[发明专利]释放负离子的纤维素复合纤维的制备和应用

说明书

技术领域

本发明属负离子纤维领域，特别是涉及一种释放负离子的纤维素/无机矿粉复合纤维的制备和应用。

背景技术

自然界中的所有物质中纤维素不仅储备量大，而且有巨大的恢复量。目前只有极少的纤维素被制成纤维。用于制造纤维和薄膜的纤维素量，还不及世界工业生产的纤维素产量的4％。随着人类对自然界认识的不断深入以及石油、煤、天然气等资源的日益短缺，纤维素的利用还将逐渐扩大。纤维素纤维由于原料纤维素能被生物分解或安全燃烧转化成水蒸气和二氧化碳，由废弃物引起的破坏环境问题少。因此发展纤维素纤维是十分必要的。其中，制造再生纤维素纤维的半制品——浆粕的原材料来源也相当广泛，从优质的针叶木和棉短绒到阔叶木、速生材、竹子以及各种草本植物(如甘蔗渣、芦苇、黄麻杆等)。

目前生产纤维素纤维主要采用的是粘胶法，生产过程冗长而复杂，能耗和操作费用高，并存在废气、废水、废渣的污染、处理回收等多项问题。而离子液体作为一种新型的纤维素溶剂，在较宽的范围内以液态存在，且具有良好的热稳定性，无毒、无挥发性，有利于环境保护和操作人员健康。可以通过选择适宜的阴、阳离子组合而改变其物理化学性质，是许多有机物、无机物和高分子材料的良溶剂。许多离子液体对纤维素的溶解度很大，有些甚至达到35％；而采用纤维素黄化法生产粘胶纤维所采用的纤维素浓度不超过10％，因此采用离子液体生产纤维素纤维可以大大提高生产效率。

随着社会的进步和人们生活水平的提高，纺织服装的时尚性、生态性和功能性成为当今纺织服装行业的主旋律。考虑到周围空气中离子浓度及其平衡会影响生物组织，包括人体组织。据报道，高负离子浓度对人体的影响包括松弛、减轻疲劳、紧张和压抑。通过在织物中添加负离子发生剂，在人体体温加热或与人体摩擦生成负离子。此外，负离子织物有抗菌防霉作用。

目前见于报道的纤维素负离子纤维报道主要有以下二类：

1.中国专利01128377.7公开了一种采用粘胶法生产能释放负离子的功能性人造棉。

2.中国专利CN1385565公开了一种负离子粘胶纤维及其制造方法。

发明内容

本发明旨在提供一种释放负离子的纤维素/无机矿粉复合纤维的制备和应用，通过以离子液体为溶剂来溶解纤维素和无机矿粉，解决目前采用粘胶法生产纤维素纤维所带来的环境污染问题，并带给纤维素释放负离子的功能，满足生产需要。

本发明的一种释放负离子的纤维素/无机矿粉复合纤维的制备，包括步骤：

(1)将粉碎的纤维素、无机矿粉、助剂与离子液体混合均匀，在35～160℃温度下溶解、脱泡1～120小时，形成总固含量为3～30％的均一稳定纺丝溶液，其中无机矿粉的质量混合比例为0.01～20％，助剂的添加质量为0～10％，微波辐射、施加一定的真空度等有利于浆粕的溶解；

(2)经过滤、脱泡后，采用湿法纺丝、干喷湿纺法或熔喷湿纺法进行纺丝，凝固浴固化，其中凝固浴为水或0～60％的离子液体水溶液，凝固浴温度为0～90℃，纺丝速度为5～150米/分；

(3)再经拉伸、水洗、漂白，以彻底除去纤维中的各种杂质，再经过上油、干燥等工序，得到纤维素/无机矿粉复合纤维。

所述粉碎的纤维素是聚合度在300～2500、α-纤维素含量90％～100％的天然纤维素(包括竹浆粕、木浆粕、棉浆粕、芦苇浆、甘蔗渣浆、麻杆浆等)、细菌纤维素、棉花、醋酸纤维素等经过机械粉碎，浆粕经过活化处理或不做处理。

所述无机矿粉是细度为50～500nm的蛋白石轻质页岩超细粉，也可以是蛋白石轻质页岩粉与沸石粉、水镁石粉、海泡石粉等配合制备而成的细度为50～500nm的超细粉，混合比例为9.5∶0.5～6∶4。

所述蛋白石轻质页岩是一类矿物，主要成分是蛋白石(化学成分为SiO₂·nH₂O)，常含有蒙脱石、方英石、磷英石和有机质、石英、长石等，化学成分为81.01～89.14％的SiO₂、3.67～7.84％Al₂O₃、0.37～1.68％Fe₂O₃、含水量为1～14％，矿石含有大量毛孔状微孔隙，比表面积可达到277.3cm²/g，吸水率74.4％，孔径5～20nm。

所述助剂为脂肪酸、硅烷偶联剂、钛酸酯。