本公開寬泛地涉及由藻類纖維素制備的纖維和紡織品。
背景技術(shù)：
1、在整個(gè)本說明書中對現(xiàn)有技術(shù)的任何討論均不應(yīng)被視為承認(rèn)該現(xiàn)有技術(shù)是公知常識或構(gòu)成本領(lǐng)域的公知常識的一部分。
2、天然棉花由高度結(jié)晶纖維素的短纖維組成，高度結(jié)晶纖維素的短纖維可以被機(jī)械加工成織物或紗線。
3、棉花廣泛用于全球服裝行業(yè)中，棉制品約占市場份額的20％。由于棉花成本相對較低、舒適且耐用，它是一種受歡迎的材料。
4、然而，棉花的使用存在嚴(yán)重的環(huán)境問題。棉花是一種高度耗水的作物，據(jù)估計(jì)，生產(chǎn)一件棉襯衫所需的水量約為2700升。棉花也是世界上農(nóng)藥消耗最大的單一作物。
5、期望的是提供具有與棉花相當(dāng)性能的纖維、紗線和/或織物，但利用能夠以環(huán)境可持續(xù)的方式獲得的纖維素來源。
6、作為纖維素來源，藻類比棉花具有許多優(yōu)勢，例如單位面積生長產(chǎn)量更高、在非耕地或干旱地區(qū)生長的能力、在非淡水環(huán)境中生長的能力。因此，藻類是棉花種植的可持續(xù)替代方案。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、在本公開的第一方面中，提供了一種纖維，包含再生纖維素，其中，纖維素從藻類中獲得。
2、以下選項(xiàng)可以單獨(dú)地或以任何組合的方式與本公開的第一方面結(jié)合使用。
3、從藻類中獲得的纖維素可以占纖維的至少約50％w/w。纖維可以由再生纖維素組成，并且其中，纖維素僅從藻類中獲得。
4、纖維可以為長絲纖維。替代地，纖維可以為短纖維。
5、藻類可以為硬毛藻(chaetomorpha)屬的藻類。
6、纖維可以具有在約100μm至500μm之間的直徑。纖維可以具有在約200μm至約300μm之間的直徑。
7、在本公開的第二方面中，提供了一種紗線，包含本公開的第一方面所述的纖維。
8、以下選項(xiàng)可以單獨(dú)地或以任何組合的方式與本公開的第二方面結(jié)合使用。
9、紗線可以具有在約5tex至約50tex之間的紗線支數(shù)。
10、在本公開的第三方面中，提供了一種制備包含從藻類獲得的再生纖維素的纖維的方法，所述方法包括：
11、(i)從藻類中提取纖維素；
12、(ii)將纖維素溶解在溶劑中以形成紡絲原液(dope?solution)；和
13、(iii)將紡絲原液擠出到反溶劑中以制備纖維。
14、以下選項(xiàng)可以單獨(dú)地或以任何組合的方式與本公開的第三方面結(jié)合使用。
15、藻類可以為硬毛藻屬的藻類。
16、步驟(i)可以包括：用堿性水溶液處理藻類。
17、在步驟(i)之后，可以進(jìn)行在升高的溫度下用酸性水溶液水解纖維素以提供經(jīng)水解的纖維素的步驟(i.a.)。步驟(i.a.)還可以包括：中和經(jīng)水解的纖維素。
18、在步驟(i)之后，可以進(jìn)行從纖維素中除去水的步驟(i.b.)。
19、溶劑可以選自由離子液體、二硫化碳、n-甲基嗎啉n-氧化物和銅氨溶液組成的組。溶劑可以是離子液體。離子液體可以由咪唑鎓、吡啶鎓、胍鎓或銨陽離子和鹵素陰離子或乙酸根陰離子組成。離子液體可以選自由1-乙基-3-甲基咪唑醋酸鹽、1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽、1-n-烯丙基-3-甲基咪唑氯鹽、7-甲基-1,5,7-三氮雜雙環(huán)[4.4.0]癸-5-烯基醋酸鹽([mtbdh][oac])、n,n,n,n-四甲基胍醋酸鹽和1,5-二氮雜雙環(huán)[4.3.0]壬-5-烯([dbnh][oac])組成的組。溶劑可以是1-乙基-3-甲基咪唑醋酸鹽。
20、紡絲原液的纖維素濃度可以在約2％w/w至約15％w/w之間。紡絲原液的纖維素濃度可以在約5％w/w至約12％w/w之間。
21、步驟(ii)還可以包括：在溶劑中加熱纖維素。
22、步驟(iii)可以包括：干噴濕紡。替代地，步驟(iii)可以包括：濕紡。
23、反溶劑可以選自由水、甲醇、乙醇及其兩種或多種的混合物組成的組。反溶劑可以是乙醇。
24、所述方法還可以包括干燥纖維的步驟(iv)。
25、在本公開的第四方面中，提供了一種通過本公開的第三方面所述的方法制備的纖維。
26、以下選項(xiàng)可以單獨(dú)地或以任何組合的方式與本公開的第一方面或第四方面結(jié)合使用。
27、纖維可以具有至少約30g的承載能力。
28、纖維可以具有至少約30g的斷裂負(fù)荷。
29、纖維在50mm/min的測試速度下可以具有至少約0.2n的斷裂力。
30、纖維在50mm/min的測試速度下可以具有至少約0.2cn/tex的斷裂韌度。
31、纖維在50mm/min的測試速度下可以具有至少約8％的伸長率。
32、在本公開的第五方面中，提供了一種織物，由本公開的第一方面或第四方面所述的纖維或者由本公開的第二方面所述的紗線機(jī)織(woven)或針織(knitted)而成。
33、以下選項(xiàng)可以單獨(dú)地或以任何組合的方式與本公開的第五方面結(jié)合使用。
34、本公開的第一方面或第四方面所述的纖維或本公開的第二方面所述的紗線可以占織物的至少50％w/w。織物可以僅由本公開的第一方面或第四方面所述的纖維或者由本公開的第二方面所述的紗線機(jī)織或針織而成。
35、織物可以包含至少50％w/w的從藻類中獲得的纖維素。
36、【定義】
37、以下是一些可能有助于理解本公開的描述的定義。這些旨在作為一般定義，并且絕不應(yīng)該將本公開的范圍僅限于這些術(shù)語，而是為了更好地理解以下描述而提出的。
38、在整個(gè)說明書中，除非上下文另有要求，否則“包括”一詞或諸如“具有“或“包含”之類的變體應(yīng)被理解為暗示包含所述元素、整數(shù)或步驟，或元素、整數(shù)或步驟的組，但不排除任何其他元素、整數(shù)或步驟，或元素、整數(shù)或步驟的組。
39、術(shù)語“a”和“an”在本文中用于指代該冠詞的語法對象中的一個(gè)或多個(gè)(即至少一個(gè))。舉例來說，“an?element”表示一個(gè)元素或多于一個(gè)元素。
40、在本說明書的上下文中，術(shù)語“大約”應(yīng)理解為是指所引用值的±10％。
41、本文所述的任何數(shù)值范圍旨在包括被包含在所述范圍內(nèi)的相同數(shù)值精度的所有子范圍。例如，1.0至5.0的范圍旨在包括在所述最小值1.0和所述最大值5.0之間(并且包括)的所有子范圍，即，具有等于或大于1.0的最小值和等于或小于5.0的最大值，例如2.1至4.5。本文所述的任何最大數(shù)值限制旨在包括其中包含的所有較低數(shù)值限制，并且本文所述的任何最小數(shù)值限制旨在包括其中包含的所有較高數(shù)值限制。
42、本文中對現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的任何描述，或本文中從這些文獻(xiàn)中得出或基于這些文獻(xiàn)的陳述，并不承認(rèn)這些文獻(xiàn)或得出的陳述是相關(guān)領(lǐng)域的公知常識的一部分。
43、為了描述的目的，除非另有說明，本文引用的所有文件均通過引用整體并入本文。
1.一種纖維，包含再生纖維素，其中，所述纖維素從藻類中獲得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維，其中，從藻類中獲得的所述纖維素占所述纖維的至少約50％w/w。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的纖維，其中，所述纖維由再生纖維素組成，并且其中，所述纖維素僅從藻類中獲得。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的纖維，其中，所述藻類為硬毛藻屬的藻類。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的纖維，其中，所述纖維具有在約100μm至500μm之間的直徑。
6.一種制備包含從藻類中獲得的再生纖維素的纖維的方法，所述方法包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述藻類為硬毛藻屬的藻類。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或權(quán)利要求7所述的方法，其中，步驟(i)包括：用堿性水溶液處理所述藻類。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項(xiàng)所述的方法，其中，步驟(i)之后為在升高的溫度下用酸性水溶液水解所述纖維素以提供經(jīng)水解的纖維素的步驟(i.a.)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，步驟(i.a.)還包括：中和所述經(jīng)水解的纖維素。
11.根據(jù)權(quán)利要求6至10中任一項(xiàng)所述的方法，其中，步驟(i)之后為從所述纖維素中除去水的步驟(i.b.)。
12.根據(jù)權(quán)利要求6至11中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述溶劑選自由離子液體、二硫化碳、n-甲基嗎啉n-氧化物和銅氨溶液組成的組。
13.根據(jù)權(quán)利要求6至12中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述溶劑為離子液體。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述離子液體選自由1-乙基-3-甲基咪唑醋酸鹽、1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽、1-n-烯丙基-3-甲基咪唑氯鹽、7-甲基-1,5,7-三氮雜雙環(huán)[4.4.0]癸-5-烯基醋酸鹽([mtbdh][oac])、n,n,n,n-四甲基胍醋酸鹽和1,5-二氮雜雙環(huán)[4.3.0]壬-5-烯([dbnh][oac])組成的組。
15.根據(jù)權(quán)利要求6至14中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述紡絲原液的纖維素濃度在約2％w/w至約15％w/w之間。
16.根據(jù)權(quán)利要求6至15中任一項(xiàng)所述的方法，其中，步驟(iii)包括：干噴濕紡。
17.根據(jù)權(quán)利要求6至15中任一項(xiàng)所述的方法，其中，步驟(iii)包括：濕紡。
18.根據(jù)權(quán)利要求6至17中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述反溶劑選自由水、甲醇、乙醇及其兩種或更多種的混合物組成的組。
19.一種織物，由根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的纖維機(jī)織或針織而成。