[發(fā)明專利]一種纖維素長絲非織造材料及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210594097.8
• 申請日: 2022-05-27
• 公開（公告）號: CN115182096A
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 佘衛(wèi)軍
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州諾邦無紡股份有限公司
• 主分類號: D04H3/013
• 分類號: D04H3/013;D04H3/11;D04H3/02;D01D5/06;D01F2/08
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 何俊

本發(fā)明涉及非織造技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種纖維素長絲非織造材料及其制備方法，該制備方法包括：（1）將纖維素漿粕與溶劑混合使纖維素溶解，制得紡絲溶液；（2）將紡絲溶液由噴絲孔擠出形成紡絲細(xì)流，在空氣氣隙中進(jìn)行冷卻、牽伸；將紡絲細(xì)流經(jīng)過多段液體凝固浴，使溶劑擴(kuò)散、纖維素細(xì)流固化，形成纖維素絲束；（3）將纖維素絲束沉積、雜亂制成無序排列的長絲纖維網(wǎng)；（4）對長絲纖維網(wǎng)進(jìn)行水洗；（5）將長絲纖維網(wǎng)加固，制成纖維素長絲非織造材料。本發(fā)明可制備出均勻的長絲纖維網(wǎng)，可解決現(xiàn)有纖維素長絲非織造材料制備中纖維素溶劑擴(kuò)散不徹底、纖維素結(jié)晶度低，影響材料強(qiáng)度以及纖維素長絲雜亂成網(wǎng)困難等問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及非織造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種纖維素長絲非織造材料及其制備方法。

背景技術(shù)

纖維素是自然界中廣泛存在的可再生資源，它不僅存量巨大，而且每年新生成的纖維素高達(dá)70億噸，可謂取之不盡、用之不竭。再生纖維素纖維可取代以石油為原料生產(chǎn)的合成纖維，其來源豐富、性能優(yōu)異，可廣泛利用，能有效緩解全球能源危機(jī)。

目前，再生纖維素非織造材料基本都采用粘膠短纖維制成。但粘膠纖維在制備過程中會產(chǎn)生大量有毒、有害的廢水和廢氣，這些環(huán)保問題成為制約粘膠纖維非織造布發(fā)展的障礙。因此，尋找更加安全可靠的纖維素溶解體系和工藝，從源頭上消除污染一直是人們的追求目標(biāo)。

天絲（Lyocell）纖維的開發(fā)成功為人們提供了一種近乎完美的技術(shù)，它以N-甲基嗎啉-N-氧化物（NMMO）為溶劑，是一種不經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)采用干噴濕紡法即可制得的再生纖維素纖維。Lyocell纖維綠色環(huán)保，無有害物質(zhì)排放，可自然降解，且生產(chǎn)過程中的有機(jī)溶劑NMMO可99.5%回收再用，其毒性極低，不污染環(huán)境。現(xiàn)有天絲（Lyocell）非織造材料大多以Lyocell短纖維為原料，經(jīng)梳理成網(wǎng)、水刺加固制備而成，但這種短纖維非織造工藝過程復(fù)雜、加工成本高。而采用纖維素長絲直接成網(wǎng)制備的非織造布具有工藝流程短、能源消耗少、產(chǎn)品成本低的優(yōu)勢。

申請?zhí)朩O2021170608A1的專利公開了一種用于制造紡絲粘合不織布之方法及裝置，該制備方法為：含有溶劑的纖維素溶液經(jīng)噴嘴孔噴出并被牽伸形成長絲，將長絲經(jīng)過氣流凝固后沉積在穿孔輸送裝置上形成纖維網(wǎng)，纖維網(wǎng)經(jīng)溶劑洗滌、水刺加固、烘燥后制成紡絲粘合不織布。

經(jīng)分析，上述方案不足之處在于：其一，纖維素長絲采用氣流方式凝固，由于凝結(jié)氣流與纖維素長絲接觸時(shí)間短，纖維素溶液中溶劑擴(kuò)散并不徹底，造成纖維素長絲只能“部分凝結(jié)”，不易獲得完好、均一的結(jié)構(gòu)，降低了纖維素的結(jié)晶度，影響纖維強(qiáng)度；其二，該方案中水洗后的纖維素長絲直接進(jìn)入水刺加固，長絲在材料中呈縱向排列，造成材料的橫向強(qiáng)度較低，影響產(chǎn)品應(yīng)用。

目前，長絲成網(wǎng)的纖維原料主要為聚丙烯、聚酯等合成纖維，纖維素長絲非織造材料尚未工業(yè)化生產(chǎn)，其技術(shù)研究甚少。

綜上，從目前的技術(shù)研究上看，使用天絲（Lyocell）長絲制備非織造材料中存在的溶劑擴(kuò)散不均勻、凝固不充分的技術(shù)難題一直尚未解決；另外，由于所制備的纖維素長絲纖維方向性較強(qiáng)，后道不易進(jìn)行雜亂成網(wǎng)，造成長絲非織造材料縱、橫向斷裂強(qiáng)力差異較大，特別是材料的橫向斷裂強(qiáng)度較低，嚴(yán)重影響該產(chǎn)品應(yīng)用和推廣。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決纖維素長絲非織造材料制備中纖維素溶劑擴(kuò)散不徹底、纖維素結(jié)晶度低，影響材料強(qiáng)度以及纖維素長絲雜亂成網(wǎng)困難等問題，本發(fā)明提供一種纖維素長絲非織造材料及其制備方法，本發(fā)明可制備出均勻的長絲纖維網(wǎng)，解決纖維素長絲非織造材料橫向強(qiáng)力不足的問題。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案為：一種纖維素長絲非織造材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）將纖維素漿粕與溶劑混合使纖維素溶解，制得紡絲溶液。

（2）將紡絲溶液由噴絲孔擠出形成紡絲細(xì)流，在空氣氣隙中進(jìn)行冷卻、牽伸；將紡絲細(xì)流經(jīng)過多段液體凝固浴，使溶劑擴(kuò)散、纖維素細(xì)流固化，形成纖維素絲束。