CN1164807C

CN1164807C - 保健型高湿模量粘胶纤维、制造方法及用途

Info

Publication number: CN1164807C
Application number: CNB011264691A
Authority: CN
Inventors: 王庆瑞; 何春菊; 陈雪英; 逄奉建
Original assignee: Donghua University
Current assignee: Donghua University
Priority date: 2001-08-14
Filing date: 2001-08-14
Publication date: 2004-09-01
Anticipated expiration: 2021-08-14
Also published as: CN1332276A

Abstract

本发明涉及一种保健型高湿模量粘胶纤维，由重量比为2～9∶0.02～2的纤维素和甲壳素组成。系由甲壳素和纤维素分别或共同进行碱化、黄化生成甲壳素黄酸酯及纤维素黄酸酯，并溶解于氢氧化钠和水成纺丝原液，采用湿纺法或湿法管中成形法，拉伸成纤维。经后处理可提高其物理、机械性能。工艺简单，该纤维可制成抗菌、抗痒、消臭、止血的织物和服装。以共混纤维素、甲壳素为原材料制成的中空纤维膜，还可以组装成人工脏器或水的净化器。

Description

保健型高湿模量粘胶纤维、制造方法及用途

技术领域：

本发明涉及一种人造纤维，具体地说是一种保健型高湿模量粘胶纤维，制造技术及其用于制造保健织物或中空纤维膜的用途。

背景技术：

甲壳素最早在1811年由法国科学家Braconnot从霉菌中发现，但由于甲壳素不溶于水、稀酸和碱等一般溶剂中，限制了其应用性能。直到20世纪五十年代，才对甲壳素的化学结构、性能和制造方法有了较透彻的了解，发现甲壳素可以采用黄化法制成黄酸酯而溶于稀碱中，从而扩大了其应用的范围。

甲壳素及其衍生物具有保健作用，随着生活水平和质量的不断提高，人们对保健织物的需求也日益增长，用于制造保健织物的保健型纤维材料已成为重要的研究课题。

发明内容：

本发明的目的是提供一种保健型高湿模量粘胶纤维。

本发明的另一目的是提供上述保健型高湿模量粘胶纤维的制造方法。

本发明的目的还提供上述的保健型高湿模量粘胶纤维的用途，即用于制造保健织物或中空纤维膜等。

本发明的保健型高湿模量粘胶纤维是由纤维素和甲壳素所组成，其重量比依次为2～9∶0.02～2。该粘胶纤维的纤维干强度为2.5～3CN/dtex，湿强度为2～2.5CN/dtex，延伸度为12～15％。

本发明的保健型高湿模量粘胶纤维的制造方法，系由纤维素黄酸酯、甲壳素黄酸酯、氢氧化钠和水组成，它们的重量比依次为2～9∶0.02～2∶4～15∶75～90，将上述物质共混后成纺丝原液，采用湿纺法或湿法管中成形法制得纤维，再经包括喷头拉伸、导盘拉伸、五级拉伸、塑化拉伸、空气浴后拉伸或回缩等一种或一种以上的组合拉伸在内的常用拉伸、精练、烘干而成。

本发明的具体制造方法包括如下方法：在-10℃～95℃下，甲壳素经10～50％的氢氧化钠水溶液碱化1～5小时生成碱甲壳素，压干后与CS₂在0～30℃反应1～2小时生成甲壳素黄酸酯，其中甲壳素、氢氧化钠和CS₂的重量比为0.02～2∶0.08～8∶0.06～1.8。

在室温下，将棉浆粕经10～50％的NaOH水溶液碱化0.5～2小时生成碱纤维素，压干后在室温下老化10～20小时，再与CS₂反应0.5～2小时生成纤维素黄酸酯，其中棉浆粕与上述的氢氧化钠溶液重量比为1∶3～30，采用更多的氢氧化钠对该反应没有影响。

将上述的甲壳素黄酸酯、纤维素黄酸酯、氢氧化钠和水充分共混，它们的重量比依次为0.02～2∶2～9∶4～15∶75～90，共混后成非均相的纺丝原液。

或者在-10～95℃时，将重量比为2～9∶0.02～2的棉浆粕、甲壳素浸渍在10～50％的氢氧化钠水溶液中0.1～5小时，浴比为1∶15～25，压至干重的2.5～5倍粉碎，10～40℃时老化8～30小时，抽真空，加入CS₂，在5～40℃下黄化1～4小时，加入氢氧化钠和水溶解、共混配成甲壳素黄酸酯、纤维素黄酸酯、氢氧化钠和水重量比为0.02～2∶2～9∶4～15∶75～95的纺丝原液，所述的水为软水或冰水。纺丝原液中高聚物重量通常为4～10％较好。

前述的纤维素棉浆粕的DP可以是400～1300，浆粕中α纤维素含量≥90％；甲壳素η＝20～350cps，粒度≤4mm，纯度≥90％，蛋白质≤0.5％，灰份≤1％。

可采用湿纺法或湿法管中成型法制成纤维，将上述的纺丝原液经喷丝头压入5～70℃的凝固浴中，所述的凝固浴由28～150g/L硫酸，40～350g/L硫酸钠和0.8～80g/L硫酸锌组成，经过纺丝后，甲壳素黄酸酯和纤维素黄酸酯在酸的作用下，再生为甲壳素和纤维素组成的高湿模量粘胶纤维，也可制成普通的波里诺西克(Polynosic)型，永久卷曲型的保健型粘胶纤维。其中溶液循环量为10～100升/分.锭。

上述的保健型粘胶纤维可以通过控制纺丝工艺，使甲壳素主要分布在纤维的外表，以充分发挥甲壳素的保健功能，提高纤维的力学性能。上述的纤维经(正或负)喷头拉伸、导盘拉伸、五级拉伸、塑化拉伸、空气浴后拉伸或适当回缩等。采用上述一种或一种以上、数种或全部组合拉伸，使总拉伸比为20～200％，纺丝速度10～120m/min，经各种溶液进行精练处理，以彻底除去纤维中的各种杂质。新纺制的共混纤维经上油烘于后即为成品纤维。纤维的物理机械性能与相当品种的粘胶纤维相似。

所述精练处理，一般是用热水洗、碱洗、水洗、酸洗、水洗、漂白和水洗的步骤。

本发明的保健型高湿模量粘胶纤维，不仅制造方法简便，适于工业化生产。而且，由其制成的织物，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等革兰氏阳性、阴性菌等微生物类具有一定的抗菌有效性，经过多次水洗，仍具有一定的抗菌作用，即具有抗菌耐久性(水洗稳定性)。采用共混纤维所制织物手感饱满。保健型纤维素纤维的织物可制成各种服装，特别是贴身内衣，具有一定的止痒、消臭、止血(因抓破而微出血)等作用。共混纤维可制造内衣、手帕、经混纺或纯纺可制成各种服装面料。还可制成膜而用于制造人工脏器、水处理器等多方面用途。

具体实施方式：

通过下述实施例将有助于进一步理解本发明，但并不能限止本发明的内容。

实施例1：

把0.3份甲壳素和6份浓度为45％的NaOH水溶液加入容器中进行碱化2小时，碱化温度20℃。生成的碱甲壳素经压榨至干重的4倍。经粉碎后投入黄化机中进行黄化。加入4份碎冰，黄化机中抽真空后加入CS₂0.2份，黄化时间100分钟，温度-20℃。黄化结束后加入4份水进行溶解3小时，溶解温度为1 0℃，制成的甲壳素黄酸酯溶液静置待用。

另取6份棉浆粕(DP＝900)和120份浓度为20％的NaOH水溶液，加入容器中进行碱化1小时，温度为20℃，生成的碱纤维素经压榨至干重的3倍，经粉碎后在20℃下老化16小时，然后在黄化机中黄化60分钟，温度为20℃。CS₂加入量为2.3份。黄化结束后加入79.7份稀碱水溶液，使纤维素黄酸酯溶解成溶液，温度为15℃，经搅拌3小时后加入上述配制待用的甲壳素黄酸酯溶液继续搅拌2小时后即制成甲壳素的纤维素共混溶液(或称共混粘胶)。粘胶经过滤后在温度为18℃的容器中，在真空下脱泡和熟成18小时。

上述粘胶经计量泵计量后压经烛形滤器和喷丝头进入凝固浴。凝固浴组成为：硫酸60g/L；硫酸锌60g/L；硫酸钠120g/L。丝条经拉伸90％后，用各种浴液进行后处理。

制得保健型高湿模量粘胶纤维的干强度为2.8cN/dtex，湿强度为2.1cN/dtex；延伸度为14％；并具有抗菌、止痒、消臭、止血等功能。

实施例2

将纤维素2～9kg、甲壳素0.02～2kg的原料，在-10～95℃，10～50％氢氧化钠溶液中浸渍10～300min，浴比为1∶15～25，压榨至干重的2.5～5倍，经粉粹，在10～40℃下经8～30小时的老化。然后抽真空，加入20～90％(对原材料而言)CS₂，在5～25℃下经1～4小时的黄化，黄化浴比应视所采用的方法和原料而定。再加入适量碱液和软水或碎冰进行溶解，即得高聚物含量为4～10％的纺丝原液。两种高聚物的共混可在黄化、溶解时进行；也可分别制成溶液后，再进行溶液共混。然后采用湿纺法制造共混高湿模量粘胶纤维。

把纺丝原液压入凝固浴中，纺丝压力为0.2～0.6Mpa，凝固浴中硫酸含量为28～150g/L，硫酸钠含量为40～350g/L，硫酸锌含量0.8～10g/L。凝固浴温度5～70℃，浴液循环量10～100L/min.锭，可制得高湿模量型，也可制成普通型、波里诺西克(Polynosic)型、永久卷曲型的保健型粘胶纤维。通过控制纺丝工艺，使甲壳素及其衍生物主要分布在共混纤维的外表，以充分发挥甲壳素及其衍生物的保健功能，以及提高纤维的力学性能。

Claims

1.一种保健型高湿模量粘胶纤维，其特征是由纤维素和甲壳素所组成，其重量比依次为2～9∶0.02～2。

2.一种如权利要求1所述的保健型高湿模量粘胶纤维的制造方法，其特征是由下述(1)、(2)、(3)和(5)，或者(4)和(5)的方法制成：

(1)在-10℃～95℃下，甲壳素经10～50％的氢氧化钠水溶液碱化1～5小时生成碱甲壳素，压干后与CS₂在0～30℃反应1～2小时生成甲壳素黄酸酯，其中甲壳素、氢氧化钠和CS₂的重量比为0.02～2∶0.08～8∶0.06～1.8；

(2)在室温下，棉浆粕经10～50％的氢氧化钠水溶液碱化0.5～2小时生成碱纤维素，压干后在室温下老化10～20小时，再与CS₂反应0.5～2小时生成纤维素黄酸酯，其中棉浆粕与氢氧化钠水溶液的重量比为1∶3～30；

(3)将(1)和(2)所述的甲壳素黄酸酯、纤维素黄酸酯、氢氧化钠和水按重量比为0.02～2∶2～9∶4～15∶75～90进行共混，成纺丝原液；

(4)在-10～95℃时将重量比为2～9∶0.02～2的棉浆粕、甲壳素浸渍在10～50％的氢氧化钠水溶液中0.1～5小时，浴比为1∶5～25，压干、粉碎，10～40℃老化8～30小时，加入CS₂在5～40℃下黄化1～4小时，加入氢氧化钠和水溶解成纺丝原液；

(5)将(3)或(4)所述的纺丝原液经喷丝头压入浴温为5～70℃的凝固浴中，所述的凝固浴由28～150g/L硫酸、40～350g/L硫酸钠和0.8～80g/L硫酸锌组成。

3.如权利要求2所述的保健型高湿模量粘胶纤维的制造方法，其特征是再经包括喷头拉伸、导盘拉伸、五级拉伸、塑化拉伸、空气浴后拉伸或回缩在内的一种或一种以上的组合拉伸、精练、上油、烘干，其中总拉伸比为20～200％。

4.如权利要求3所述的保健型高湿模量粘胶纤维的制造方法，其特征是所述的精练是热水洗、碱洗、水洗、酸洗、水洗、漂白和水洗。

5.如权利要求2所述的保健型高湿模量粘胶纤维的制造方法，其特征是在加入CS₂前先抽真空。

6.一种如权利要求1所述的保健型高湿模量粘胶纤维的用途，其特征是用于制造抗菌、止痒、消臭、止血的织物、手帕、内衣裤或服装、中空纤维膜、人工脏器和净水器的用膜。