本發(fā)明涉及再生纖維素纖維，具體涉及一種植物改性中空再生纖維素纖維及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著科技的進(jìn)步和人們生活水平的提高，對于紡織品的性能要求也越來越高。中空再生纖維素纖維，作為一種高性能纖維，因其獨(dú)特的輕量保暖、蓬松透氣等特性，受到廣泛的關(guān)注和喜愛。這類纖維可以賦予織物差異化的手感和風(fēng)格，滿足現(xiàn)代消費(fèi)者對紡織品多樣化和功能性的需求。

2、在中空再生纖維素纖維的制造過程中，如何有效地形成纖維的中空結(jié)構(gòu)是技術(shù)的關(guān)鍵。目前，已有技術(shù)如專利號cn100558951所述，通過在紡絲液中加入碳酸鈉或碳酸氫鈉等致空劑，利用其在纖維凝固再生過程中釋放的大量二氧化碳?xì)怏w，使纖維內(nèi)部形成沿軸向的竹節(jié)型空腔結(jié)構(gòu)或海綿狀空洞結(jié)構(gòu)，從而增加纖維的中空度。這種方法有效地提高了纖維的保暖性能和透氣性能。

3、在纖維的制造過程中，為了獲得性能優(yōu)良的中空纖維，通常需要在紡絲液中加入變性劑，并采用特定的低溫低酸高鋅的凝固工藝。然而，這種工藝在生產(chǎn)過程中需要盡快除掉釋放的二氧化碳?xì)怏w，以避免紡絲斷頭、染整塌陷變形等問題的出現(xiàn)。同時(shí)，鋅作為一種在地殼中相對匱乏的資源(豐度僅為0.0076％)，其大量使用不僅增加了生產(chǎn)成本，也不符合資源可持續(xù)利用的原則。

4、因此，如何在保證纖維性能的同時(shí)，降低鋅的使用量，探索一種低鋅凝固浴的中空再生纖維紡絲工藝，成為了當(dāng)前行業(yè)亟待解決的問題。這一技術(shù)的突破不僅有助于降低生產(chǎn)成本，提高資源利用效率，還能進(jìn)一步推動中空再生纖維素纖維在紡織品領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述技術(shù)問題，本申請?zhí)峁┝艘环N植物改性中空再生纖維素纖維的制備方法。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請是通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

3、本申請?zhí)峁┝艘环N植物改性中空再生纖維素纖維的制備方法，將纖維素漿粕經(jīng)過浸漬、壓榨、粉碎、老成、黃化、溶解、過濾、脫泡工序制備粘膠紡絲液，以紡前注射的方式在粘膠紡絲液中注入堿性金屬化合物，進(jìn)行紡絲，然后進(jìn)入含植物提取物的第一凝固浴中進(jìn)行凝固再生，再經(jīng)過牽伸、后整理步驟，制備得到植物改性中空再生纖維素纖維，其中：

4、所述第一凝固浴為包括硫酸、硫酸鋅、硫酸鈉、植物提取物的混合溶液，所述硫酸鋅的濃度不高于30g/l，所述凝固浴的溫度為30℃～50℃，

5、所述堿性金屬化合物為氫氧化鎂或氧化鎂，

6、所述粘膠紡絲液中甲種纖維素的質(zhì)量百分含量為6.5％～8.5％，含堿量為6％～6.5％，熟成度為10ml～14ml，粘度為45s～60s。

7、基于上述技術(shù)方案，紡絲后，分散在纖維內(nèi)部和表面的堿性金屬化合物顆粒和第一凝固浴中的硫酸生成可溶性硫酸鎂從纖維中溶解出來，產(chǎn)生的空隙以原有顆粒形態(tài)保留在纖維中，增加了纖維中空度的同時(shí)不產(chǎn)生任何氣體，提升了纖維的可紡性，避免了印染導(dǎo)致塌陷變形等風(fēng)險(xiǎn)。本申請的技術(shù)方案中通過采用堿性金屬化合物顆粒作為致空劑，降低了對凝固浴中硫酸鋅的用量，分解出來的鎂離子進(jìn)入凝固浴中，可以降低纖維素磺酸鋅的分解速度，有利于牽伸階段初生絲條分解再生得到強(qiáng)度更高的纖維。

8、此外，中空纖維以內(nèi)部儲存靜止空氣而延緩熱交換屬于消極保暖范疇，吸濕發(fā)熱、吸光發(fā)熱等功能纖維則屬于主動發(fā)熱范疇，而將兩種保暖方式結(jié)合起來制備的再生纖維素纖維較少見。本申請通過在凝固浴中添加植物提取物，一方面使中空纖維獲得主動發(fā)熱的功能，另一方面植物提取物中的黃酮苷、有機(jī)酸、生物堿等成分具有一定的表面活性作用，這些植物成分在初生凝膠絲條表面形成一層薄膜，延緩了粘膠細(xì)流和酸浴各組分的雙擴(kuò)散作用，增大了再生纖維的皮層厚度和強(qiáng)度。

9、作為本申請進(jìn)一步的改進(jìn)，所述堿性金屬化合物的添加量為所述甲種纖維素質(zhì)量的10％～20％。優(yōu)選的，所述堿性金屬化合物的d90粒徑不大于1.5μm。

10、作為本申請進(jìn)一步的改進(jìn)，所述植物提取物為艾草提取物、生姜提取物、辣椒提取物、肉桂提取物、人參提取物中的至少一種。優(yōu)選的，所述植物提取物為性溫或性熱藥材，如艾草、生姜、辣椒、肉桂、人參等，其具有良好的祛濕散寒功效，許多具有辛溫性味的中藥材是皮膚熱敏通道的激動劑，可增加體表血流，具有溫經(jīng)活血通絡(luò)功效，給人體帶來持續(xù)溫暖的感覺。

11、作為本申請進(jìn)一步的改進(jìn)，所述植物提取物的添加量為所述甲種纖維素質(zhì)量的5％～10％。

12、作為本申請進(jìn)一步的改進(jìn)，在進(jìn)入含植物提取物的第一凝固浴中進(jìn)行凝固再生步驟之后還包括，進(jìn)入含有交聯(lián)劑的第二凝固浴中進(jìn)行凝固再生，所述第二凝固浴為包括硫酸、硫酸鋅、硫酸鈉、交聯(lián)劑的混合溶液。在第二凝固浴中添加交聯(lián)劑，使得纖維內(nèi)部的分子鏈形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)，提高了纖維的皮層厚度和強(qiáng)度。

13、作為本申請進(jìn)一步的改進(jìn)，所述交聯(lián)劑為京尼平、檸檬酸、殼聚糖中的任意一種。優(yōu)選的，所述交聯(lián)劑的添加量為所述甲種纖維素質(zhì)量的0.5％～1.0％。

14、作為本申請進(jìn)一步的改進(jìn)，所述第一凝固浴的濃度大于所述第二凝固浴的濃度，所述第一凝固浴的凝固再生的溫度大于所述第二凝固浴的凝固再生的溫度。本申請通過控制第二凝固浴的濃度和溫度低于第一凝固浴的濃度和溫度，可減緩凝固速度，有利于提高纖維的皮層厚度和強(qiáng)度。

15、作為本申請進(jìn)一步的改進(jìn)，所述第一凝固浴中，硫酸的濃度為80g/l～100g/l，硫酸鋅的濃度為25g/l～30g/l，硫酸鈉的濃度為280g/l～300g/l，所述第一凝固浴的凝固再生的溫度為40℃～50℃；所述第二凝固浴中，硫酸的濃度為50g/l～80g/l，硫酸鋅的濃度為20g/l～25g/l，硫酸鈉的濃度為250g/l～280g/l，所述第二凝固浴的凝固再生的溫度為30℃～40℃。

16、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請還提供了一種植物改性中空再生纖維素纖維，其是由上述所述的制備方法制備得到的，所述植物改性中空再生纖維素纖維的纖度為1.33～2.77dtex，干強(qiáng)為2.5～3.0cn/dtex，濕強(qiáng)為1.5～2.0cn/dtex，中空度30％～50％。

17、本申請的有益效果在于，

18、1)本申請的技術(shù)方案中以氫氧化鎂或氧化鎂為致空劑，不僅降低了凝固浴中對硫酸鋅濃度的需求，還制備出了可紡性好、強(qiáng)度更高、無塌陷變形風(fēng)險(xiǎn)的中空纖維素纖維。

19、2)本申請的技術(shù)方案中還通過在第一凝固浴中添加艾草、生姜、辣椒等植物提取物不僅賦予中空纖維素纖維主動發(fā)熱的功效，給人體帶來持續(xù)溫暖的感覺，還依靠提取物的表面活性得作用，無需添加變性劑，提高了纖維的皮層厚度和強(qiáng)度。

技術(shù)特征：

1.一種植物改性中空再生纖維素纖維的制備方法，將纖維素漿粕經(jīng)過浸漬、壓榨、粉碎、老成、黃化、溶解、過濾、脫泡工序制備粘膠紡絲液，其特征在于，以紡前注射的方式在粘膠紡絲液中注入堿性金屬化合物，進(jìn)行紡絲，然后進(jìn)入含植物提取物的第一凝固浴中進(jìn)行凝固再生，再經(jīng)過牽伸、后整理步驟，制備得到植物改性中空再生纖維素纖維，其中：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植物改性中空再生纖維素纖維的制備方法，其特征在于，所述堿性金屬化合物的添加量為所述甲種纖維素質(zhì)量的10％～20％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植物改性中空再生纖維素纖維的制備方法，其特征在于，所述植物提取物為艾草提取物、生姜提取物、辣椒提取物、肉桂提取物、人參提取物中的至少一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的植物改性中空再生纖維素纖維的制備方法，其特征在于，所述植物提取物的添加量為所述甲種纖維素質(zhì)量的5％～10％。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植物改性中空再生纖維素纖維的制備方法，其特征在于，在進(jìn)入含植物提取物的第一凝固浴中進(jìn)行凝固再生步驟之后還包括，進(jìn)入含有交聯(lián)劑的第二凝固浴中進(jìn)行凝固再生，所述第二凝固浴為包括硫酸、硫酸鋅、硫酸鈉、交聯(lián)劑的混合溶液。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的植物改性中空再生纖維素纖維的制備方法，其特征在于，所述交聯(lián)劑為京尼平、檸檬酸、殼聚糖中的任意一種。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的植物改性中空再生纖維素纖維的制備方法，其特征在于，所述交聯(lián)劑的添加量為所述甲種纖維素質(zhì)量的0.5％～1.0％。

8.根據(jù)權(quán)利要求5-7任意一項(xiàng)所述的植物改性中空再生纖維素纖維的制備方法，其特征在于，所述第一凝固浴的濃度大于所述第二凝固浴的濃度，所述第一凝固浴的凝固再生的溫度大于所述第二凝固浴的凝固再生的溫度。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的植物改性中空再生纖維素纖維的制備方法，其特征在于，所述第一凝固浴中，硫酸的濃度為80g/l～100g/l，硫酸鋅的濃度為25g/l～30g/l，硫酸鈉的濃度為280g/l～300g/l，所述第一凝固浴的凝固再生的溫度為40℃～50℃；所述第二凝固浴中，硫酸的濃度為50g/l～80g/l，硫酸鋅的濃度為20g/l～25g/l，硫酸鈉的濃度為250g/l～280g/l，所述第二凝固浴的凝固再生的溫度為30℃～40℃。

10.一種植物改性中空再生纖維素纖維，其特征在于，其是由權(quán)利要求1～9中任意一項(xiàng)所述的制備方法制備得到的，所述植物改性中空再生纖維素纖維的纖度為1.33～2.77dtex，干強(qiáng)為2.5～3.0cn/dtex，濕強(qiáng)為1.5～2.0cn/dtex，中空度30％～50％。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種植物改性中空再生纖維素纖維及其制備方法，以紡前注射的方式在粘膠紡絲液中注入堿性金屬化合物，進(jìn)行紡絲，然后進(jìn)入含植物提取物的第一凝固浴中進(jìn)行凝固再生，再經(jīng)過牽伸、后整理步驟，制備得到植物改性中空再生纖維素纖維。本申請的技術(shù)方案中以堿性金屬化合物為致空劑，以植物提取物為發(fā)熱劑，不僅降低了凝固浴中對硫酸鋅濃度的需求，還制備出了可紡性好、強(qiáng)度更高、無塌陷變形風(fēng)險(xiǎn)的植物改性中空纖維素纖維。

技術(shù)研發(fā)人員：曹子燚,仝曉婷,袁紅星
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇金太陽紡織科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/9