一种Lyocell长丝非织造材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种Lyocell长丝非织造材料的制备方法，包括如下步骤：先将Lyocell纤维纺丝溶液依次进行纺丝、固化牵伸，得到Lyocell长丝；然后将所述Lyocell长丝经依次振动分丝、成网，得到Lyocell长丝纤网；最后将所述Lyocell长丝纤网进行固网，得到Lyocell长丝非织造材料。采用本发明专利技术所提供的制备方法得到的Lyocell长丝非织造材料力学性能优异，其纵向拉伸强度为55～198N/5cm，横向拉伸强度为32～62N/5cm，纵向抗弯刚度为15～28mN·cm，横向抗弯刚度为4～9mN·cm，且保持了优异的透气性能，其透气率为652～1120L/m2·s。

A kind of Lyocell filament nonwoven material and its preparation method

The invention provides a preparation method of Lyocell filament nonwovens, including the following steps: first spinning Lyocell fiber spinning solution in order to spinning, curing and drawing, obtaining Lyocell filament, and then dividing the Lyocell filament into wire and net to get Lyocell filament fiber net; finally, the Lyocell filament yarn is used. The Lyocell mesh was obtained from the mesh. The Lyocell filament nonwovens obtained by this method have excellent mechanical properties. The longitudinal tensile strength is 55 to 198N/5cm, the transverse tensile strength is 32 to 62N/5cm, the longitudinal flexural rigidity is 15 to 28mN. Cm, the transverse flexural rigidity is 4 to 9mN cm, and the excellent air permeability is maintained, and its permeability is 652. 1120L/m2. S.

【技术实现步骤摘要】
一种Lyocell长丝非织造材料及其制备方法
本专利技术涉及非织造材料领域，尤其涉及一种Lyocell长丝非织造材料及其制备方法。
技术介绍
随着石油工业的飞速发展，基于石油原料的下游产品涤纶、腈纶、锦纶等合成纤维以其优良的力学性能和低廉的价格优势占据了纤维材料的主要市场。但是，石油资源在不断地开采下会逐渐枯竭，能源危机问题越来越受到全球的高度重视。而自然界中最丰富的可再生资源纤维素，是石油工业最理想的替代原材料，其中以粘胶为主的再生纤维素纤维以其优异的外观及穿着舒适性逐渐受广大消费者青睐，但随之而来的环境污染问题也日渐突出。以棉短绒、树木、竹子等可再生资源为原料、N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)为溶剂生产Lyocell纤维，是一种不经化学反应生产纤维素纤维的新工艺，溶剂本身无毒且能高效回收利用，生产过程绿色环保，无有害物质排放，对环境无污染。纤维本身兼具天然纤维和合成纤维诸多优异性能，并能自然降解，满足了人们崇尚自然、回归自然的需求，被誉为21世纪的新型低碳环保纤维。早在20世纪80年代，奥地利兰精公司就将Lyocell工艺生产的Tencel纤维素短纤，依次通过梳理成网、交叉成网、固网、烘干和卷绕工序，得到了Lyocell非织造材料。21世纪初，兰精公司对Lyocell工艺进行了改进，用可挥发性溶剂溶解纤维素浆粕，得到Lyocell纺丝溶液，将Lyocell纺丝溶液在喷丝孔喷出口后用热空气喷吹，溶剂挥发后纤维固化，然后将固化的纤维收集在滚筒上形成纤网，经固网得到Lyocell非织造材料。但上述两种方法制备的Lyocell非织造材料仍然存在力学性能的缺点，其纵向拉伸强度小于40N/5cm，横向拉伸强度更小，甚至无法测量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种Lyocell长丝非织造材料及其制备方法。本专利技术所提供的Lyocell长丝非织造材料具有优异的力学性能。为实现上述目的，本专利技术提供了一种Lyocell长丝非织造材料的制备方法，包括如下步骤：(1)将Lyocell纤维纺丝溶液依次进行纺丝、固化牵伸，得到Lyocell长丝；(2)将所述Lyocell长丝经依次振动分丝、成网，得到Lyocell长丝纤网；(3)将所述Lyocell长丝纤网进行固网，得到Lyocell长丝非织造材料。优选的，所述Lyocell纤维纺丝溶液为纤维素浆粕的N-甲基吗啉-N-氧化物水溶液。优选的，所述Lyocell纤维纺丝溶液中纤维素浆粕的质量浓度为5～15wt.％。优选的，所述纺丝的温度为90～110℃。优选的，所述固化牵伸在水凝固浴中进行。优选的，所述固化牵伸的牵伸倍数为8～12倍。优选的，所述振动分丝的振动频率为450～600次/min，所述振动分丝的振幅为3～5mm。优选的，所述成网为采用真空抽吸的方式在斜网成形帘上形成Lyocell长丝纤网。优选的，所述固网采用水刺或针刺的方式。本专利技术还提供了一种Lyocell长丝非织造材料，由上述技术方案所述的制备方法制备得到，所述Lyocell长丝非织造材料的线密度为1～2dtex，所述Lyocell长丝非织造材料的单位面积质量为40～100g/m2。本专利技术提供了一种Lyocell长丝非织造材料的制备方法，包括如下步骤：先将Lyocell纤维纺丝溶液依次进行纺丝、固化牵伸，得到Lyocell长丝；然后将所述Lyocell长丝经依次振动分丝、成网，得到Lyocell长丝纤网；最后将所述Lyocell长丝纤网进行固网，得到Lyocell长丝非织造材料。在本专利技术中，Lyocell长丝经历了固化牵伸，提高了纤维的结晶度和取向度，进而使得Lyocell长丝的力学性能得到提高；Lyocell长丝纤网通过将Lyocell长丝依次经振动分丝、成网得到，振动分丝不仅可以起到分丝作用，还可使长丝以一定的幅度摆动，随着振动分丝的进行，长丝无规沉积在成形帘上，经成网得到内部聚集结构为三维网状结构的Lyocell长丝纤网，再经固网步骤，加固三维网状结构，得到Lyocell长丝非织造材料，三维网状结构的内部聚集结构进一步提高了Lyocell长丝非织造材料的力学强度。实验结果表明，采用本专利技术所提供的制备方法得到的Lyocell长丝非织造材料力学性能优异，其纵向拉伸强度为55～198N/5cm，横向拉伸强度为32～62N/5cm，纵向抗弯刚度为15～28mN·cm，横向抗弯刚度为4～9mN·cm，且仍然具有优异的透气性能，其透气率为652～1120L/m2·s。附图说明图1本专利技术实施例制备Lyocell长丝非织造材料的工艺流程图，其中，1为纺丝板，2为水凝固浴，3为振筛式分丝装置，4为成网帘，5真空抽吸装置，6为水刺头，7为托网帘，8为烘筒，9为卷绕辊；图2振筛式分丝装置主视图，其中，10为分丝管，11为振筛板；图3振筛式分丝装置俯视图，其中，10为分丝管，11为振筛板。具体实施方式本专利技术提供了一种Lyocell长丝非织造材料的制备方法，包括如下步骤：(1)将Lyocell纤维纺丝溶液依次进行纺丝、固化牵伸，得到Lyocell长丝；(2)将所述Lyocell长丝经依次振动分丝、成网，得到Lyocell长丝纤网；(3)将所述Lyocell长丝纤网进行固网，得到Lyocell长丝非织造材料。本专利技术将Lyocell纤维纺丝溶液依次进行纺丝、固化牵伸，得到Lyocell长丝。在本专利技术中，所述Lyocell纤维纺丝溶液优选为纤维素浆粕的N-甲基吗啉-N-氧化物水溶液。在本专利技术中，所述Lyocell纤维纺丝溶液中纤维素浆粕的质量浓度优选为5～15wt.％，更优选为8～12wt.％。本专利技术对所述纤维素浆粕的来源没有特殊限定，可以直接采用市售纤维素浆粕。在本专利技术实施例中，所述纤维素浆粕为进口高半纤维素浆粕。本专利技术对所述Lyocell纤维纺丝溶液的来源没有特殊限定，在本专利技术实施例中，所述Lyocell纤维纺丝溶液优选通过自制的方法得到，所述Lyocell纤维纺丝溶液的制备方法优选包括如下步骤：将纤维素浆粕与N-甲基吗啉-N-氧化物水溶液混合，加热至85～100℃，恒温搅拌至纤维素浆粕完全溶解，得到Lyocell纤维纺丝溶液。在本专利技术中，所述N-甲基吗啉-N-氧化物水溶液的浓度优选为5～15wt.％。本专利技术对所述加热的速率没有特殊限定，可以为任意加热速率。本专利技术对搅拌转速和搅拌的时间没有特殊限定，能够将纤维素浆粕完全溶解即可。搅拌至纤维素浆粕完全溶解后，本专利技术优选将所得溶液依次经脱泡、过滤，得到Lyocell纤维纺丝溶液。在本专利技术中，所述搅拌获得的溶液温度优选为85～100℃，更优选为90～95℃。在本专利技术中，所述脱泡方式优选为静置脱泡；所述静置脱泡的温度优选为55～65℃；所述静置脱泡的时间优选为6～12h。本专利技术对过滤的方式没有特殊限定，采用本领域常规的过滤方式即可。在本专利技术中，过滤可将溶液中的杂质去除。得到Lyocell纤维纺丝溶液后，本专利技术将所述Lyocell纤维纺丝溶液进行纺丝，得到纺丝流体。本专利技术优选将纺丝板按照所需幅宽分为不同的等份，然后进行纺丝。在本专利技术中，将纺丝板分成不同的等份可将纺丝所得纺丝流体分成不同的流道，以确保最终所得纤维尽量分离。在本专利技术中，所述纺丝的温度优选为90～110℃。在本专利技术中，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Lyocell长丝非织造材料的制备方法，包括如下步骤：(1)将Lyocell纤维纺丝溶液依次进行纺丝、固化牵伸，得到Lyocell长丝；(2)将所述Lyocell长丝经依次振动分丝、成网，得到Lyocell长丝纤网；(3)将所述Lyocell长丝纤网进行固网，得到Lyocell长丝非织造材料。

【技术特征摘要】
1.一种Lyocell长丝非织造材料的制备方法，包括如下步骤：(1)将Lyocell纤维纺丝溶液依次进行纺丝、固化牵伸，得到Lyocell长丝；(2)将所述Lyocell长丝经依次振动分丝、成网，得到Lyocell长丝纤网；(3)将所述Lyocell长丝纤网进行固网，得到Lyocell长丝非织造材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述Lyocell纤维纺丝溶液为纤维素浆粕的N-甲基吗啉-N-氧化物水溶液。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述Lyocell纤维纺丝溶液中纤维素浆粕的质量浓度为5～15wt.％。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纺丝的温度为90～110℃。5.根据权利要求1所述的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：程博闻，刘亚，庄旭品，夏磊，赵义侠，宋俊，吴汉泽，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：天津,12