[发明专利]竹炭纤维素纤维及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纤维素纤维技术，尤其是涉及一种竹炭纤维素纤维以及该竹炭纤维素纤维的制造方法。

背景技术

纤维素是一种可再生资源，普遍存在于大自然中，在树木、棉花、稻杆、玉米等植物和一些细菌的分泌物中都含有大量的纤维素，并成为代替石油裂解纤维产品的可再生资源。而在纤维素纤维中具有可吸附异味的活性炭的纤维素纤维，也越来越多的得到人们的青睐。而含有竹炭颗粒的纤维素纤维，其不仅具有吸附异味的功能，其还能散发淡雅的清香，同时具有防菌抑菌的功能。但是目前人们生产的含有竹炭的纤维素纤维，因竹炭结构原因，其吸附性能和防菌性能较差，并且人们生产含有竹炭的纤维素纤维时，仍采用目前纤维素纤维的常规生产方法来生产纺丝粘胶，即主要采用氢氧化钠、二硫化碳等作为溶剂和助剂，并需要对所用的纤维素进行黄化、老成和熟成，同时涉及到硫酸盐、硫酸和硫酸锌等化学试剂，但是所有上述有机试剂都具有挥发性，对环境造成严重的污染和危及着操作人员的健康；而无机试剂都具有强腐蚀性，对设备的腐蚀极大。此外，对这些化学试剂的回收工序不仅工艺流程繁琐、回收成本高，而且会产生大量的废气和废水，又对环境造成严重污染。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供了一种具有优良吸附性能、防菌性能和抑菌性能的竹炭纤维素纤维。

该竹炭纤维素纤维为将纤维素通过离子液体溶解制成纺丝原液后，再添加纳米竹炭后制成的变性纺丝原液纺丝而成，其中纤维内纳米竹炭的含量为成品纤维重量的4％～30％，而该竹炭纤维素纤维的干强则为1.0～3cN/dtex，干伸为5～18％。

其中离子液体可以采用1一烯丙基，3一甲基氯咪唑盐([AMIM]Cl)、1一丁基，3一甲基氯咪唑盐([BMIM]Cl)、氯化1-(2-羟乙基)-3-甲基咪唑([HeMIM]Cl)、3-甲基-N-丁基氯代吡啶([BMPy]Cl)或苄基二甲基十四烷基氯化铵(BDTAC)的离子液体。

而相应的，在纺丝时纺丝凝固浴可以采用1一烯丙基，3一甲基氯咪唑盐([AMIM]Cl)、1一丁基，3一甲基氯咪唑盐([BMIM]Cl)、氯化1-(2-羟乙基)-3-甲基咪唑([HeMIM]Cl)、3-甲基-N-丁基氯代吡啶([BMPy]Cl)或苄基二甲基十四烷基氯化铵(BDTAC)制成的温度为0～90℃、浓度则为≤30％的离子液体水溶液。

本发明还提供了一种操作简单，生产率高、对环境污染少、并对操作人员危害小的竹炭纤维素纤维的制造方法。

本制造方法包括生产步骤

1)竹炭浆料配置，竹炭采用粒径为75～350nm的纳米竹炭，在竹炭中加入分散剂，再加入脱离子水配置成竹炭浓度为18％～28％均匀的竹炭浆料，然后将竹炭浆料研磨90～120min制得均匀的纳米竹炭浆料，为了生产的方便，竹炭浆料可以采用一次性配置使用，并且可以采用球磨机对竹炭浆料进行球磨，以提高研磨效果；

2)纺丝原液制备，采用粉碎后的纤维素与离子液体均匀混合，并在40～120℃温度下溶解制成均一稳定的纺丝原液，纺丝原液的浓度可为3～15％；纤维素可以采用聚合度在300～1500的棉浆粕、木浆粕、竹浆粕、芦苇浆粕、棉杆皮浆粕、速生杨浆粕中的一种或一种以上为原料；

3)纺丝，将步骤1制得的纳米竹炭浆料按竹炭占成品纤维重量4％～30％的比例添加入步骤2制得的纺丝原液并混合均匀后制成变性纺丝原液，之后经凝固浴后纺丝成型，可以对其进行脱泡、过滤，以提高其可纺性；

将纺丝成型后的纤维丝条经牵伸、后处理及烘干制得成品竹炭纤维素纤维，制得成品竹炭纤维素纤维内纳米竹炭的含量为成品纤维重量的4％～30％，而该竹炭纤维素纤维的干强为1.0～3cN/dtex，干伸为5～18％。

为了提高纳米竹炭浆料配置的方便，在进行纳米竹炭浆料配置时加入胺类阳离子型表面活性剂，如双烷基二甲基氯化铵、多烷基三甲基氯化铵，加入量为竹炭重量的0.01％～0.6％添加；而分散剂则可以采用硅系类阳离子表面活性剂，如聚硅氧烷季铵盐、二烷氧基硅烷季铵盐或三聚磷酸钠，其按竹炭重量的0.1％～1.5％加入。

在纺丝原液制备中采用溶解纤维素的离子液体可以采用1一烯丙基，3一甲基氯咪唑盐([AMIM]Cl)的离子液体、1一丁基，3一甲基氯咪唑盐([BMIM]Cl)的离子液体、氯化1-(2-羟乙基)-3-甲基咪唑([HeMIM]Cl)的离子液体、3-甲基-N-丁基氯代吡啶([BMPy]Cl)的离子液体或苄基二甲基十四烷基氯化铵(BDTAC)的离子液体。