專利名稱：負(fù)離子纖維素/海藻酸鹽復(fù)合纖維及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及人造纖維素纖維，尤其涉及一種負(fù)離子纖維素/海藻酸鹽復(fù)合纖維，本發(fā)明還涉及該復(fù)合纖維的制備方法。
背景技術(shù)：
空氣負(fù)離子是對(duì)人體健康非常有益的一種物質(zhì)，人吸入一定濃度的負(fù)離子空氣能調(diào)節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)功能，促進(jìn)血液循環(huán)，改善心肌功能，增強(qiáng)心肌營養(yǎng)和細(xì)胞代謝，提高免疫能力促進(jìn)健康。負(fù)離子能夠使人精力充沛，健康長壽，此外，還能驅(qū)除哮喘、高血壓、神經(jīng)衰弱、肺氣腫、冠心病等疾病。電氣石的主要成分是以含硼為特征的鋁、鈉、鐵、鎂、鋰環(huán)狀結(jié)構(gòu)的硅酸鹽物質(zhì)。電氣石具有熱電性和壓電性，能夠有效發(fā)生負(fù)離子。
自然界中海藻酸鹽廣泛存在于許多種類的棕色海藻中，目前世界各地廣泛采用這種海藻來生產(chǎn)海藻酸鹽。海藻酸鹽是一種由β-D甘露糖酸醛酸鹽和α-L古羅糖醛酸鹽(1→4)連結(jié)的線性共聚物組成的天然高分子物。海藻酸鹽傳統(tǒng)上一直作為一種極好的凝膠與增稠劑，廣泛地用于食品與醫(yī)藥工業(yè)，可使改變藥物結(jié)構(gòu)，便于藥物運(yùn)送。隨著在傷口處理中″濕治愈″觀念的建立，許多高科技的包傷敷料，如水解膠體和水凝膠被開發(fā)出來，它們可以提供給傷口微潮濕的條件，從而促進(jìn)傷口愈合。海藻酸鹽，能與傷口分泌物相互作用生成濕的凝膠。在傷口原位上產(chǎn)生濕治療環(huán)境和海藻敷料的高吸濕性，是海藻敷料的兩個(gè)突出特性，能夠促進(jìn)傷口愈合，加快由于皮膚炎癥、癬癥以及過敏反應(yīng)引起的炎癥愈合。因而特別適合于醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域，對(duì)人體健康保護(hù)起著重要的作用。
公知的負(fù)離子合成纖維大都是將負(fù)離子發(fā)生材料通過熔法或干法紡絲，制得纖維。而熔法或干法紡絲，設(shè)備復(fù)雜，投資大，成本高。
公知的含有海藻酸鹽成份的復(fù)合纖維，大都采用與非海藻酸高聚物共紡絲的方法，但由于海藻酸鈉混入了其他高聚物成份，所得最終成品纖維的物理機(jī)械性能均較差，纖維強(qiáng)、伸度均較低，其應(yīng)用僅局限于某些特定領(lǐng)域，大大限制了該種纖維的應(yīng)用范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問題是提供一種物理機(jī)械性能好，纖維強(qiáng)伸度高的負(fù)離子纖維素/海藻酸鹽復(fù)合纖維，該復(fù)合纖維不僅具有負(fù)離子發(fā)生功效，而且還具有高吸濕性和促進(jìn)傷口愈合的特點(diǎn)。
本發(fā)明所要解決的第二個(gè)技術(shù)問題是提供一種制備負(fù)離子纖維素/海藻酸鹽復(fù)合纖維的方法。
為解決上述第一個(gè)技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是負(fù)離子纖維素/海藻酸鹽復(fù)合纖維，其主要由纖維素、海藻酸鈉和負(fù)離子發(fā)生體按照下述重量份組成纖維素99.6～76重量份；海藻酸鈉 0.02～15重量份；負(fù)離子發(fā)生體 0.02～9重量份。
作為同一種構(gòu)思，為解決上述第二個(gè)技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是負(fù)離子纖維素/海藻酸鹽復(fù)合纖維的制備方法，包括如下步驟，a)在18～75℃的溫度條件下，將海藻酸鈉溶解于去離子水中，其中海藻酸鈉與離子水的重量比為1∶15～120；再按相對(duì)于海藻酸鈉0.2％～2％的比例加入0.01～0.5mol/l的NaCl或KCl溶液，經(jīng)過4～24小時(shí)的連續(xù)攪拌，得到粘度為5～15Pa.S的粘性溶液；并在所述粘性溶液中按相對(duì)于海藻酸鈉0.2～5％的比例混入蘆薈凝膠；b)在25～35℃的溫度條件下，將纖維素漿粕經(jīng)200～320g/l的NaOH溶液堿化0.4～5小時(shí)，生成堿纖維素，20～45℃下老成0.3～16小時(shí)，得到含纖維素25～35％的堿纖維素，再加入相對(duì)于纖維素35～65％的CS2反應(yīng)2～6小時(shí)，得到纖維素黃酸酯；c)常溫下，將平均直徑為微米級(jí)的負(fù)離子發(fā)生體加入到質(zhì)量百分比濃度為1～2％的分散劑堿溶液，充分溶解，制成質(zhì)量百分比濃度為15～25％的負(fù)離子發(fā)生體功能整理劑漿料；d)將所述纖維素黃酸酯、海藻酸鈉溶液與負(fù)離子發(fā)生體功能整理劑漿料充分混合，得到含有占混合溶液2～9％的纖維素黃酸酯、相對(duì)于纖維素0.02～15％的海藻酸鈉和相對(duì)于纖維素0.02～9％的負(fù)離子發(fā)生體的非均相紡絲原液；
e)將所述紡絲原液經(jīng)噴絲頭壓入25～50℃的凝固浴中，所述凝固浴由30～100g/lH2SO4，0～80g/lZnSO4或Al2(SO4)3，80～400g/lNa2SO4組成，經(jīng)紡絲后，海藻酸鈉和纖維素黃酸酯凝固再生為海藻酸鈉和纖維素組成的含有負(fù)離子發(fā)生體的復(fù)合纖維；f)經(jīng)精練處理洗除纖維中的各種雜質(zhì)，再經(jīng)過烘干后即得到成品纖維。
由于采用了上述技術(shù)方案，在常規(guī)的粘膠纖維生產(chǎn)設(shè)備上，通過濕法紡絲通過適當(dāng)調(diào)整工藝條件和工藝設(shè)備用濕法紡絲就可生產(chǎn)出負(fù)離子纖維素/海藻酸鹽復(fù)合纖維，投資小，成本低。其中的負(fù)離子發(fā)生體賦予了復(fù)合纖維以負(fù)離子發(fā)生功能，從而可以清新空氣、改善環(huán)境和預(yù)防疾病。該復(fù)合纖維中的海藻酸鹽成份，使該復(fù)合纖維具有高吸濕性和促進(jìn)傷口愈合的特點(diǎn)，能夠促進(jìn)由于感染或過敏性反應(yīng)造成的皮膚炎癥的愈合。復(fù)合纖維中的纖維素成份，使最終成品纖維的物理機(jī)械性能以及纖維的強(qiáng)伸度均有較大提高，其物理機(jī)械性能指標(biāo)與相當(dāng)品種的纖維素纖維相近，因而擴(kuò)大了該種纖維的應(yīng)用范圍。該復(fù)合纖維在制備過程中經(jīng)過多次水洗，其中的海藻酸成分仍具有較強(qiáng)的水洗穩(wěn)定性。采用該纖維素/海藻酸鹽復(fù)合纖維制得的織物，手感飽滿，吸水性強(qiáng)，同時(shí)濕態(tài)下強(qiáng)度高，織物尺寸穩(wěn)定性好，不僅適合于醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域，如紗布、繃帶、醫(yī)用敷料、手術(shù)衣等，而且也特別適合用做各種貼身內(nèi)衣、兒童服裝及高檔服飾。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1在60℃下，按照1∶50的重量比，將聚合度為579的海藻酸鈉溶解于軟化水中，按相對(duì)于海藻酸鈉0.3％的比例，加入0.02mol/lNaCl溶液，并按質(zhì)量百分比1％(相對(duì)于海藻酸鈉)的比例加入蘆薈凝膠，經(jīng)12小時(shí)的連續(xù)攪拌，得到粘度為10Pa.S的粘性溶液。
在35℃溫度下，聚合度為600的棉漿粕經(jīng)238g/l的NaOH溶液堿化2小時(shí)，生成堿纖維素，30℃下老成5小時(shí)，得到含纖維素29％的堿纖維素，再加入46％(相對(duì)于纖維素)CS2反應(yīng)4小時(shí)，得到纖維素黃酸酯。
常溫下取定量平均直徑為0.25μm的電氣石粉體，加入1～2％三聚磷酸鈉堿溶液(質(zhì)量百分比)，經(jīng)4小時(shí)左右的攪拌溶解，制成質(zhì)量百分比濃度15～25％的電氣石功能整理劑漿料，三聚磷酸鈉作為分散劑使用。
將上述得到的纖維素黃酸酯、海藻酸鈉溶液與電氣石功能整理劑漿料充分混合，攪拌4小時(shí)后，得到含有占混合溶液8.6％(質(zhì)量比)的纖維素黃酸酯、相對(duì)于纖維素2.8％的海藻酸鈉和相對(duì)于纖維素1.5％的負(fù)離子發(fā)生體的非均相紡絲原液。
將上述紡絲原液經(jīng)噴絲頭壓入35℃的凝固浴中，凝固浴組成為80g/lH2SO4，5.8g/lZnSO4，160g/lNa2SO4，經(jīng)噴頭欠伸、盤間欠伸、三浴欠伸、四浴欠伸，絲條經(jīng)拉伸260％后，經(jīng)各種浴液進(jìn)行精練處理，徹底洗除纖維中的各種雜質(zhì)，再經(jīng)過烘干后即得到成品纖維。
制得的負(fù)離子纖維素/海藻酸鹽復(fù)合短纖維干強(qiáng)力為3.15cN/dtex，濕強(qiáng)2.05cN/dtex，干伸度11.8％，濕模量0.49cN/dtex。并具有發(fā)生負(fù)離子以及止癢止血、促進(jìn)傷口愈合等功效。紡制的纖維經(jīng)中國化纖協(xié)會(huì)產(chǎn)品檢測(cè)中心進(jìn)行負(fù)離子發(fā)生率的測(cè)試分析，平均負(fù)離子發(fā)生濃度為6970個(gè)/cm3。
實(shí)施例2在50℃下，按照1∶60的重量比，將聚合度為548的海藻酸鈉溶解于軟化水中，按相對(duì)于海藻酸鈉0.3％的比例加入0.015mol/lNaCl溶液，并按0.6％(相對(duì)于海藻酸鈉)的比例加入蘆薈凝膠，經(jīng)16小時(shí)的連續(xù)攪拌，得到粘度為9.8Pa.S的粘性溶液。
在38℃溫度下，聚合度為690的木漿粕經(jīng)24％的NaOH溶液堿化3小時(shí)，生成堿纖維素，28℃下老成4小時(shí)，得到含纖維素29％的堿纖維素，再加入46％(相對(duì)于纖維素)CS2反應(yīng)5小時(shí)，得到纖維素黃酸酯。
常溫下取定量平均直徑為0.25μm的電氣石粉體，加入1～2％三聚磷酸鈉堿溶液(質(zhì)量百分比)，經(jīng)4小時(shí)左右的攪拌溶解，制成質(zhì)量百分比濃度15～25％的電氣石功能整理劑漿料，三聚磷酸鈉作為分散劑使用。
將上述得到的纖維素黃酸酯、海藻酸鈉溶液與電氣石功能整理劑漿料充分混合，攪拌4小時(shí)后，得到含有占混合溶液8.2％的纖維素黃酸酯、相對(duì)于纖維素3.8％的海藻酸鈉和相對(duì)于纖維素2.15％的負(fù)離子發(fā)生體的非均相紡絲原液。
將上述紡絲原液經(jīng)噴絲頭壓入46℃的凝固浴中，凝固浴組成為80g/lH2SO4，9.8g/lZnSO4，160g/lNa2SO4，經(jīng)噴頭欠伸、盤間欠伸、三浴欠伸、四浴欠伸，絲條經(jīng)拉伸280％后，經(jīng)各種浴液進(jìn)行精練處理，徹底洗除纖維中的各種雜質(zhì)，再經(jīng)過烘干后即得到成品纖維。
制得的負(fù)離子纖維素/海藻酸復(fù)合長絲干強(qiáng)力為3.35cN/dtex，濕強(qiáng)2.01cN/dtex，干伸度13.1％，濕模量0.542cN/dtex。紡制的纖維經(jīng)測(cè)試分析，平均負(fù)離子發(fā)生濃度為5980個(gè)/cm3。
實(shí)施例3在49℃下，按照1∶50的重量比，將聚合度為568的海藻酸鈉溶解于軟化水中，按相對(duì)于海藻酸鈉0.3％的比例，加入0.02mol/lKCl溶液，并按0.3％(相對(duì)于海藻酸鈉)的比例加入蘆薈凝膠，經(jīng)9小時(shí)的連續(xù)攪拌，得到粘度為10.6Pa.S的粘性溶液。
在39℃溫度下，聚合度為690的竹漿經(jīng)24％的NaOH溶液堿化4小時(shí)，生成堿纖維素，30℃下老成2小時(shí)，得到含纖維素29.6％的堿纖維素，再加入40％(相對(duì)于纖維素)CS2反應(yīng)5小時(shí)，得到纖維素黃酸酯。
常溫下取定量平均直徑為0.25μm的電氣石粉體，加入1～2％三聚磷酸鈉堿溶液(質(zhì)量百分比)，經(jīng)4小時(shí)左右的攪拌溶解，制成質(zhì)量百分比濃度15～25％的電氣石功能整理劑漿料，三聚磷酸鈉作為分散劑使用。
將上述得到的纖維素黃酸酯、海藻酸鈉溶液與電氣石功能整理劑漿料充分混合，攪拌4小時(shí)后，得到含有占混合溶液8.6％的纖維素黃酸酯、相對(duì)于纖維素5.8％的海藻酸鈉和相對(duì)于纖維素3.15％的負(fù)離子發(fā)生體的非均相紡絲原液。
將上述紡絲原液經(jīng)噴絲頭壓入49℃的凝固浴中，凝固浴組成為75g/lH2SO4，9.0g/lAl2(SO4)3，，390g/lNa2SO4，經(jīng)噴頭欠伸、盤間欠伸、三浴欠伸、四浴欠伸，絲條經(jīng)拉伸230％后，經(jīng)各種浴液進(jìn)行精練處理，徹底洗除纖維中的各種雜質(zhì)，再經(jīng)過烘干后即得到成品纖維。
制得的纖維素/海藻酸鹽復(fù)合長絲干強(qiáng)力為3.25cN/dtex，濕強(qiáng)2.09cN/dtex，干伸度10.8％，濕模量0.52cN/dtex。紡制的纖維經(jīng)中國化纖協(xié)會(huì)產(chǎn)品檢測(cè)中心進(jìn)行負(fù)離子發(fā)生率的測(cè)試分析，平均負(fù)離子發(fā)生濃度為5380個(gè)/cm3。
實(shí)施例4在50℃下，按照1∶50的重量比，將聚合度為668的海藻酸鈉溶解于軟化水中，按相對(duì)于海藻酸鈉0.6％的比例，加入0.04mol/lNaCl溶液，并按0.4％(相對(duì)于海藻酸鈉)的比例加入蘆薈凝膠，經(jīng)8小時(shí)的連續(xù)攪拌，得到粘度為9.6Pa.S的粘性溶液。
在36℃溫度下，聚合度為890的蔗漿經(jīng)24％的NaOH溶液堿化4小時(shí)，生成堿纖維素，35℃下老成6小時(shí)，得到含纖維素29.9％的堿纖維素，再加入46％(相對(duì)于纖維素)CS2反應(yīng)6小時(shí)，得到纖維素黃酸酯。
常溫下取定量平均直徑為0.25μm的電氣石粉體，加入1～2％三聚磷酸鈉堿溶液(質(zhì)量百分比)，經(jīng)4小時(shí)左右的攪拌溶解，制成質(zhì)量百分比濃度15～25％的電氣石功能整理劑漿料，三聚磷酸鈉作為分散劑使用。
將上述得到的纖維素黃酸酯、海藻酸鈉溶液與電氣石功能整理劑漿料充分混合，攪拌4小時(shí)后，得到含有占混合溶液8.5％的纖維素黃酸酯、相對(duì)于纖維素4.8％的海藻酸鈉和相對(duì)于纖維素2.85％的負(fù)離子發(fā)生體的非均相紡絲原液。
將上述紡絲原液經(jīng)噴絲頭壓入35℃的凝固浴中，凝固浴組成為75g/lH2SO4，10.0g/lAl2(SO4)3，，380g/lNa2SO4，經(jīng)噴頭欠伸、盤間欠伸、三浴欠伸、四浴欠伸，絲條經(jīng)拉伸230％后，經(jīng)各種浴液進(jìn)行精練處理，徹底洗除纖維中的各種雜質(zhì)，再經(jīng)過烘干后即得到成品纖維。
制得的纖維素/海藻酸鹽復(fù)合長絲干強(qiáng)力為3.33cN/dtex，濕強(qiáng)2.01cN/dtex，干伸度10.9％，濕模量0.48cN/dtex。紡制的纖維經(jīng)測(cè)試分析，平均負(fù)離子發(fā)生濃度為6295個(gè)/cm3。
權(quán)利要求
1.負(fù)離子纖維素/海藻酸鹽復(fù)合纖維，其特征在于所述復(fù)合纖維主要由纖維素、海藻酸鈉和負(fù)離子發(fā)生體按照下述重量份組成纖維素99.6～76重量份；海藻酸鈉 0.02～15重量份；負(fù)離子發(fā)生體 0.02～9重量份。
2.制備如權(quán)利要求1所述的負(fù)離子纖維素/海藻酸鹽復(fù)合纖維的方法，其特征在于包括如下步驟，a)在18～75℃的溫度條件下，按照重量比1∶15～120的比例將海藻酸鈉溶解于去離子水中；再按相對(duì)于海藻酸鈉0.2％～2％的比例加入0.01～0.5mol/l的NaCl或KCl溶液，經(jīng)過4～24小時(shí)的連續(xù)攪拌，得到粘度為5～15Pa.S的粘性溶液；并在所述粘性溶液中按相對(duì)于海藻酸鈉0.2～5％的比例混入蘆薈凝膠；b)在25～35℃的溫度條件下，將纖維素漿粕經(jīng)200～320g/1的NaOH溶液堿化0.4～5小時(shí)，生成堿纖維素，20～45℃下老成0.3～16小時(shí)，得到含纖維素25～35％的堿纖維素，再加入相對(duì)于纖維素含量35～65％的CS2反應(yīng)2～6小時(shí)，得到纖維素黃酸酯；c)常溫下，將平均直徑為微米級(jí)的負(fù)離子發(fā)生體加入到質(zhì)量百分比濃度為1～2％的分散劑堿溶液中，充分溶解，制成質(zhì)量百分比濃度為15～25％的負(fù)離子發(fā)生體功能整理劑漿料；d)將所述纖維素黃酸酯、海藻酸鈉溶液與負(fù)離子發(fā)生體功能整理劑漿料充分混合，得到含有占混合溶液2～9％的纖維素黃酸酯、相對(duì)于纖維素0.02～15％的海藻酸鈉和相對(duì)于纖維素0.02～9％的負(fù)離子發(fā)生體的非均相紡絲原液；e)將所述紡絲原液經(jīng)噴絲頭壓入25～50℃的凝固浴中，所述凝固浴由30～100g/lH2SO4，0～80g/lZnSO4或Al2(SO4)3，80～400g/lNa2SO4組成，經(jīng)紡絲后，海藻酸鈉和纖維素黃酸酯凝固再生為海藻酸鈉和纖維素組成的含有負(fù)離子發(fā)生體的復(fù)合纖維；f)經(jīng)精練處理洗除纖維中的各種雜質(zhì)，再經(jīng)過烘干后即得到成品纖維。
3.如權(quán)利要求2所述的制備負(fù)離子纖維素/海藻酸鹽復(fù)合纖維的方法，其特征在于所述纖維素漿粕的聚合度是500～1200，海藻酸鈉的聚合度是300～800。
4.如權(quán)利要求3所述的制備負(fù)離子纖維素/海藻酸鹽復(fù)合纖維的方法，其特征在于所述的欠伸步驟是復(fù)合纖維進(jìn)入凝固浴后的噴頭欠伸、盤間欠伸、三浴欠伸、四浴欠伸，總欠伸比為50～600％。
5.如權(quán)利要求4所述的制備負(fù)離子纖維素/海藻酸鹽復(fù)合纖維的方法，其特征在于所述負(fù)離子發(fā)生體是電氣石。
6.如權(quán)利要求5所述的制備負(fù)離子纖維素/海藻酸鹽復(fù)合纖維的方法，其特征在于所述分散劑是三聚磷酸鈉。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種負(fù)離子纖維素/海藻酸鹽復(fù)合纖維及其制備方法，其主要技術(shù)要點(diǎn)是，首先在一定工藝條件下制得海藻酸鈉粘性溶液和負(fù)離子發(fā)生體功能整理劑漿料，然后將其按照一定的比例與纖維素黃酸酯混合制得紡絲原液，再經(jīng)過紡絲和精煉步驟制得負(fù)離子纖維素/海藻酸鹽復(fù)合纖維。該復(fù)合纖維主要由纖維素、海藻酸鈉和負(fù)離子發(fā)生體按照下述重量份組成纖維素99.6～76重量份；海藻酸鈉0.02～15重量份；負(fù)離子發(fā)生體0.02～9重量份。利用該復(fù)合纖維制成的織物，除具有抗菌、護(hù)膚、促進(jìn)傷口愈合等保健作用外，還具有負(fù)離子發(fā)生功能和更高的強(qiáng)度和濕模量，不僅適合于醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域，而且也特別適合用做各種貼身內(nèi)衣、兒童服裝及高檔服飾。
文檔編號(hào)D01D5/00GK1858311SQ20061004459
公開日2006年11月8日 申請(qǐng)日期2006年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月29日
發(fā)明者田素峰, 劉海洋, 王樂軍 申請(qǐng)人:山東海龍股份有限公司