一種多層結(jié)構(gòu)復(fù)合纖維的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明屬于纖維制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種皮芯復(fù)合或多層結(jié)構(gòu)纖維的制備方法，特別是一種甲殼素與纖維素復(fù)合纖維的制備方法。
【背景技術(shù)】
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[0002]甲殼素是甲殼經(jīng)過濃堿處理后脫去乙?；漠a(chǎn)物。甲殼素是由蝦、蟹等的外殼及菌類、藻類的細胞壁中提煉的一種天然生物高聚物。在自然界中甲殼素的年生物合成量在100億噸以上，是一種僅次于纖維素的蘊藏量極為豐富的有機再生資源。甲殼素具有良好的生物相容性、廣譜抗菌性以及免疫促進活性、生物降解性等功能。我國目前有300多個甲殼素生產(chǎn)廠家，已經(jīng)成為甲殼素生產(chǎn)和出口大國，加上甲殼素和甲殼素的下游產(chǎn)品的生產(chǎn)，我國實際上已經(jīng)形成了一個甲殼素和甲殼素生產(chǎn)的新興產(chǎn)業(yè)群。已有技術(shù)采用甲殼素溶液紡制成纖維，用于可吸收手術(shù)縫紉線和人造皮膚等醫(yī)療用途，但是純甲殼素纖維缺乏紡織后加工所需要的物理機械性能，成本很高，價格昂貴，其廣泛普及應(yīng)用受到限制。
[0003]纖維素纖維作為一種可再生性纖維，具有良好的吸濕透氣性、穿著舒適性好等優(yōu)點，應(yīng)用廣泛，為了滿足人們對纖維紡織品的多功能需求，可以通過在纖維紡絲過程中添加一些功能成分來實現(xiàn)功能纖維素纖維的生產(chǎn)。常規(guī)的粘膠纖維是一種再生纖維素纖維，但是由于在生產(chǎn)過程中有大量的廢水及廢氣生成，污染嚴重。纖維素氨基甲酸酯是一種纖維素酯，目前已經(jīng)作為纖維素磺酸酯的升級換代產(chǎn)品用于紡織，解決了環(huán)境的污染，實現(xiàn)了纖維素的充分利用。
[0004]目前，通過在纖維素纖維生產(chǎn)過程中添加甲殼素或者甲殼素來制備具有抗菌的粘膠纖維，采用這種方法制備的纖維中甲殼素或者甲殼素等成分在纖維內(nèi)部均勻分布，如專利CN01126469.1，一種保健型高濕模量粘膠纖維、制造方法及用途中公開了一種含有甲殼素的保健型高濕模量粘膠纖維，該纖維外表面上與人體接觸部分甲殼素的濃度很大程度上被稀釋，難以發(fā)揮甲殼素產(chǎn)品的生物活性，以致使纖維達不到應(yīng)有的殺菌、抗菌等功能實現(xiàn)。專利CN1120198C，甲殼素/纖維素共混膜或纖維材料及其制法和用途公開了一種敬愛殼素和纖維素共混材料及其用途和制備方法，通過該方法制備的共混纖維中甲殼素平均分布在纖維內(nèi)部，其抗菌等功效也受到很大影響。歸結(jié)起來，現(xiàn)有的制備含有甲殼素的纖維技術(shù)及其產(chǎn)品存在抗菌功效低，功能性差，制備技術(shù)復(fù)雜，生產(chǎn)工藝不合理等突出缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點，尋求提供一種多層結(jié)構(gòu)復(fù)合纖維的制備方法，該纖維具有皮芯型復(fù)合結(jié)構(gòu)，所述皮層為甲殼素與纖維素的混合物，芯層為纖維素，具有優(yōu)良的物理機械性能，其復(fù)合纖維由于采用皮芯復(fù)合結(jié)構(gòu)，皮層中甲殼素含量較高而具有良好的抗菌、止癢、消臭等保健功能，由于芯層中纖維素成份保持了纖維素纖維本身的優(yōu)良紡織服裝服用性能，可以用來制備各種具有保健功能的織物，尤其是內(nèi)衣保健紡織品材料；其制備方法工藝沒有污染，適宜于人們對甲殼素與纖維素復(fù)合纖維大規(guī)模的生產(chǎn)。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的甲殼素與纖維素復(fù)合纖維是由甲殼素和纖維素所組成的具有皮層和芯層結(jié)構(gòu)的皮芯型復(fù)合纖維，甲殼素的重量百分含量比2-50%，較好為
6-30% ;其中復(fù)合纖維的芯層為纖維素,纖維米用皮層和芯層結(jié)構(gòu)的皮芯型；甲殼素的分子量為20-40萬,脫乙酰度為75%-95% ;所述纖維素為聚合度400-800的棉纖維素、木纖維素中的一種或者兩種。
[0007]本發(fā)明甲殼素與纖維素復(fù)合纖維的制備方法是將甲殼素溶于稀氫氧化鈉溶液制備出1-10%濃度的甲殼素紡絲原液，纖維素溶于氫氧化鈉和尿素混合水溶液體系中制備濃度為4-20%的纖維素紡絲原液，將兩種溶液混合制備共混皮層紡絲原液，纖維素紡絲原液作為芯層紡絲原液；將纖維素紡絲原液通過皮芯復(fù)合紡絲機的芯層入口、將纖維素和甲殼素共混皮層紡絲原液通過皮芯復(fù)合紡絲機的皮層入口進入凝固浴紡絲成型，并經(jīng)過后處理工序得到皮芯結(jié)構(gòu)的甲殼素與纖維素復(fù)合纖維；其中的凝固采用濃度為1%_7%的氯化鈣水溶液和濃度為2%-10%的硫酸水溶液兩次凝固；后處理工序包括水洗、上油、漂白、烘干等。
[0008]甲殼素紡絲原液的制備:將分子量為20-40萬的甲殼素按1:2-1:10的比例浸泡在40%的氫氧化鈉水溶液中，低溫反應(yīng)得到堿化甲殼素，經(jīng)過過濾、脫泡等工藝，并利用冰水調(diào)節(jié)得到1.0-10.0%的甲殼素紡絲原液；脫乙酰度為75%-95%。
[0009]纖維素紡絲原液的制備:將聚合度400-800的棉纖維素、木纖維素中的一種或兩種按照氫氧化鈉:尿素:纖維素為3-6:1-10:0.5-10的重量百分配比制備1-10%的纖維素溶液，經(jīng)過低溫反應(yīng)溶解、過濾、脫泡等工藝得到纖維素紡絲原液。
[0010]共混皮層紡絲原液的制備:采用甲殼素紡絲原液與纖維素紡絲原液按體積比為1-1.5:1混合得到共混皮層紡絲原液，并且控制共混紡絲原液中甲殼素的重量百分比含量為10-80% ;將重量百分比為1-10%的甲殼素的氫氧化鈉(NaOH)溶液與重量百分比為1-10%的纖維素的NaOH和尿素的溶液按照1:1-10的重量比進行混合，經(jīng)過濾、脫泡工藝制得皮層紡絲原液；芯層紡絲液為重量百分比為1-10%纖維素的NaOH和尿素的水溶液經(jīng)過過濾、脫泡工藝制得。
[0011]甲殼素與纖維素復(fù)合纖維的制備:將甲殼素與纖維素共混皮層紡絲原液輸送至皮層入口計量泵，而另一路則將纖維素紡絲原液輸送至芯層入口計量泵，經(jīng)皮芯型復(fù)合紡絲進入凝固浴中經(jīng)第一、第二凝固浴紡絲成型，再經(jīng)凝固、水洗、上油、漂白、烘干等后處理，即得到成品甲殼素與纖維素皮芯型復(fù)合纖維；調(diào)整皮層和芯層兩種紡絲原液在皮層入口和芯層入口的計量比可調(diào)整皮層芯層比和甲殼素的含量。
[0012]本發(fā)明采用2-8%的氯化鈣水溶液作為第一凝固浴，4-12%硫酸水溶液作為第二凝固浴，并經(jīng)過水洗、上油、漂白、烘干等后處理，即得到成品甲殼素與纖維素皮芯型復(fù)合纖維。
[0013]本發(fā)明產(chǎn)品的皮層中及整個纖維中的甲殼素含量以及調(diào)整復(fù)合纖維的皮層和芯層比例，以盡可能的增大復(fù)合纖維皮層內(nèi)甲殼素的含量而降低甲殼素在整個復(fù)合纖維內(nèi)的含量，不僅便復(fù)合纖維內(nèi)與人體接觸的皮層內(nèi)具有較高濃度的甲殼素，從而使本復(fù)合纖維具有較強的甲殼素生物活性功能和保健作用，有效的提高了復(fù)合纖維的生物活性作用，降低了復(fù)合纖維的生產(chǎn)成本；本發(fā)明工藝路線合理，生產(chǎn)效率高，成本低，產(chǎn)品抗菌作用明顯，是理想的內(nèi)衣原料?！揪唧w實施方式】:
[0014]下面通過實施例進一步描述本發(fā)明的內(nèi)容。
[0015]實施例1:
[0016]將分子量為30萬的甲殼素100克按1:4的比例浸泡在400克40%的氫氧化鈉水溶液中，低溫反應(yīng)得到堿化甲殼素，經(jīng)過過濾、脫泡工藝，并利用冰水調(diào)節(jié)得到2%的甲殼素紡絲原液。
[0017]將聚合度600的棉纖維素1000克，尿素1200克，氫氧化鈉1500