[发明专利]一种复合纤维及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种功能性纤维材料，尤其涉及一种木棉纤维粉体与纤维素的复合纤维，以及该复合纤维的制备方法。

背景技术

纤维素纤维作为最早的人造纤维已有一百多年的历史，现有纤维素纤维产量已达260多万吨，进入二十一世纪以来，随着世界人口增长，能源危机，资源枯竭，可以由大自然产生的纤维素纤维倍受关注。然而，由于传统的棉、麻天然纤维素纤维在发展规模方面有一定局限，如棉花的“与粮争地的问题，人们把视线越来越多的集中在了新型天然、再生纤维素纤维的开发和利用上。

木棉纤维是一种木本植物木棉树的果实纤维，附着于木棉蒴果壳体内壁，由内壁细胞发育、生长而成。其纤维与果实附着作用力小，因而一般不需专门的初加工设备，只需箩筐筛动，木棉种子便自行沉底，即可获得木棉纤维。木棉纤维是一种天然纤维素纤维，与棉纤维同属单细胞纤维。木棉纤维具有一系列独特的特点：它的细度仅有棉纤维的1/2，中空率却达到86%以上，是一般棉纤维的2-3倍，也就是说，木棉服装比一般纤维制成的服装更轻、更薄，保暖效果反而更高。木棉纤维长度较短，为8-34mm，纤维中段直径范围20-45μm，线密0.9-1.2dtex。在强度与伸长方面，木棉纤维的强力较低，伸长能力小。单纤维平均强1.4-1.7cN，纤维比强度为0.8-1.3 cN/dtex，断裂伸长率为1.5%-3.0%。

木棉纤维具有一系列优良特性如：光洁、抗菌、防蛀、防霉、轻柔、不易缠结、不透水、不导热等。其主要生长在国内的云南、海南岛、广东、广西、福建南部等热带省区，以及国外的印度尼西亚、尼日尼亚、泰国、非洲等热带国家。我国的木棉纤主要来自于木棉属的木棉种，使用少。一株成年期的木棉树可产5～8 kg的木棉纤维，目前包括我国在内的木棉纤维的全球年产量约19. 5万吨，但是木棉纤维存在以下不足之处：（1）木棉纤维的有效利用与使用率很低，在纺织领域也鲜有在市场上应用的产品，消费者基本上不知道还有这样一种类似棉、性能又优于棉的天然纤维素纤维产品；（2）木棉纤维因长度较短，强度较低，表面较光滑，相对扭转刚度大，抱合力差，因此纺纱难度大，成纱质量较低，而且其上染率不高；因此，这些缺点，使木棉很难用加工棉或毛的纺纱方法单独纺纱；（3）长期以来，由于木棉纤维产量和纤维可加工性、上染率不高等问题，木棉只被用来做低档絮制品，影响了其在纺织服装产品中的开发利用。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的种种不足，而提供一种生产成本低、具有优良性能的木棉纤维粉体与纤维素的复合纤维；解决木棉纤维纺纱难的问题，并且保持木棉纤维中空保暖、天然抗菌等优点，有效利用木棉纤维拓展其服用应用领域。

本发明的另一目的还在于提供一种生产工艺简单，便于实施的木棉纤维粉体与纤维素的复合纤维制备方法。

本发明的目的是这样实现的：一种复合纤维，其特征是，包括以下组分及其重量含量：A、木棉纤维粉体溶液，重量含量比为20%～35%；B、纤维素粘胶纺丝原液组成为：a纤维素，重量含量比为8.8%，含碱，重量含量比为4.5%；上述a纤维素及碱的重量含量比，均指在整个复合纤维中的所占重量含量比。

作为更具体的方案，所述木棉纤维粉体溶液包含木棉纤维粉体和氢氧化钠水溶液，且它们之间按1：2～4的重量比例，将木棉纤维粉体浸泡在氢氧化钠水溶液中。

其中，上述氢氧化钠水溶液中氢氧化钠的质量含量为30%～50%。

而所述木棉纤维粉体在复合纤维中的重量含量比为10～40%，当粉体含量低于10%时，那么木棉纤维粉体在复合纤维中的增强和提高性能的作用体现不出来；当粉体含量高于40%时，得到的复合纤维的强度反而降低，复合纤维的脆性大大增加，这样使得复合纤维无法正常使用。

所述木棉纤维粉体平均粒径最好在50～100μm，粒径低于50μm时，木棉纤维粉体加工成本增加，并且会对木棉纤维的结构产生一定的破坏，粒径大于100μm时，木棉纤维粉体不能和纤维素纺丝液均匀的混合，所以纤维粉体的平均粒径在50～100μm最为合适。

所述纤维素粘胶纺丝原液中，纤维素的聚合度为450～1000；纤维素采用棉纤维素、木纤维素、竹纤维素、麻纤维素和秸杆纤维素中的一种，或数种混合。