[发明专利]一种抗菌Lyocell纤维及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及功能性纤维素纤维技术领域，具体涉及一种具有抗菌功能的Lyocell纤维。

背景技术

纤维素是地球上储量最多、分布最广的天然高聚物，是自然界中取之不竭的可再生资源。纤维素纤维具有强度高、染色性好、纺纱性能好以及产业用途广等优势，因此，近年来全世界对纤维素纤维的市场需求量在持续增加。Lyocell纤维是以棉短绒、树木、竹子等可再生资源为原料，以NMMO为溶剂，通过干喷湿纺制成，兼具天然纤维和合成纤维诸多优异性能，且生产过程绿色环保的纤维素纤维。

Lyocell纤维具有强度高、染色性好、纺纱性能好以及产业用途广等优势，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，近年来全世界对Lyocell纤维的市场需求量在持续增加。

纳米氧化锌(ZnO粒径介于1-100nm之间的ZnO)颗粒，是一种面向21世纪的新型高功能精细无机产品，表现出许多特殊的性质，如非迁移性、荧光性、压电性、吸收和散射紫外线能力等，利用其在光、电、磁、敏感等方面的奇妙性能，可制造气体传感器、荧光体、变阻器、紫外线遮蔽材料、图像记录材料、压电材料、压敏电阻、高效催化剂、磁性材料和塑料薄膜等。

将纳米ZnO添加至纤维中，可使纤维具有抗菌抑菌、防紫外线、祛味防酶等一系列特性。但由于纳米ZnO具有比表面积大和比表面能大等特点，自身易团聚；另一方面，纳米氧化锌表面极性较强，在有机介质中不易均匀分散，在纤维生产中一直存在难以克服的技术问题，尤其难以添加至Lyocell纤维中，目前市场上尚未有添加纳米ZnO的Lyocell纤维的相关研究报道，也并未见相关产品问世。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种含有纳米ZnO的抗菌Lyocell纤维，将纳米ZnO均匀分散在Lyocell纤维当中，使产品具有良好的除菌抑菌、抗紫外线等性能。

本发明所要解决的第二个技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种将纳米ZnO作为抗菌剂，添加到NMMO溶液中，制备具有良好的除菌抑菌和抗紫外线性能的抗菌Lyocell纤维的方法。

为解决上述第一个技术问题，本发明的技术方案是：

一种抗菌Lyocell纤维，所述抗菌Lyocell纤维中含有质量含量为0.1～10％的纳米ZnO，所述抗菌Lyocell纤维的纤度1.1～4.3dtex、强度1～5cN/dtex、断裂伸长率为8～20％。

为解决上述第二个技术问题，本发明的技术方案是：

一种抗菌Lyocell纤维的制备方法，包括以下步骤：

(1)将纳米ZnO经过表面改性处理，与质量浓度为70～87％的NMMO水溶液混合均匀，混合温度为60～115℃，所述纳米ZnO与所述NMMO水溶液的配比为0.001～0.06:1。

(2)将预处理后的纤维素浆粕与步骤(1)得到的含ZnO的NMMO溶液预混合，预混合温度为60～80℃，所述纤维素浆粕与含ZnO的NMMO溶液的混合溶解配比为1:1～10。

(3)将步骤(2)的预混合浆粥在80～120℃下抽真空至-2×10⁴～-20×10⁴Pa脱水制得纺丝原液，所述纺丝原液中纤维素含量为6～30wt％，NMMO含量为55～81wt％，水含量为7～15wt％，纳米ZnO含量为0.06～6wt％。

(4)将所述纺丝原液经凝固浴纺丝成型，得到所述抗菌Lyocell纤维。

作为一种改进的技术方案，所述纳米ZnO的表面改性处理包括：将纳米ZnO球磨至粒径1～100nm，用硅烷偶联剂、酞酸酯类偶联剂、有机硅溶液中的至少一种，洗涤浸泡0.5～10h后，在70～120℃烘干0.3～2h，然后重新球磨至粒径1～100nm。

作为另一种改进的技术方案，步骤(2)中，所述纤维素浆粕的预处理包括将纤维素浆粕粉碎后，先进行活化，然后再压榨得到含水率为30～70wt％的纤维素浆粕。

作为进一步改进的技术方案，所述活化是在粉碎后的纤维素浆粕中加入纤维素酶和木质素酶，在pH值为5～6、温度为50～60℃时酶解，所述酶解时间为0.5～2h，酶解完后调节pH值为10～12灭酶。

由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：