一种备长炭/再生纤维素复合纤维及其制备方法

本发明涉及功能性纤维，尤其是一种备长炭/再生纤维素复合纤维及其制备方法。

背景技术：

1、功能性纤维可以有效地提高其纺织产品的附加值，提升纺织产品的功能和档次，满足多元化的服用需求，所以开发和设计新型的功能性纤维已成为纺织行业研究热点，其中包括耐高温阻燃、抗菌防臭、保温蓄热、抗静电、防紫外线、高吸湿吸水及绿色环保等功能性纤维。

2、远红外纤维的保暖和保健功能是毋庸置疑的，远红外纤维制品的热销也反映了消费者和市场对保暖服装、轻薄化冬季服装和能促进及改善微循环的保健产品的消费需求持续增长。

3、再生纤维素纤维具有与棉纤维相似的服用性能，而且可通过其大分子上羟基的化学反应进行接枝和功能性整理，所以通常作为功能性纤维的基体。再生纤维素纤维是以天然纤维素(棉、麻、竹子、树、灌木)为原料，不改变它的化学结构，仅仅改变天然纤维素的物理结构，从而制造出来性能更好的再生纤维素纤维。再生纤维素纤维产品以100％纯天然材质为原料，自然生物降解、无添加、无重金属、无有害化学物，对皮肤亲和无刺激，是一种性能优良的环保型“绿色”纤维。再生纤维素纤维做成的面料穿着更加舒适；染色靓丽性更优于棉纤维；手感柔软、丰满、滑爽，具有优良的悬垂性和蚕丝般的光泽；热稳定性和光稳定性高，不起静电；强度和伸长度能满足大多数纺织品的需要，有较好的可纺性能。

4、备长炭复合纤维是一种具有强大吸附功能的纤维。备长炭内有极多细孔，纵横交错，令其表面积广大至肉眼所见的3千倍之巨，因而更有利于吸取废气及水分。备长炭使用的炭材为马木坚木，炭质硬、密度高、碳元素含量可达93％-96％。备长炭是人们生活中不可多得的最佳珍宝之一。它是用吸收土壤、日光和水分而成长的马木坚木经过摄氏1200度高温炭化后所成的木炭，其微细孔众多，吸附力强，十分坚硬，烘成的木炭体积是原木的三分之一，但是重量却只有原木的十分之一。

5、cn 112176448 a公开了一种备长炭涤纶纤维，其特征在于：备长炭涤纶纤维为中空结构，备长炭涤纶纤维由聚酯颗粒与备长炭微粉制备而成，其中备长炭微粉的含量占原料总重量的3％～4％。该专利的优点是：(1)备长炭纤维采用中空结构，并且备长炭因子能够迅速从光中吸收能量并转化为热能，使织物变暖，使得备长炭涤纶纤维的保温功能好；(2)备长炭因子具备天然远红外放射功能，使得备长炭涤纶纤维具有良好的蓄热功能。但是其属于合成纤维，将备长炭应用到再生纤维素纤维中(人造纤维)，对其进行改性，目前相关研究较少。现有技术是将其添加到纺丝基体中纺丝，但是添加量大，不容易出性能，而且影响纤维基体的强力。

技术实现思路

1、针对上述现有技术存在的不足，提供了一种备长炭/再生纤维素复合纤维及其制备方法，采用同轴纺丝，纤维基体不变，外层用添加功能粒子的纺丝液，用量少，性能突出，且不影响纤维本身强力。

2、为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是，一种备长炭/再生纤维素复合纤维，是将由备长炭溶液与再生纤维素溶液组成的壳层纺丝液，与由再生纤维素溶液组成的芯层纺丝液，经同轴湿法纺丝技术制备而成，其中，壳层纺丝液中，备长炭占再生纤维素的质量比0.1％～45％，芯层纺丝液中，纤维素的含量为8-10wt％。

3、上述的备长炭/再生纤维素复合纤维，其干断裂强度为：2.85～3.55cn/dtex，湿断裂强度为：2.05～2.31cn/dtex。

4、上述的备长炭/再生纤维素复合纤维，其远红外发射率≥0.93，远红外辐射温升值(℃)≥1.6。

5、上述的备长炭/再生纤维素复合纤维，其负离子发生量893(个/cm3)。

6、上述的备长炭/再生纤维素复合纤维，其水洗50次对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌抑菌率分别达到99％、93％、92％以上。

7、上述的备长炭/再生纤维素复合纤维，其对氨气、醋酸、异戊酸的去除率分别达到91.8％、96.4％、91.4％以上。

8、上述的备长炭/再生纤维素复合纤维的制备方法，包括以下步骤：

9、(1)制备备长炭溶液：将备长炭原料通过研磨机进行精细研磨至粒径小于0.5微米，然后加入0.5％的复配分散剂和去离子水，利用超声波进行震荡分散30-60min，混合后形成均匀且粘稠的混合物，即备长炭溶液；

10、(2)制备壳层纺丝液：先将备长炭溶液利用超声波进行震荡分散，然后加入到再生纤维素溶液中进行搅拌混合，搅拌混合过程中，将备长炭溶液缓慢均匀加入；再过滤后得到混合均匀的纺丝液，其中备长炭占再生纤维素的质量比0.1％～45％；

11、(3)制备芯层纺丝液：制备纤维素的含量为8-10wt％的再生纤维素溶液；

12、(4)纺丝：将上述制备的纺丝液通过同轴湿法纺丝技术进行纺丝；

13、(5)成纤：将步骤(4)所得制品经酸洗、亚硫酸钠脱硫、水洗、上油、烘干，得到备长炭/再生纤维素复合纤维。

14、上述的备长炭/再生纤维素复合纤维的制备方法，所述步骤(4)中，喷丝头采用同轴针头，壳层溶液和芯层溶液同时挤出，壳层溶液和芯层溶液的挤出速度比为1:1～1:8，进入凝固浴中，获得初生纤维丝束；初生纤维丝束经25～50％的喷头牵伸、30～60％的纺盘牵伸、10～25％的集束牵伸以及-2.5～-1％的回缩牵伸成形。

15、上述的备长炭/再生纤维素复合纤维的制备方法，所述凝固浴是由稀硫酸，硫酸钠，硫酸锌形成的浴液，稀硫酸的质量浓度为70～90ml/l，硫酸钠的质量浓度为250-350g/l，硫酸锌的质量浓度为150-35g/l；将步骤(4)所得的初生纤维放入凝固浴的浴液中浸渍浴长为1.8～3.2米；凝固浴温度为35～70℃。

16、上述的备长炭/再生纤维素复合纤维的制备方法，所述同轴针头的规格为：14～18g/22g。

17、本发明一种备长炭/再生纤维素复合纤维及其制备方法的有益效果是，采用同轴湿法纺丝技术制备芯壳结构的备长炭/再生纤维素复合纤维，壳层溶液中备长炭的添加比例较传统的将备长炭添加到纺丝基体中纺丝，备长炭/再生纤维素混和纺丝的比例可以不考虑成本大幅提高，从而提高纤维皮层的功能性。而由于皮层占比可以控制，因此此同轴纤维的整体成本比备长炭/再生纤维素混和纺丝不会区别太多，而纤维皮层的功能性比混合纺丝的更加突出且明显。具体表现在：备长炭的添加比例范围更大：0.1％～45％；纤维力学性能：干断裂强度(2.85～3.55cn/dtex)湿断裂强度(2.05～2.31cn/dtex)。

18、本发明制备的纤维具有除臭效果，对氨气、醋酸、异戊酸的去除率分别达到91.8％、96.4％、91.4％以上(按照gb/t33610.3-2019测定)。

19、本发明制备的纤维具有抗菌效果，水洗50次对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌抑菌率分别达到99％、93％、92％以上(按照gb/t20944.3-2008测定)

20、远红外发射效果：

21、纤维具有远红外发射效果，远红外发射率≥0.93，远红外辐射温升值

22、(℃)≥1.6(按照gb/t 30127-2013测定)。

23、负离子发射效果：根据gb/t 30128-2013测定，负离子发生量893(个/cm3)。