一种生物基抗菌除臭Lyocell纤维的制备方法与流程

本发明属于纤维，具体涉及一种生物基抗菌除臭lyocell纤维的制备方法。

背景技术：

1、随着生活水平的提高和卫生意识的加强，生物基抗菌纤维逐渐受到了人们的广泛关注；这种纤维主要来源于可再生的生物质资源，如植物纤维、动物纤维等，在生产过程中采用绿色环保工艺，减少了对化石燃料的依赖和环境污染。与传统的合成纤维相比，生物基抗菌纤维更符合环保理念，有助于推动绿色产业的发展；

2、lyocell纤维是一种新型的纤维素纤维，它是以木、竹等可再生资源为原料，以n-甲基吗啉-n-氧化物(nmmo)为溶剂，通过干喷湿纺工艺制得的。其原料来源广泛，溶剂可回收利用，废水无害，对环境影响少，是一种真正绿色环保的生产工艺。lyocell纤维不仅具有天然纤维棉花所具有的舒适性、透气性和生物降解性，还具有干湿强度高、易染色、纺纱性能好、产业用途广等优势，而且与粘胶纤维相比，性能更为突出、工艺流程短且生产工艺绿色无污染，因此在纺织行业市场潜力非常巨大。然而，传统的lyocell纤维并不具有抗菌性能，无法满足抗菌纺织品、医疗用品等领域的需求。因此，积极开发生物基抗菌除臭lyocell纤维已经是必然趋势，对发展高端应用纺织品至关重要。

3、目前，制备抗菌纤维素再生纤维的方法主要有两种：

4、一是原液添加法，即在纺丝原液里添加抗菌剂，在纺丝成型的同时即可得到抗菌lyocell纤维。原液添加法不仅能使抗菌剂分散均匀在纤维内部，且与纤维基体附着力强，所得抗菌纤维在穿着、洗涤或干洗过程中不受影响，抗菌效果持久、耐水洗好；

5、二是后整理法，即在纤维成型后采用抗菌液对其进行浸渍或涂覆，把抗菌剂固定在纤维上的方法。后整理法是将抗菌剂附着在纤维的表面，纤维与抗菌剂的结合力差，水洗时容易脱落，无法实现长效的抗菌效果，且对织物的舒适性有一定的影响；

6、基于现状，我们选择生物基抗菌剂，采用原液添加法制备出抗菌除臭lyocell纤维，在保持再生纤维素纤维原有优良特性基础上，赋予其良好的抗菌、除臭功能，且对人体皮肤没有刺激性，更加契合人们对环保、健康生活的追求；

7、现阶段市场上的抗菌织物主要分为两大类：一类是经后整理加工而成的抗菌织物，由于其抗菌效果差，持续时间较短，毒副作用较大，日渐不能满足人们对绿色环保的需要；另一类是由抗菌纤维制成的抗菌织物，它在很大程度上弥补了后整理抗菌织物的不足，所以开发新的永久性抗菌纤维已成为抗菌织物的发展方向。

8、其中，专利cn109983172a，将纤维素溶液通过喷丝头纺丝到再生浴中以获得再生纤维素纤维，将纤维素纤维水洗后用季铵化合物溶液处理，即可得到抗菌lyocell纤维，但是，该专利的方法是在纤维表面包裹季铵化合物，会导致纤维的生物相容性下降，长期使用会产生耐菌性风险；而且，上述方法制备的抗菌lyocell纤维中的抗菌成分是结合在纤维的表面，水洗时容易脱落，因此在多次水洗后无法实现长效的抗菌效果，并且后处理工艺会大幅度增加生产成本和生产周期；

9、发明专利cn116837475a公开了一种抗菌lyocell纤维的制备方法，先在nmmo溶剂里加入纤维素季铵盐进行溶解，再对纤维素浆粕进行溶解，得到均匀稳定可纺性良好的纺丝原液，便于制备lyocell抗菌纤维。本发明使用的纤维素季铵盐是一种阳离子性抗菌剂,衣物洗涤过程中能与阴离子的表面活性剂相互作用,使纤维素季铵盐上的阳离子明显减少,抗菌效果明显降低，耐洗性欠佳；

10、专利cn113136633 a公开了一种长效抑菌阻燃双效lyocell纤维及其制备方法。首先将lyocell纤维原料经阻燃改性，然后溶解于nmmo水溶液中，加入银盐水溶液搅拌混合均匀，得到纺丝溶液；往凝固浴溶液中加入碱调节ph值为碱性，得到反应性凝固浴；将纺丝溶液经纺丝后进入反应性凝固浴中凝固成形，得到长效抑菌阻燃双效lyocell纤维。该专利中使用无机银离子抗菌剂，虽然抗菌谱广，毒性低，但价格高，且在阳光照射下衣物易变灰色，且抗真菌和霉菌效果较差；

11、专利cn105177746 a公开了一种抗菌lyocell纤维及其制备方法。将纳米zno经过表面改性处理后，与nmmo溶液混合得到含zno的nmmo溶液，然后溶解纤维素浆粕，纺丝制备得到抗菌lyocell纤维。但由于纳米zno具有比表面积大、比表面能大等特点，自身易团聚，纳米zno的加入可能导致纺丝液在后续过滤时容易出现堵塞，此外，zno还可能会催化纤维素和nmmo的分解，导致出现爆炸等风险；

12、上述现有技术中虽然在一定程度上实现了lyocell纤维的抗菌功能改性，然而其存在问题有：抗菌剂存在安全隐患，抗菌效果不持久、耐洗性差；抗菌剂在纺丝原液中分散性差、分布不均匀、堵塞喷丝板；引入金属离子容易导致爆炸等技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种生物基抗菌除臭lyocell纤维的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种生物基抗菌除臭lyocell纤维的制备方法，包括以下步骤：

4、步骤一、将生物基抗菌剂聚3-羟基丁酸酯低聚物ophb加入到质量浓度65～75％的nmmo水溶液中，用磁力搅拌器进行分散；

5、步骤二、将纤维素浆粕与上述分散后的含抗菌剂的nmmo溶液混合，得到预混合浆粥，其中，纤维素浆粕和含抗菌剂的nmmo溶液的质量比为1:10～15；

6、步骤三、对预混合浆粥进行减压脱水，制得纤维素质量浓度为7％～11％的透明纺丝溶液；

7、步骤四、透明纺丝溶液从喷丝板中挤出，经凝固浴冷却，牵伸成型，即得生物基抗菌除臭lyocell纤维。

8、优选的，所述步骤一中的聚3-羟基丁酸酯低聚物ophb的质量百分数为0.1％～2％。

9、优选的，所述步骤一中的磁力搅拌器的分散时间为30分钟，分散温度为60℃，分散速度为500rpm。

10、优选的，所述步骤二中预混时间60分钟，预混温度为80℃。

11、优选的，所述步骤三中脱水温度为90～120℃，压力为-0.1mpa，脱水时间为90～120分钟。

12、优选的，所述步骤四中纺丝的速度为30m/min，纺丝温度为90～100℃。

13、优选的，所述步骤四凝固浴中nmmo浓度为15％～20％。

14、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

15、本发明通过在纺丝原液里添加一种液体生物基抗菌剂，该抗菌剂对人体安全无刺激，且能均匀分散在纤维的内部和表面，与纤维基体附着力强，纺丝液在过滤时不会出现堵塞情况，同时避免了金属离子的引入，从而避免了容易爆炸等安全问题，得到的抑菌纤维具有长效抗菌除臭、耐水洗效果好。

技术特征：

1.一种生物基抗菌除臭lyocel l纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种生物基抗菌除臭lyocel l纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤一中的聚3-羟基丁酸酯低聚物ophb的质量百分数为0.1％～2％。

3.根据权利要求1所述的一种生物基抗菌除臭lyocel l纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤一中的磁力搅拌器的分散时间为30分钟，分散温度为60℃，分散速度为500rpm。

4.根据权利要求1所述的一种生物基抗菌除臭lyocel l纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤二中预混时间60分钟，预混温度为80℃。

5.根据权利要求1所述的一种生物基抗菌除臭lyocel l纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤三中脱水温度为90～120℃，压力为-0.1mpa，脱水时间为90～120分钟。

6.根据权利要求1所述的一种生物基抗菌除臭lyocel l纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤四中纺丝的速度为30m/min，纺丝温度为90～100℃。

7.根据权利要求1所述的一种生物基抗菌除臭lyocel l纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤四凝固浴中nmmo浓度为15％～20％。

技术总结
本发明涉及纤维技术领域，具体公开了一种生物基抗菌除臭Lyocel l纤维的制备方法，包括以下步骤：将生物基抗菌剂聚3‑羟基丁酸酯低聚物OPHB加入到质量浓度65～75％的NMMO水溶液中，进行分散；将纤维素浆粕与上述分散后的含抗菌剂的NMMO溶液混合，对预混合浆粥进行减压脱水，制得纤维素质量浓度为7％～11％的透明纺丝溶液；透明纺丝溶液从喷丝板中挤出，经凝固浴冷却，牵伸成型，即得生物基抗菌除臭Lyocel l纤维；本发明通过在纺丝原液里添加一种液体生物基抗菌剂，该抗菌剂对人体安全无刺激，且能均匀分散在纤维的内部和表面，与纤维基体附着力强，纺丝液在过滤时不会出现堵塞情况，同时避免了金属离子的引入，得到的抑菌纤维具有长效抗菌除臭、耐水洗效果好。

技术研发人员：杨香莲,袁彬,周明吉,马峰刚,路广,吴雪原
受保护的技术使用者：南京化纤股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/17