一種絲麻纖維素纖維及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種絲麻纖維素纖維及其制備方法，所述纖維素纖維的干斷裂強度為1.8~2.5cN/dtex、濕斷裂強度為0.9~1.6cN/dtex，干斷裂伸度為16~24%、殘硫量≤12mg/100g，對金黃色葡萄球菌的抑菌率≥90.0%、對大腸桿菌的抑菌率≥90.0%、對白色念珠菌的抑制率≥80.0%；一種絲麻纖維素纖維的制備方法，包括麻漿粘膠紡絲原液的制備、蛋白質(zhì)分散乳化液的制備、麻漿蛋白改性紡絲原液的制備和紡絲及后處理。本發(fā)明具有手感滑爽、柔軟以及麻感，纖維截面鋸齒狀圓滑，呈天然麻材的類中空截面，對環(huán)境友好且有較好的服用性能、紡織加工性能，并且蛋白質(zhì)材料均勻分散在纖維的內(nèi)部，耐多次洗滌不脫落的優(yōu)點。
【專利說明】一種絲麻纖維素纖維及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及紡織【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種麻漿改性蛋白纖維的制備，具體是指一種絲麻纖維素纖維及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會的進步和人們生活水平的提高，人們著裝的觀念也在不斷地更新，對紡織品的功能性和產(chǎn)品的舒適美觀性提出了更高的要求。而棉、麻、絲、毛等天然纖維的生產(chǎn)由于受自然氣候和糧棉爭地矛盾的影響，產(chǎn)量增長十分緩慢，遠遠不能滿足實際需求。
[0003]目前，纖維的主要來源一是石油、煤炭等地下不可再生的石化資源，另一個是棉、麻、絲、毛等陸地上種植、養(yǎng)殖的天然可再生資源。隨著能源危機的日益加重，大量開發(fā)紡織用天然可再生資源越來越受到各界的高度重視。纖維紡織行業(yè)是我國重要的經(jīng)濟支柱，我國是世界上最大的纖維生產(chǎn)與消費國。2009年的世界合成纖維生產(chǎn)量為4349.24萬噸，中國合成纖維生產(chǎn)量為2485.4萬噸，占世界產(chǎn)量的57.15%。2009年度世界棉花產(chǎn)量約2240萬噸，我國是棉花種植大國，2009年全國棉花種植面積有7425萬畝，棉花產(chǎn)量約640萬噸，而我國每年棉花需求量在1100萬?1200萬噸左右，有400多萬噸的缺口，主要靠進口。大量的棉花進口已成為紡織產(chǎn)業(yè)發(fā)展的巨大負(fù)擔(dān)，因此就我國紡織業(yè)發(fā)展前景而言，亟需大量開發(fā)其他紡織纖維資源，以減輕我國棉花產(chǎn)量供給不足的現(xiàn)狀。
[0004]我國目前粘膠纖維的產(chǎn)量已占世界總產(chǎn)量的1/3，接近300余萬噸，且目前全世界粘膠纖維生產(chǎn)能力增長主要集中在中國，增速達每年16%，粘膠纖維產(chǎn)量已占據(jù)我國化纖品種第二位，但我國目前粘膠產(chǎn)能的增加卻面臨一個嚴(yán)峻的問題，即原材料的缺乏，世界目前粘膠纖維的原材料主要有兩種，一種是木材，一種是棉短絨。由于森林覆蓋率的不足，我國木材資源極度缺乏，大量木材需要進口，且價格較高，如果采用木材為原料生產(chǎn)粘膠，按每3立方米生產(chǎn)I噸漿柏計算，僅原料成本就需要3000元以上，且沒有滿足需要的產(chǎn)量。因此不可能像其它國家一樣將木材作為粘膠生產(chǎn)的原材料。我國的棉花產(chǎn)量2006年已基本定在600萬噸/年的水平，實際需求量已接近1000萬噸，缺口近400萬噸，而由于人口問題和耕地面積不斷減少，繼續(xù)擴大植棉面積的潛力已極為有限，我國原棉的產(chǎn)需尚處“緊平衡”狀態(tài)，2007年，由于需求遠大于實際產(chǎn)能，棉短絨已從3000元/噸提高到6000元/噸，因此，開發(fā)一種新型可再生天然纖維素原料是我國粘膠發(fā)展的必由之路。
[0005]麻是天然纖維中僅次于棉花的第二大類纖維類別，全世界產(chǎn)量約為500萬噸左右，這里面黃麻大約占總產(chǎn)量的60% — 70%。全世界生產(chǎn)黃麻最多的國家是印度、孟加拉國，中國名列第三。我國黃麻生產(chǎn)地主要分布在長江流域和江南的水稻地區(qū)以廣東、浙江、福建、江西、四川、江蘇、湖南、湖北省種植較多，廣西、安徽、山東和臺灣等省次之，近幾年年產(chǎn)量在30-70萬噸之間。此外麻纖維具有天然抑菌性和防紫外線性，如能通過主動設(shè)計，在漿柏生產(chǎn)中注意保留這種特性，采用原麻為原料的粘膠纖維將是一種功能性纖維，其附加值會大大提高。
[0006]羊毛是人類使用久遠的天然蛋白質(zhì)纖維資源。根據(jù)國際毛紡織組織發(fā)布的最新統(tǒng)計數(shù)字，在過去的8年中，世界羊毛總產(chǎn)量下降了 1.6億kg凈毛，而服裝用羊毛的產(chǎn)量下降了 18%。在2009— 2010年，羊毛產(chǎn)量再次下降，這說明羊毛資源面臨短缺。羊毛是我國畜產(chǎn)品中進口量最大的產(chǎn)品之一，目前進口量已占國內(nèi)羊毛產(chǎn)量的2/3，成為世界上最大的羊毛進口國之一，而國產(chǎn)羊毛在質(zhì)量上與進口羊毛相比處于劣勢，羊毛短粗，在國際市場上沒有競爭力。我國每年羊毛的加工使用中產(chǎn)生很多劣質(zhì)羊毛，廢舊毛和數(shù)量豐富的毛紡廢棄物，下腳料，每年要處理掉來自于紡織廠的羊毛副產(chǎn)品，不適合紡紗的劣質(zhì)原羊毛以及屠場的角、趾甲和羽毛等有機廢物超過400萬噸。如果將這些廢棄羊毛丟掉，無疑是一種資源浪費，也會對環(huán)境造成污染。如果能將這些廢棄資源再生利用，不僅可緩解羊毛資源短缺的現(xiàn)狀，而且也會給其他畜毛的再生利用提供參考。
[0007]蠶絲是由熟蠶結(jié)繭時分泌的絲液凝固而成的連續(xù)長纖維，為蛋白質(zhì)纖維，屬多孔性物質(zhì)，制成的織物透氣性好，吸濕性極佳，穿著服用舒適高檔，被世人譽為“纖維皇后”。蠶絲一般用于織制各種綢緞、針織物、工業(yè)、國防和醫(yī)藥用品，是重要的紡織原料之一。但是由于養(yǎng)蠶的成本較高且蠶絲產(chǎn)量較低，導(dǎo)致其價格昂貴，在日常消費中的制約較大。而廢舊蠶絲和蠶絲下腳料一般被加工成蠶絲被等用品，蠶絲被的售價相比蠶絲纖維低得多，利用價值較低。
[0008]當(dāng)前中高檔天然蛋白纖維面料越來越受廣大民眾的青睞，但是由于蠶絲、羊絨等天然蛋白纖維的價格居高不下，使得普通大眾難以接受。進入21世紀(jì)以來蛋白改性纖維素纖維和麻漿纖維的開發(fā)進入了白熱化時期，各大企事業(yè)單位和科研院校分別對植物蛋白，如花生、玉米、大豆，動物蛋白如動物毛發(fā)、羽毛、蠶蛹及蠶絲，各種麻漿再生纖維素纖維如劍麻、黃紅麻、羅布麻、香蕉麻、菠蘿麻進行了大量的研究。
[0009]申請?zhí)枮?00410010327.3的中國專利公開了一種大豆蛋白纖維素纖維的制造方法，它是將大豆中分離提純的大豆蛋白質(zhì)溶解在40-60°C、濃度為1-5%的氫氧化鈉水溶液中，加入引發(fā)劑和丙烯酰胺進行反應(yīng)之后按比例加入纖維素黃酸酯中生產(chǎn)大豆蛋白纖維素粘膠長絲和粘膠短纖維；申請?zhí)枮?00710097723.8的中國專利公開了一種動物蛋白和植物纖維制造蛋白粘膠纖維方法，利用動物毛、皮等作原料制成蛋白液，提取動物蛋白質(zhì)和植物纖維共紡。申請?zhí)枮?00810136626.X的中國專利公開了一種蛋白質(zhì)纖維素纖維的制造方法，首先制取蛋白質(zhì)溶液，將所述蛋白質(zhì)溶液與粘膠溶液混合，最后采用濕法紡絲而成。申請?zhí)枮?00910048098.7的中國專利公開了一種蛋白質(zhì)保有量聞的大?蛋白/纖維素復(fù)合纖維制備方法，。該方法通過采用氫氧化鈉/硫脲/尿素混合水溶液作為溶劑來溶解纖維素制備高濃度的纖維素溶液，并通過硫脲/尿素混合水溶液對大豆分離蛋白進行預(yù)處理后在所得懸浮液中加入氫氧化鈉直接溶解得到大豆蛋白溶液；將纖維素溶液和大豆蛋白溶液按照比例攪拌混合得到的復(fù)合溶液再經(jīng)脫泡、紡絲機噴絲、凝固、牽伸、水洗、干燥、上油工藝后經(jīng)卷繞制備得到機械性能優(yōu)良、蛋白質(zhì)保有量高的大豆蛋白/纖維素復(fù)合纖維。申請?zhí)枮?00910172139.3的中國專利公開了一種花生蛋白纖維素共混復(fù)合纖維及制備方法，包括花生分離蛋白和纖維素。其制備方法為:(1)配制花生蛋白溶液；(2)配制纖維素溶液；(3)將生蛋白溶液和纖維素溶液按比例充分混勻，再經(jīng)過板框壓濾機過濾，真空靜止脫泡后，于室溫下，在凝固浴中通過濕法紡絲法制備花生蛋白纖維素共混纖維；(4)共混纖維經(jīng)脫硫、水洗、脫水、縮醛處理、水洗、上油、干燥致密、卷曲、定型得到。申請?zhí)枮?00910154855.9的中國專利公開了一種再生蠶絲蛋白纖維的生產(chǎn)方法，包括以下步驟:將蠶絲原料洗滌后烘干，然后將上述蠶絲材料放入堿液中，水解得再生蠶絲蛋白原液，烘干后制得再生蠶絲蛋白粉；將制得的再生蠶絲蛋白粉加水?dāng)嚢璧玫皆偕Q絲蛋白飽和液；將再生蠶絲蛋白飽和液:再生膠原液:助劑按10-50 %: 85-45 %: 5 %的比例混合，混合均勻后紡絲制得再生蠶絲蛋白纖維。申請?zhí)枮?01010184697.4的中國專利公開了牛奶蛋白共混再生纖維素纖維及其制備工藝。專利號為200710097723.8的中國專利公開了一種動物蛋白和植物纖維制造蛋白粘膠纖維的方法，首先將牛毛、豬毛或雞毛的下腳料進行處理后得到變性蛋白液，將變性蛋白液加入到粘膠纖維的混合工序中進行生產(chǎn)，后經(jīng)過鉻鹽處理進行固化后得到成品。專利號為201210033741.0的中國專利公開了一種羊毛蛋白復(fù)合粘膠纖維的生產(chǎn)工藝，本發(fā)明提供了一種羊毛蛋白復(fù)合粘膠纖維的生產(chǎn)工藝，屬于粘膠纖維領(lǐng)域。通過羊毛蛋白紡絲液的制備、羊毛蛋白液與粘膠紡絲液共混、紡絲、凝固與固化以及后處理工序，得到羊毛蛋白粘膠纖維。
[0010]專利號為201110400581.4的中國專利公開了一種再生動物微粉蛋白纖維素纖維及其制備方法，本發(fā)明公開了一種再生動物微粉蛋白纖維素纖維及其制備方法，制備包括以下步驟:將納米級的動物微粉蛋白加入到分散劑溶液中，攪拌均勻，過濾后得到20?35wt%的動物微粉蛋白液；以纖維素漿柏為原料制備粘膠，在溶解步驟中，加入變性劑制得變性粘膠，將動物微粉蛋白液按其中的動物微粉占成品纖維重量I?30wt%的比例，力口入到變性粘膠中并攪拌均勻，制備成動物微粉共混粘膠，經(jīng)脫泡、過濾后引入凝固浴紡絲成型，然后經(jīng)絲條牽伸和后處理步驟得到動物微粉蛋白粘膠纖維。專利號為200910153053.6的中國專利公開了蠶絲蛋白共混再生纖維素纖維及其制備工藝，本發(fā)明工藝包括如下步驟:(1)納米級蠶絲蛋白粉的制備；(2)纖維素纖維的制備。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:本發(fā)明克服了蠶絲蛋白粉粉碎超細化難的問題，采用自行研發(fā)的納米碎設(shè)備，生產(chǎn)的蠶絲蛋白粉粒徑在50?100納米以內(nèi)的達100%。
[0011]綜合目前國內(nèi)外所公開的蛋白纖維的生產(chǎn)技術(shù)，無論是粘膠纖維或其它濕法紡絲的合成纖維，生產(chǎn)方法主要有兩種，第一種是先將動物或植物蛋白進行溶解處理得到蛋白液，然后再加入到傳統(tǒng)的纖維生產(chǎn)工藝中進行濕法紡絲；第二種是先將動物或植物蛋白進行粉碎細化處理制成納米或微米狀，采用共混改性的方式加入粘膠液中進行濕法紡絲成型。一方面將蛋白質(zhì)溶解采用蛋白液的方式會完全破壞了蛋白質(zhì)纖維原有的空腔結(jié)構(gòu)，不采用交聯(lián)處理，在凝固浴或精煉過程中流失較大，如采用交聯(lián)處理勢必會使用醛類物質(zhì)進行縮醛化或使用重金屬鉻鹽進行變性固化，不但影響到了蛋白纖維的品質(zhì)，而且這類有毒的物質(zhì)還會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。另一方面采用添加納米或微米狀蛋白顆粒的方式，雖然避免了上述問題，但蛋白顆粒在纖維中硬性存在，嚴(yán)重影響到了纖維的強力指標(biāo)和手感。
[0012]本發(fā)明就是根據(jù)市場需要，以麻材漿柏為原料，通過主動設(shè)計將下腳料蠶絲或羊毛，經(jīng)除雜、溶脹細化、改性等一系列工藝處理，通過特定的改性、變性助劑融合于纖維上，然后生產(chǎn)出麻漿改性蛋白纖維素纖維。所生產(chǎn)出的纖維不僅具有麻材纖維素纖維特性，同時還具有天然蛋白纖維的柔和、滑爽的特點。不僅能夠替代蠶絲、羊絨，其風(fēng)格特點更是優(yōu)于蠶絲和羊絨，特別是它的吸濕和染色性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)和產(chǎn)品所存在的不足之處，提供一種一種絲麻纖維素纖維，高性能麻漿改性蛋白纖維素纖維及其制備方法，利用該方法制備的絲麻纖維素纖維具有強度高，手感滑爽、柔軟以及麻感，纖維截面鋸齒狀圓滑，呈天然麻材的類中空截面，對環(huán)境友好且有較好的服用性能、紡織加工性能，并且蛋白質(zhì)材料均勻分散在纖維的內(nèi)部，耐多次洗滌不脫落，此外，在不影響正常紡絲的情況下，生產(chǎn)過程通過加入表面活性劑及變性劑，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，盡最大程度的提高粘膠紡絲液的質(zhì)量，使粘膠紡絲液具有良好的過濾性能，可紡性良好。
[0014]本發(fā)明提供一種絲麻纖維素纖維，所述纖維素纖維的干斷裂強度為1.8^2.5cN/dtex、濕斷裂強度為0.9?1.6cN/dtex。
[0015]作為優(yōu)選，所述纖維素纖維的干斷裂伸度為16?24%、殘硫量彡12mg/100g。
[0016]作為優(yōu)選，所述纖維素纖維的超長纖維率彡1.0%、倍長纖維彡20mg/100g、疵點^ 12.0 mg/100g。
[0017]作為優(yōu)選，所述纖維素纖維的干斷裂強力變異系數(shù)(CV) ( 18%。
[0018]作為優(yōu)選,所述纖維素纖維的對金黃色葡萄球菌的抑菌率> 90.0%、對大腸桿菌的抑菌率彡90.0%、對白色念珠菌的抑制率彡80.0%。
[0019]關(guān)于纖維的物理指標(biāo)為粘膠纖維的常規(guī)指標(biāo)，其中抗抑菌指標(biāo)為優(yōu)先的指標(biāo)，按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB-T 20944.3-2008《紡織品抗菌性能的評價第3部分:振蕩法》進行檢測的，標(biāo)準(zhǔn)要求對金黃色葡萄球菌的抑菌率> 70.0%、對大腸桿菌的抑菌率> 70.0%、對白色念珠菌的抑制率> 60.0%為滿足抗抑菌要求，但本發(fā)明成品纖維對金黃色葡萄球菌的抑菌率> 90.0%、對大腸桿菌的抑菌率> 90.0%、對白色念珠菌的抑制率> 80.0%，為什么抗抑菌尤為突出呢？ 一方面:本發(fā)明粘膠纖維的基材為麻漿，本身具有優(yōu)異的抗抑菌功能，另一方面本發(fā)明的分散乳化劑(用來分散乳化蛋白質(zhì)微粉)采用了烷基糖苷，有眾多的考慮:
纖維的機械指標(biāo)滿足并優(yōu)于國標(biāo)GB/T粘膠短纖維的標(biāo)準(zhǔn)值，抗抑菌指標(biāo)優(yōu)于國標(biāo)GB-T 20944.3-2008《紡織品抗菌性能的評價第3部分:振蕩法》的標(biāo)準(zhǔn)值。
[0020]一種絲麻纖維素纖維的制備方法，包括麻漿粘膠紡絲原液的制備、蛋白質(zhì)分散乳化液的制備、麻漿蛋白改性紡絲原液的制備和紡絲及后處理。
[0021]所述麻漿粘膠紡絲原液的制備包括麻漿纖維素的浸壓粉、麻堿纖維素的老成、麻堿纖維素的黃化和麻堿纖維素的溶解及熟成，具體如下:
(O將聚合度為400-800、甲纖含量彡90%的麻漿柏在濃度為248±2g/l，溫度為54±2°C的氫氧化鈉、表面活性劑占麻衆(zhòng)中甲纖0.02、.15 wt%的溶液中一次浸潰后進行一次壓榨得到甲纖為24.5 ±3%,含堿為17 ±2.0%的一次堿纖維素,再在濃度為178±2g/l,溫度為51±2°C的氫氧化鈉溶液中進行二次浸潰經(jīng)二次壓榨后得到甲纖為29.5±1%、含堿14.3±0.5%的二次堿纖維素，加入對甲纖0.0Γ0.05 wt%的粉碎變性劑后進行粉碎處理得到堿纖粉碎度< 180s的堿纖維素。
[0022]針對麻漿密度大，結(jié)構(gòu)致密的特點，適當(dāng)提高浸潰堿濃及溫度，加入浸潰表面活性劑和粉碎變性劑提高浸潰滲透和粉碎效果。
[0023](2)將堿纖維素在調(diào)溫風(fēng)溫度為<60°C條件下進入老成鼓老成后得到銅氨粘度為5.00±1.00 mPa.s,半纖含量< 3%的喊纖維素。
[0024](3)堿纖維素進行黃化，CS2加入量對甲纖30?40%，黃化真空度彡_82kPa，黃化初溫26.5?30.50C，黃化終溫29?34°C，黃化時間35?55min ； (4)在溶解步驟中，加入占粘膠中α纖維素1.(Γ2.0wt%的變性劑，溶解f 2小時，后經(jīng)混合、過濾、脫泡以及熟成后制得甲纖9.0±0.2%、含堿4.80 ±0.2%、粘度50.0 ± 5s、熟成度14.0±2mL (10%氯化銨)，過濾阻滯常數(shù)Kw值彡200的變性粘膠液。
[0025]所述蛋白質(zhì)分散乳化液的制備包括預(yù)溶脹處理和分散乳化及超細研磨，具體如下:
(1)預(yù)溶脹處理:將蛋白質(zhì)粗粉加入到0.9?1.2wt%的堿溶液中，在溫度為20±3°C浸泡20?30分鐘后，調(diào)節(jié)PH至6-7.5，在溫度為60±2°C進行水洗除去油脂及其它雜質(zhì)成分，過濾后在70±3°C進行烘干，然后采用陶瓷輥進行預(yù)粉碎至干態(tài)下f 2_的蛋白質(zhì)粉體；
(2)分散乳化及超細研磨:將預(yù)粉碎后的蛋白質(zhì)粉體加入到烷基糖苷占蛋白質(zhì)粉體重量的0.5?1.2wt%的烷溶液中進行攪拌，轉(zhuǎn)速為10(Γ150轉(zhuǎn)/分，在溫度為40±3°C吸水溶脹2?3小時，然后采用星型球磨機研磨分散至濕態(tài)下粒徑為0.8^1.4微米的含蛋白粉質(zhì)量為25?30wt%的蛋白質(zhì)分散乳化液。
[0026]采用烷基糖苷為分散乳化劑，溶解性好，耐強堿和電解質(zhì)，有良好的增稠能力，作為蛋白微粉分散乳化劑分散效果好，使蛋白微粉乳液具有一定的粘度，計量更準(zhǔn)確；與皮膚相溶性好，顯著改善配方的溫和性，無毒、無刺激、易生物降解；烷基多糖苷表面張力低、無濁點、HLB值可調(diào)、濕潤力強、配伍性強、無毒、無害、對皮膚無刺激，生物降解迅速徹底，可與任何類型表面活性劑復(fù)配，協(xié)同效應(yīng)明顯，具有較強的廣譜抗菌活性，對本產(chǎn)品抗抑菌性進一步增強、易于稀釋、無凝膠現(xiàn)象，使用方便，耐強堿、耐強酸、耐硬水、抗鹽性強；避免使用堿液對蛋白粉體的溶蝕所造成的結(jié)構(gòu)破壞，避免研磨分散剪切力對蛋白質(zhì)造成結(jié)構(gòu)破壞或變性；在纖維成型時，粘膠液中大分子基團與蛋白質(zhì)粉體及烷基糖苷活性基團進行共聚交聯(lián)反應(yīng)，在紡絲過程中互相嵌套，形成交聯(lián)網(wǎng)，從而增加分子鏈間結(jié)合性，使纖維素纖維內(nèi)部結(jié)構(gòu)得到改變，從而提高其力學(xué)強度及柔韌順滑性。
[0027]所述麻將蛋白改性紡絲原液的制備，具體如下:通過紡前注射系統(tǒng)，將蛋白粉體成品纖維重量f 10wt%的比例，通過計量泵加入到動態(tài)混合器，同時變性粘膠液通過粘膠流量計加入到動態(tài)混合器，混合均勻后制備成麻漿蛋白改性紡絲原液。
[0028]采用放前注射工藝進行纖維生產(chǎn)，因為蛋白質(zhì)微粉是溶于堿液的，在紡絲前加入是盡量的縮短蛋白質(zhì)微粉同粘膠液(含氫氧化鈉5.8%左右)，減少氫氧化鈉對蛋白質(zhì)微粉的侵蝕和溶解，盡可能的保證成品纖維中的蛋白質(zhì)含量。
[0029]所述紡絲及后處理，具體如下:將制備好的麻漿蛋白改性紡絲原液經(jīng)過濾后引入凝固浴紡絲成型，所述凝固浴的組成為硫酸7(Tl20g/l、硫酸鋅(Γ4.5g/l、硫酸鈉32(T350g/l，溫度為40-60°C，然后經(jīng)絲條牽伸和后處理步驟得到麻漿改性蛋白纖維素纖維，所述后處理步驟中脫硫采用亞硫酸鈉或硫代硫酸鈉脫硫，濃度為reg/i，溫度為40^52 0C，纖維不經(jīng)過漂白處理。
[0030]此外，需要注意的是，所述的浸潰表面活性劑為親水性較強的陰離子表面活性劑磺化蓖麻油或烷基銨聚氧乙烯乙二醇的一種或兩種，所述的粉碎變性劑為脂肪醇聚氧乙烯乙二醇醚或羥乙基脂肪胺中的一種或兩幾種；所述的溶解步驟中加入的變性劑為聚乙二醇1500或尿素的一種或兩種；所述麻漿是由劍麻、羅布麻、黃紅麻、香蕉麻、菠蘿麻、大麻、茼麻中的一種或幾種采用亞硫酸鹽法制漿而成；所述蛋白質(zhì)為蠶絲蛋白、羊毛蛋白或羽毛蛋白的一種或幾種。
[0031]采用本技術(shù)方案的有益效果:本發(fā)明的絲麻纖維素纖維具有強度高，手感滑爽、柔軟以及麻感，纖維截面鋸齒狀圓滑，呈天然麻材的類中空截面，對環(huán)境友好且有較好的服用性能、紡織加工性能、抗抑菌效果明顯，并且蛋白質(zhì)材料均勻分散在纖維的內(nèi)部，耐多次洗滌不脫落。此外，在不影響正常紡絲的情況下，生產(chǎn)過程通過加入表面活性劑及變性劑，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，盡最大程度的提高麻漿粘膠紡絲液的質(zhì)量，使粘膠紡絲液具有良好的過濾性能，可紡性良好。
[0032]麻漿柏由于自身的結(jié)構(gòu)特點，戊糖及果膠含量較高，結(jié)構(gòu)致密手感發(fā)硬，蛋白質(zhì)遇濃度較高的堿液和高溫會溶解流失，遇重金屬會變性發(fā)硬等原因，為了更好的優(yōu)化工藝，增加成品纖維的手感，本發(fā)明針對麻漿以及蛋白的特性對生產(chǎn)工藝做了針對性的調(diào)整:
I)、浸潰過程表面活性劑的優(yōu)選加入，改變麻漿柏與堿液接觸的表面性質(zhì)，使?jié){柏能迅速而充分均勻地被堿液浸透，還可防止堿纖維素的絮凝和結(jié)塊作用。浸潰壓榨后的堿纖維素在同樣條件下進行粉碎，堿纖維素的體積明顯地蓬松，經(jīng)測定粉碎后堿纖維素的定積重量，比不加表面活性劑的堿纖維素輕1(Γ20%左右，制得的粘膠的過濾性能起到一定的輔助作用。
[0033]2)、粉碎過程表面活性劑的優(yōu)選加入，避免了麻堿纖維素的更容易結(jié)塊，提高了堿纖維素的粉碎度和粉碎均勻性；有助于二硫化碳向大塊堿纖維素中擴散，使其滲透到反應(yīng)區(qū)域上，這樣能提高黃酸基分布的均勻性，使纖維素黃酸酯易于溶解。同時使纖維素黃酸酯的粘性較小，減輕黃化機的負(fù)載和耗電量:
表面活性劑名稱表面話性劑用置(對甲纖)平均耗電璽(kmh/m
HI化蓖麵0.13101.2
烷基鑄繫氧乙烯乙二酵0.13101.1
乙二義1驗?zāi)X酸醒__ail__109.5。
失水山樂_三油Il酯 0.13 110.3 幾乙二酵二油釀麵__003__Π5.4
[0034]3)、變性劑的優(yōu)選加入，可以使剛成型的粘膠纖維表面生成半透膜層，它能抑制氫離子的擴散，而不妨礙鋅離子的滲透，造成纖維中的殘留黃酸基增加，并使生產(chǎn)的黃酸鋅更加的穩(wěn)定，增大纖維的皮層比例。
[0035]4)、采用烷基糖苷為分散乳化劑，一方面避免使用堿液對蛋白粉體的溶蝕所造成的結(jié)構(gòu)破壞，避免研磨分散剪切力對蛋白質(zhì)造成結(jié)構(gòu)破壞或變性；另一方面在纖維成型時，粘膠液中大分子基團與蛋白質(zhì)粉體及烷基糖苷活性基團進行共聚交聯(lián)反應(yīng)，在紡絲過程中互相嵌套，形成交聯(lián)網(wǎng)，從而增加分子鏈間結(jié)合性，使纖維素纖維內(nèi)部結(jié)構(gòu)得到改變，從而提高其力學(xué)強度及柔韌順滑性。
[0036]5)、變性劑存在的情況下，無鋅或低鋅的紡絲工藝及特殊的精煉工藝使纖維截面呈現(xiàn)類原麻的空腔結(jié)構(gòu)，避免了蛋白質(zhì)的進一步流失，纖維具有蠶絲羊絨般的色澤及手感。

【具體實施方式】
[0037]為便于說明，下面對本發(fā)明的絲麻纖維素纖維及其制備方法做詳細說明。
[0038]實施例1:
一種絲麻纖維素纖維的制備方法，具體制備方法如下:
一、麻漿粘膠紡絲原液的制備:
1.麻漿纖維素的浸壓粉
將聚合度為400、甲纖含量> 90%的麻漿柏在濃度為250g/l，溫度為52°C的氫氧化鈉、表面活性劑占麻漿中甲纖0.03wt%的溶液中一次浸潰后進行一次壓榨得到甲纖為22.5%，含堿為16%的一次堿纖維素，再在濃度為178g/l，溫度為50°C的氫氧化鈉溶液中進行二次浸潰經(jīng)二次壓榨后得到甲纖為28.5%、含堿14.0%的二次堿纖維素，加入對甲纖0.03被％的粉碎變性劑后進行粉碎處理得到堿纖粉碎度< 180s的堿纖維素。
[0039]2.麻堿纖維素的老成
將堿纖維素在調(diào)溫風(fēng)溫度為< 60°C條件下進入老成鼓老成后得到銅氨粘度為
4.0OmPa.s,半纖含量< 3%的喊纖維素。
[0040]3.麻堿纖維素的黃化
堿纖維素進行黃化，CS2加入量對甲纖32%，黃化真空度< -82kPa，黃化初溫27.5°C，黃化終溫32°C，黃化時間40min。
[0041]4.麻堿纖維素的溶解及熟成
在溶解步驟中，加入占粘膠中α纖維素1.2wt%的變性劑，溶解I小時，后經(jīng)混合、過濾、脫泡以及熟成后制得甲纖9.0 %、含堿4.9 %、粘度48s、熟成度13.2mL (10%氯化銨)，過濾阻滯常數(shù)Kw值彡200的變性粘膠液。
[0042]二、蛋白質(zhì)分散乳化液的制備:
1.預(yù)溶脹處理:將蛋白質(zhì)粗粉加入到1.lwt%的堿溶液中，在溫度為21°C浸泡24分鐘后，調(diào)節(jié)PH至6.5，在溫度為61°C進行水洗除去油脂及其它雜質(zhì)成分，過濾后在72°C進行烘干，然后采用陶瓷輥進行預(yù)粉碎至干態(tài)下平均粒徑1.2mm的蛋白質(zhì)粉體。
[0043]2.分散乳化及超細研磨:將預(yù)粉碎后的蛋白質(zhì)粉體加入到烷基糖苷占蛋白質(zhì)粉體重量的0.5^1.2wt%的溶液中進行攪拌，轉(zhuǎn)速為110轉(zhuǎn)/分，在溫度為42°C吸水溶脹3小時，然后采用星型球磨機研磨分散至濕態(tài)下平均粒徑為1.2微米的含蛋白粉質(zhì)量為28wt%的蛋白質(zhì)分散乳化液。
[0044]三、麻漿蛋白改性紡絲原液的制備:
通過紡前注射系統(tǒng)，將蛋白粉體成品纖維重量5wt%的比例，通過計量泵加入到動態(tài)混合器，同時變性粘膠液通過粘膠流量計加入到動態(tài)混合器，混合均勻后制備成麻漿蛋白改性紡絲原液。
[0045]四、紡絲及后處理:
所述麻將蛋白改性紡絲原液的制備，具體如下:
將制備好的麻漿蛋白改性紡絲原液經(jīng)過濾后引入凝固浴紡絲成型，所述凝固浴的組成為硫酸100g/l、硫酸鋅2.9g/l、硫酸鈉335g/l，溫度為40°C，然后經(jīng)絲條牽伸和后處理步驟得到麻漿改性蛋白纖維素纖維，所述后處理步驟中脫硫采用亞硫酸鈉或硫代硫酸鈉脫硫，濃度為4g/l，溫度為40°C，纖維不經(jīng)過漂白處理。
[0046]經(jīng)過對上述方法制備的1.67dtexX38mm纖維素纖維檢測，得到如下結(jié)果:

【權(quán)利要求】
1.一種絲麻纖維素纖維，其特征是:所述纖維素纖維的干斷裂強度為1.8?2.5cN/dtex、濕斷裂強度為0.9?1.6cN/dtex。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絲麻纖維素纖維，其特征是:所述纖維素纖維的干斷裂伸度為16?24%、殘硫量彡12mg/100g。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的絲麻纖維素纖維，其特征是:所述纖維素纖維的超長纖維率(1.0%、倍長纖維彡 20mg/100g、疵點彡 12.0 mg/100g。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的絲麻纖維素纖維，其特征是:所述纖維素纖維的干斷裂強力變異系數(shù)(CV) ( 18%。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的絲麻纖維素纖維，其特征是:所述纖維素纖維的對金黃色葡萄球菌的抑菌率> 90.0%、對大腸桿菌的抑菌率> 90.0%、對白色念珠菌的抑制率> 80.0%。
6.一種絲麻纖維素纖維的制備方法，其特征是:包括麻漿粘膠紡絲原液的制備、蛋白質(zhì)分散乳化液的制備、麻漿蛋白改性紡絲原液的制備和紡絲及后處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的絲麻纖維素纖維的制備方法，其特征是:所述麻漿粘膠紡絲原液的制備包括麻漿纖維素的浸壓粉，具體如下: 將聚合度為400-800、甲纖含量彡90%的麻漿柏在濃度為248±2g/l，溫度為54±2°C的氫氧化鈉、表面活性劑占麻漿中甲纖0.02、.15 wt%的溶液中一次浸潰后進行一次壓榨得到甲纖為24.5±3%，含堿為17±2.0%的一次堿纖維素，再在濃度為178±2g/l，溫度為51±2°C的氫氧化鈉溶液中進行二次浸潰經(jīng)二次壓榨后得到甲纖為29.5±1%、含堿14.3±0.5%的二次堿纖維素，加入對甲纖0.0Γ0.05 wt%的粉碎變性劑后進行粉碎處理得到堿纖粉碎度< 180s的堿纖維素。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的絲麻纖維素纖維的制備方法，其特征是:還包括溶解及熟成，具體如下: 在溶解步驟中，加入占粘膠中α纖維素1.(Γ2.0wt%的變性劑，溶解廣2小時，后經(jīng)混合、過濾、脫泡以及熟成后制得甲纖9.0±0.2%、含堿4.80 ±0.2%、粘度50.0 ± 5s、熟成度14.0±2mL (10%氯化銨)，過濾阻滯常數(shù)Kw值彡200的變性粘膠液。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的絲麻纖維素纖維的制備方法，其特征是:所述蛋白質(zhì)分散乳化液的制備包括預(yù)溶脹處理和分散乳化及超細研磨，具體如下: (1)預(yù)溶脹處理:將蛋白質(zhì)粗粉加入到0.9?1.2wt%的堿溶液中，在溫度為20±3°C浸泡20?30分鐘后，調(diào)節(jié)PH至6-7.5，在溫度為60±2°C進行水洗除去油脂及其它雜質(zhì)成分，過濾后在70±3°C進行烘干，然后采用陶瓷輥進行預(yù)粉碎至干態(tài)下f 2_的蛋白質(zhì)粉體； (2)分散乳化及超細研磨:將預(yù)粉碎后的蛋白質(zhì)粉體加入到烷基糖苷占蛋白質(zhì)粉體重量的0.5?1.2wt%的烷溶液中進行攪拌，轉(zhuǎn)速為10(Γ150轉(zhuǎn)/分，在溫度為40±3°C吸水溶脹2?3小時，然后采用星型球磨機研磨分散至濕態(tài)下粒徑為0.8^1.4微米的含蛋白粉質(zhì)量為25?30wt%的蛋白質(zhì)分散乳化液。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的絲麻纖維素纖維的制備方法，其特征是:所述紡絲及后處理，具體如下: 將制備好的麻漿蛋白改性紡絲原液經(jīng)過濾后引入凝固浴紡絲成型，所述凝固浴的組成為硫酸7(Tl20g/l、硫酸鋅(Γ4.5g/l、硫酸鈉32(T350g/l，溫度為40-60°C，然后經(jīng)絲條牽伸和后處理步驟得到麻漿改性蛋白纖維素纖維，所述后處理步驟中脫硫采用亞硫酸鈉或硫代硫酸鈉脫硫，濃度為4飛g/Ι，溫度為4(T52°C，纖維不經(jīng)過漂白處理。
【文檔編號】D01F2/20GK104195663SQ201410380285
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月5日
【發(fā)明者】劉逸新, 姜明亮 申請人:青島百草纖維科技有限公司