CN104746162A - 一种防霉变纤维素纤维及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防霉变纤维素纤维及其制备方法，是将改性分散处理的防霉剂以及三聚氰胺甲醛树脂均匀分散到粘胶原液中，利用三聚氰胺甲醛树脂的网状交联作用对防霉剂进行交联，再通过湿法纺丝工艺制备出具有防霉除臭功能的纤维素纤维。利用该方法生产的防霉变纤维素纤维防霉等级可达到GB/T24346-2009中的0级，纤维的干强≥2.10cN/dtex，湿强≥1.10cN/dtex，制成的纤维防霉菌能力强，效果持久，有效解决该类防霉纤维不耐水洗的技术难题。可广泛用于制作内衣、裤、家居用品及非织造布行业。
Description
技术领域
本发明涉及一种功能性纤维素纤维及其制备方法，具体地说，涉及一种以防霉剂为功能性组份，以纤维素纤维为基体制备持久防霉的纤维素纤维的方法，属于纺织技术领域。
背景技术
在纺织品中，无论是植物纤维还是动物纤维，都有很强的吸湿性，而且还含有一定量的蛋白质等组分，为霉菌提供了氮源、碳源及温和潮湿的环境，织物很容易生长霉菌。霉菌的存在会对纺织品产生很多不利影响，如纤维发生降解、产生难看的色泽、散发出难闻的气味等。霉菌在生长过程中菌体分泌出各种水解酶对纤维进行水解，水解小分子物质成为霉菌繁殖的营养物质，从而使纺织材料腐蚀而降解；大多数霉菌的孢子有色，而且有的在生长过程中分泌色素，使纺织品表面形成黄、绿、青、褐、黑的霉斑，从而使纺织品产生色泽；霉菌及其代谢物长时间积聚会产生刺鼻的气味。
人接触发霉的纺织品后，带有霉菌的纺织品可通过人体皮肤表面的毛细孔侵入血液而引发疾病，主要症状有过敏、咳嗽、头疼等。具有防霉功能的纺织品不仅能保障人体不受霉菌的侵犯，而且能提高织物的使用年限，符合当前倡导的健康、环保的消费理念。
目前纺织品防霉的方法主要有在纺丝前进行处理及对织物进行后整理两种方法。前处理型防霉织物安全性高，操作简单；后整理型织物防霉整理剂附着在织物表层，不仅在安全性上让人心存疑虑，而且不耐水洗。前处理型抗菌防霉剂目前具有代表性的以纳米银为代表的重金属无机抗菌剂，虽然抗菌效果较好，但防霉能力较弱，还存在抗菌剂稳定性差、织物长时间会变色、重金属影响人体健康等缺点。天然抗菌防霉剂如壳聚糖等，虽然通常具有良好的安全性，但其应用范围窄，高温会炭化分解，多数严重影响织物的色泽。防霉能力较好的防霉抗菌剂有吡啶、咪唑、卤代烷及碘化物等，因在前处理过程中易流失、不耐水洗或与纤维素原液反应，粘胶过滤性能差，容易堵塞过滤板，因此不能直接用于生产防霉变纤维素纤维。
发明内容
本发明解决的第一个技术问题是提供一种高效防霉纤维素纤维，所述纤维中含有1～4wt%的防霉剂，含有5～10wt%的三聚氰胺甲醛树脂。由于三聚氰胺甲醛树脂的三维网状结构的存在，防霉剂在凝固浴成型及后处理工序中流失较少，制备出的防霉变纤维素纤维防霉等级可达到GB/T 24346-2009中的0级，纤维的干强≥2.10cN/dtex，湿强≥1.10cN/dtex。
本发明要解决的第二个技术问题是提供一种防霉除臭的纤维素纤维及其制备方法，以改性后的防霉剂以及三聚氰胺甲醛树脂为功能组分，均匀分散到粘胶液中，利用三聚氰胺甲醛树脂的网状交联作用对防霉剂进行交联，后在凝固浴中加入适量的三聚氰胺甲醛树脂，通过湿法纺丝制备出具有防霉除臭功能的纤维素纤维。利用该方法制得的纤维素纤维不仅过滤性能良好，防霉效果好，且耐水洗，制成的织物不易变色。
为了本发明解决上述问题，采取的具体技术方案是：
一种防霉变纤维素纤维，其特征在于：该纤维的主要成分包括1～4wt%的防霉剂和5～10wt%的三聚氰胺甲醛树脂。
所述该纤维的的干强≥2.10cN/dtex，湿强≥1.10cN/dtex。
上述纤维的制备方法包括如下步骤：防霉剂的改性步骤；共混纺丝液的制备步骤；纺丝及后处理步骤。
所述防霉剂的改性步骤如下：将改性前的防霉剂按1:3~5的浴比加入到去离子水中，加入分散剂，搅拌后加入浓碱，继续搅拌均匀后，使氢氧化钠含量在4～6wt%，制备出改性后的防霉剂。
所述防霉剂改性步骤中，加入分散剂后使搅拌温度控制在50~60℃，搅拌时间30~40min，加入浓碱后继续搅拌60~120min。
所述的改性前的防霉剂为具有高效抑制霉菌功能的双乙酸钠、咪唑中的一种或两种；所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠、聚乙二醇、六偏磷酸钠中的一种，加入量为防霉剂的0.05～1wt%。
所述共混纺丝液的制备步骤如下：用常规粘胶制备工艺制得粘胶原液，在粘胶原液溶解步骤中，加入改性后的防霉剂，搅拌60~120min后，加入三聚氰胺甲醛树脂，制备出共混纺丝液。
所述加入改性后的防霉剂按有效成分计算质量为甲种纤维素质量的1～4%；加入的三聚氰胺甲醛树脂按有效成分计算为甲种纤维素质量的5～10%。
所述后处理步骤的凝固浴中含有质量分数为2~4%的三聚氰胺甲醛树脂。
本发明制备的改性防霉剂分散液无色、无臭，可以抑制黑曲霉素等十多种霉菌类和多种细菌的滋生和蔓延，具有防臭功能，化学稳定性好、高温不变色等优点；
防霉剂的改性分散处理，有效的改善了粘胶与防霉剂共混液的过滤性能，制备出具有良好成纤效果的防霉纺丝原液；
通过本技术方案制备的纤维素纤维防霉菌能力强，效果持久。本发明选择的防霉剂是高效、光谱的有机防霉剂，三聚氰胺甲醛树脂的网状结构可与防霉剂基团接枝，有效防止防霉剂在凝固浴及后处理工序流失，解决该种类防霉剂不耐水洗的缺点；
在粘胶共混液中加入三聚氰胺甲醛树脂，能进一步提高纤维的防霉效果。三聚氰胺甲醛树脂能与纤维素发生交联，成型后均匀共存，使纤维变成不再是细菌爱吃的食物；
凝固浴中加入三聚氰胺甲醛树脂，可补充因在纺丝液中三聚氰胺甲醛树脂扩散到凝固浴中的流失，提高纤维中三聚氰胺甲醛树脂的含量。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细阐述。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明做各种非实质性的改动或者修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求所限定的范围。
实施例1：
一种防霉变维素纤维的制备方法包含以下步骤：
（1）防霉剂的改性
将防霉剂双乙酸钠按1:3的浴比加入到去离子水中，加入十二烷基苯磺酸钠，在50℃下搅拌40min后加入浓碱，氢氧化钠含量4wt%，搅拌120min，制备出改性的防霉剂。
（2）共混纺丝液的制备：以纤维素浆粕为原料，用常规粘胶制备工艺制得粘胶原液，在粘胶原液溶解步骤中，加入上述（1）制备的改性的防霉剂，搅拌60min后，加入三聚氰胺甲醛树脂，制备出共混纺丝液。
所述（2）中加入的防霉剂质量为按有效成分计算加入占粘胶中甲种纤维素含量的1wt%；（2）中加入的三聚氰胺甲醛树脂按有效成分计算加入占粘胶中甲种纤维素含量的5wt%。
（3）纺丝及后处理：所述共混纺丝液经过滤、脱泡等公知工序，通过凝固浴进行湿法纺丝，所述凝固浴中除硫酸、硫酸锌、硫酸钠外，还含有2%的三聚氰胺甲醛树脂。经牵伸后得到成型丝束。所得丝束经过切断、脱硫、漂白、上油浴、水洗及烘干后，得到具有防霉变功能的纤维素纤维。
实施例1采用本发明所制得的纤维素纤维经过检测，结果如下：
干断裂强度：2.41cN/dtex；
湿断裂强度：1.33cN/dtex；
按GB/T 12490-2007中的试验条件A1M进行洗涤10次后，防霉等级可达到GB/T 24346-2009中防霉等级中的0级。
按照实施例1中所述的其它工艺条件相同，但在步骤（2）及（3）中未加三聚氰胺甲醛树脂，制得的纤维素纤维防霉效果检测结果如下：
按GB/T 12490-2007中的试验条件A1M进行洗涤10次后，防霉等级可达到GB/T 24346-2009中防霉等级中的4级。
实施例2：
一种防霉变维素纤维的制备方法包含以下步骤：
（1）防霉剂的改性
将防霉剂双乙酸钠按1:4的浴比加入到去离子水中，加入六偏磷酸钠，在55℃下搅拌30min后加入浓碱，氢氧化钠含量5wt%，搅拌100min，制备出改性的防霉剂。
（2）共混纺丝液的制备：以纤维素浆粕为原料，用常规粘胶制备工艺制得粘胶原液，在粘胶原液溶解步骤中，加入上述（1）制备的改性的防霉剂，搅拌120min后，加入三聚氰胺甲醛树脂，制备出共混纺丝液。
所述（2）中加入的防霉剂质量为按有效成分计算加入占粘胶中甲种纤维素含量的4wt%；（2）中加入的三聚氰胺甲醛树脂按有效成分计算加入占粘胶中甲种纤维素含量的10wt%。
（3）纺丝及后处理：所述共混纺丝液经过滤、脱泡等公知工序，通过凝固浴进行湿法纺丝，所述凝固浴中除硫酸、硫酸锌、硫酸钠外，还含有4%的三聚氰胺甲醛树脂。经牵伸后得到成型丝束。所得丝束经过切断、脱硫、漂白、上油浴、水洗及烘干后，得到具有防霉变功能的纤维素纤维。
实施例2采用本发明所制得的纤维素纤维经过检测，结果如下：
干断裂强度：2.66cN/dtex；
湿断裂强度：1.24cN/dtex；
按GB/T 12490-2007中的试验条件A1M进行洗涤10次后，防霉等级可达到GB/T 24346-2009中防霉等级中的0级。
按照实施例2中所述的其它工艺条件相同，但在步骤（2）及（3）中未加三聚氰胺甲醛树脂，制得的纤维素纤维防霉效果检测结果如下：
按GB/T 12490-2007中的试验条件A1M进行洗涤10次后，防霉等级可达到GB/T 24346-2009中防霉等级中的4级。
实施例3：
一种防霉变维素纤维的制备方法包含以下步骤：
（1）防霉剂的改性
将咪唑类防霉剂按1:5的浴比加入到去离子水中，加入聚乙二醇，在60℃下搅拌40min后加入浓碱，氢氧化钠含量6wt%，搅拌60min，制备出改性的防霉剂。
（2）共混纺丝液的制备：以纤维素浆粕为原料，用常规粘胶制备工艺制得粘胶原液，在粘胶原液溶解步骤中，加入上述（1）制备的改性的防霉剂，搅拌60min后，制备出共混纺丝液。通过纺前注射系统加入三聚氰胺甲醛树脂，制备出具有防霉性能的纺丝胶。
所述（2）中加入的防霉剂质量为按有效成分计算加入占粘胶中甲种纤维素含量的3wt%；（2）中加入的三聚氰胺甲醛树脂按有效成分计算加入占粘胶中甲种纤维素含量的7wt%。
（3）纺丝及后处理：所述共混纺丝液经过滤、脱泡等公知工序，通过凝固浴进行湿法纺丝，所述凝固浴中除硫酸、硫酸锌、硫酸钠外，还含有3%的三聚氰胺甲醛树脂。经牵伸后得到成型丝束。所得丝束经过切断、脱硫、漂白、上油浴、水洗及烘干后，得到具有防霉变功能的纤维素纤维。
实施例3采用本发明所制得的纤维素纤维经过检测，结果如下：
干断裂强度：2.42cN/dtex；
湿断裂强度：1.18cN/dtex；
按GB/T 12490-2007中的试验条件A1M进行洗涤10次后，防霉等级可达到GB/T 24346-2009中防霉等级中的0级。
按照实施例3中所述的其它工艺条件相同，但在步骤（2）及（3）中未加三聚氰胺甲醛树脂，制得的纤维素纤维防霉效果检测结果如下：
按GB/T 12490-2007中的试验条件A1M进行洗涤10次后，防霉等级可达到GB/T 24346-2009中防霉等级中的4级。
Claims (9)
1.一种防霉变纤维素纤维，其特征在于：该纤维的主要成分包括1～4wt%的防霉剂和5～10wt%的三聚氰胺甲醛树脂。
2.根据权利要求1所述的防霉变纤维素纤维，其特征在于：该纤维的的干强≥2.10cN/dtex，湿强≥1.10cN/dtex。
3.一种制备权利要求1所述的防霉变纤维素纤维的方法，其特征在于：包括如下步骤：防霉剂的改性步骤；共混纺丝液的制备步骤；纺丝及后处理步骤。
4.根据权利要求3所述的一种防霉变纤维素纤维的制备方法，其特征在于：所述防霉剂的改性步骤如下：将改性前的防霉剂按1:3~5的浴比加入到去离子水中，加入分散剂，搅拌后加入浓碱，继续搅拌均匀后，使氢氧化钠含量在4～6wt%，制备出改性后的防霉剂。
5.根据权利要求4所述的一种防霉变纤维的制备方法，其特征在于：所述防霉剂改性步骤中，加入分散剂后使搅拌温度控制在50~60℃，搅拌时间30~40min，加入浓碱后继续搅拌60~120min。
6.根据权利要求4所述的一种防霉变纤维的制备方法，其特征在于：所述的改性前的防霉剂为具有高效抑制霉菌功能的双乙酸钠、咪唑中的一种或两种；所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠、聚乙二醇、六偏磷酸钠中的一种，加入量为防霉剂的0.05～1wt%。
7.根据权利要求3所述的一种防霉变纤维素纤维的制备方法，其特征在于：所述共混纺丝液的制备步骤如下：用常规粘胶制备工艺制得粘胶原液，在粘胶原液溶解步骤中，加入改性后的防霉剂，搅拌60~120min后，加入三聚氰胺甲醛树脂，制备出共混纺丝液。
8.根据权利要求7所述的一种防霉变纤维素纤维的制备方法，其特征在于：
所述加入改性后的防霉剂按有效成分计算质量为甲种纤维素质量的1～4%；加入的三聚氰胺甲醛树脂按有效成分计算为甲种纤维素质量的5～10%。
9.根据权利要求3-8任意一项权利要求所述的一种防霉变纤维素纤维的制备方法，其特征在于：所述后处理步骤的凝固浴中含有质量分数为2~4%的三聚氰胺甲醛树脂。
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