一种功能性纤维素纤维及其制备方法与应用技术

本发明专利技术实施例公开了一种功能性纤维素纤维及其制备方法与应用，所述功能性纤维素纤维包括纤维、分布在纤维表面或内部的至少一个微胶囊，所述微胶囊的芯材包括功能材料，所述微胶囊的壳材包括可去除材料。本发明专利技术实施例提供的功能性纤维素纤维，通过在纤维中分布含有功能性材料的微胶囊，功能材料在纺丝和后续加工处理工序中能得到有效保护，并且在纤维及其制品的使用过程中功能性显著；本申请的功能性纤维素纤维适用范围广，适用的功能性物质种类多；此外，本申请的功能性纤维素纤维对于设备改造小，配合程度高，易于批量生产。

【技术实现步骤摘要】
一种功能性纤维素纤维及其制备方法与应用
本专利技术实施例涉及纤维制造
，具体涉及一种功能性纤维素纤维及其制备方法与应用。
技术介绍
纤维素纤维是一种健康型与环保型兼备的化学纤维。它具有棉的本质，丝的品质，是地道的生态纤维，源于天然而优于天然。目前广泛运用于各类内衣、纺织、服装、无纺布等领域。目前，具有各种不同功能，如力学、光学、热学、电学方面的功能性纤维备受重视。这些功能性纤维在工业生产和日常生活方面发挥着日益重要的作用。纤维素纤维的来源广泛，以天然纤维素为原料，如棉、麻、竹、树木、灌木等等。随着人们环保意识的增强，再生纤维素纤维近来也得到了蓬勃发展。人们已经成功开发了以麻类植物为纤维素来源的麻纤维，以竹为纤维素来源的竹纤维等。将功能性物质，如纳米颗粒等，与纤维原料(如各种纤维素溶液)后，通过喷丝板，再固化成形。这是得到功能性纤维素纤维的重要制造工艺之一。然而在纤维素纤维纺丝过程中，比如粘胶纤维，往往是将纤维素用强碱高温下进行溶解制浆，再经过喷丝板，在强酸性的凝固浴中，再将纤维素固化得到纤维。这就对于所使用的功能性物质的耐酸碱性提出了要求。一些性质较活泼的功能性物质，如氧化锌、碳酸钙等，在酸或碱条件下容易发生化学反应。这些化学反应，不但使得功能性物质受到损失，导致功能性下降，而且化学反应可能产生某些副产物，造成诸多困难：要么影响纤维生产过程，如导致粘度变化，喷丝板堵塞等，甚至无法纺丝；要么影响纤维产品品质，如纤维断头较多，强力较差，伸度较低等。专利技术(公开号：CN109056092A)提供了一种抗菌型粘胶短纤的制备方法，是通过制备壳聚糖和氧化锌的混合溶液，再将其用于粘胶纺丝，得到抗菌粘胶的。但是粘胶纺丝液是在高碱性环境下工作，而凝固浴又是高酸性的。氧化锌却是两性的，并且氧化锌是作为该专利技术中主要的抗菌物质，极易跟酸或碱发生剧烈化学反应，从而导致纺丝质量下降，抗菌效果下降。专利技术(公开号：201610993165.2)提供了一种纳米氧化锌、二氧化硅、石墨烯的复合纤维。该复合纤维通过静电纺丝技术制备而成，纳米氧化锌、二氧化硅、石墨烯分别占有一定的重量比。该方法同样受制于活泼的功能性纳米氧化锌，这一两性物质，极容易跟酸反应，同时又极容易跟碱反应。工艺控制的难度较高。如果纺丝液的pH值波动稍大，其中的氧化锌损失率将非常高，甚至会使纤维失去功能性。为了解决这一问题，微胶囊技术被应用到纺丝工业，以期保护功能物质。如专利技术(公开号：CN102766962A)提出一种防紫外线的尼龙纤维纺丝工艺。该专利技术人显然意识到，起到抗紫外作用的功能物质，在熔融纺丝的高温下极易收到破坏，引入了抗氧化剂，并使用了碳酸钙微胶囊和碳化钙微胶囊，2种微胶囊的壳材均选择了聚氨酯。该技术方案虽然为功能物质提供了微胶囊保护措施，使得其纺丝过程可以有效进行；却忽视了纤维的使用过程中，功能物质由于始终被隔离，无法起到有效的抗紫外作用。从上述例子可以看出，功能材料往往性质比较活泼，在纺丝及后加工处理的高温高压，酸、碱、机械摩擦等作用下，极易损耗。而通过微胶囊等方法，将功能材料保护起来之后，虽然可以保证功能材料在纺丝和后加工处理中得到保护，但在处理完成的使用过程中，功能材料又被微胶囊壳材和外界隔离开来，无法起到预期应有的作用。
技术实现思路
为此，本专利技术实施例提供一种功能性纤维素纤维及其制备方法与应用，以解决现有技术中功能材料极易损耗，而采用现有技术将功能材料保护起来后，无法起到预期应有作用的问题。为了实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：根据本专利技术实施例的第一方面，提供一种功能性纤维素纤维，包括纤维、分布在纤维表面或内部的至少一个微胶囊，所述微胶囊的芯材包括功能材料，所述微胶囊的壳材包括可去除材料。进一步地，所述功能材料包括阻燃剂、阻化剂、芳香植物提取物、木糖醇、中成药制剂、维生素、蛋白质、植物油、杀菌剂、杀虫剂、抗菌剂、驱虫剂、催化剂、交联剂、热稳定剂、光稳定剂、相变材料、液晶、感温变色材料、光敏变色材料、纳米颗粒中的任意一种或两种以上的组合。进一步地，所述功能材料包括上述功能材料的溶液、分散液，以及吸附所述功能材料的多孔材料、层状材料、纳米管或凝胶。进一步地，所述的可去除材料包括石蜡、金属、金属氧化物、氢氧化物、碳酸盐、聚乙烯醇、水溶性淀粉、无机氧化物、线性聚苯乙烯中的任意一种或两种以上的组合。进一步地，所述纤维素纤维的形状为线状物、片状物、块状物的任意一种或两种以上的组合。进一步地，所述微胶囊质量占所述功能性纤维素纤维总质量的0.1％—40％。根据本专利技术实施例的第二方面，提供一种功能性纤维素纤维的制备方法，包括先选取芯材和壳材后制备微胶囊，将微胶囊分散在纤维中，之后进行洗涤即可。根据本专利技术实施例的第三方面，提供一种功能性纤维素纤维在纺织面料、服装加工、填充材料、家居饰品、建筑材料、医疗保健、美容化妆、防伪识别、电子设备的响应控制、仪表制造、图像显示、人机交互、热管理、智能识别领域的应用。本专利技术实施例具有如下优点：本专利技术实施例提供一种功能性纤维素纤维及其制备方法与应用，通过在纤维中分布含有功能性材料的微胶囊，功能材料在纺丝和后续加工处理工序中能得到有效保护，并且在纤维及其制品的使用过程中功能性显著；本申请的功能性纤维素纤维适用范围广，适用的功能性物质种类多；此外，本申请的功能性纤维素纤维对于设备改造小，配合程度高，易于批量生产。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。图1为本专利技术实施例1提供的抗菌粘胶纤维横截面的电子扫描显微镜照片。具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1本实施例提供一种具有抗菌功能的粘胶纤维，其技术方案为：1)一次粒径为20-300纳米的纳米氧化锌作为微胶囊芯材，高熔点石蜡作为微胶囊壳材，微胶囊粒径分布为D90，1.6微米；2)上述微胶囊均匀分散在线密度1.22dtex的粘胶纤维中，其中微胶囊质量占比为总质量的0.1％-15％；3)上述纤维经过高于石蜡熔点的热水洗涤，可将微胶囊壳材部分或完全去除。如附图1所示，横截面上的空洞尺寸约为1微米到2微米之间，与微胶囊粒径分布符合。即为本例所述的一种含有纳米氧化锌的、具有抗菌功能的粘胶纤维。纳米氧化锌具有优良的抗菌作用。但氧化锌是两性氧化物，跟酸或碱都极易发生化学反应。这对于氧化锌制品的加工，存储，运输带来了极大的麻烦。传统方法无法对这类物质进行有效纺丝。传统方法将导致产品纤维中氧化锌损失极大，导致产品纤维功能性几乎没有。本专利技术对这一问题给出了有效解决方案。该纤维及其制品，在服装面料加工，家纺用品、医疗保健等领域有重要的应用。实施例2本实施例提供一种含有纳米碳酸钙的莱赛尔纤维，其技术方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功能性纤维素纤维，其特征在于：包括纤维、分布在纤维表面或内部的至少一个微胶囊，所述微胶囊的芯材包括功能材料，所述微胶囊的壳材包括可去除材料。

【技术特征摘要】
1.一种功能性纤维素纤维，其特征在于：包括纤维、分布在纤维表面或内部的至少一个微胶囊，所述微胶囊的芯材包括功能材料，所述微胶囊的壳材包括可去除材料。2.根据权利要求1所述的功能性纤维素纤维，其特征在于：所述功能材料包括阻燃剂、阻化剂、芳香植物提取物、木糖醇、中成药制剂、维生素、蛋白质、植物油、杀菌剂、杀虫剂、抗菌剂、驱虫剂、催化剂、交联剂、热稳定剂、光稳定剂、相变材料、液晶、感温变色材料、光敏变色材料、纳米颗粒中的任意一种或两种以上的组合。3.根据权利要求1所述的功能性纤维素纤维，其特征在于：所述功能材料包括权利要求2所述功能材料的溶液、分散液，以及吸附所述功能材料的多孔材料、层状材料、纳米管或凝胶。4.根据权利要求1所述的功能性纤维素纤维，其特征在于：所述的可去除材料包括石蜡、金属、金属氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈轲，冯欢，乔磊，黄晓义，窦建国，
申请(专利权)人：北京宇田相变储能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11