一種高強度粘膠纖維及其生產方法
2023-04-23 14:20:31 2
專利名稱：一種高強度粘膠纖維及其生產方法
技術領域：
本發明涉及粘膠纖維的生產技術領域，尤其涉及一種高強度粘膠纖維，以及其生
產方法。
背景技術：
粘膠纖維是最早實現工業化生產的人造纖維，早在19世紀末，三位英國科學家 Cross、Bevan和Beadle就發明了製得纖維素黃酸酯的方法，並申請了粘膠纖維生產工藝的 專利。100多年來，粘膠纖維由於其舒適的服用性能長期以來一直受到消費者的青睞，而且 其產量也一直是纖維素纖維中最大的，與合成纖維相比較，粘膠纖維的優勢主要體現在三 個方面 l原料來源廣泛，屬於可再生資源。粘膠纖維是以天然纖維素為主要原料生產的人 造纖維，棉短絨、木材、竹子、蘆葦等都可提取纖維素原料。相對於以石油為原料的合成纖維 來說，粘膠纖維的資源可以說是取之不盡，用之不竭。隨著石油資源的短缺和價格的不斷攀 升，粘膠纖維的優勢進一步顯現。 2產品服用性能好。粘膠纖維的化學結構與天然纖維素纖維相同，具有吸溼、透氣、
柔軟、易染色、抗靜電等一系列優點，使其穿著非常舒適。而且粘膠的可紡性也非常優異，可
與棉、毛及其它合成纖維混紡、交織，用於服裝、裝飾、醫療衛生及產業用品等各個領域。 3粘膠纖維能自然降解，本身無毒，廢棄物極易處理，不會汙染環境。而合成纖維在
降解、分解過程中會釋放出有毒的物質，且回收困難，易造成"二次汙染"。 雖然粘膠纖維具有上述一系列優點，但是其缺點也顯而易見粘膠纖維的強力較
低，尤其是溼強力較差，只有幹強力的二分之一多，洗滌時不能強烈搓洗，服用壽命短；粘膠
纖維的縮水率高，洗滌後織物的外觀不理想；粘膠纖維的彈性差，穿著時易變形，產生折皺，
特別是衣服的肘和膝蓋部位會發生局部拱隆，影響織物的美觀。因此，如何利用普通粘膠纖
維的生產設備和工藝，實現高強度粘膠纖維的產業化生產，具有重大的社會和經濟效益，有
利於推動我國化纖行業的產業升級。
發明內容
本發明的任務之一在於提供一種高強度粘膠纖維。 本發明的任務之二在於提供一種高強度粘膠纖維的生產方法。 為實現上述發明任務一，其技術解決方案是 —種高強度粘膠纖維，由細菌纖維素與粘膠紡絲溶液混合併製成粘膠纖維，其中， 細菌纖維素在粘膠纖維中的含量為1% 10%。
為實現上述發明任務二，其技術解決方案是
—種高強度粘膠纖維的生產方法，包括步驟 a對片狀細菌纖維素進行預處理，然後採用球磨法粉碎得到微納米級的細菌纖維 素粉體；
b將上述細菌纖維素粉體添加到粘膠纖維紡絲溶液中分散均勻並脫泡，得到紡絲 原液； c將上述紡絲原液製成高強度粘膠纖維； 其中，細菌纖維素在粘膠纖維中的含量為1% 10%。 上述步驟a中，將片狀細菌纖維素添加到乙二胺溶液中進行活化處理一定時間， 再經水洗、乙醇洗、過濾後真空烘乾，再進入球磨法粉碎步驟；上述步驟c中，將紡絲原液經 噴絲頭擠入到凝固浴中，然後進行水洗拉伸處理，最後烘乾得到上述高強度粘膠纖維。
上述步驟a中包括步驟 al將片狀細菌纖維素在真空烘箱中80 IO(TC烘乾1 2h ; a2將步驟al處理後的片狀細菌纖維素添加到濃度為5X 10X的乙二胺溶液中，
室溫機械攪拌處理1. 5 2h ; a3將步驟a2處理後的片狀細菌纖維素先用蒸餾水洗滌，再用乙醇浸泡2 5次， 每次10 60min，過濾後在真空烘箱中80 IO(TC烘至恆重。
上述步驟b中包括步驟 bl在超聲波作用下，逐漸地將細菌纖維素粉體添加到粘膠纖維紡絲溶液中，得到 二者的混合溶液； b2將步驟bl得到的混合溶液，在超聲波作用下處理30 60min，得到分散均勻的 混合溶液； b3將步驟b2得到的混合溶液，減壓脫泡20 24h或靜止脫泡24 36h，得到上 述紡絲原液。 本發明的有益技術效果是 1本發明能夠利用普通粘膠纖維的生產設備和工藝，實現了高強度粘膠纖維的工 業化生產。 2本發明利用細菌纖維素結晶度高和強力高，而且在鹼溶液中不發生任何變化的特 性，將細菌纖維素製成微納米級的粉體，再添加到粘膠纖維紡絲溶液中，從而獲得能夠製取高 強度粘膠纖維的紡絲原液，採用普通粘膠纖維的生產工藝和設備即能生產出高強度粘膠纖 維。該方法簡單易行，且操作工藝可控，還可根據最終纖維的強度調整細菌纖維素的含量。
3本發明採用乙二胺溶液對片狀細菌纖維素進行預處理，使細菌纖維素中的大量 氫鍵暴露出來，能夠與粘膠紡絲溶液中的纖維素大分子形成較強的氫鍵作用力，從而提高 粘膠纖維的強度。 4本發明採用超聲波分散細菌纖維素粉體，使得紡絲原液中細菌纖維素粉體的分 布比較均勻，且能與粘膠溶液中的纖維素大分子充分接觸，形成較多的氫鍵作用力，更加有 助於提高粘膠纖維的強度。 5本發明生產的粘膠纖維強度較高，且具有優異的吸溼性和穿著舒適性，縮水率 小，彈性好，可以與棉、毛及其它合成纖維混紡或交織，特別適合用於高檔服裝面料和產業 用紡織品等領域。
具體實施例方式
—種高強度粘膠纖維，由細菌纖維素與粘膠紡絲溶液混合併製成粘膠纖維，其中，細菌纖維素在粘膠纖維中的含量為1% 10%。其生產方法包括如下步驟 對片狀細菌纖維素進行預處理，然後採用球磨法粉碎得到微納米級的細菌纖維
素粉體；將上述細菌纖維素粉體添加到粘膠纖維紡絲溶液中分散均勻並脫泡，得到紡絲原
液；將上述紡絲原液製成高強度粘膠纖維；其中，細菌纖維素在粘膠纖維中的含量為1%
10%。 下面結合實施例對本發明作更進一步的說明
實施例1 —種高強度粘膠纖維的生產方法，將片狀的細菌纖維素即片狀細菌纖維素放在 IO(TC的真空烘箱中，烘至恆重；然後添加到濃度為5%的乙二胺溶液中，室溫機械攪拌處 理2h後，先用蒸餾水洗滌，再用乙醇浸泡3次，每次30min，然後在真空烘箱中IO(TC烘至恆 重；採用球磨法將上述片狀細菌纖維素粉碎得到微納米級的細菌纖維素粉體，在超聲波作 用下，逐漸地將2克細菌纖維素粉體添加到1000克濃度為10%的粘膠紡絲溶液中，得到二 者的混合溶液，然後繼續在超聲波作用下分散50min，得到分散均勻的混合溶液，將該混合 溶液真空脫泡14h，然後採用普通粘膠纖維的生產設備和工藝，生產出的粘膠纖維即為高強
度粘膠纖維。
實施例2 —種高強度粘膠纖維的生產方法，將片狀細菌纖維素放在8(TC的真空烘箱中，烘 至恆重；然後添加到濃度為6X的乙二胺溶液中，室溫機械攪拌處理1.5h後，先用蒸餾水洗 滌，再用乙醇浸泡3次，每次30min，過濾後在真空烘箱中8(TC烘至恆重；採用球磨法將上述 片狀細菌纖維素粉碎得到微納米級的細菌纖維素粉體，在超聲波作用下，逐漸地將4克細 菌纖維素粉體添加到1000克濃度為10%的粘膠溶液中，得到二者的混合溶液，然後繼續在 超聲波作用下分散60min，得到分散均勻的混合溶液，將該混合溶液真空脫泡14h，然後採 用普通粘膠纖維的生產設備和工藝，生產出的粘膠纖維即為高強度粘膠纖維。
實施例3 —種高強度粘膠纖維的生產方法，將片狀細菌纖維素放在9(TC的真空烘箱中，烘 至恆重；然後添加到濃度為7%的乙二胺溶液中，室溫機械攪拌處理1. 2h後，先用蒸餾水洗 滌，再用乙醇浸泡3次，每次30min，過濾後在真空烘箱中9(TC烘至恆重；採用球磨法將上述 片狀細菌纖維素粉碎得到微納米級的細菌纖維素粉體，在超聲波作用下，逐漸地將6克細 菌纖維素粉體添加到1000克濃度為10%的粘膠溶液中，得到二者的混合溶液，然後繼續在 超聲波作用下分散70min，得到分散均勻的混合溶液，將混合溶液真空脫泡14h，然後採用 普通粘膠纖維的生產設備和工藝，生產出的粘膠纖維即為高強度粘膠纖維。
實施例4 —種高強度粘膠纖維的生產方法，將片狀細菌纖維素放在8(TC的真空烘箱中，烘 至恆重；然後添加到濃度為8%的乙二胺溶液中，室溫機械攪拌處理lh後，先用蒸餾水洗 滌，再用乙醇浸泡3次，每次30min，過濾後在真空烘箱中8(TC烘至恆重；採用球磨法將上述 細菌纖維素粉碎得到微納米級的細菌纖維素粉體，在超聲波作用下，逐漸地將8克細菌纖 維素微粉體添加到1000克濃度為10%的粘膠溶液中，得到二者的混合溶液，然後繼續在超 聲波作用下分散80min，得到分散均勻的混合溶液；將混合溶液真空脫泡14h，然後採用普 通粘膠纖維的生產設備和工藝，生產出的粘膠纖維即為高強度粘膠纖維。
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實施例5 —種高強度粘膠纖維的生產方法，將片狀細菌纖維素放在IO(TC的真空烘箱中，烘 至恆重；然後添加到濃度為10%的乙二胺溶液中，室溫機械攪拌處理lh後，先用蒸餾水洗 滌，再用乙醇浸泡3次，每次30min，過濾後在真空烘箱中IO(TC烘至恆重；採用球磨法將上 述細菌纖維素粉碎得到微納米級的細菌纖維素粉體，在超聲波作用下，逐漸地將10克細菌 纖維素粉體添加到1000克濃度為10%的粘膠溶液中，得到二者的混合溶液，然後繼續在超 聲波作用下分散90min，得到分散均勻的混合溶液，將混合溶液真空脫泡14h，然後採用普 通粘膠纖維的生產設備和工藝，生產出粘膠纖維即為高強度粘膠纖維。
有必要指出的是，上述實施例只用於對本發明進行進一步說明，不能理解為對本
發明保護範圍的限制，從事該領域的技術人員根據上述發明內容的指導，對本發明所做出 的一些非本質性的改進和調整仍屬於本發明的保護範圍。 普通粘膠纖維和實施例1、2、3、4、5所得粘膠纖維的物理_機械性能見表1。 表1高強度粘膠纖維的物理一機械性能
線密度(dtex)斷裂強度(cN/dtex)斷裂延伸率(%)
乾濕幹 溼
普通粘膠1.832. 161. 1320 29
實施例11.832. 851.6217 25
實施例21.832,971.7415 22
實施例31.833. 111.8312 20
實施例41.833.361.9610 16
實施例51.833. 522. 128 1權利要求
一種高強度粘膠纖維，特徵在於其由細菌纖維素與粘膠紡絲溶液混合併製成粘膠纖維，其中，細菌纖維素在粘膠纖維中的含量為1％～10％。
2. —種高強度粘膠纖維的生產方法，特徵在於其包括步驟a對片狀細菌纖維素進行預處理，然後採用球磨法粉碎得到微納米級的細菌纖維素粉體；b將上述細菌纖維素粉體添加到粘膠纖維紡絲溶液中分散均勻並脫泡，得到紡絲原液；c將上述紡絲原液製成高強度粘膠纖維； 其中，細菌纖維素在粘膠纖維中的含量為1% io%。
3. 根據權利要求2所述的高強度粘膠纖維的生產方法，其特徵在於所述步驟a中，將 片狀細菌纖維素添加到乙二胺溶液中進行活化處理一定時間，再經水洗、乙醇洗、過濾後真 空烘乾，再進入球磨法粉碎步驟；上述步驟c中，將紡絲原液經噴絲頭擠入到凝固浴中，然 後進行水洗拉伸處理，最後烘乾得到上述高強度粘膠纖維。
4. 根據權利要求3所述的高強度粘膠纖維的生產方法，其特徵在於所述步驟a中包 括步驟al將片狀細菌纖維素在真空烘箱中80 IO(TC烘乾1 2h ;a2將步驟al處理後的片狀細菌纖維素添加到濃度為5X 10X的乙二胺溶液中，室溫 機械攪拌處理1. 5 2h ;a3將步驟a2處理後的片狀細菌纖維素先用蒸餾水洗滌，再用乙醇浸泡2 5次，每次 10 60min，過濾後在真空烘箱中80 IO(TC烘至恆重。
5. 根據權利要求2至4任意一項權利要求所述的高強度粘膠纖維的生產方法，其特徵 在於所述步驟b中包括步驟bl在超聲波作用下，逐漸地將細菌纖維素粉體添加到粘膠纖維紡絲溶液中，得到二者 的混合溶液；b2將步驟bl得到的混合溶液，在超聲波作用下處理30 60min，得到分散均勻的混合 溶液；b3將步驟b2得到的混合溶液，減壓脫泡20 24h或靜止脫泡24 36h，得到上述紡 絲原液。
全文摘要
本發明公開了一種高強度粘膠纖維及其生產方法，特徵在於其由細菌纖維素與粘膠紡絲溶液混合併製成粘膠纖維，其中，細菌纖維素在粘膠纖維中的含量為1％～10％。其生產方法包括步驟對片狀細菌纖維素進行預處理，然後採用球磨法粉碎得到微納米級的細菌纖維素粉體；將上述細菌纖維素粉體添加到粘膠纖維紡絲溶液中分散均勻並脫泡，得到紡絲原液；將上述紡絲原液製成高強度粘膠纖維；其中，細菌纖維素在粘膠纖維中的含量為1％～10％。採用本發明方法製備的粘膠纖維，其強度高，縮水率小，彈性好，可以與棉、毛及其它合成纖維混紡、交織，用於高檔服裝面料和產業用紡織品等領域。
文檔編號D01F2/08GK101775671SQ201010011519
公開日2010年7月14日 申請日期2010年1月8日 優先權日2010年1月8日
發明者張傳傑, 朱平, 王柳, 蔚鵬飛 申請人:武漢科技學院