、预处理咖啡碳纤加入N-二甲基乙酰胺混合均匀，伴随搅拌下加入二氯甲烷，得料液，取料液按质量比10～16：3：0.02加入鱼鳔处理料、抗氧化剂混合搅拌均匀，加入1mL注射器中，注射器用针头喷嘴固定，在室温条件下设置针头与接收器之间距离为15cm，电压为15千伏，注射器推进速度为3.0毫升/小时，通过乙醇溶液收集电纺丝后干燥，即得无卷曲纤维原丝。
其中，所述步骤(1)中的助剂：按质量比2～5：1取甘露糖、氯化铵混合，即得助剂。
其中。所述步骤(2)中的聚乳酸粉末为高熔点和低熔点混合物，质量比为8～12：3。所述抗氧化剂为特丁基对苯二酚、环氧大豆油按质量比1：2～5的混合物。
其中，所述步骤(2)中的预处理咖啡碳纤的制备：取废弃的咖啡渣以1200～1500℃煅烧处理4～8h，降温至800～1000℃保持1～2h，自然降温至20～35℃，出料，得煅烧料，取煅烧料按质量比5～8： 0.2～0.4：0.01加入填充料、沸石混合，超细研磨至100～300nm，即得预处理咖啡碳纤。
其中，所述填充料为天然橡胶、聚酯切片按质量比3～7：1的混合物。
实施例1
聚乳酸复合超短无卷曲纤维原丝制备方法，包括如下步骤：
(1)取鱼鳔于粉碎机粉碎过20目筛，取过筛物投入高温高压超声脱脂机，压力控制在23bar、温度为100℃、超声频率为55kHz、水流量控制在100L/h、时间控制在12min，出料，过滤，洗涤过滤物，得脱脂处理料，取脱脂处理料烘干后投入组织破碎机破碎处理后，投入60℃热水中，以5000r/min离心8min，取上清液按质量比 10：3：0.01加入衣康酸、助剂混合均匀，在进气温度180℃和排气温度105℃下喷雾干燥，得鱼鳔处理料；
(2)按质量比3：1：8：15取聚乳酸粉末、预处理咖啡碳纤、二氯甲烷、N-二甲基乙酰胺，先将聚乳酸粉末、预处理咖啡碳纤加入N-二甲基乙酰胺混合均匀，伴随搅拌下加入二氯甲烷，得料液，取料液按质量比14：3：0.02加入鱼鳔处理料、抗氧化剂混合搅拌均匀，加入1mL注射器中，注射器用针头喷嘴固定，在室温条件下设置针头与接收器之间距离为15cm，电压为15千伏，注射器推进速度为3.0毫升/小时，通过乙醇溶液收集电纺丝后干燥，即得无卷曲纤维原丝。
其中，所述步骤(1)中的助剂：按质量比4：1取甘露糖、氯化铵混合，即得助剂。
其中。所述步骤(2)中的聚乳酸粉末为高熔点和低熔点混合物，质量比为10：3。所述抗氧化剂为特丁基对苯二酚、环氧大豆油按质量比1：3的混合物。
其中，所述步骤(2)中的预处理咖啡碳纤的制备：取废弃的咖啡渣以1300℃煅烧处理6h，降温至900℃保持1.2h，自然降温至30℃，出料，得煅烧料，取煅烧料按质量比7：0.2：0.01加入填充料、沸石混合，超细研磨至200nm，即得预处理咖啡碳纤。
其中，所述填充料为天然橡胶、聚酯切片按质量比5：1的混合物。
实施例2：与实施例1的方案基本一致，唯一的不同是采用缺少预处理咖啡碳纤。
实施例3：与实施例1的方案基本一致，唯一的不同是缺少鱼鳔处理料。
实施例4：采用专利CN202011175161.6具体实施方式公布的技术方案所得复合纤维。
对实施例1～4生产方法制得的无卷曲纤维原丝成品进行氧气、二氧化碳、水蒸气透过系数变化测试，试验结果如表1所示。
表1.力学性能试验数据
Figure BDA0003054766590000071
本发明所制纤维原丝手感柔软舒适，透气性好，能够让人有干爽感，对于水分子和水、气的疏导作用很强，并且不会出现粘湿贴肤感。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.聚乳酸复合超短无卷曲纤维原丝制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：
(1)取鱼鳔粉碎过筛，取过筛物高温高压超声脱脂，出料，过滤，洗涤过滤物，得脱脂处理料，取脱脂处理料烘干后组织破碎处理，投入热水中，离心，取上清液按质量比7～12：3：0.01加入衣康酸、助剂混合均匀，喷雾干燥，得鱼鳔处理料；
(2)按质量比3：1：6～10：13～18取聚乳酸粉末、预处理咖啡碳纤、二氯甲烷、N-二甲基乙酰胺，先将聚乳酸粉末、预处理咖啡碳纤加入N-二甲基乙酰胺混合均匀，伴随搅拌下加入二氯甲烷，得料液，取料液按质量比10～16：3：0.02加入鱼鳔处理料、抗氧化剂混合搅拌均匀，电纺丝后用乙醇溶液收集，干燥，即得无卷曲纤维原丝。
2.根据权利要求1所述的聚乳酸复合超短无卷曲纤维原丝制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的助剂：按质量比2～5：1取甘露糖、氯化铵混合，即得助剂。
3.根据权利要求1所述的聚乳酸复合超短无卷曲纤维原丝制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中高温高压超声脱脂的条件为压力控制在23bar、温度为100℃、超声频率为50～65kHz、水流量控制在100L/h、时间控制在10～15min。
4.根据权利要求1所述的聚乳酸复合超短无卷曲纤维原丝制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的聚乳酸粉末为高熔点和低熔点聚乳酸的混合物，其质量比为8～12：3。
5.根据权利要求1所述的聚乳酸复合超短无卷曲纤维原丝制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的抗氧化剂为特丁基对苯二酚、环氧大豆油按质量比1：2～5的混合物。
6.根据权利要求1所述的聚乳酸复合超短无卷曲纤维原丝制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的预处理咖啡碳纤的制备：取咖啡渣以1200～1500℃煅烧处理，降温至800～1000℃保持，自然降温至20～35℃，出料，得煅烧料，取煅烧料按质量比5～8：0.2～0.4：0.01加入填充料、沸石混合，超细研磨，即得预处理咖啡碳纤。
7.根据权利要求6所述的聚乳酸复合超短无卷曲纤维原丝制备方法，其特征在于，所述填充料为天然橡胶、聚酯切片按质量比3～7：1的混合物。
8.根据权利要求6所述的聚乳酸复合超短无卷曲纤维原丝制备方法，其特征在于，所述超细研磨至粒径100～300nm。
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