以紡黏方式制備具有除臭功能竹漿纖維素不織布的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種以紡黏方式制備具有除臭功能竹漿纖維素不織布的方法，是將適量的廢咖啡渣（Coffee residue）先加入竹漿(Bamboo pulp)作為原料，再加入氧化甲基瑪琳(N-methylmorpholine N-oxide，簡(jiǎn)稱NMMO)溶劑，使其相混合溶解成黏液(dope)后，以紡黏(spunbond)方式經(jīng)紡口擠壓形成長(zhǎng)竹纖維素絲束，經(jīng)空氣隔距(air gap)冷卻拉伸后，長(zhǎng)竹纖維素絲束進(jìn)入凝固液中凝固再生，并經(jīng)氣流牽伸器高速拉伸后于收集網(wǎng)上堆迭成網(wǎng)形的不織布，該網(wǎng)形的不織布再經(jīng)水洗、水針軋、干燥及卷取后，即可制得連續(xù)長(zhǎng)纖維型態(tài)之具有除臭功能竹漿纖維素不織布。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
以紡黏方式制備具有除臭功能竹漿纖維素不織布的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種以紡黏方式制備具有除臭功能竹漿纖維素不織布的方法，其屬于 竹纖維制造技術(shù)領(lǐng)域，且制程采用不會(huì)造成環(huán)境污染的環(huán)保制程，所制得的竹漿纖維素紡 黏不織布成品屬于長(zhǎng)纖維型態(tài)，并具有良好的透氣性、吸水率以及除臭功效等物性，可被應(yīng) 用于紡織品、醫(yī)療、美容、衛(wèi)生材料、過(guò)濾材料、生物科技材料及光電晶圓擦拭等用途上。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前人造合成纖維所制成的不織布，其生產(chǎn)中所使用的最大量原料，依序?yàn)榫郾?烯（PP)、聚酯（PET)、聚乙烯（PE)與尼龍（Nylon)，共計(jì)占總使用量的96%，當(dāng)這些大量人 造合成纖維不織布經(jīng)使用后成為廢棄物時(shí)，因無(wú)法被自然環(huán)境分解，而對(duì)環(huán)境形成巨大的 危害，因此，以木漿（pulp)為原料，并使用溶劑法來(lái)生產(chǎn)制造天然纖維素不織布已漸成主 流，其產(chǎn)品廢棄物因可自然降解，而被稱為綠色環(huán)保纖維或稱為L(zhǎng)yocell纖維。
[0003] 經(jīng)國(guó)內(nèi)農(nóng)委會(huì)林業(yè)試驗(yàn)所發(fā)表的 ''竹炭在紡織之技術(shù)開(kāi)發(fā)與利用"，以及發(fā)表于中 國(guó)山東紡織科技期刊2003年第2期的 ''新型再生纖維素纖素-竹纖維"等研究證實(shí)，竹纖 維具有天然抗菌、吸濕透氣、負(fù)離子保健等特性，且竹子屬快速生長(zhǎng)植物，繁殖力強(qiáng)（2至3 年即可砍伐），更新容易，是極佳的再生資源，在資源利用過(guò)程中不會(huì)發(fā)生如林木砍伐時(shí)，所 產(chǎn)生林地環(huán)境生態(tài)受到嚴(yán)重破壞等問(wèn)題，此外，竹漿的成本只有木漿的三分之一，因此，應(yīng) 用制造 Lyocell纖維的溶劑法來(lái)做為生產(chǎn)竹纖維，已見(jiàn)于諸多專(zhuān)利文獻(xiàn)中，例如：中國(guó)發(fā)明 專(zhuān)利CN1129680、CN1190531、CN1315624及CN100395384等皆是，由該公開(kāi)的各中國(guó)發(fā)明專(zhuān) 利技術(shù)內(nèi)容可知，其生產(chǎn)所得的竹纖維并未具有除臭的功效。
[0004] 根據(jù)中國(guó)臺(tái)灣財(cái)政部關(guān)稅局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2011年咖啡豆進(jìn)口量達(dá)17,685公 噸，烘焙使用后的廢咖啡渣數(shù)量至少達(dá)8842公噸以上（咖啡豆與使用后的比例約為2 :1 計(jì)算），目前這些每年多達(dá)8842公噸以上的廢咖啡渣，大部分是以直接焚化或掩埋等方式 來(lái)處理，少部分則因咖啡渣具有除臭的功效而拿來(lái)做去除異味，或做為供給植物的養(yǎng)分， 或做為清潔的功用；另外，已有人將其應(yīng)用來(lái)制造咖啡紗之用，例如中國(guó)臺(tái)灣發(fā)明專(zhuān)利第 1338729號(hào)，由該咖啡紗所揭露的技術(shù)內(nèi)容可知，其將咖啡渣和高分子聚合物顆?；旌现瞥?母粒后，再將母粒抽絲成紗線，而所用的高分子聚合物顆粒選自聚丙烯、尼龍和聚酯，因此， 經(jīng)由該咖啡紗所制得的織物，因含有聚丙烯或尼龍或聚酯的高分子聚合物，故使用后成為 廢棄物時(shí)，也將無(wú)法被自然環(huán)境分解，仍會(huì)有對(duì)環(huán)境造成危害的結(jié)果。
[0005] 由于中國(guó)臺(tái)灣除竹林資源豐富外（竹林面積達(dá)15萬(wàn)公頃，約占森林面積7. 2% )， 更有每年多達(dá)8842公噸以上的廢咖啡渣可做為除臭之用，本發(fā)明人有鑒于此，特別深入研 究如何將可被自然環(huán)境分解的竹纖維，與具有除臭功能的廢咖啡渣相結(jié)合，并以大量生產(chǎn) 的方式來(lái)達(dá)成商業(yè)市場(chǎng)的可利用價(jià)值性，經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)試作成功后，乃分別完成并申請(qǐng)中國(guó) 臺(tái)灣發(fā)明第102110616號(hào)「具有天然抗菌、除臭及負(fù)離子功能竹纖維素纖維之制法」（公 開(kāi)號(hào)201437444)及第102110620號(hào)「具有除臭功能竹漿纖維素不織布之制法」（公開(kāi)號(hào) 201437449)在案，然而，本發(fā)明人并不以此為滿足，繼續(xù)開(kāi)創(chuàng)以不同的工法來(lái)制造具有除臭 功能竹漿纖維素不織布，經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)試作成功后，終能完成本發(fā)明的制法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的主要目的在提供一種以紡黏方式制備具有除臭功能竹漿纖維素不織布 的方法，是將適量的廢咖啡渣（Coffee residue)先加入竹衆(zhòng)（Bamboo pulp)作為原料，再 加入氧化甲基瑪琳（N-methylmorpholine N-oxide，簡(jiǎn)稱ΝΜΜ0)溶劑，使其相混合溶解成黏 液（dope)后，以紡黏（spunbond)方式經(jīng)紡口擠壓形成長(zhǎng)竹纖維素絲束，經(jīng)空氣隔距（air gap)冷卻拉伸后，長(zhǎng)竹纖維素絲束進(jìn)入凝固液中凝固再生、再經(jīng)氣流牽伸器高速拉伸后于 收集網(wǎng)上堆棧成網(wǎng)形的不織布，該成網(wǎng)形的不織布再經(jīng)水洗、水針乳、干燥及卷取，即可制 得連續(xù)長(zhǎng)纖維型態(tài)之具有除臭功能竹漿纖維素不織布；其制程中的黏液是使用紡黏方式來(lái) 產(chǎn)生長(zhǎng)竹纖維素絲束，故可選用較低聚合度的竹漿纖維素，且不需再經(jīng)過(guò)漂白的工序而能 減少制造的成本。
[0007] 本發(fā)明的另一目是在提供一種以紡黏方式制備具有除臭功能竹漿纖維素不織布 的方法，其制程中使用無(wú)毒性的氧化甲基瑪琳作為溶劑，并能充分回收循環(huán)使用，而成為不 會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染的環(huán)保制程，且制得的竹漿纖維素紡黏不織布，屬于連續(xù)長(zhǎng)纖維型態(tài)，除 具有與人造合成纖維不織布相同的良好透氣性與吸水率等物性外，更因含有廢咖啡渣而具 有除臭的功效，且使用后成為廢棄物時(shí)，能在環(huán)境中自然分解，而不會(huì)對(duì)環(huán)境造成破壞。
[0008] 本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種以紡黏方式制備具有除臭功能竹漿纖維素不織布的方 法，其特征在于，步驟包含：a.將廢咖啡渣加入竹漿作為原料；該廢咖啡渣先經(jīng)高速研磨成 500nm~900nm的微顆粒后再加入竹漿內(nèi)，該竹漿選用α -纖維素含量在50%以上的竹 漿纖維素，其纖維素聚合度介于350~750 ;b.加入氧化甲基瑪琳溶劑及苯基惡唑安定劑 于步驟a的竹漿中，并使其相混合溶解成黏液；其是利用臥式調(diào)漿機(jī)，將該廢咖啡渣與竹漿 纖維素、氧化甲基瑪琳溶劑及苯基惡唑添加劑一起置入后，以50°C~70°C低溫進(jìn)行高速攪 碎，并藉由氧化甲基瑪琳對(duì)纖維素膨潤(rùn)性大、溶解性高及溶解速率快等功效，來(lái)達(dá)成快速相 互混合溶解，再利用真空薄膜蒸發(fā)器以80°C~130°C加熱，在5分鐘內(nèi)蒸發(fā)溶解混合后的水 份排除至5~13%，即可形成黏液；c.以紡黏方式將該黏液由紡口擠壓出來(lái)形成長(zhǎng)竹纖維 素絲束，并將該長(zhǎng)竹纖維素絲束施以冷卻拉伸；該黏液經(jīng)擠壓機(jī)壓出后，由齒輪栗打入紡口 模具內(nèi)，再經(jīng)紡口向外以空氣隔距冷卻方式進(jìn)行拉伸形成長(zhǎng)竹纖維素絲束，其中，該紡口向 外的空氣隔距距離為2公分~30公分，該使用冷卻風(fēng)的溫度為5°C~35°C，其相對(duì)濕度為 60%~90% ;d.將冷卻拉伸后的長(zhǎng)竹纖維素絲束進(jìn)入凝固液中凝固再生，并以氣流牽伸器 進(jìn)行高壓高速拉伸后，在收集網(wǎng)上堆迭成網(wǎng)形的不織布；該長(zhǎng)竹纖維素絲束進(jìn)入凝固液中 凝固再生，并注入高壓氣體于氣流牽伸器內(nèi)，以牽伸速度為每分鐘2~3000公尺對(duì)長(zhǎng)竹纖 維素絲束進(jìn)行高壓高速拉伸，使該長(zhǎng)竹纖維素纖維形成均勻性的纖維后，直接在收集網(wǎng)上 堆迭成網(wǎng)形的不織布，其中，該凝固液的溫度為5°C~30°C，且其內(nèi)部氧化甲基瑪琳的濃度 為0~30wt% ;及e.網(wǎng)形的不織布再經(jīng)水洗、水針乳、干燥及卷取后，即可制得連續(xù)長(zhǎng)纖維 型態(tài)且具有除臭功能竹漿纖維素不織布。
[0009] 本發(fā)明的有益效果為：提供一種以紡黏方式制備具有除臭功能竹漿纖維素不織布 的方法，是將適量的廢咖啡渣（Coffee residue)先加入竹衆(zhòng)（Bamboo pulp)作為原料，再 加入氧化甲基瑪琳（N-methylmorpholine N-oxide，簡(jiǎn)稱ΝΜΜ0)溶劑，使其相混合溶解成黏 液（dope)后，以紡黏（spunbond)方式經(jīng)紡口擠壓形成長(zhǎng)竹纖維素絲束，經(jīng)空氣隔距（air gap)冷卻拉伸后，長(zhǎng)竹纖維素絲束進(jìn)入凝固液中凝固再生、再經(jīng)氣流牽伸器高速拉伸后于 收集網(wǎng)上堆棧成網(wǎng)形的不織布，該成網(wǎng)形的不織布再經(jīng)水洗、水針乳、干燥及卷取，即可制 得連續(xù)長(zhǎng)纖維型態(tài)之具有除臭功能竹漿纖維素不織布；其制程中的黏液是使用紡黏方式來(lái) 產(chǎn)生長(zhǎng)竹纖維素絲束，故可選用較低聚合度的竹漿纖維素，且不需再經(jīng)過(guò)漂白的工序而能 減少制造的成本。另外，本發(fā)明的一種以紡黏方式制備具有除臭功能竹漿纖維素不織布的 方法，其制程中使用無(wú)毒性的氧化甲基瑪琳作為溶劑，并能充分回收循環(huán)使用，而成為不會(huì) 對(duì)環(huán)境造成污染的環(huán)保制程，且制得的竹漿纖維素紡黏不織布，屬于連續(xù)長(zhǎng)纖維型態(tài)，除具 有與人造合成纖維不織布相同的良好透氣性與吸水率等物性外，更因含有廢咖啡渣而具有 除臭的功效，且使用后成為廢棄物時(shí)，能在環(huán)境中自然分解，而不會(huì)對(duì)環(huán)境造成破壞。
【附圖說(shuō)明】
[0010] 圖1是本發(fā)明的制造流程方塊圖。
[0011] 圖2是本發(fā)明所使用氧化甲基瑪琳溶劑（N-methylmorpholine Ν-oxide，簡(jiǎn)稱 ΝΜΜ0)的化學(xué)結(jié)構(gòu)圖。
[0012] 圖3是本發(fā)明中紡黏竹漿纖維素絲束的作動(dòng)示意圖。
[0013] 圖4是本發(fā)明的制造流程示意圖。
[0014] 圖5是本發(fā)明所制得具有除臭功能竹漿纖維素不織布放大一千倍的外觀電子顯 微圖。
[0015] 圖中具體標(biāo)號(hào)如下：
[0016] I-黏液 2_齒輪栗
[0017] 3-紡口模具 4-紡口
[0018] 5-長(zhǎng)竹纖維素絲束 6-凝固液
[0019] 7-高壓氣體 8-氣流牽伸器
[0020] 9-收集網(wǎng) 10-不織布
[0021] S-擠壓機(jī)
【具體實(shí)施方式】
[0022] 為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的制作流程與功效，茲佐以圖示及各試驗(yàn)實(shí)例詳細(xì)說(shuō)明如 后：
[0023] 請(qǐng)參閱圖1至圖5所示，本發(fā)明以紡黏方式制備具有除臭功能竹漿纖維素不織布 的方法，其步驟包含：
[0024] a.將廢咖啡渣（Coffee residue)加入竹衆(zhòng)（Bamboo pulp)作為原料；該廢咖啡渣 先經(jīng)高速研磨成500nm~900nm (奈米）的微顆粒后再加入竹衆(zhòng)內(nèi)，該竹衆(zhòng)選用α -纖維 素含量在50%以上的竹衆(zhòng)纖維素，其纖維素聚合度（degree of polymerization，簡(jiǎn)稱DP) 介于350~750 ;
[0025] b.加入氧化甲基瑪琳溶劑（N-methylmorpholine N-oxide，簡(jiǎn)稱ΝΜΜ0,其化學(xué)結(jié) 構(gòu)如圖2所示）及苯基惡唑安定劑（1,3-phenylene-bis 2_oxazoline，B0X)于步驟a的竹 漿中，并使其相混合溶解成黏液（dope);其系利用臥式調(diào)漿機(jī)，將該廢咖啡渣與竹漿纖維 素、氧化甲基瑪琳溶劑及苯基惡唑添加劑一起置入后，以50°C~70°C低溫進(jìn)行高速攪碎， 并藉由氧化甲基瑪琳對(duì)纖維素膨潤(rùn)性大、溶解性高及溶解速率快等功效，來(lái)達(dá)成快速相互 混合溶解，再利用真空薄膜蒸發(fā)器（Thin Film Evaporator, TFE)以80°C~130°C加熱，在 5分鐘內(nèi)蒸發(fā)溶解混合后的水份排除至5~13%，即可形成黏液（dope);
[0026] c.以紡黏方式（spunbond)將該黏液由紡口擠壓出來(lái)形成長(zhǎng)竹纖維素絲束，并將 該長(zhǎng)竹纖維素絲束施以冷卻拉伸；如圖3所示，該黏液1經(jīng)擠壓機(jī)S壓出后，由齒輪栗2打 入紡口模具3內(nèi)，再經(jīng)紡口 4向外以空氣隔距（air gap)冷卻方式進(jìn)行拉伸形成長(zhǎng)竹纖維 素絲束5,其中，空氣隔距的距離為2公分~30公分，使用冷卻風(fēng)的溫度為5°C~35°C，其相 對(duì)濕度為60 %~90% ;
[0027] d.將冷卻拉伸后的長(zhǎng)竹纖維素絲束進(jìn)入凝固液中凝固再生，并以氣流牽伸器進(jìn) 行高壓高速拉伸后，在收集網(wǎng)上堆迭成網(wǎng)形的不織布；如圖3所示，該長(zhǎng)竹纖維素絲束5進(jìn) 入凝固液6中凝固再生，并注入高壓氣體7于氣流牽伸器8內(nèi)，以牽伸速度為20m/min~ 3000m/min對(duì)長(zhǎng)竹纖維素絲束5進(jìn)行高壓高速拉伸，使該長(zhǎng)竹纖維素纖維形成均勻性的纖 維后，直接在收集網(wǎng)9上堆迭成網(wǎng)形的不織布10,其中，該凝固液的溫度為5°C~30°C，且其 內(nèi)部氧化甲基瑪琳的濃度為〇~30wt% ;及
[0028] e.網(wǎng)形的不織布再經(jīng)水洗、水針乳、干燥及卷?。ㄈ鐖D4所示）后，即可制得連續(xù) 長(zhǎng)纖維型態(tài)且具有除臭功能竹漿纖維素不織布（如圖5所示）。
[0029] 其中，步驟a所加入竹漿內(nèi)的廢咖啡渣含量為0. 5wt%~5wt%。
[0030] 其中，步驟b所加入的苯基惡唑安定劑（1，3-phenylene-bis 2-oxazoline，BOX) 可降低纖維素黏液的色澤及聚合度的衰退，其氧化甲基瑪琳溶劑的濃度為45%~75% 且為無(wú)毒性溶劑，于水洗過(guò)程中被洗出后，再經(jīng)由回收再使用，其損耗率低且回收率可達(dá) 99. 7%以上，除可降低制造成本外，亦不會(huì)造成環(huán)境的污染，完全符合環(huán)保制程的規(guī)范。
[0031] 又步驟b中該黏液的纖維素含量為6wt%~15wt%，其黏液的黏度為1000~ 15000 (poise)，而黏液的透光指數(shù)為1. 470~1. 495以及黏液的熔融指數(shù)為100~500。
[0032] 另步驟e中竹漿纖維素不織布的卷取速度為每分鐘2~300公尺，竹漿纖維素不 織布的基重為l〇g/m 2~300g/m2,纖維纖度為1~30um，機(jī)械方向（MD)拉伸強(qiáng)度為20kgf 以上，垂直方向（⑶）的拉伸強(qiáng)度為12kgf以上，透氣度為100~3500(cm3/cm2/min)，吸水 率為 500 % ~2000%。
[0033] 而步驟d中凝固再生與步驟e中水洗后的溶劑回收步驟系包含：
[0034] 1.脫色：是以活性碳懸浮方式吸付脫色，未脫色液加入0. 05%~0. 10%吸附性和 懸浮性良好的活性碳粉末，用鼓風(fēng)混合吸附復(fù)和靜置懸浮吸附交替處理，其兩者的處理時(shí) 間比例為1:3至1:6,處理時(shí)間8小時(shí)以上即可完成脫色，該方式及程序可簡(jiǎn)化設(shè)備、節(jié)省能 源和提高吸附脫色效果。
[0035] 2.過(guò)濾：是采用二階段過(guò)濾，其第一階段粗濾用一般濾芯式過(guò)濾器以簡(jiǎn)化設(shè)備， 但為避免活性碳逐漸累積在濾芯最外層而減緩過(guò)濾的速度，故助濾劑除預(yù)布于濾芯表面之 外，亦在未濾液中加入〇. 03%~0. 05%，使未濾液含有少量膨松助濾劑，則過(guò)濾速度大幅 提高且可保持不減退，該助濾劑的組成以硅藻土 ：纖維素=4:1的比例效果最好，粗濾完 成后將濾渣殘液離心、脫水、回收，而脫水后的濾渣助濾劑仍具有助濾效果可再回收使用一 次。其第二階段精濾使用精密過(guò)濾器UF，精濾后濾液清凈度與新鮮溶劑相同，采用本方式的 粗濾和精濾可得低設(shè)備費(fèi)、低損耗率、高處理量、高清凈度的特點(diǎn)。
[0036] 3.濃縮：本發(fā)明制程因水洗液回收時(shí)，其溶劑濃度由6. 5%~8.0%需濃縮到 50%~55%，每噸纖維約需濃縮除水90噸，濃縮負(fù)荷極大；當(dāng)纖維產(chǎn)量較少時(shí)：是采用三效 濃縮方式，其除水每噸約需蒸汽用量0.5噸（雖蒸汽消耗高，但電力消耗較?。划?dāng)纖維產(chǎn) 量稍大時(shí)：則采用MVR濃縮方式，其除水每噸約需蒸汽0. 003~0. 03噸（雖蒸汽消耗低， 但電力消耗稍大），該二種濃縮方式各適不同產(chǎn)量，但所產(chǎn)生的濃縮液和冷凝水都可全部回 收；其中，濃縮液可供制程溶劑之用；冷凝水可供原絲水洗之用。
[0037] 4.精制：是采用80°C低溫氧化和中和還原，用35% H202為氧化劑、85% Ν 2Η4 · H20 為中和還原劑，用電位滴定法測(cè)定氧化還原的結(jié)果，其N(xiāo)MM含量可降到lOppm以下，可提高 NMM0純度和減少損耗。
[0038] 為進(jìn)一步證明本發(fā)明的特點(diǎn)及實(shí)施功效，乃進(jìn)行完成各項(xiàng)試驗(yàn)實(shí)例并說(shuō)明如后：
[0039] 首先，如表一中樣品1至樣品10的黏液組成表所示，其是將廢咖啡渣加入聚合度 為400~800的竹漿纖維素與氧化甲基瑪琳（ΝΜΜ0)溶劑，于50°C~70°C下高速攪拌成漿 液，然后利用真空薄膜蒸發(fā)器蒸發(fā)多余的水份，以80°C~130°C加熱，5分鐘內(nèi)排除水分至 5%~13%，即可將竹漿纖維素溶解成黏液（dope)，接著，以紡黏（spunbond)方式經(jīng)紡口擠 壓形成長(zhǎng)竹纖維素絲束，經(jīng)空氣隔距（air gap)冷卻拉伸后，長(zhǎng)竹纖維素絲束進(jìn)入凝固液中 凝固再生、再經(jīng)氣流牽伸器高速拉伸后于收集網(wǎng)上堆迭成網(wǎng)形的不織布，該網(wǎng)形的不織布 再經(jīng)水洗、水針乳、干燥及卷取后，即完成表一中樣品1至樣品10的各黏液組成表。
[0040] 表一：樣品1至樣品10的黏液組成表 [0041 ]
)_1_I_I_|_|_i_I_|_I_|
[0043] 接著，依照表一中的纖維聚合度及抗聚合度衰退添加劑添加比例，來(lái)做出不同竹 漿纖維素不織布基重的樣品11至樣品20后，進(jìn)行其不織布強(qiáng)度的試驗(yàn)，其進(jìn)行的方式根據(jù) CNS5610標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)，方法如下：分別將各樣品的機(jī)械方向（Mechanical Direction, MD) 及垂直方向（Cross Direction,⑶），取下拉伸測(cè)試試片各10塊，其試片長(zhǎng)度至少為180mm， 寬度為2. 54mm，使用萬(wàn)能強(qiáng)力試驗(yàn)機(jī)作測(cè)試，設(shè)定夾距為76mm，拉伸速率300mm/min，樣品 11至樣品20測(cè)試后所得的不織布強(qiáng)度乃如表二所示。
[0044] 表二:樣品11至樣品20的物性表
[0045]
[0046] 其次，再以不同的纖維聚合度及不織布基重做成樣品21至樣品32后，進(jìn)行其不 織布透氣度及吸水率的試驗(yàn)，其進(jìn)行的方式根據(jù)CNS5612標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)，是將樣品裁剪成 26X26cm 2各四片，以透氣度試驗(yàn)機(jī)：TEXTESTFX3300對(duì)26X26cm2的試片進(jìn)行透氣度測(cè)試， 先將不織布切取5條縱向試片，每一試片的寬度為76mm，長(zhǎng)度則視試片的質(zhì)量（一條試片的 質(zhì)量為5.0±0. lg)而定，試片及網(wǎng)籃沉浸于水內(nèi)，歷經(jīng)10秒鐘，再抓牢網(wǎng)籃的開(kāi)口端，將試 片及網(wǎng)籃一起自水中取出，讓網(wǎng)籃開(kāi)口端朝上，滴水10秒鐘，立即將該試片及網(wǎng)籃一起放 入以知質(zhì)量的玻璃杯內(nèi)，稱取試片、網(wǎng)籃及玻璃杯的總質(zhì)量，準(zhǔn)確是〇. lg。試片的吸水率值 公式如下：
[0047]
[0048] 樣品21至樣品32測(cè)試后所得的不織布透氣度及吸水率乃如表三所示。
[0049] 表三：樣品21至樣品32的物性表
[0050]
[0051] 最后，以不同的纖維聚合度及廢咖啡渣添加比例的竹漿纖維素紡黏不織布做成樣 品33至樣品44后評(píng)估除臭效果，其以吸氨氣試驗(yàn)為抑臭的依據(jù)，方法說(shuō)明如下：以密閉的 瓶子裝入一定濃度的氨氣，將定量的竹漿纖維素紡黏不織布放入瓶?jī)?nèi)吸附15分鐘，再以氣 體層析儀（GC)測(cè)得竹漿纖維素紡黏不織布放入前后的氣體濃度，此時(shí)除臭性為
[0052]
[0053] 各樣品的吸氨率試驗(yàn)結(jié)果如表四所示
[0054] 表四：竹漿纖維素紡黏不織布抑臭功能試驗(yàn)
[0055]
[0056] 由上述表二中樣品11至樣品20及表三中的樣品21至樣品32所示，依本發(fā)明所 完成的連續(xù)長(zhǎng)纖維型態(tài)的竹漿纖維素紡黏不織布，其不論機(jī)械方向（MD)或垂直方向（CD) 的強(qiáng)度均非常理想，不同基重下的透氣度及吸水率表現(xiàn)，也均優(yōu)于現(xiàn)有習(xí)知人造合成纖維 不織布及天然纖維不織布，此外，由表四中的樣品33至樣品44所示的實(shí)例證明，本發(fā)明的 竹漿纖維素紡黏不織布確實(shí)具有除臭的功能，故完全符合紡織品、醫(yī)療、美容、衛(wèi)生材、過(guò)濾 材、生物科技材料及光電晶圓擦拭等用途上所需的要求條件，也具有高度產(chǎn)業(yè)利用性的創(chuàng) 新發(fā)明，乃依法提出申請(qǐng)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種以紡黏方式制備具有除臭功能竹漿纖維素不織布的方法，其特征在于，步驟包 含： a. 將廢咖啡渣加入竹漿作為原料；該廢咖啡渣先經(jīng)高速研磨成500nm~900nm的微顆粒 后再加入竹漿內(nèi)，該竹漿選用a-纖維素含量在50%以上的竹漿纖維素，其纖維素聚合度介 于 350~750 ; b. 加入氧化甲基瑪琳溶劑及苯基惡唑安定劑于步驟a的竹漿中，并使其相混合溶解 成黏液；其是利用臥式調(diào)漿機(jī)，將該廢咖啡渣與竹漿纖維素、氧化甲基瑪琳溶劑及苯基惡唑 添加劑一起置入后，以50°C ~70°C低溫進(jìn)行高速攪碎，并藉由氧化甲基瑪琳對(duì)纖維素膨潤(rùn) 性大、溶解性高及溶解速率快等功效，來(lái)達(dá)成快速相互混合溶解，再利用真空薄膜蒸發(fā)器以 80°C ~130°C加熱，在5分鐘內(nèi)蒸發(fā)溶解混合后的水份排除至5~13%，即可形成黏液； c. 以紡黏方式將該黏液由紡口擠壓出來(lái)形成長(zhǎng)竹纖維素絲束，并將該長(zhǎng)竹纖維素絲束 施以冷卻拉伸；該黏液經(jīng)擠壓機(jī)壓出后，由齒輪栗打入紡口模具內(nèi)，再經(jīng)紡口向外以空氣隔 距冷卻方式進(jìn)行拉伸形成長(zhǎng)竹纖維素絲束，其中，該紡口向外的空氣隔距距離為2公分~ 30公分，該使用冷卻風(fēng)的溫度為5°C~35°C，其相對(duì)濕度為60%~90% ; d. 將冷卻拉伸后的長(zhǎng)竹纖維素絲束進(jìn)入凝固液中凝固再生，并以氣流牽伸器進(jìn)行高 壓高速拉伸后，在收集網(wǎng)上堆迭成網(wǎng)形的不織布；該長(zhǎng)竹纖維素絲束進(jìn)入凝固液中凝固再 生，并注入高壓氣體于氣流牽伸器內(nèi)，以牽伸速度為每分鐘2~3000公尺對(duì)長(zhǎng)竹纖維素絲束 進(jìn)行高壓高速拉伸，使該長(zhǎng)竹纖維素纖維形成均勻性的纖維后，直接在收集網(wǎng)上堆迭成網(wǎng) 形的不織布，其中，該凝固液的溫度為5°C~30°C，且其內(nèi)部氧化甲基瑪琳的濃度為0~30 wt% ;及 e. 網(wǎng)形的不織布再經(jīng)水洗、水針乳、干燥及卷取后，即可制得連續(xù)長(zhǎng)纖維型態(tài)且具有除 臭功能竹漿纖維素不織布。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以紡黏方式制備具有除臭功能竹漿纖維素不織布的方法，其 特征在于：該步驟a中所加入竹衆(zhòng)內(nèi)的廢咖啡渣含量為0. 5wt°/〇~5wt%。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以紡黏方式制備具有除臭功能竹漿纖維素不織布的方法，其 特征在于：該步驟b中氧化甲基瑪琳溶劑的濃度為45°/『75%。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以紡黏方式制備具有除臭功能竹漿纖維素不織布的方法，其 特征在于：該步驟b中黏液的纖維素含量為6wt%~15wt%。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以紡黏方式制備具有除臭功能竹漿纖維素不織布的方法，其 特征在于：該步驟b中黏液的黏度為1000~15000poise。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以紡黏方式制備具有除臭功能竹漿纖維素不織布的方法，其 特征在于：該步驟b中黏液的透光指數(shù)為I. 470~1. 495。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以紡黏方式制備具有除臭功能竹漿纖維素不織布的方法，其 特征在于：該步驟b中黏液的熔融指數(shù)為100~500。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以紡黏方式制備具有除臭功能竹漿纖維素不織布的方法，其 特征在于：該步驟d中該竹衆(zhòng)纖維素不織布的基重為10g/m 2~300g/m2。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以紡黏方式制備具有除臭功能竹漿纖維素不織布的方法，其 特征在于：該步驟d中該竹漿纖維素不織布的機(jī)械方向拉伸強(qiáng)度為20 kgf以上，垂直方向 的拉伸強(qiáng)度為12 kgf以上。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以紡黏方式制備具有除臭功能竹漿纖維素不織布的方法， 其特征在于：該步驟d中該竹漿纖維素不織布的纖維纖度為l~30um。11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以紡黏方式制備具有除臭功能竹漿纖維素不織布的方法， 其特征在于：該步驟d中該竹衆(zhòng)纖維素不織布的透氣度為100~3500cm 3/cm2/min。12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以紡黏方式制備具有除臭功能竹漿纖維素不織布的方法， 其特征在于：該步驟d中該竹漿纖維素不織布的吸水率為500%~2000%。13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以紡黏方式制備具有除臭功能竹漿纖維素不織布的方法， 其特征在于：該步驟d中凝固再生與水洗后的溶劑回收步驟包含：1. 脫色：是以活性碳懸浮方式吸付脫色，未脫色液加入0. 〇59?Η). 10%吸附性和懸浮性 良好的活性碳粉末，用鼓風(fēng)混合吸附復(fù)和靜置懸浮吸附交替處理，其兩者的處理時(shí)間比例 為1:3至1:6,處理時(shí)間8小時(shí)以上即可完成脫色；2. 過(guò)濾：是采用二階段過(guò)濾，其第一階段粗濾用一般濾芯式過(guò)濾器以簡(jiǎn)化設(shè)備，但為 避免活性碳逐漸累積在濾芯最外層而減緩過(guò)濾的速度，故助濾劑除預(yù)布于濾芯表面之外， 亦在未濾液中加入〇. 03%~0. 05%，使未濾液含有少量膨松助濾劑，則過(guò)濾速度大幅提高且可 保持不減退，該助濾劑的組成以硅藻土 ：纖維素=4:1的比例效果最好，粗濾完成后將濾渣 殘液離心、脫水、回收，而脫水后的濾渣助濾劑仍具有助濾效果可再回收使用一次，其第二 階段精濾使用精密過(guò)濾器UF，精濾后濾液清凈度與新鮮溶劑相同；3. 濃縮：本發(fā)明制程因水洗液回收時(shí)，其溶劑濃度由6. 5%~8. 0%需濃縮到50%~55%，每 噸纖維約需濃縮除水90噸，濃縮負(fù)荷極大；當(dāng)纖維產(chǎn)量較少時(shí)：是采用三效濃縮方式，其除 水每噸約需蒸汽用量0. 5噸；當(dāng)纖維產(chǎn)量稍大時(shí)：則采用MVR濃縮方式，其除水每噸約需蒸 汽0. 003~0. 03噸，該二種濃縮方式各適不同產(chǎn)量，但所產(chǎn)生的濃縮液和冷凝水都可全部回 收；其中，濃縮液可供制程溶劑之用；冷凝水可供原絲水洗之用；及4. 精制：是采用80°C低溫氧化和中和還原，用35% H2O2為氧化劑、85% N2H4 · H2O為中 和還原劑，用電位滴定法測(cè)定氧化還原的結(jié)果，其甲基瑪琳含量可降到10 ppm以下，可提高 氧化甲基瑪琳純度和減少損耗。
【文檔編號(hào)】D01D5/14GK105887336SQ201510035746
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2015年1月26日
【發(fā)明人】周文東, 賴明毅, 黃坤山
【申請(qǐng)人】聚隆纖維股份有限公司