| 主权项 |
一种可增加防霉、抗菌及除臭功能之天然纤维素纤维的制法，其步骤包含：(a).选用废弃虾蟹壳为原料；先经过酸、硷处理予以分离纯化成几丁质(chitin)，再经由热硷处理后去除N-乙醯基(N-acetyl group)形成几丁聚醣(chitosan),最后藉由控制NaOH浓度、加热温度及时间，而将该几丁聚醣施以脱乙醯化(deacetylation)，使其脱乙醯化度介于50%~99%之间；(b).将几丁聚醣给予功能修饰；其方式有三种：其一，系以分子量控制技术，将几丁聚醣溶解于稀酸中，使其在一定的反应温度下，利用不同的反应时间将几丁聚醣降解，即可得到不同中、低分子量之几丁聚醣；其二，将前述改质后的中、低分子量几丁聚醣，再经由四级铵盐化完成功能修饰；其三，以碘甲烷直接将高分子量几丁聚醣经由四级铵盐化来完成功能修饰；(c).经功能修饰后的几丁聚醣施予奈米化；其对应于步骤(b)中的三种功能修饰后的几丁聚醣，而分别施予奈米化处理；对应于其一之方式，系以溶胶-凝胶法，将经由分子量控制之中、低分子量几丁聚醣溶于稀酸中，将适量的硷加入该几丁聚醣溶液，经由其水解、缩合及聚合后，即可反应生成胶体结构的奈米化几丁聚醣，其奈米化后的平均粒径为82nm；对应于其二之方式，仍以溶胶-凝胶法，将经由分子量控制再四级铵盐化之中、低分子量几丁聚醣溶于去离子水中，将适量的硷加入该几丁聚醣溶液，经由其水解、缩合及聚合后，即可反应生成胶体结构的奈米化几丁聚醣，其奈米化后的平均粒径为65.5nm；对应于其三之方式，亦以溶胶-凝胶法，将经由四级铵盐化之高分子量几丁聚醣溶于去离子水中，将适量的硷加入该几丁聚醣溶液，经由其水解、缩合及聚合后，即可反应生成胶体结构的奈米化几丁聚醣，其奈米化后的平均粒径为75.5nm; (d).将功能修饰与奈米化后的几丁聚醣加入木浆与氧化甲基玛琳(N-methylmorpholine N-oxide，简称NMMO)混合之浆液内，另再掺入苯基恶唑(1, 3-phenylene-bis 2-oxazoline, BOX)安定剂，并使用卧式调浆机，将前述该几丁聚醣、木浆纤维素、氧化甲基玛琳(NMMO)溶剂及苯基恶唑安定剂等一起置入后，再以60℃~80℃低温一起搅碎调浆；其中，该选用木浆之纤维素是为α-纤维素含量在85%以上之长纤维或短纤维，且其纤维素聚合度为500~1200; (e).使用真空薄膜蒸发器蒸发多余之水份，以80℃~120℃加热，于5分钟内排除水分至5%~13%，即可将纤维素溶解成纺丝之粘液(dope); (f).以乾喷湿式纺丝法(Dry-Jet Wet Spinning)进行纺丝；系将纺丝粘液从纺嘴中挤压出来，先经过一空气间隔(air gap)后再进入凝固浴中；及(g).将凝固再生之纺丝经过水洗及乾燥程序并予以上油后，即制得具有防霉、抗菌及除臭功效之天然纤维素纤维。如申请专利范围第1项所述之方法，其中，该步骤(b)中以分子量制几丁聚醣之制备方式，系将几丁聚醣溶解于稀盐酸中，使其在70℃的反应温度下，再利用不同的反应时间下，分别为0.5小时、1小时、2小时、4小时而将几丁聚醣降解，而得到不同分子量之几丁聚醣。如申请专利范围第1项所述之方法，其中，该步骤(b)中，以碘甲烷四级铵盐化高分子量几丁聚醣的制备方式，系将几丁聚醣与碘甲烷以1:10之莫耳比，在水与甲醇之混合液(体积比11:8)中分散搅拌，反应完后再加入NaCl使其溶解，最后收集沈淀物再以丙酮析出，并做减压乾燥之即成，其修饰率约为31.2%。如申请专利范围第1项所述之方法，其中，该步骤(c)中，以分子量控制的中、低分子量几丁聚醣超微(奈米)化之具体制备方式，系先在不锈钢槽中置入1980克的水与20克的几丁聚醣，再加入333克18%的乳酸水溶液来溶解几丁聚醣，以形成几丁聚醣水溶液；其中，乳酸在几丁聚醣水溶液中的重量百分浓度约为2.5%，经以滤网滤掉不要的杂质，并将过滤后的几丁聚醣水溶液置入不锈钢槽内，分两次添加氢氧化钠水溶液，其所加入的氢氧化钠水溶液的重量百分浓度约为1.5%；第一次加入氢氧化钠水溶液，是以调整几丁聚醣水溶液的pH值至接近7，经由搅拌使几丁聚醣水解缩合，以形成几丁聚醣胶体溶液；此时，几丁聚醣胶体已初步成形，再第二次加入氢氧化钠水溶液，调整几丁聚醣胶体溶液的pH值在约7到8的范围内，并经由搅拌使几丁聚醣胶体成形为最终的结构，最后以离心方式自该几丁聚醣胶体溶液中，即可取得奈米化几丁聚醣之胶体，其平均粒径为82nm。如申请专利范围第1项所述之方法，其中，该步骤(c)中，经由分子量控制再四级铵盐化之中、低分子量几丁聚醣超微(奈米)化之具体制备方式，系先在不锈钢槽中置入3890克的水与20克的四级铵盐化中低分子量几丁聚醣，以形成几丁聚醣水溶液，再以滤网滤掉不要的杂质，并将过滤后的几丁聚醣水溶液置入不锈钢槽内，分两次添加氢氧化钠水溶液，其所加入氢氧化钠水溶液的重量百分浓度约为1%；第一次加入氢氧化钠水溶液，是以调整几丁聚醣水溶液的pH值在约8.5到9的范围内，经由搅拌使几丁聚醣水解缩合，以形成几丁聚醣胶体溶液；此时，几丁聚醣胶体已初步成形，再第二次加入氢氧化钠水溶液，调整几丁聚醣胶体溶液的pH值在约9到9.5的范围内，并经由搅拌使几丁聚醣胶体成形为最终的结构，最后以离心方式自该几丁聚醣胶体溶液中，即可取得奈米化几丁聚醣之胶体，其平均粒径为65.5nm。如申请专利范围第1项所述之方法，其中，该步骤(c)中，经由四级铵盐化高分子量几丁聚醣超微(奈米)化之具体制备方式，系先在不锈钢槽中置入3890克的水与20克的四级铵盐化几丁聚醣，以形成几丁聚醣水溶液，再以滤网滤掉不要的杂质，并将过滤后的几丁聚醣水溶液置入不锈钢槽内，分两次添加氢氧化钠水溶液，其所加入氢氧化钠水溶液的重量百分浓度约为1%；第一次加入氢氧化钠水溶液，是以调整几丁聚醣水溶液的pH值在约9到9.5的范围内，经由搅拌使几丁聚醣水解缩合，以形成几丁聚醣胶体溶液；此时，几丁聚醣胶体已初步成形，再第二次加入氢氧化钠水溶液，调整几丁聚醣胶体溶液的pH值在约9.5到10的范围内，并经由搅拌使几丁聚醣胶体成形为最终的结构，最后以离心方式自该几丁聚醣胶体溶液中，即可取得奈米化几丁聚醣之胶体，其平均粒径为75.5nm。如申请专利范围第1项所述之方法，其中，该氧化甲基玛琳(N-methylomrpholine N-oxide，简称NMMO)溶剂的浓度为50%-75%。如申请专利范围第1项所述之方法，其中，该几丁聚醣之分子量为10,000~520,000。如申请专利范围第1项所述之方法，其中，该几丁聚醣之占纤维素纤维的含量为0.1wt%~5.0wt%。如申请专利范围第1项所述之方法，其中，该步骤(a)中之酸、硷处理的酸系为盐酸(HCl)、硫酸(H2SO4)等强酸。如申请专利范围第1项所述之方法，其中，该步骤(a)中之酸、硷处理的硷系为氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾(KOH)等强硷。如申请专利范围第1项所述之方法，其中，该步骤(f)中，该乾喷湿式纺丝法(dry-jet wet spinning)之卷取速度为每分钟300~800公尺。如申请专利范围第12项所述之方法，该乾喷湿式纺丝法(dry-jet wet spinning)制造之天然纤维素纤维，其纤维强度为2.5g/d~4.0g/d。如申请专利范围第12项所述之方法，该乾喷湿式纺丝法(dry-jet wet spinning)制造之天然纤维素纤维，其纤维伸率为4.0%~8.0%。如申请专利范围第12项所述之方法，该乾喷湿式纺丝法(dry-jet wet spinning)制造之天然纤维素纤维，其纤维杨氏系数为50g/d~150g/d。如申请专利范围第1项所述之方法，其制程中溶剂回收之步骤包含：脱色：系以活性碳悬浮方式吸付脱色，未脱色液加入0.05%~0.10%吸附性和悬浮性良好的活性碳粉末，用鼓风混合吸附复和静置悬浮吸附交替处理，其两者之处理时间比例为1:3至1:6，处理时间8小时以上即成；过滤：系采用二阶段过滤，第一阶段粗滤用一般滤芯式过滤器，并将助滤剂除预布于滤芯表面之外，另在未滤液中加入0.03%~0.05%，促使未滤液含有少量膨松助滤剂，该助滤剂的组成比例为矽藻土：纤维素=4:1，于粗滤完成后将滤渣残液离心、脱水、回收，其脱水后的滤渣助滤剂并再回收使用一次，而第二阶段精滤系使用精密过滤器UF为之；浓缩：当纤维产量较少时：系采用三效浓缩方式，其除水每吨约需蒸汽用量0.5吨，其蒸汽消耗高，但电力消耗较小；当纤维产量稍大时：则采用MVR浓缩方式，其除水每吨约需蒸汽0.003~0.03吨，其蒸汽消耗低，但电力消耗稍大，该二种浓缩方式所产生的浓缩液和冷凝水均全部回收；其中，浓缩液可供制程溶剂之用；冷凝水可供原丝水洗之用；及精制：系采用80℃低温氧化和中和还原，用35%H2O2为氧化剂、85% N2H4．H2O为中和还原剂，再用电位滴定法测定氧化还原之结果，其NMM含量可降到10ppm以下，并可提高NMMO纯度和减少损耗。 |
