專利名稱：：一種海藻纖維的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及紡織領(lǐng)域，具體的說(shuō)涉及纖維的加工領(lǐng)域，更具體的說(shuō)涉及一種海藻纖維的制備方法。
背景技術(shù)：
：隨著石油資源日益枯竭，傳統(tǒng)化纖行業(yè)面臨著原料缺失的危機(jī)；粘膠纖維的原料抓棉花和木纖維卻又存在土地資源緊缺、糧棉爭(zhēng)地等問(wèn)題。而人們對(duì)纖維的需求量不斷增長(zhǎng)，因此開(kāi)發(fā)新的纖維原料資源刻不容緩。地球上70%面積被海水所覆蓋，海洋中海藻資源非常豐富，取之不盡、用之不竭。為了解決上述問(wèn)題，近年來(lái)，海洋天然化合物海藻纖維等受到廣泛的關(guān)注，是綠色可再生資源，利用海藻酸鈉等制備的海藻纖維可以作為綠色纖維材料使用。目前，海藻纖維的制備方法大多是采用水溶性的海藻酸鹽為原料，配制成一定濃度的水溶液，將該溶液在真空下脫泡處理后即可得到紡絲原液，再將其利用計(jì)量泵從噴絲板擠出，進(jìn)入氯化鈣水溶液中固化，即得到海藻纖維。早期如孫玉山等人在專利CN1068158A和CN1119547A中詳細(xì)闡述以海藻酸鈉制備海藻纖維的方法。后期報(bào)道的相關(guān)專利基本上是在這兩篇專利的基礎(chǔ)上，對(duì)海藻纖維進(jìn)行改性方面的研究，如專利CN1940153A中提出將海藻酸鈉與殼聚糖接枝；或者專利CN1986921A中提出以水和低級(jí)醇作為第一凝固浴；或者專利CN101037814A中提出以海藻酸鈉和海藻酸鉀混合物為原料制備海藻纖維。這些研究思路與機(jī)理均是采用水溶性的海藻酸鹽為原料，配制紡絲原液，最后通過(guò)離子交換等方法轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗苡谒暮Ｔ逅猁}，研究?jī)?nèi)容包括紡絲液濃度、溫度；凝固浴的組分配比、濃度、溫度等對(duì)纖維性能的影響；添加其它組分對(duì)纖維進(jìn)行改性，增加纖維的功能性。其主要原料均是可溶于水的海藻酸鹽。而從海藻中提取海藻酸及其鹽的工藝路線多為浸泡一切碎一消化一稀釋一過(guò)濾、洗滌一鈣析一脫鈣一沉淀一過(guò)濾一烘干一粉碎一成品海藻酸鈉。由于其生產(chǎn)工藝流程長(zhǎng)、生產(chǎn)效率不高、所需化學(xué)試劑多、對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重，造成生產(chǎn)海藻酸鹽的成本較高，嚴(yán)重制約了海藻纖維在民用服裝領(lǐng)域中的應(yīng)用及推廣。專利申請(qǐng)01115139.0報(bào)道了一種制備海藻酸鈉的方法，該方法在上述傳統(tǒng)工藝的基礎(chǔ)上增加了海帶的前期處理，但在整個(gè)工藝環(huán)節(jié)中大量使用化學(xué)試劑，尤其是含氯試劑，很難滿足現(xiàn)代環(huán)保需求。國(guó)內(nèi)外對(duì)海藻纖維在民用服飾發(fā)面的應(yīng)用已經(jīng)開(kāi)展了一些研究，如CN200710188153.3專利中，公開(kāi)了超細(xì)海藻纖維巾被的研究，然而成本較高，普通民眾很難購(gòu)買。到目前為止，還未見(jiàn)直接以海藻進(jìn)行紡絲的研究報(bào)道。以海藻為原料直接紡絲制備海藻纖維，可以大幅降低生產(chǎn)海藻纖維的成本，普及海藻纖維民用服飾。由于傳統(tǒng)工藝是由海藻經(jīng)過(guò)復(fù)雜的化學(xué)方法制備海藻酸鹽，再以海藻酸鹽為原料，經(jīng)過(guò)紡絲工藝制備海藻纖維，最后用作服飾材料，復(fù)雜的工序使海藻纖維服飾成本非常高，人們很難購(gòu)買，海藻纖維服飾普及推廣非常困難。為了克服這一難題，本發(fā)明以具有天然、環(huán)保、價(jià)廉、易得的海藻為原料，直接獲得紡絲原液進(jìn)行紡絲制備海藻纖維。直紡技術(shù)大大縮短海藻酸鹽制備過(guò)程中的工藝流程，并且減少了化學(xué)原料的用量，不僅減輕對(duì)環(huán)境的污染，而且大大降低了生產(chǎn)成本，大幅降低海藻纖維的市場(chǎng)價(jià)格，為擴(kuò)展海藻纖維在服裝領(lǐng)域的應(yīng)用和大規(guī)模生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)，進(jìn)一步提高人們服飾的舒適性，同時(shí)對(duì)緩解資源緊缺狀況具有重要的意義。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的在于提供一種海藻纖維的制備方法，所述制備方法操作簡(jiǎn)單、成本低廉、避免了高污染的化學(xué)試劑的使用，可以大大降低海藻纖維制品的生產(chǎn)成本。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案—種海藻纖維的制備方法，所述方法包括海藻原料經(jīng)前處理后，加入到消化液中進(jìn)行消化，消化后的溶液過(guò)濾，濾液作為紡絲液進(jìn)行紡絲，并在消化過(guò)程或者紡絲過(guò)程中加入交聯(lián)劑。本發(fā)明將海藻原料經(jīng)過(guò)處理消化并過(guò)濾后得到的溶液直接進(jìn)行紡絲，與傳統(tǒng)海藻纖維紡絲工藝路線相比，本工藝路線減少了稀釋、洗滌、鈣析、脫鈣、沉淀、過(guò)濾、烘干、粉碎、成品海藻酸鈉、海藻酸鈉溶解、脫泡等流程，使成本大幅降低。同時(shí)，還避免了污染嚴(yán)重的化學(xué)試劑的使用。根據(jù)前面所述的制備方法，所述交聯(lián)劑可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員通常所知曉的任何的交聯(lián)劑，本發(fā)明優(yōu)選采用的為表氯醇、硼砂、甲苯二異氰酸酯或二醛類化合物中的一種或者幾種的任意混合，更優(yōu)選為戊二醛或乙二醛；所述交聯(lián)劑用量為海藻原料重量的1/43/4，優(yōu)選為1/2。本發(fā)明采取上述范圍的交聯(lián)劑用量，是為了在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的基礎(chǔ)上更進(jìn)一步提高制備的纖維質(zhì)量。如果交聯(lián)劑用量少，交聯(lián)度不夠，纖維耐水性差，纖維絲性能低；如果交聯(lián)劑過(guò)多，交聯(lián)度高，絲硬，手感差，另外，過(guò)多的交聯(lián)劑不易除去，造成浪費(fèi)，提高了生產(chǎn)成本。所述的交聯(lián)劑可以在消化過(guò)程中加入，譬如先將交聯(lián)劑加入到消化液中，然后加入前處理過(guò)的海藻原料；或者可以在加入前處理過(guò)的海藻原料后再加入消化液；甚至可以在消化處理過(guò)程中，甚至消化處理結(jié)束后將交聯(lián)劑加入到消化液中。此外，交聯(lián)劑還可以在紡絲過(guò)程中加入，譬如在紡絲的凝固過(guò)程中加入到所使用的凝固浴中；或者在上油劑時(shí)加入到所用的油劑中。本發(fā)明優(yōu)選將交聯(lián)劑在消化過(guò)程中加入，尤其是在將海藻原料加入到消化液前，或者將海藻原料加入到消化液后，加入所述的交聯(lián)劑，攪勻即可。在消化過(guò)程中加入交聯(lián)劑，與其他步驟加入交聯(lián)劑相比，可以使得交聯(lián)劑混合更加均勻，在達(dá)到相同產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，交聯(lián)劑用量少，交聯(lián)更加充分。根據(jù)前面所述的制備方法，所述的前處理為將海藻原料進(jìn)行浸泡，然后切碎。所述的浸泡可以參考現(xiàn)有技術(shù)的海藻原料浸泡操作，本發(fā)明優(yōu)選為在室溫下用水浸泡，優(yōu)選用重量為海藻原料重量520倍的水浸泡624h，更優(yōu)選為用重量為海藻原料重量812倍的水浸泡615h。本發(fā)明經(jīng)過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)海藻吸收一定量的水分后，細(xì)胞組織就飽和，不再吸收水分，再延長(zhǎng)時(shí)間也沒(méi)有作用。將水量、時(shí)間控制在上述范圍，可以節(jié)約用水，提高效率。4本發(fā)明甚至還可以更進(jìn)一步優(yōu)選在浸泡過(guò)程中加入甲醛，甲醛用量?jī)?yōu)選為加入甲醛后使甲醛濃度為0.32%，更優(yōu)選為0.71.4%。通過(guò)加入甲醛，可以沉淀海藻原料中的色素，使得最終加工出來(lái)的纖維色澤更好。為了進(jìn)一步縮短后面消化的時(shí)間，甚至還可以優(yōu)選在浸泡過(guò)程中加入碳酸鹽進(jìn)行預(yù)消化，優(yōu)選為碳酸鈉、碳酸鉀或碳酸氫銨中的一種或幾種的任意混合，更優(yōu)選為碳酸鈉；所述的碳酸鹽用量?jī)?yōu)選為海藻原料的0.55%，優(yōu)選為13%，更優(yōu)選為2%。此外，如果靠近海藻原料產(chǎn)地，能夠獲得新鮮的海藻原料，譬如海帶，甚至無(wú)需浸泡，洗滌干凈后可直接使用。因此，上述的前處理并非實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的必要條件。在浸泡結(jié)束后，最好將浸泡后的海藻原料用水洗滌，至洗滌液無(wú)色。本發(fā)明所述的切碎可以優(yōu)選為將浸泡過(guò)的海藻原料切成長(zhǎng)、寬為110cm。根據(jù)前面所述的制備方法，所述的消化液為碳酸鹽水溶液，優(yōu)選為碳酸鈉、碳酸鉀或碳酸氫銨中的一種或幾種的任意混合，更優(yōu)選為碳酸鈉；所述消化液濃度為5%25%，優(yōu)選為15%20%;所述消化液與海藻原料重量比為o.5:15:i，優(yōu)選為i:13:i;更優(yōu)選為2:i。根據(jù)前面所述的制備方法，所述的消化為將經(jīng)過(guò)前處理的海藻原料加入到消化液中，攪拌，升溫，保溫反應(yīng)后靜置，然后抽真空脫泡既得。根據(jù)前面所述的制備方法，所述攪拌為速度80120rpm，優(yōu)選為100rpm;所述升溫為升溫至4060°C，優(yōu)選為50°C，所述保溫反應(yīng)為升溫結(jié)束后攪拌0.51.5h后降低攪拌速度至5565rpm，再攪拌1.52.5h后降低攪拌速度至2535rpm，攪拌2.53.5h后降溫至3040°C;優(yōu)選為升溫結(jié)束后攪拌lh后降低攪拌速度至60rpm，再攪拌2h后降低攪拌速度至30rpm，攪拌3h后降溫至35°C。根據(jù)前面所述的制備方法，所述抽真空脫泡為壓力1001000Pa下脫泡1.52.5h，優(yōu)選為400700Pa下脫泡2h。本發(fā)明在消化過(guò)程結(jié)束后，可以用雙螺旋擠出機(jī)，將消化后的溶液送入過(guò)濾器中過(guò)濾?；蛘呦蚍磻?yīng)容器中通入氮?dú)猓訅褐罯.30.7MPa，優(yōu)選為0.5MPa，然后開(kāi)啟容器底部的出料閥，將物料送入過(guò)濾器。其中過(guò)濾器過(guò)濾介質(zhì)孔徑優(yōu)選采用的是2001000目，更優(yōu)選為300500目。根據(jù)前面所述的制備方法，所述濾液濃度為重量百分比1065%，溫度3085。C，粘度8003000mPaS，優(yōu)選濃度為重量百分比3050%，溫度5065。C，粘度10002000mPaS。根據(jù)前面所述的制備方法，所述的紡絲為使用噴絲板噴絲、凝固后拉伸、上油劑、交聯(lián)后干燥既得海藻纖維。本發(fā)明所述的噴絲可以參考現(xiàn)有技術(shù)中海藻纖維的加工工藝，本發(fā)明優(yōu)選采用的是初生絲束以815m/min速度導(dǎo)出，優(yōu)選為10m/min。然后噴頭拉伸控制在1030%，優(yōu)選為1822%，然后牽伸1.53倍，優(yōu)選為1.82.5倍其中噴絲用的噴絲板孔徑可以優(yōu)選為0.050.12mm，更優(yōu)選為0.08mm。所述的凝固可以優(yōu)選采用氯化鈣水溶液作為凝固浴。氯化鈣水溶液濃度為15%，優(yōu)選為2.5%。凝固時(shí)間優(yōu)選為30180秒，更優(yōu)選為30秒。此外，為了進(jìn)一步增加海藻纖維的功能性，還可以在凝固浴中增加銀離子、銅離子、亞鐵離子等金屬離子。其具體詳細(xì)操作及用量可以參考現(xiàn)有技術(shù)類似操作。根據(jù)前面所述的制備方法，所述交聯(lián)為4012(TC下干燥540min，優(yōu)選為60IO(TC下干燥1020min，更優(yōu)選80。C下干燥10min。上述交聯(lián)操作參數(shù)為本發(fā)明優(yōu)選操作，可以進(jìn)一步提高海藻纖維產(chǎn)品質(zhì)量，譬如如果時(shí)間太短、溫度太低，交聯(lián)反應(yīng)不夠完全；溫度太高，導(dǎo)致海藻纖維主鏈降解，降低了纖維強(qiáng)度。本發(fā)明所述的海藻原料包括但不限于紅藻、綠藻、褐藻類及馬尾藻。通過(guò)上述方法制得的海藻纖維線密度《1.5d，斷裂強(qiáng)度^3.Og/d。本發(fā)明提供的海藻纖維的制備方法具有如下優(yōu)勢(shì)(1)操作簡(jiǎn)單，步驟少，適合工業(yè)化生產(chǎn)；(2)避免了大量的有毒化學(xué)試劑的使用，對(duì)操作人員毒害小，利于環(huán)保；(3)產(chǎn)品化學(xué)試劑殘留量更低，利于使用者的身體健康；(4)加工成本大大降低，便于高檔海藻纖維制品的普及應(yīng)用。具體實(shí)施例方式以下用實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說(shuō)明，將有助于對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)，效果有更進(jìn)一步的了解，實(shí)施例不限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求來(lái)決定。實(shí)施例1將市購(gòu)干海帶0.5千克，置于5千克自來(lái)水中，加入10g碳酸鈉，同時(shí)在水中加入50克甲醛溶液，在室溫下浸泡12小時(shí)。將浸泡好的海帶洗至洗液為無(wú)色后，切成lcm大小的方塊。在5L反應(yīng)釜中加入用去離子水配制的15%碳酸鈉水溶液1千克，同時(shí)加入交聯(lián)劑乙二醛250克，同時(shí)將切好的海帶放入釜中。開(kāi)動(dòng)攪拌，速度為100r/min，將溫度升到50°C，觀察攪拌扭矩，1小時(shí)后將攪拌速度降至60r/min，2小時(shí)后將攪拌速度降至30r/min，3小時(shí)后降溫至35t:后停止攪拌，靜置、抽真空脫泡2小時(shí)，真空壓力500Pa。往釜中通氮?dú)?，加?.5MPa，開(kāi)啟釜底出料閥、增壓泵，將物料送入過(guò)濾器，使用孔徑為400目的過(guò)濾介質(zhì)進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾得到的濾液直接進(jìn)入紡絲計(jì)量泵進(jìn)行紡絲。得到的濾液濃度40%，粘度為1500mPa*S，調(diào)整溫度55°C，紡絲所用噴絲板孔徑為0.08mm，氯化鈣水溶液作為凝固浴，濃度為2.5%，凝固時(shí)間為30秒，噴頭拉伸20%，初生絲束以10m/min速度導(dǎo)出后牽伸2.2倍，上油劑、8(TC下交聯(lián)、干燥10分鐘，切斷得到單絲纖度1.5d，強(qiáng)度3.92g/d的海藻纖維。實(shí)施例2將市購(gòu)干海帶0.5千克，置于5千克自來(lái)水中，加入20g碳酸鈉，同時(shí)在水中加入50克甲醛溶液，在室溫下浸泡12小時(shí)。6將浸泡好的海帶洗至洗液為無(wú)色后，切成2cm大小的方塊。在5L反應(yīng)釜中加入用去離子水配制的15%碳酸鈉水溶液1.5千克，同時(shí)加入交聯(lián)劑乙二醛250克，同時(shí)將切好的海帶放入釜中。開(kāi)動(dòng)攪拌，速度為100r/min，將溫度升到5(TC，觀察攪拌扭矩，1小時(shí)后將攪拌速度降至60r/min，2小時(shí)后將攪拌速度降至30r/min，3小時(shí)后降溫至35t:后停止攪拌，靜置、抽真空脫泡2小時(shí)，真空壓力500Pa。往釜中通氮?dú)?，加?.5MPa，開(kāi)啟釜底出料閥、增壓泵，將物料送入過(guò)濾器，使用孔徑為400目的過(guò)濾介質(zhì)進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾得到的濾液直接進(jìn)入紡絲計(jì)量泵進(jìn)行紡絲。得到的濾液濃度40%，粘度為1400mPa*S，調(diào)整溫度60°C，紡絲所用噴絲板孔徑為0.08mm，氯化鈣水溶液作為凝固浴，濃度為2.5%，凝固時(shí)間為35秒，噴頭拉伸22%，初生絲束以10m/min速度導(dǎo)出后牽伸2.3倍，上油劑、8(TC下交聯(lián)、干燥10分鐘，切斷得到單絲纖度1.43d，強(qiáng)度3.91g/d的海藻纖維。實(shí)施例3將市購(gòu)干海帶1.0千克，置于8千克自來(lái)水中，加入10g碳酸鈉，同時(shí)在水中加入56克甲醛溶液，在室溫下浸泡10小時(shí)。將浸泡好的海帶洗至洗液為無(wú)色后，切成lcm大小的方塊。在10L反應(yīng)釜中加入用去離子水配制的17%碳酸鈉水溶液2千克，同時(shí)加入交聯(lián)劑乙二醛600克，同時(shí)將切好的海帶放入釜中。開(kāi)動(dòng)攪拌，速度為100r/min，將溫度升到5(TC，觀察攪拌扭矩，1小時(shí)后將攪拌速度降至62r/min，2小時(shí)后將攪拌速度降至28r/min，3小時(shí)后降溫至35t:后停止攪拌，靜置、抽真空脫泡2小時(shí)，真空壓力500Pa。往釜中通氮?dú)?，加?.5MPa，開(kāi)啟釜底出料閥、增壓泵，將物料送入過(guò)濾器，使用孔徑為300目的過(guò)濾介質(zhì)進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾得到的濾液直接進(jìn)入紡絲計(jì)量泵進(jìn)行紡絲。得到的濾液濃度45%，粘度為2000mPa*S，調(diào)整溫度55°C，紡絲所用噴絲板孔徑為0.08mm，氯化鈣水溶液作為凝固浴，濃度為2.5%，凝固時(shí)間為40秒，噴頭拉伸20%，初生絲束以10m/min速度導(dǎo)出后牽伸2.2倍，上油劑、8(TC下交聯(lián)、干燥10分鐘，切斷得到單絲纖度1.49d，強(qiáng)度3.90g/d的海藻纖維。實(shí)施例4將市購(gòu)干海帶1.5千克，置于18千克自來(lái)水中，加入30g碳酸鈉，在室溫下浸泡15小時(shí)。將浸泡好的海帶洗至洗液為無(wú)色后，切成lcm大小的方塊。在30L反應(yīng)釜中加入用去離子水配制的18%碳酸鈉水溶液1.5千克，同時(shí)加入交聯(lián)劑乙二醛600克，同時(shí)將切好的海帶放入釜中。開(kāi)動(dòng)攪拌，速度為90r/min，將溫度升到50°C，觀察攪拌扭矩，1小時(shí)后將攪拌速度降至61r/min，2.2小時(shí)后將攪拌速度降至29r/min，3小時(shí)后降溫至35。C后停止攪拌，靜置、抽真空脫泡2小時(shí)，真空壓力400Pa。往釜中通氮?dú)猓訅?.5MPa，開(kāi)啟釜底出料閥、增壓泵，將物料送入過(guò)濾器，使用孔徑為500目的過(guò)濾介質(zhì)進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾得到的濾液直接進(jìn)入紡絲計(jì)量泵進(jìn)行紡絲。得到的濾液濃度30%，粘度為1000mPa*S，調(diào)整溫度55°C，紡絲所用噴絲板孔徑為0.12mm，氯化鈣水溶液作為凝固浴，濃度為2.0%，凝固時(shí)間為30秒，噴頭拉伸18%，初生絲束以10m/min速度導(dǎo)出后牽伸1.9倍，上油劑、8(TC下交聯(lián)、干燥15分鐘，切斷得到單絲纖度1.51d，強(qiáng)度3.91g/d的海藻纖維。實(shí)施例5將市購(gòu)干海帶IO千克，置于100千克自來(lái)水中，加入200g碳酸鈉，同時(shí)在水中加入500克甲醛溶液，在室溫下浸泡6小時(shí)。將浸泡好的海帶洗至洗液為無(wú)色后，切成2cm大小的方塊。在150L反應(yīng)釜中加入用去離子水配制的20%碳酸鈉水溶液30千克，同時(shí)加入交聯(lián)劑乙二醛5kg，同時(shí)將切好的海帶放入釜中。開(kāi)動(dòng)攪拌，速度為110r/min，將溫度升到40°C，觀察攪拌扭矩，0.5小時(shí)后將攪拌速度降至60r/min，1.8小時(shí)后將攪拌速度降至30r/min，3小時(shí)后降溫至35。C后停止攪拌，靜置、抽真空脫泡2小時(shí)，真空壓力600Pa。往釜中通氮?dú)猓訅?.5MPa，開(kāi)啟釜底出料閥、增壓泵，將物料送入過(guò)濾器，使用孔徑為400目的過(guò)濾介質(zhì)進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾得到的濾液直接進(jìn)入紡絲計(jì)量泵進(jìn)行紡絲。得到的濾液濃度38%，粘度為1300mPa*S，調(diào)整溫度80°C，紡絲所用噴絲板孔徑為0.08mm，氯化鈣水溶液作為凝固浴，濃度為2.7%，凝固時(shí)間為50秒，噴頭拉伸22%，初生絲束以8m/min速度導(dǎo)出后牽伸2.5倍，上油劑、8(TC下交聯(lián)、干燥20分鐘，切斷得到單絲纖度1.25d，強(qiáng)度3.9g/d的海藻纖維。實(shí)施例6將市購(gòu)干海帶2.5千克，置于25千克自來(lái)水中，加入25g碳酸鈉，在室溫下浸泡12小時(shí)。將浸泡好的海帶洗至洗液為無(wú)色后，切成lcm大小的方塊。在50L反應(yīng)釜中加入用去離子水配制的17%碳酸鈉水溶液5千克，同時(shí)加入交聯(lián)劑乙二醛1625克，同時(shí)將切好的海帶放入釜中。開(kāi)動(dòng)攪拌，速度為100r/min，將溫度升到60°C，觀察攪拌扭矩，0.7小時(shí)后將攪拌速度降至59r/min，2小時(shí)后將攪拌速度降至30r/min，3.1小時(shí)后降溫至35。C后停止攪拌，靜置、抽真空脫泡2小時(shí)，真空壓力600Pa。往釜中通氮?dú)猓訅?.5MPa，開(kāi)啟釜底出料閥、增壓泵，將物料送入過(guò)濾器，使用孔徑為300目的過(guò)濾介質(zhì)進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾得到的濾液直接進(jìn)入紡絲計(jì)量泵進(jìn)行紡絲。得到的濾液濃度38%，粘度為1300mPa*S，調(diào)整溫度78°C，紡絲所用噴絲板孔徑為0.06mm，氯化f丐水溶液作為凝固浴，濃度為1.0%，凝固時(shí)間為60秒，噴頭拉伸19%，初生絲束以15m/min速度導(dǎo)出后牽伸2.4倍，上油劑、7(TC下交聯(lián)、干燥10分鐘，切斷得到單絲纖度1.29d，強(qiáng)度3.85g/d的海藻纖維。實(shí)施例7將市購(gòu)干海帶50千克，置于400千克自來(lái)水中，加入1.5kg碳酸鈉，同時(shí)在水中加入1200克甲醛溶液，在室溫下浸泡14小時(shí)。將浸泡好的海帶洗至洗液為無(wú)色后，切成4cm大小的方塊。在600L反應(yīng)釜中加入用去離子水配制的15%碳酸鈉水溶液50千克，同時(shí)加入交聯(lián)劑乙二醛20kg，同時(shí)將切好的海帶放入釜中。8開(kāi)動(dòng)攪拌，速度為120r/min，將溫度升到5(TC，觀察攪拌扭矩，1.1小時(shí)后將攪拌速度降至58r/min，2小時(shí)后將攪拌速度降至32r/min，3.1小時(shí)后降溫至35。C后停止攪拌，靜置、抽真空脫泡2.1小時(shí)，真空壓力700Pa。往釜中通氮?dú)猓訅?.5MPa，開(kāi)啟釜底出料閥、增壓泵，將物料送入過(guò)濾器，使用孔徑為400目的過(guò)濾介質(zhì)進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾得到的濾液直接進(jìn)入紡絲計(jì)量泵進(jìn)行紡絲。得到的濾液濃度42%，粘度為1700mPa*S，調(diào)整溫度58°C，紡絲所用噴絲板孔徑為0.09mm，氯化鈣水溶液作為凝固浴，濃度為2.2%，凝固時(shí)間為30秒，噴頭拉伸21%，初生絲束以12m/min速度導(dǎo)出后牽伸2.2倍，上油劑、6(TC下交聯(lián)、干燥10分鐘，切斷得到單絲纖度1.50d，強(qiáng)度3.82g/d的海藻纖維。實(shí)施例8將市購(gòu)干海帶25千克，置于225千克自來(lái)水中，加入500g碳酸鈉，同時(shí)在水中加入2700克甲醛溶液，在室溫下浸泡8小時(shí)。將浸泡好的海帶洗至洗液為無(wú)色后，切成3cm大小的方塊。在350L反應(yīng)釜中加入用去離子水配制的19%碳酸鈉水溶液50千克，同時(shí)加入交聯(lián)劑乙二醛7500克，同時(shí)將切好的海帶放入釜中。開(kāi)動(dòng)攪拌，速度為80r/min，將溫度升到50°C，觀察攪拌扭矩，1小時(shí)后將攪拌速度降至60r/min，2小時(shí)后將攪拌速度降至31r/min，3.2小時(shí)后降溫至37。C后停止攪拌，靜置、抽真空脫泡2.2小時(shí)，真空壓力600Pa。往釜中通氮?dú)?，加?.5MPa，開(kāi)啟釜底出料閥、增壓泵，將物料送入過(guò)濾器，使用孔徑為500目的過(guò)濾介質(zhì)進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾得到的濾液直接進(jìn)入紡絲計(jì)量泵進(jìn)行紡絲。得到的濾液濃度47%，粘度為2200mPaS，調(diào)整溫度50°C，紡絲所用噴絲板孔徑為0.llmm，氯化鈣水溶液作為凝固浴，濃度為5.0%，凝固時(shí)間為70秒，噴頭拉伸15%，初生絲束以9m/min速度導(dǎo)出后牽伸2.0倍，上油劑、9(TC下交聯(lián)、干燥10分鐘，切斷得到單絲纖度1.52d，強(qiáng)度3.90g/d的海藻纖維。實(shí)施例9將市購(gòu)干海帶0.5千克，置于5.5千克自來(lái)水中，加入10g碳酸鈉，在室溫下浸泡11小時(shí)。將浸泡好的海帶洗至洗液為無(wú)色后，切成2cm大小的方塊。在10L反應(yīng)釜中加入用去離子水配制的12%碳酸鈉水溶液1千克，同時(shí)加入交聯(lián)劑乙二醛350克，同時(shí)將切好的海帶放入釜中。開(kāi)動(dòng)攪拌，速度為95r/min，將溫度升到55°C，觀察攪拌扭矩，1小時(shí)后將攪拌速度降至60r/min，2.1小時(shí)后將攪拌速度降至35r/min，3小時(shí)后降溫至38。C后停止攪拌，靜置、抽真空脫泡2小時(shí)，真空壓力700Pa。往釜中通氮?dú)猓訅?.4MPa，開(kāi)啟釜底出料閥、增壓泵，將物料送入過(guò)濾器，使用孔徑為300目的過(guò)濾介質(zhì)進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾得到的濾液直接進(jìn)入紡絲計(jì)量泵進(jìn)行紡絲。得到的濾液濃度33%，粘度為1100mPaS，調(diào)整溫度63°C，紡絲所用噴絲板孔徑為0.08mm，氯化鈣水溶液作為凝固浴，濃度為2.5%，凝固時(shí)間為30秒，噴頭拉伸25%，初生絲束以10m/min速度導(dǎo)出后牽伸3.0倍，上油劑、10(TC下交聯(lián)、干燥20分鐘，切斷得到單絲纖度1.ld，強(qiáng)度3.86g/d的海藻纖維。實(shí)施例10將市購(gòu)干海帶35千克，置于350千克自來(lái)水中，加入700g碳酸鈉，同時(shí)在水中加入4900克甲醛溶液，在室溫下浸泡12小時(shí)。將浸泡好的海帶洗至洗液為無(wú)色后，切成lcm大小的方塊。在450L反應(yīng)釜中加入用去離子水配制的10%碳酸鈉水溶液70千克，同時(shí)加入交聯(lián)劑乙二醛8750克，同時(shí)將切好的海帶放入釜中。開(kāi)動(dòng)攪拌，速度為110r/min，將溫度升到45。C，觀察攪拌扭矩，1.2小時(shí)后將攪拌速度降至58r/min，2.3小時(shí)后將攪拌速度降至30r/min，2.9小時(shí)后降溫至34。C后停止攪拌，靜置、抽真空脫泡2小時(shí)，真空壓力500Pa。往釜中通氮?dú)?，加?.6MPa，開(kāi)啟釜底出料閥、增壓泵，將物料送入過(guò)濾器，使用孔徑為400目的過(guò)濾介質(zhì)進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾得到的濾液直接進(jìn)入紡絲計(jì)量泵進(jìn)行紡絲。得到的濾液濃度40%，粘度為1600mPa*S，調(diào)整溫度45°C，紡絲所用噴絲板孔徑為0.08mm，氯化鈣水溶液作為凝固浴，濃度為2.7%，凝固時(shí)間為100秒，噴頭拉伸20%，初生絲束以10m/min速度導(dǎo)出后牽伸2.8倍，上油劑、8(TC下交聯(lián)、干燥15分鐘，切斷得到單絲纖度1.25d，強(qiáng)度3.85g/d的海藻纖維。實(shí)施例ll將市購(gòu)干海帶50千克，置于550千克自來(lái)水中，加入500g碳酸鈉，同時(shí)在水中加入2750克甲醛溶液，在室溫下浸泡5小時(shí)。將浸泡好的海帶洗至洗液為無(wú)色后，切成2cm大小的方塊。在700L反應(yīng)釜中加入用去離子水配制的25%碳酸鈉水溶液25千克，同時(shí)加入交聯(lián)劑乙二醛25kg，同時(shí)將切好的海帶放入釜中。開(kāi)動(dòng)攪拌，速度為100r/min，將溫度升到60°C，觀察攪拌扭矩，0.9小時(shí)后將攪拌速度降至55r/min，1.7小時(shí)后將攪拌速度降至28r/min，2.7小時(shí)后降溫至33。C后停止攪拌，靜置、抽真空脫泡1.7小時(shí)，真空壓力600Pa。往釜中通氮?dú)?，加?.6MPa，開(kāi)啟釜底出料閥、增壓泵，將物料送入過(guò)濾器，使用孔徑為400目的過(guò)濾介質(zhì)進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾得到的濾液直接進(jìn)入紡絲計(jì)量泵進(jìn)行紡絲。得到的濾液濃度30%，粘度為1000mPa*S，調(diào)整溫度53°C，紡絲所用噴絲板孔徑為0.lOmm，氯化鈣水溶液作為凝固浴，濃度為3.0%，凝固時(shí)間為150秒，噴頭拉伸10%，初生絲束以10m/min速度導(dǎo)出后牽伸2.2倍，上油劑、8(TC下交聯(lián)、干燥18分鐘，切斷得到單絲纖度1.45d，強(qiáng)度3.84g/d的海藻纖維。實(shí)施例12將市購(gòu)干海帶40千克，置于320千克自來(lái)水中，加入200g碳酸鈉，在室溫下浸泡18小時(shí)將浸泡好的海帶洗至洗液為無(wú)色后，切成lcm大小的方塊。在550L反應(yīng)釜中加入用去離子水配制的20%碳酸鈉水溶液160千克，同時(shí)加入交聯(lián)劑乙二醛24kg，同時(shí)將切好的海帶放入釜中。開(kāi)動(dòng)攪拌，速度為100r/min，將溫度升到55。C，觀察攪拌扭矩，1.5小時(shí)后將攪拌速度降至60r/min，2.0小時(shí)后將攪拌速度降至30r/min，3.0小時(shí)后降溫至4(TC后停止攪拌，靜置、抽真空脫泡2小時(shí)，真空壓力500Pa。10往釜中通氮?dú)?，加壓O.7MPa，開(kāi)啟釜底出料閥、增壓泵，將物料送入過(guò)濾器，使用孔徑為300目的過(guò)濾介質(zhì)進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾得到的濾液直接進(jìn)入紡絲計(jì)量泵進(jìn)行紡絲。得到的濾液濃度46%，粘度為2100mPa*S，調(diào)整溫度40°C，紡絲所用噴絲板孔徑為0.09mm，氯化鈣水溶液作為凝固浴，濃度為4.0%，凝固時(shí)間為30秒，噴頭拉伸20%，初生絲束以14m/min速度導(dǎo)出后牽伸1.6倍，上油劑、45t:下交聯(lián)、干燥12分鐘，切斷得到單絲纖度2.Od，強(qiáng)度3.80g/d的海藻纖維。實(shí)施例13將市購(gòu)干海帶30千克，置于300千克自來(lái)水中，加入1.5kg碳酸鈉，在室溫下浸泡20小時(shí)。將浸泡好的海帶洗至洗液為無(wú)色后，切成4cm大小的方塊。在450L反應(yīng)釜中加入用去離子水配制的15%碳酸鈉水溶液60千克，同時(shí)加入交聯(lián)劑戊二醛12kg，同時(shí)將切好的海帶放入釜中。開(kāi)動(dòng)攪拌，速度為105r/min，將溫度升到5(TC，觀察攪拌扭矩，1.0小時(shí)后將攪拌速度降至60r/min，2.0小時(shí)后將攪拌速度降至27r/min，2.5小時(shí)后降溫至35。C后停止攪拌，靜置、抽真空脫泡2小時(shí)，真空壓力800Pa。往釜中通氮?dú)?，加?.3MPa，開(kāi)啟釜底出料閥、增壓泵，將物料送入過(guò)濾器，使用孔徑為200目的過(guò)濾介質(zhì)進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾得到的濾液直接進(jìn)入紡絲計(jì)量泵進(jìn)行紡絲。得到的濾液濃度50%，粘度為2400mPaS，調(diào)整溫度52°C，紡絲所用噴絲板孔徑為0.08mm，氯化鈣水溶液作為凝固浴，濃度為2.5%，凝固時(shí)間為30秒，噴頭拉伸22%，初生絲束以12m/min速度導(dǎo)出后牽伸1.5倍，上油劑、12(TC下交聯(lián)、干燥IO分鐘，切斷得到單絲纖度2.06d，強(qiáng)度3.78g/d的海藻纖維。實(shí)施例14將市購(gòu)干海帶10千克，置于200千克自來(lái)水中，在水中加入3400克甲醛溶液，在室溫下浸泡12小時(shí)。將浸泡好的海帶洗至洗液為無(wú)色后，切成7cm大小的方塊。在400L反應(yīng)釜中加入用去離子水配制的5%碳酸鈉水溶液50千克，同時(shí)加入交聯(lián)劑硼砂4.5kg，同時(shí)將切好的海帶放入釜中。開(kāi)動(dòng)攪拌，速度為120r/min，將溫度升到4(TC，觀察攪拌扭矩，1.2小時(shí)后將攪拌速度降至57r/min，1.5小時(shí)后將攪拌速度降至33r/min，3.5小時(shí)后降溫至38。C后停止攪拌，靜置、抽真空脫泡1.5小時(shí)，真空壓力1000Pa。往釜中通氮?dú)猓訅?.5MPa，開(kāi)啟釜底出料閥、增壓泵，將物料送入過(guò)濾器，使用孔徑為800目的過(guò)濾介質(zhì)進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾得到的濾液直接進(jìn)入紡絲計(jì)量泵進(jìn)行紡絲。得到的濾液濃度15%，粘度為900mPaS，調(diào)整溫度75°C，紡絲所用噴絲板孔徑為0.12mm，氯化鈣水溶液作為凝固浴，濃度為2.9%，凝固時(shí)間為40秒，噴頭拉伸30%，初生絲束以15m/min速度導(dǎo)出后牽伸2.2倍，上油劑、11(TC下交聯(lián)、干燥5分鐘，切斷得到單絲纖度1.44d，強(qiáng)度3.86g/d的海藻纖維。實(shí)施例15將市購(gòu)干海帶20千克，置于IOO千克自來(lái)水中，在室溫下浸泡IO小時(shí)。將浸泡好的海帶洗至洗液為無(wú)色后，切成10cm大小的方塊。在200L反應(yīng)釜中加11入用去離子水配制的12%碳酸鈉水溶液20千克，同時(shí)加入交聯(lián)劑乙二醛10kg，同時(shí)將切好的海帶放入釜中。開(kāi)動(dòng)攪拌，速度為100r/min，將溫度升到5(TC，觀察攪拌扭矩，1.1小時(shí)后將攪拌速度降至65r/min，2.5小時(shí)后將攪拌速度降至25r/min，3.0小時(shí)后降溫至3(TC后停止攪拌，靜置、抽真空脫泡2.5小時(shí)，真空壓力100Pa。往釜中通氮?dú)猓訅?.6MPa，開(kāi)啟釜底出料閥、增壓泵，將物料送入過(guò)濾器，使用孔徑為1000目的過(guò)濾介質(zhì)進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾得到的濾液直接進(jìn)入紡絲計(jì)量泵進(jìn)行紡絲。得到的濾液濃度62%，粘度為2800mPa*S，調(diào)整溫度32°C，紡絲所用噴絲板孔徑為0.05mm，氯化鈣水溶液作為凝固浴，濃度為3.5%，凝固時(shí)間為180秒，噴頭拉伸25%，初生絲束以10m/min速度導(dǎo)出后牽伸2.0倍，上油劑、85t:下交聯(lián)、干燥40分鐘，切斷得到單絲纖度1.46d，強(qiáng)度3.83g/d的海藻纖維。實(shí)施例16本實(shí)施例其他操作與實(shí)施例13相同，只是交聯(lián)劑為甲苯二異氰酸酯，制備的單絲纖度為2.15d，強(qiáng)度3.75g/d。實(shí)施例17本實(shí)施例與實(shí)施例13相同，只是交聯(lián)劑改為加入到凝固浴中。制備的單絲纖度為1.93d，強(qiáng)度3.76g/d。本發(fā)明還提供了如下試驗(yàn)例，以對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明試驗(yàn)例1本試驗(yàn)例考察了本發(fā)明方法制備的海藻纖維同現(xiàn)有技術(shù)方法制備的纖維質(zhì)量差別線密度(d)斷裂強(qiáng)度(gd-工)斷裂強(qiáng)力cv斷裂伸長(zhǎng)率斷裂伸長(zhǎng)率CV牽伸倍率11.53.929.1%1.8%9.6%2.221.293.857.6%2.3%5.8%2.431.463.8320.2%2.9%50.2%2.041.933.755.6%2.8%20.5%1.552.903.96///1.862.994.01.8注5、6數(shù)據(jù)參考文獻(xiàn)專利200710106864.1。其中1為實(shí)施例1產(chǎn)品，2為實(shí)施例6產(chǎn)品，3為實(shí)施例15產(chǎn)品，4為實(shí)施例17產(chǎn)品，5、6為現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品，也就是按照現(xiàn)有技術(shù)，譬如專利申請(qǐng)01115139的方法制備海藻酸鹽后，再以海藻酸鹽為原料紡絲加工成海藻纖維。從上表可知，本發(fā)明制備的產(chǎn)品性能基本接近甚至達(dá)到了現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品的性能。試驗(yàn)例212本試驗(yàn)例考察了交聯(lián)劑用量對(duì)于產(chǎn)品的影響，具體按照實(shí)施例1的操作進(jìn)行。<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>上表為按照實(shí)施例1的參數(shù)進(jìn)行制備，只是調(diào)整了交聯(lián)劑用量以及加入時(shí)機(jī)，本試驗(yàn)例說(shuō)明交聯(lián)劑用量在本發(fā)明的技術(shù)方案范圍內(nèi)，可以進(jìn)一步提高產(chǎn)品的性能。從斷裂強(qiáng)度、斷裂強(qiáng)力CV、斷裂伸長(zhǎng)率、斷裂伸長(zhǎng)率CV等數(shù)據(jù)均可以看出，本發(fā)明技術(shù)方案制備的產(chǎn)品性能更具優(yōu)勢(shì)，其中，所優(yōu)選的技術(shù)方案效果更佳。同時(shí)，交聯(lián)劑加入時(shí)機(jī)亦對(duì)于產(chǎn)品性能具有一定影響，當(dāng)在消化過(guò)程中加入時(shí)，由于消化液體積較大，且海藻原料浸泡其中，交聯(lián)劑可以更為均勻的分散在海藻原料表面。且更為深入的接觸海藻，這樣可以使得其后的交聯(lián)反應(yīng)更加充分，且為達(dá)到同等質(zhì)量的產(chǎn)品前提下，交聯(lián)劑用量更少，也就是說(shuō)，當(dāng)交聯(lián)劑用量相同時(shí)，產(chǎn)品性能有進(jìn)一步提升。然而需要注意的是，交聯(lián)劑用量及加入時(shí)機(jī)并非本發(fā)明目的實(shí)現(xiàn)的充分必要條件。從上表數(shù)據(jù)中可知，即便交聯(lián)劑用量并非在本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，或者加入時(shí)機(jī)有所改變，同樣能夠制備出與現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品性能接近的海藻纖維。權(quán)利要求一種海藻纖維的制備方法，其特征在于，所述方法包括海藻原料經(jīng)前處理后，加入到消化液中進(jìn)行消化，消化后的溶液過(guò)濾，濾液作為紡絲液進(jìn)行紡絲，并在消化過(guò)程或者紡絲過(guò)程中加入交聯(lián)劑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述交聯(lián)劑為表氯醇、硼砂、甲苯二異氰酸酯或二醛類化合物中的一種或者幾種的任意混合，優(yōu)選為戊二醛或乙二醛；所述交聯(lián)劑用量為海藻原料重量的1/43/4，優(yōu)選為1/2。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的前處理為將海藻原料進(jìn)行浸泡，然后切碎。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的消化液為碳酸鹽水溶液，優(yōu)選為碳酸鈉、碳酸鉀或碳酸氫銨中的一種或幾種的任意混合，更優(yōu)選為碳酸鈉；所述消化液濃度為5%25%，優(yōu)選為15%20%;所述消化液與海藻原料重量比為0.5:15:1，優(yōu)選為i:i3:i;更優(yōu)選為2:i。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的消化為將經(jīng)過(guò)前處理的海藻原料加入到消化液中，攪拌，升溫，保溫反應(yīng)后靜置，然后抽真空脫泡既得。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述攪拌速度為80120rpm，優(yōu)選為100rpm;所述升溫為升溫至406(TC，優(yōu)選為50°C，所述保溫反應(yīng)為升溫結(jié)束后攪拌0.51.5h后降低攪拌速度至5565rpm，再攪拌1.52.5h后降低攪拌速度至2535rpm，攪拌2.53.5h后降溫至3040°C;優(yōu)選為升溫結(jié)束后攪拌lh后降低攪拌速度至60rpm，再攪拌2h后降低攪拌速度至30rpm，攪拌3h后降溫至35°C。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述抽真空脫泡為壓力1001000Pa下脫泡1.52.5h，優(yōu)選為400700Pa下脫泡2h。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述濾液濃度為重量百分比1065%，溫度3085。C，粘度8003000mPaS，優(yōu)選濃度為重量百分比3050%，溫度5065。C，粘度10002000mPaS。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的紡絲為使用噴絲板噴絲、凝固后拉伸、上油劑、交聯(lián)后干燥既得海藻纖維。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述交聯(lián)為4012(TC下干燥540min，優(yōu)選為60IO(TC下干燥1020min，更優(yōu)選80。C下干燥10min。全文摘要本發(fā)明涉及一種海藻纖維的制備方法，所述方法包括海藻原料經(jīng)前處理后，加入到消化液中進(jìn)行消化，消化后的溶液過(guò)濾，濾液作為紡絲液進(jìn)行紡絲，并在消化過(guò)程或者紡絲過(guò)程中加入交聯(lián)劑。本發(fā)明將海藻原料經(jīng)過(guò)處理消化并過(guò)濾后得到的溶液直接進(jìn)行紡絲，與傳統(tǒng)海藻纖維紡絲工藝路線相比，本工藝路線減少了稀釋、洗滌、鈣析、脫鈣、沉淀、過(guò)濾、烘干、粉碎、成品海藻酸鈉、海藻酸鈉溶解、脫泡等流程，使成本大幅降低。同時(shí)，還避免了污染嚴(yán)重的化學(xué)試劑的使用。文檔編號(hào)D01F9/00GK101718010SQ20091031293公開(kāi)日2010年6月2日申請(qǐng)日期2009年12月31日優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日發(fā)明者孫玉山,李方全,陳功林,駱強(qiáng)申請(qǐng)人:中國(guó)紡織科學(xué)研究院