專利名稱：竹炭粘膠纖維及其制造方法
技術領域：
本發明涉及粘膠纖維技術領域，本發明還涉及粘膠纖維的制造方法。
背景技術：
申請號為CN200610037895的竹炭粘膠纖維及其制造方法公開了竹炭粘膠纖維及其制造方法。該竹炭粘膠纖維，含有竹炭微粉及竹醋液，其制造方法，包括制膠工序和紡絲工序，其制膠工序中，要進行粘膠溶液的制備及進行竹炭微粉乳液的制備。竹炭微粉乳液的制備是在去離子水中加入分散劑及竹炭微粉后，攪拌直至得到分散均勻的竹炭微粉乳液，在紡絲工序中，將粘膠溶液與所述的竹炭微粉乳液混合均勻，再送至紡絲機制成纖維。
申請號為CN03128496的竹材粘膠纖維及其制備方法公開了利用竹材生產粘膠纖維及其制備方法，其方法包括竹材備料→切料→篩選→洗料→預處理→蒸煮→除砂、濃縮→氯化→堿精制→漂白→酸處理→除砂、濃縮→抄造→浸漬→壓榨→粉碎→老成→黃化→研磨→溶解→過濾→脫泡→過濾→紡絲→牽伸→切斷→后處理→干燥→打包。所制得的粘膠纖維具有抗菌、滑爽、涼爽、細膩、光亮等特點。
申請號為CN200310110113的一種竹炭粘膠纖維及其制造方法公開了一種竹炭粘膠纖維及其制造方法。其粘膠纖維中含有竹炭，其制造方法包括有制膠工序和紡絲工序對竹炭進行精選、粗粉碎、除塵、除雜后，再粉碎至細度≤0.5微米的竹炭微粉制備工序，將竹炭微粉和分散劑S放入水中制成竹炭水乳漿料工序，在制膠工序中增加了用二層府綢濾布進行第四次過濾的步驟，將上述竹炭粘膠分別在長絲紡機和短絲紡機上進行紡絲得到含有竹炭的粘膠長絲和短絲。
申請號為CN200510012524的變性竹漿粘膠短纖維及其生產工藝公開了一種變性竹漿粘膠短纖維及其生產工藝，它的成品纖維的干強、濕強分別大于、等于2.5CN/dtex、1.20CN/dtex，纖維組成的重量百分比含量是纖維素纖維86.7-91.75％，水8-13％，油劑0.15-0.30％。其生產工藝在浸漬桶中浸漬竹漿在黃化機中黃化，在紡絲機中酸浴，在絨毛槽中精練，最后用烘干機烘干，烘干后，將成品精開松，打包。
現有技術所得的竹炭粘膠纖維，由于其中加入了竹炭微粉，且微粉粒徑較大，在0.5～5μm，加上竹炭的分散穩定性差，易發生團聚沉積，造成生產過程可紡性差，紡絲易斷頭，成品疵點多，纖維物理機械性能低，造成后續紡織加工性能低，其最終產品檔次低。已有技術制得的竹炭粘膠纖維，采用粘膠纖維常用的棉、木漿粕原料。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種竹炭粘膠纖維，其既有竹類的天然抗菌抑菌、涼爽舒適的特性，又有竹炭的抗菌、發生負離子、遠紅外的保健作用。
本發明所要解決的另一個技術問題是提供一種竹炭粘膠纖維的制造方法，該方法具有良好的可紡織加工性。
本發明的技術方案是，竹炭粘膠纖維，該纖維由竹漿粕為原料制備而成，其中含有納米竹炭，納米竹炭的粒徑為75～150nm。
作為一種優選方式，所述納米竹炭的含量為成品纖維重量的4％～30％，成品纖維的干強為1.7～3cN/dtex，干伸為9～18％。
竹炭粘膠纖維的制造方法，包括如下步驟，(1)竹炭漿料的一次配置，在竹炭中加入表面活性劑和分散劑，再加入脫離子水，配置成濃度為18％～28％的竹炭漿料；(2)粘膠的制備，用竹漿粕為原料，主要經過浸漬、壓榨、粉碎、老成、黃化和溶解步驟制得粘膠，在溶解步驟中，加入變性劑；(3)竹炭漿料的二次配置，按竹炭漿料重量的5～10倍加入已溶解好的粘膠，置于球磨機中，球磨90～120min；
(4)粘膠紡絲原液的制備，將二次配置的竹炭漿料按其中的竹炭占成品纖維重量4％～30％的比例，混入到熟成中的粘膠中并攪拌均勻；上述混合好的粘膠經過連續脫泡、過濾，得到粘膠紡絲原液；(5)紡絲，將上述紡絲原液引入凝固浴中紡絲成型，絲條欠伸；(6)后處理及烘干，制得納米竹炭粘膠纖維。
本發明所公開的竹炭粘膠纖維，與現有技術比較，以竹漿和竹炭為原料，竹漿和竹炭為可再生竹資源，納米級竹炭粒徑小，在纖維中分散均勻，本發明制造過程中采用了粘膠、凝固浴復合變性技術，制得成品纖維的干強為1.7～3.0cN/dtex，干伸9～18％，強度高，紡織加工性能好。且該發明的制造過程中所用的凝固浴取消了對人類環境造成污染大的硫酸鋅，降低了纖維生產過程的環境危害。后處理工藝取消常規粘膠纖維生產過程的漂白工序，防止對竹炭及其中的抗菌活性物質造成破壞，影響產品的功能性及產品的外觀。本發明的產品具有天然的抗菌防菌、發生負離子、遠紅外保健及去除異味、清香功能，同時其制成的紡織品具有滑爽、細膩、涼爽的特點，特別適用于夏季服裝服飾制品領域。
具體實施例方式
以下實施例說明本發明，但不限制本發明。
實施例1竹炭漿料的一次配置。用粒徑為125nm的竹炭，在竹炭中按竹炭量的0.3％添加雙烷基二甲基氯化銨，按竹炭量的0.5％加入聚硅氧烷季銨鹽，再加入脫離子水，配置成25％的竹炭漿料。
用竹漿粕制備粘膠，其主要步驟包括，浸漬→壓榨→粉碎→老成→黃化→溶解，與常規工藝不同的是，在纖維素黃原酸酯的溶解過程中加入變性劑烷基多胺，變性劑加入量為α纖維素重量的2％。
竹炭漿料的二次配置。按竹炭漿料重量的6倍加入已溶解好的粘膠，置于球磨機中，球磨90min。
粘膠紡絲原液的制備。將二次配置的竹炭漿料按其中的竹炭占成品纖維重量5％的比例，混入到脫泡前熟成中的粘膠中并攪拌均勻；上述混合好的粘膠經連續脫泡、過濾，所述脫泡過程采用快速、連續方式進行，不進行靜止脫泡，得到粘度65s(由落球法測得)，熟成度25ml(10％NH4Cl)，酯化度42，含有竹炭的變性粘膠紡絲原液。
紡絲。將上述紡絲原液引入凝固浴中紡絲成型，紡凝固浴工藝如下硫酸120g/l，硫酸鈉330g/l，變性劑聚氧烯二醇占酸浴總重量的0.3％，分散劑為多烷基三甲基氯化銨，占酸浴總重量的0.5％。絲條欠伸流程為噴頭欠伸→空氣浴欠伸→第一塑化浴欠伸→第二塑化浴欠伸，其工藝條件為噴頭欠伸-10％，空氣浴欠伸60％，第一塑化浴欠伸10％，第二塑化浴欠伸15％。得到1.33dtex*38mm竹炭粘膠纖維。
后處理及烘干。該纖維經后處理及烘干，即得到竹炭功能性竹漿再生纖維素粘膠纖維。常規的粘膠纖維后處理工藝通常包括洗滌、去酸洗、脫硫、漂白、最后清洗、上油軟化、軋干、開松等，但本發明取消了其中的漂白工序。取消了漂白工序后，不僅可以降低成本，提高生產效率，而且可以防止在漂白時對竹炭及其中的抗菌活性物質造成的破壞，減小對產品的功能性及外觀的影響。經測試，該成品纖維的干強為2.95cN/dtex，干伸17.5％。
實施例2用粒徑為95nm的竹炭，在竹炭中按竹炭量的0.2％添加雙烷基二甲基氯化銨，按竹炭量的1％加入三聚磷酸鈉，再加入脫離子水，配置成20％的竹炭漿料。
用竹漿粕制備粘膠，并在纖維素黃原酸酯的溶解過程中加入變性劑烷基多胺，加入量為纖維素重量的2％。
按竹炭漿料的8倍加入已溶解好的粘膠，置于球磨機中，球磨120min；球磨結束后，將上述混合物按竹炭為纖維重量的16％，在纖維素粘膠的熟成過程中的脫泡前混入粘膠并攪拌均勻，上述混合好的粘膠經連續脫泡、過濾，得到粘度70s，熟成度28ml(10％NH4Cl)，酯化度45含有竹炭的變性粘膠紡絲原液。
上述紡絲原液進入凝固浴中紡絲成型，紡凝固浴工藝如下硫酸128g/l，硫酸鈉339g/l，變性劑聚氧烯二醇占酸浴總重量的0.5％，分散劑多烷基三甲基氯化銨占酸浴總重量的0.4％。絲條欠伸流程為噴頭欠伸→空氣浴欠伸→第一塑化浴欠伸→第二塑化浴欠伸；調整各欠伸分配為噴頭欠伸0％，空氣浴欠伸40％，第一塑化浴欠伸10％，第二塑化浴欠伸15％，得到2.78dtex*51mm竹炭粘膠纖維。
該纖維經后處理及烘干，后處理工藝取消常規粘膠纖維生產過程的漂白工序，即得到2.78dtex*51mm竹炭功能性竹漿再生纖維素粘膠纖維。經測試，該成品纖維的干強為2.55cN/dtex，干伸13％。
實施例3用粒徑為85nm的竹炭，在竹炭中按竹炭量的0.8％添加多烷基三甲基氯化銨，按竹炭量的0.9％加入分散劑三聚磷酸鈉，再加入脫離子水，配置成22％的竹炭漿料；用竹漿粕制備粘膠，并在纖維素黃原酸酯的溶解過程中加入變性劑烷基多胺，加入量為纖維素重量的2％；按竹炭漿料的9倍加入已溶解好的粘膠，置于球磨機中，球磨120min；球磨結束后，將上述混合物按竹炭為纖維重量的25％，在纖維素粘膠的熟成過程中的脫泡前混入粘膠并攪拌均勻，上述混合好的粘膠經連續脫泡、過濾，得到粘度66s，熟成度25ml(10％NH4Cl)，酯化度40含有竹炭的變性粘膠紡絲原液。
上述紡絲原液進入凝固浴中紡絲成型，紡凝固浴工藝如下硫酸132g/l，硫酸鈉335g/l，變性劑聚氧烯二醇占酸浴總重量的0.4％，分散劑多烷基二甲基氯化銨占酸浴總重量的0.3％。調整各欠伸分配值噴頭欠伸0％，空氣浴欠伸30％，第一塑化浴欠伸6％，第二塑化浴欠伸10％。得到2.22dtex*51mm竹炭粘膠纖維。
該纖維經后處理及烘干，后處理工藝取消常規粘膠纖維生產過程的漂白工序，即得到2.22dtex*51mm竹炭功能性竹漿再生纖維素粘膠纖維。經測試，該纖維的干強為2.05cN/dtex，干伸11％。
實施例4竹炭漿料的一次配置。用粒徑為75nm的竹炭，在竹炭中按竹炭量的0.5％添加多烷基三甲基氯化銨，按竹炭量的0.5％加入分散劑二烷氧基硅烷季銨鹽，再加入脫離子水，配置成28％的竹炭漿料。
用竹漿粕制備粘膠。與常規工藝不同的是，在纖維素黃原酸酯的溶解過程中加入變性劑烷基多胺，變性劑加入量為α纖維素重量的1.5％。
竹炭漿料的二次配置。按竹炭漿料重量的5倍加入已溶解好的粘膠，置于球磨機中，球磨90min。
粘膠紡絲原液的制備。將二次配置的竹炭漿料按其中的竹炭占成品纖維重量28％的比例，混入到脫泡前熟成中的粘膠中并攪拌均勻；上述混合好的粘膠經連續脫泡、過濾，所述脫泡過程采用快速、連續方式進行，不進行靜止脫泡，得到粘度58s(由落球法測得)，熟成度19ml(10％NH4Cl)，酯化度38，含有竹炭的變性粘膠紡絲原液。
紡絲。將上述紡絲原液引入凝固浴中紡絲成型，紡凝固浴工藝如下硫酸110g/l，硫酸鈉340g/l，變性劑聚氧烯二醇占酸浴總重量的0.4％，分散劑雙烷基二甲基氯化銨占酸浴總重量的0.2％。絲條欠伸流程為噴頭欠伸→空氣浴欠伸→第一塑化浴欠伸→第二塑化浴欠伸，其工藝條件為噴頭欠伸-9％，空氣浴欠伸58％，第一塑化浴欠伸5％，第二塑化浴欠伸15％，得到1.33dtex*38mm竹炭粘膠纖維。
后處理及烘干。該纖維經后處理及烘干，即得到竹炭功能性竹漿再生纖維素粘膠纖維，后處理取消其中的漂白工序。經測試，該成品纖維的干強為2.55cN/dtex，干伸13.5％。
實施例5用粒徑為145nm的竹炭，在竹炭中按竹炭量的0.8％添加多烷基三甲基氯化銨，按竹炭量的1.0％加入分散劑二烷氧基硅烷季銨鹽，再加入脫離子水，配置成19％的竹炭漿料。
在纖維素黃原酸酯的溶解過程中加入變性劑烷基多胺，變性劑加入量為α纖維素重量的2.5％。
竹炭漿料的二次配置。按竹炭漿料重量的5倍加入已溶解好的粘膠，置于球磨機中，球磨120min。
粘膠紡絲原液的制備。將二次配置的竹炭漿料按其中的竹炭占成品纖維重量18％的比例，混入到脫泡前熟成中的粘膠中并攪拌均勻；上述混合好的粘膠經連續脫泡、過濾，所述脫泡過程采用快速、連續方式進行，不進行靜止脫泡，得到粘度50s(由落球法測得)，熟成度20ml(10％NH4Cl)，酯化度35，含有竹炭的變性粘膠紡絲原液。
紡絲。將上述紡絲原液引入凝固浴中紡絲成型，紡凝固浴工藝如下硫酸120g/l，硫酸鈉340g/l，變性劑聚氧烯二醇占酸浴總重量的0.4％，分散劑雙烷基二甲基氯化銨占酸浴總重量的0.3％。絲條欠伸流程為噴頭欠伸→空氣浴欠伸→第一塑化浴欠伸→第二塑化浴欠伸，其工藝條件為噴頭欠伸-5％，空氣浴欠伸60％，第一塑化浴欠伸10％，第二塑化浴欠伸15％，得到1.33dtex*38mm竹炭粘膠纖維。
后處理及烘干。該纖維經后處理及烘干，即得到竹炭功能性竹漿再生纖維素粘膠纖維，后處理取消其中的漂白工序。經測試，該成品纖維的干強為2.35cN/dtex，干伸15.5％。
權利要求
1.竹炭粘膠纖維，其特征是該纖維由竹漿粕為原料制備而成，其中含有納米竹炭，納米竹炭的粒徑為75～150nm。
2.根據權利要求1所述的竹炭粘膠纖維的制造方法，其特征在于所述納米竹炭的含量為成品纖維重量的4％～30％，成品纖維的干強為1.7～3.0cN/dtex，干伸為9～18％。
3.竹炭粘膠纖維的制造方法，包括如下步驟，(1)竹炭漿料的一次配置，在竹炭中加入表面活性劑和分散劑，再加入脫離子水，配置成濃度為18％～28％的竹炭漿料；(2)粘膠的制備，用竹漿粕為原料，主要經過浸漬、壓榨、粉碎、老成、黃化和溶解步驟制得粘膠，在溶解步驟中，加入變性劑；(3)竹炭漿料的二次配置，按竹炭漿料重量的5～10倍加入已溶解好的粘膠，置于球磨機中，球磨90～120min；(4)粘膠紡絲原液的制備，將二次配置的竹炭漿料按其中的竹炭占成品纖維重量4％～30％的比例，混入到熟成中的粘膠中并攪拌均勻；上述混合好的粘膠經過連續脫泡、過濾，得到粘膠紡絲原液；(5)紡絲，將上述紡絲原液引入凝固浴中紡絲成型，絲條欠伸；(6)后處理及烘干，制得竹炭粘膠纖維。
4.根據權利要求3所述的竹炭粘膠纖維的制造方法，其特征在于在所述的竹炭漿料的一次配置步驟中，表面活性劑為胺類陽離子型表面活性劑，按竹炭量的0.2％～0.8％添加。
5.根據權利要求3所述的竹炭粘膠纖維的制造方法，其特征在于在所述的竹炭漿料的一次配置步驟中，分散劑為硅系類陽離子表面活性劑或三聚磷酸鈉，按竹炭量的0.3％～1.2％加入。
6.根據權利要求3所述的竹炭粘膠纖維的制造方法，其特征在于在所述粘膠的制備步驟中，加入的變性劑為烷基多胺，其加入量為粘膠中α纖維素重量的1.5～2.5％。
7.根據權利要求3所述的竹炭粘膠纖維的制造方法，其特征在于在所述的紡絲中，凝固浴組成為硫酸110～130g/l，硫酸鈉320～350g/l，變性劑和分散劑。
8.根據權利要求7所述的竹炭粘膠纖維的制造方法，其特征在于在所述的凝固浴組成中，變性劑為聚氧烯二醇，占酸浴總重量的0.3％～0.5％；分散劑為胺類陽離子型表面活性劑，占酸浴總重量的0.2％～0.5％。
9.根據權利要求3所述的竹炭粘膠纖維的制造方法，其特征在于在所述的紡絲步驟中，絲條欠伸流程為噴頭欠伸→空氣浴欠伸→第一塑化浴欠伸→第二塑化浴欠伸；其工藝條件為噴頭欠伸-10～0％，空氣浴欠伸30％～60％，第一塑化浴欠伸5％～10％，第二塑化浴欠伸5％～15％。
10.根據權利要求3至9所述的任一種竹炭粘膠纖維的制造方法，其特征在于在所述的后處理步驟中省去漂白工序。
全文摘要
本發明公開了一種竹炭粘膠纖維，該纖維由竹漿粕為原料制備而成，其中含有納米竹炭，納米竹炭的粒徑為75～150nm，所述納米竹炭的含量為成品纖維重量的4％～30％，成品纖維的干強為1.7～3.0cN/dtex，干伸為9～18％。本發明還公開了該竹炭粘膠纖維的制造方法，制造過程中采用了粘膠、凝固浴復合變性技術，本發明的產品具有天然的抗菌防菌、發生負離子、遠紅外保健及去除異味、清香功能，其纖維強力高、可紡織加工性好，同時其制成的紡織品具有滑爽、細膩、涼爽的特點，特別適用于夏季服裝服飾制品領域，為紡織、非織造業提供了一種新的原料。且該發明的制造過程中所用的凝固浴取消了對人類環境造成污染大的硫酸鋅，降低了纖維生產過程的環境危害。
文檔編號D01F1/10GK101029420SQ200710013948
公開日2007年9月5日 申請日期2007年3月24日 優先權日2007年3月24日
發明者田素峰, 劉海洋, 劉建華, 呂翠蓮, 姜明亮 申請人:山東海龍股份有限公司