[發明專利]通過干噴濕法制備抗原纖化纖維素纖維的方法

有效

• 申請號: 201210564695.7
• 申請日: 2012-12-21
• 公開（公告）號: CN103046146A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 李曉俊;孫玉山;李念珂;徐紀剛;段先泉;朱慶松;陸伊倫
• 申請（專利權）人: 中國紡織科學研究院
• 主分類號: D01D5/06
• 分類號: D01D5/06;D01D1/02;D01F2/02;D01F1/02
• 代理公司: 北京元中知識產權代理有限責任公司 11223
• 代理人: 王明霞

技術領域

本發明涉及一種通過干噴濕法制備抗原纖化纖維素纖維的方法。

背景技術

纖維素是地球上儲藏量最豐富的可再生資源之一，以其為原料制備的纖維包括粘膠纖維、銅氨纖維、Lyocell纖維，其中粘膠纖維包括粘膠長絲、粘膠簾線絲、普通型粘膠短纖、高濕模量粘膠短纖等品種。

隨著社會進步、人們環保意識的日益增強，粘膠纖維制備工藝的高污染、高能耗問題越來越受到人們的關注，在這些問題嚴重制約了粘膠纖維進一步廣泛應用的同時，也激發了人們對于新溶劑法纖維素纖維的期望和關注。有關新溶劑法纖維素纖維的研究一直以來從沒有間斷，人們開發出了包括水系溶劑和非水系溶劑在內的一系列纖維素溶劑，其中水系溶劑包括無機酸類、Lewis酸類、無機堿類、有機堿類、配合物類等，非水系溶劑包括LiCl/DMA、NH3/NH4SCN、PF/DMSO、NMMO等，其中的大部分溶劑都不同程度的存在污染、高能耗、不穩定、難回收等缺點，因此得以實現產業化的主要包括銅氨溶劑法和NMMO溶劑法，且這兩種方法由于回收和工藝上的難度，其生產規模難以和粘膠纖維相比。

NMMO溶劑法纖維素纖維，又稱為Lyocell纖維，由于其溶劑綠色環保可循環回收利用，且所制備的纖維強度高、光澤亮麗、手感順滑，普遍受到市場歡迎，目前已達到15萬噸的生產規模，但由于受工藝特征所限，纖維易于原纖化，僅在適于原纖化的場合得到應用，而在抗原纖化應用領域的產品開發很受限制。因此開發工藝上綠色環保、抗原纖化性能優異的纖維素纖維一直以來備受關注。

由于NMMO溶劑的綠色環保性，在NMMO溶劑法纖維素纖維基礎上，人們開展了許多通過工藝和后處理等方法來制備抗原纖化性能的研究，但是都因存在效果不突出、工藝復雜、增加污染等缺點而欠缺應用潛力，至今這些技術仍然停留在實驗室中。

離子液體是一類由有機陰陽離子結構組成的溶劑，雖然早在1914年就有研究報道，但是直到2001年被發現可以用于直接溶解纖維素后，才在纖維素的研究和應用領域備受關注。目前已經發現有各種結構的離子液體可以用于纖維素的直接溶劑，DE102004031025.4、CN200580016490.3、CN02823875.3、CN200580021417.5、CN200710063741.4、CN200710100297.9等專利分別報道了采用離子液體為溶劑用于溶解和成型纖維素制品的工藝。

在改善纖維素纖維的抗原纖化性能方面，專利號為WO2011048608A2和WO2011048609A2，名稱為“Process?of?manufacturing?low?fibrillating?cellulose?fibers”和“Process?ofmanufacturing?low?fibrillating?cellulose?fibers”的專利，描述了采用陰離子含碳數在6-9的離子液體為溶劑，同時通過控制牽伸倍率≤5的方法來控制原纖化。該法的缺陷是所用的溶劑碳鏈較長，在溶劑合成與回收、纖維素溶解和紡絲等方面難度大；且纖維不可以較大倍率的牽伸，也就難以高效制備纖度較細的纖維素纖維；同時該法制備的纖維的原纖化指數一般≤3或≤2，抗原纖化性能仍不及粘膠纖維。

申請號為CN200680048725.1的專利提到了采用離子液體為溶劑的濕法紡絲來制備原纖化指數≤2的纖維素纖維，其中陽離子為咪唑鎓陽離子，該方法制備的纖維素纖維的抗原纖化性能相比NMMO溶劑干噴濕法纖維素纖維有些改善但是仍然遠不及粘膠纖維的抗原纖化性能，同時采用濕法在紡絲速度方面遠不及干噴濕法。

有鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的目的在于提供一種通過干噴濕法制備抗原纖化纖維素纖維的方法，該方法污染小、具有較高的紡絲速度，制備的纖維具有非常優異的抗原纖化性能。

為了實現上述發明目的，本發明采取如下技術方案：

一種通過干噴濕法制備抗原纖化纖維素纖維的方法，包括如下步驟：

（1）將離子液體與纖維素混合均勻，在攪拌、真空條件下逐漸升溫至50~130℃，使纖維素溶解，得到可牽伸倍率≥5的纖維素溶液；

其中纖維素與離子液體的重量比為7：93~20：80；所述離子液體的熔點不大于50℃；

（2）所述纖維素溶液通過干噴濕法，經過噴絲孔進入間隙大小為50~300mm的間隙，經過5倍以上的拉伸，以及凝固、洗滌、卷繞、干燥的步驟，制得抗原纖化纖維素纖維；所述卷繞速度為15～120m/min。