CN106750502A - 一种长效留香再生纤维素纤维 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种长效留香再生纤维素纤维，其制备方法主要为：利用竹片制备再生竹纤维，然后将之溶于透明纤维素溶剂中，再加入碳纳米管，其后利用单向冷冻干燥技术得到具备单向定向孔的碳纳米管/纤维素复合材料，将所述碳纳米管/纤维素复合材料浸入含香料的溶液中，晾干，即得到长效留香再生纤维素纤维。本发明制得的长效留香再生纤维素纤维香味保持时间长，具有更好的机械性能。

Description

一种长效留香再生纤维素纤维
技术领域
本发明属于服装制作领域，尤其涉及一种长效留香再生纤维素纤维。
背景技术
在服装制作领域，人们越来越注重面料的柔软舒适程度，还要求面料具备保暖、美观、新颖等多种优点。为了满足人们对面料性能日益提高的要求，近年来服装面料已从传统性能较单一的纯棉制品向外观淡雅、手感柔软及服用性能俱佳的混纤面料方向发展。在此基础上，人们又开发出许多新的面料，例如再生纤维素纤维。再生纤维素纤维是以天然纤维素(棉、麻、竹子、树、灌木、)为原料，不改变它的化学结构，仅仅改变天然纤维素的物理结构，从而制造出来性能更好的再生纤维素纤维。其结构组成与棉相似，不同的是它的吸湿性与透气性比棉纤维好，可以说它是所有化学纤维中吸湿性与透气性最好的一种，被誉为“会呼吸的面料”。再生纤维素纤维面料手感柔顺、光滑凉爽、不易起静电。具有棉的柔软、丝的光泽、麻的滑爽；舒适贴身，透气吸湿、弹性好；100％wt纯天然材质，自然生物降解、无添加、无重金属、无有害化学物，对皮肤亲和无刺激。再生纤维素纤维作为制衣面料，克服了人工合成纤维的诸多缺点，具备许多新的功能，但现有的再生纤维素纤维却无香味。现有的面料一般也无香味，故人们喜欢在服装上喷洒香水，以增加衣服的香味。但是香水喷上后容易扩散，香味不能持久保留。
发明内容
本发明旨在解决现有技术中的问题，提供一种长效留香再生纤维素纤维，利用所述再生纤维素纤维制备的面料，具有持久香味。
为了达到上述技术目的，本发明采用了如下技术方案：
一种长效留香再生纤维素纤维，其制备步骤主要包括：步骤一、将竹片风干后，浸入水中预水解，然后经二次蒸煮后打浆、洗浆、漂白、中和、除杂、抄浆、烘干后得到再生竹纤维素；步骤二、将步骤一制得的再生竹纤维素分散在纤维素溶剂中，加热的同时施以搅拌或机械捏合，直到纤维素完全溶解，得到均匀透明的纤维素匀相溶液；步骤三，将碳纳米管和碳酸胍超声分散在水中，然后加入步骤二制得的纤维素匀相溶液中，搅拌混合均匀；步骤四，将步骤三制得的混合溶液倒入金属容器中，单向冷冻，得到纤维素冷冻块；步骤五，将步骤四制得的纤维素冷冻块放入真空冻干机中，真空冻干，得到具有单向定向孔的碳纳米管/纤维素复合材料；步骤六，将步骤五制得的碳纳米管/纤维素复合材料浸入含香料的溶液中，沿着单向定向孔洞的方向来回晃动所述碳纳米管/纤维素复合材料，使含香料的溶液充分进入碳纳米管/纤维素复合材料中，然后取出所述碳纳米管/纤维素复合材料，在室温下晾干。
作为本发明改进的技术方案，步骤一中，所述竹片为水竹、毛竹、四季竹，制得的再生竹纤维素的分子量为5×104～1×105。
作为本发明改进的技术方案，步骤二中，所述加热温度为60～80℃，所述再生竹纤维素在纤维素溶剂中的质量分数为25～45％wt。
作为本发明改进的技术方案，步骤二中，所述纤维素溶剂主要为N-甲基吗啉氧化物水溶液、氯化1-丁基-3-甲基咪唑盐水溶液中的一种或两种，其中，所述N-甲基吗啉氧化物或氯化1-丁基-3-甲基咪唑盐在水溶液的质量分数为5～15％wt。
作为本发明改进的技术方案，步骤三中，碳纳米管和碳酸胍在水中的质量分数分别为15～30％wt和1～5％wt，所述水与纤维素匀相溶液的质量比为10～25％。
作为本发明改进的技术方案，步骤四中，所述单向冷冻通过将所述金属容器的端部以恒定的速度向冷阱移动来实施，所述冷阱的温度为-20～-40℃，恒定的速度为-0.5～5mm/min。
作为本发明改进的技术方案，步骤四中，所述单向冷冻通过维持所述金属容器的底部在恒定温度下来实施，所述恒定的温度为-40～-80℃。
作为本发明改进的技术方案，步骤五中，所述真空冻干机中的温度为-30～-20℃，真空度为1～10Pa。
作为本发明改进的技术方案，步骤六中，所述含香料的溶液主要为8～18％wt香精、0.5～2.5wt％定向剂、0.2～1wt％表面活性剂、0.1～0.5％wt氯化钠、余量的去离子水组成，浸泡时间为2～10h。
作为本发明进一步改进的技术方案，将步骤六处理后的碳纳米管/纤维素复合材料浸入80～95℃的透明琼脂溶液中，沿着单向定向孔洞的方向来回晃动所述碳纳米管/纤维素复合材料，使琼脂溶液充分进入碳纳米管/纤维素复合材料中，所述琼脂的含量为0.5～2％wt，然后取出冷却至常温。
有益效果：
本发明通过单向冷冻干燥技术得到了具备单向定向孔结构的碳纳米管/纤维素复合材料，然后利用单向定向孔的毛细管作用将含香料的溶液吸入碳纳米管/纤维素复合材料中。由于本发明制得的再生纤维素具有单向定向孔结构，具有较大的比表面积，香料的香味从单向定向孔的孔壁缓慢释放，故香料在碳纳米管/纤维素复合材料中的滞留较久，具有长效留香功能。在含香料的溶液中加入少量的氯化钠，可以起到加强香料固香作用。在此基础上，本发明将浸有香料的碳纳米管/纤维素复合材料浸入琼脂溶液中，利用琼脂将香料封锁在碳纳米管/纤维素复合材料中，进一步延长香料散发香味的时间。此外，本发明制备的再生纤维素纤维由于添加了碳纳米管，故比常见的再生纤维素纤维就有更好的机械性能，更耐洗耐磨。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更清楚明了地理解本发明，现结合具体实施方式，对本发明进行详细说明。
本发明的长效留香再生纤维素纤维，其制备步骤主要包括：步骤一、将竹片风干后，浸入水中预水解，然后经二次蒸煮后打浆、洗浆、漂白、中和、除杂、抄浆、烘干后得到再生竹纤维素；步骤二、将步骤一制得的再生竹纤维素分散在纤维素溶剂中，加热的同时施以搅拌或机械捏合，直到纤维素完全溶解，得到均匀透明的纤维素匀相溶液；步骤三，将碳纳米管和碳酸胍超声分散在水中，然后加入步骤二制得的纤维素匀相溶液中，搅拌混合均匀；步骤四，将步骤三制得的混合溶液倒入金属容器中，单向冷冻，得到纤维素冷冻块；步骤五，将步骤四制得的纤维素冷冻块放入真空冻干机中，真空冻干，得到具有单向定向孔的碳纳米管/纤维素复合材料；步骤六，将步骤五制得的碳纳米管/纤维素复合材料浸入含香料的溶液中，沿着单向定向孔洞的方向来回晃动所述碳纳米管/纤维素复合材料，使含香料的溶液充分进入碳纳米管/纤维素复合材料中，然后取出所述碳纳米管/纤维素复合材料，在室温下晾干。
长效留香再生纤维素纤维具体的制备工艺参数如实施例1-9所示：
实施例1
步骤一中，所述竹片为水竹、毛竹、四季竹，制得的再生竹纤维素的分子量为5×104～1×105。
步骤二中，所述加热温度为60℃，所述再生竹纤维素在纤维素溶剂中的质量分数为25％wt，所述纤维素溶剂主要为N-甲基吗啉氧化物水溶液，其中N-甲基吗啉氧化物在水溶液的质量分数为5％wt。
步骤三中，碳纳米管和碳酸胍在水中的质量分数分别为15％wt和1％wt，所述水与纤维素匀相溶液的质量比为25％。
步骤四中，所述单向冷冻通过将所述金属容器的端部以恒定的速度向冷阱移动来实施，所述冷阱的温度为-20℃，恒定的速度为-0.5mm/min。
步骤五中，所述真空冻干机中的温度为-30℃，真空度为10Pa。
步骤六中，所述含香料的溶液包括8％wt香精、0.5wt％定向剂、0.2wt％表面活性剂、0.1％wt氯化钠、余量的去离子水组成，浸泡时间为2h，来回晃动速率为1cm/s。
实施例2
步骤一中，所述竹片为水竹、毛竹、四季竹，制得的再生竹纤维素的分子量为5×104～1×105。
步骤二中，所述加热温度为70℃，所述再生竹纤维素在纤维素溶剂中的质量分数为30％wt，所述纤维素溶剂主要为氯化1-丁基-3-甲基咪唑盐水溶液，其中氯化1-丁基-3-甲基咪唑盐在水溶液的质量分数为10％wt。
步骤三中，碳纳米管和碳酸胍在水中的质量分数分别为20％wt和2％wt，所述水与纤维素匀相溶液的质量比为20％。
步骤四中，所述单向冷冻通过将所述金属容器的端部以恒定的速度向冷阱移动来实施，所述冷阱的温度为-30，恒定的速度为-2.5mm/min。
步骤五中，所述真空冻干机中的温度为-25℃，真空度为5Pa。
步骤六中，所述含香料的溶液包括10％wt香精、1wt％定向剂、0.4wt％表面活性剂、0.2％wt氯化钠、余量的去离子水组成，浸泡时间为4h，来回晃动速率为10cm/s。
实施例3
步骤一中，所述竹片为水竹、毛竹、四季竹，制得的再生竹纤维素的分子量为5×104～1×105。
步骤二中，所述加热温度为80℃，所述再生竹纤维素在纤维素溶剂中的质量分数为35％wt，所述纤维素溶剂主要为氯化1-丁基-3-甲基咪唑盐水溶液，其中氯化1-丁基-3-甲基咪唑盐在水溶液的质量分数为15％wt。
步骤三中，碳纳米管和碳酸胍在水中的质量分数分别为25％wt和3％wt，所述水与纤维素匀相溶液的质量比为15％。
步骤四中，所述单向冷冻通过将所述金属容器的端部以恒定的速度向冷阱移动来实施，所述冷阱的温度为-40，恒定的速度为-5mm/min。
步骤五中，所述真空冻干机中的温度为-30℃，真空度为10Pa。
步骤六中，所述含香料的溶液包括12％wt香精、1.5wt％定向剂、0.6wt％表面活性剂、0.3％wt氯化钠、余量的去离子水组成，浸泡时间为6h，来回晃动速率为50cm/s。
实施例4
步骤一中，所述竹片为水竹、毛竹、四季竹，制得的再生竹纤维素的分子量为5×104～1×105。
步骤二中，所述加热温度为70℃，所述再生竹纤维素在纤维素溶剂中的质量分数为40％wt，所述纤维素溶剂主要为N-甲基吗啉氧化物和氯化1-丁基-3-甲基咪唑盐1:1的水溶液，其中N-甲基吗啉氧化物和氯化1-丁基-3-甲基咪唑盐在水溶液的质量分数共为15％wt。
步骤三中，碳纳米管和碳酸胍在水中的质量分数分别为30％wt和4％wt，所述水与纤维素匀相溶液的质量比为20％。
步骤四中，所述单向冷冻通过维持所述金属容器的底部在恒定温度下来实施，所述恒定的温度为-80℃。
步骤五中，所述真空冻干机中的温度为-20℃，真空度为5Pa。
步骤六中，所述含香料的溶液包括15％wt香精、2wt％定向剂、0.8wt％表面活性剂、0.4％wt氯化钠、余量的去离子水组成，浸泡时间为8h，来回晃动速率为100cm/s。
实施例5
步骤一中，所述竹片为水竹、毛竹、四季竹，制得的再生竹纤维素的分子量为5×104～1×105。
步骤二中，所述加热温度为80℃，所述再生竹纤维素在纤维素溶剂中的质量分数为45％wt，所述纤维素溶剂主要为N-甲基吗啉氧化物和氯化1-丁基-3-甲基咪唑盐1:1的水溶液，其中N-甲基吗啉氧化物和氯化1-丁基-3-甲基咪唑盐在水溶液的质量分数共为10％wt。
步骤三中，碳纳米管和碳酸胍在水中的质量分数分别为20％wt和5％wt，所述水与纤维素匀相溶液的质量比为5％。
步骤四中，所述单向冷冻通过维持所述金属容器的底部在恒定温度下来实施，所述恒定的温度为-60℃。
步骤五中，所述真空冻干机中的温度为-20℃，真空度为5Pa。
步骤六中，所述含香料的溶液包括18％wt香精、2.5wt％定向剂、1wt％表面活性剂、0.5％wt氯化钠、余量的去离子水组成，浸泡时间为10h，来回晃动速率为1cm/s。
实施例6
步骤一中，所述竹片为水竹、毛竹、四季竹，制得的再生竹纤维素的分子量为5×104～1×105。
步骤二中，所述加热温度为80℃，所述再生竹纤维素在纤维素溶剂中的质量分数为30％wt，所述纤维素溶剂主要为N-甲基吗啉氧化物和氯化1-丁基-3-甲基咪唑盐1:1的水溶液，其中N-甲基吗啉氧化物和氯化1-丁基-3-甲基咪唑盐在水溶液的质量分数共为10％wt。
步骤三中，碳纳米管和碳酸胍在水中的质量分数分别为20％wt和5％wt，所述水与纤维素匀相溶液的质量比为5％。
步骤四中，所述单向冷冻通过维持所述金属容器的底部在恒定温度下来实施，所述恒定的温度为-40℃。
步骤五中，所述真空冻干机中的温度为-20℃，真空度为5Pa。
步骤六中，所述含香料的溶液包括18％wt香精、2.5wt％定向剂、1wt％表面活性剂、0.5％wt氯化钠、余量的去离子水组成，浸泡时间为2h，来回晃动速率为1cm/s。
为了进一步增加香料的持续时间，再步骤六之后对所述碳纳米管/纤维素复合材料进行后处理，所述后处理步骤如下：取琼脂和去离子水，按照质量比为0.5:99.5，边搅拌边加热至80℃，使琼脂与去离子水形成透明混合溶液；然后将碳纳米管/纤维素复合材料浸入所述透明混合溶液中，沿着单向定向孔洞的方向来回晃动所述碳纳米管/纤维素复合材料1h，来回晃动速率为10cm/s,使琼脂溶液充分进入碳纳米管/纤维素复合材料中，然后取出所述碳纳米管/纤维素复合材料冷却至常温。
实施例7
步骤一中，所述竹片为水竹、毛竹、四季竹，制得的再生竹纤维素的分子量为5×104～1×105。
步骤二中，所述加热温度为60℃，所述再生竹纤维素在纤维素溶剂中的质量分数为25％wt，所述纤维素溶剂主要为N-甲基吗啉氧化物水溶液，其中N-甲基吗啉氧化物在水溶液的质量分数为5％wt。
步骤三中，碳纳米管和碳酸胍在水中的质量分数分别为15％wt和1％wt，所述水与纤维素匀相溶液的质量比为25％。
步骤四中，所述单向冷冻通过维持所述金属容器的底部在恒定温度下来实施，所述恒定的温度为-80℃。
步骤五中，所述真空冻干机中的温度为-20℃，真空度为5Pa。
步骤六中，所述含香料的溶液包括8％wt香精、0.5wt％定向剂、0.2wt％表面活性剂、0.1％wt氯化钠、余量的去离子水组成，浸泡时间为2h，来回晃动速率为100cm/s。
为了进一步增加香料的持续时间，再步骤六之后对所述碳纳米管/纤维素复合材料进行后处理，所述后处理步骤如下：取琼脂和去离子水，按照质量比为1:99，边搅拌边加热至85℃，使琼脂与去离子水形成透明混合溶液；然后将碳纳米管/纤维素复合材料浸入所述透明混合溶液中，沿着单向定向孔洞的方向来回晃动所述碳纳米管/纤维素复合材料1.5h，来回晃动速率为5cm/s,使琼脂溶液充分进入碳纳米管/纤维素复合材料中，然后取出所述碳纳米管/纤维素复合材料冷却至常温。
实施例8
步骤一中，所述竹片为水竹、毛竹、四季竹，制得的再生竹纤维素的分子量为5×104～1×105。
步骤二中，所述加热温度为80℃，所述再生竹纤维素在纤维素溶剂中的质量分数为35％wt，所述纤维素溶剂主要为氯化1-丁基-3-甲基咪唑盐水溶液，其中氯化1-丁基-3-甲基咪唑盐在水溶液的质量分数为15％wt。
步骤三中，碳纳米管和碳酸胍在水中的质量分数分别为20％wt和5％wt，所述水与纤维素匀相溶液的质量比为5％。
步骤四中，所述单向冷冻通过维持所述金属容器的底部在恒定温度下来实施，所述恒定的温度为-60℃。
步骤五中，所述真空冻干机中的温度为-20℃，真空度为5Pa。
步骤六中，所述含香料的溶液包括12％wt香精、1.5wt％定向剂、0.6wt％表面活性剂、0.3％wt氯化钠、余量的去离子水组成，浸泡时间为6h，来回晃动速率为50cm/s。
为了进一步增加香料的持续时间，再步骤六之后对所述碳纳米管/纤维素复合材料进行后处理，所述后处理步骤如下：取琼脂和去离子水，按照质量比为1.5:98.5，边搅拌边加热至90℃，使琼脂与去离子水形成透明混合溶液；然后将碳纳米管/纤维素复合材料浸入所述透明混合溶液中，沿着单向定向孔洞的方向来回晃动所述碳纳米管/纤维素复合材料2h，来回晃动速率为5cm/s,使琼脂溶液充分进入碳纳米管/纤维素复合材料中，然后取出所述碳纳米管/纤维素复合材料冷却至常温。
实施例9
步骤一中，所述竹片为水竹、毛竹、四季竹，制得的再生竹纤维素的分子量为5×104～1×105。
步骤二中，所述加热温度为80℃，所述再生竹纤维素在纤维素溶剂中的质量分数为45％wt，所述纤维素溶剂主要为N-甲基吗啉氧化物和氯化1-丁基-3-甲基咪唑盐1:1的水溶液，其中N-甲基吗啉氧化物和氯化1-丁基-3-甲基咪唑盐在水溶液的质量分数共为10％wt。
步骤三中，碳纳米管和碳酸胍在水中的质量分数分别为20％wt和2％wt，所述水与纤维素匀相溶液的质量比为20％。
步骤四中，所述单向冷冻通过将所述金属容器的端部以恒定的速度向冷阱移动来实施，所述冷阱的温度为-30，恒定的速度为-2.5mm/min。
步骤五中，所述真空冻干机中的温度为-25℃，真空度为5Pa。
步骤六中，所述含香料的溶液包括18％wt香精、2.5wt％定向剂、1wt％表面活性剂、0.5％wt氯化钠、余量的去离子水组成，浸泡时间为10h，来回晃动速率为10cm/s。
为了进一步增加香料的持续时间，再步骤六之后对所述碳纳米管/纤维素复合材料进行后处理，所述后处理步骤如下：取琼脂和去离子水，按照质量比为2:98，边搅拌边加热至95℃，使琼脂与去离子水形成透明混合溶液；然后将碳纳米管/纤维素复合材料浸入所述透明混合溶液中，沿着单向定向孔洞的方向来回晃动所述碳纳米管/纤维素复合材料2.5h，来回晃动速率为10cm/s,使琼脂溶液充分进入碳纳米管/纤维素复合材料中，然后取出所述碳纳米管/纤维素复合材料冷却至常温。
将上述实施例1-9的长效留香再生纤维素纤维存放3个月后仍有较浓的香味，且经过多次清洗、揉搓，所述香味仍然存在。
需要说明的是，以上实施例仅为本发明的部分具体实施方式，并非因此限制本发明的专利范围。本发明制得的长效留香再生纤维素纤维可以直接用于制备服装面料，也可以与其它纤维混纺制成长效抗菌的服装面料。故凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种长效留香再生纤维素纤维，其制备步骤主要包括：步骤一、将竹片风干后，浸入水中预水解，然后经二次蒸煮后打浆、洗浆、漂白、中和、除杂、抄浆、烘干后得到再生竹纤维素；步骤二、将步骤一制得的再生竹纤维素分散在纤维素溶剂中，加热的同时施以搅拌或机械捏合，直到纤维素完全溶解，得到均匀透明的纤维素匀相溶液；步骤三，将碳纳米管和碳酸胍超声分散在水中，然后加入步骤二制得的纤维素匀相溶液中，搅拌混合均匀；步骤四，将步骤三制得的混合溶液倒入金属容器中，单向冷冻，得到纤维素冷冻块；步骤五，将步骤四制得的纤维素冷冻块放入真空冻干机中，真空冻干，得到具有单向定向孔的碳纳米管/纤维素复合材料；步骤六，将步骤五制得的碳纳米管/纤维素复合材料浸入含香料的溶液中，沿着单向定向孔洞的方向来回晃动所述碳纳米管/纤维素复合材料，使含香料的溶液充分进入碳纳米管/纤维素复合材料中，然后取出所述碳纳米管/纤维素复合材料，在室温下晾干。
2.根据权利要求1所述的长效留香再生纤维素纤维，其特征在于：步骤一中，所述竹片为水竹、毛竹、四季竹，制得的再生竹纤维素的分子量为5×104～1×105。
3.根据权利要求1所述的长效留香再生纤维素纤维，其特征在于：步骤二中，所述加热温度为60～80℃，所述再生竹纤维素在纤维素溶剂中的质量分数为25～45％wt。
4.根据权利要求1所述的长效留香再生纤维素纤维，其特征在于：步骤二中，所述纤维素溶剂主要为N-甲基吗啉氧化物水溶液、氯化1-丁基-3-甲基咪唑盐水溶液中的一种或两种，其中，所述N-甲基吗啉氧化物或氯化1-丁基-3-甲基咪唑盐在水溶液的质量分数为5～15％wt。
5.根据权利要求1所述的长效留香再生纤维素纤维，其特征在于：步骤三中，碳纳米管和碳酸胍在水中的质量分数分别为15～30％wt和1～5％wt，所述水与纤维素匀相溶液的质量比为10～25％。
6.根据权利要求1所述的长效留香再生纤维素纤维，其特征在于：步骤四中，所述单向冷冻通过将所述金属容器的端部以恒定的速度向冷阱移动来实施，所述冷阱的温度为-20～-40℃，恒定的速度为-0.5～5mm/min。
7.根据权利要求1所述的长效留香再生纤维素纤维，其特征在于：步骤四中，所述单向冷冻通过维持所述金属容器的底部在恒定温度下来实施，所述恒定的温度为-40～-80℃。
8.根据权利要求1所述的长效留香再生纤维素纤维，其特征在于：步骤五中，所述真空冻干机中的温度为-30～-20℃，真空度为1～10Pa。
9.根据权利要求1所述的长效留香再生纤维素纤维，其特征在于：步骤六中，所述含香料的溶液主要为8～18％wt香精、0.5～2.5wt％定向剂、0.2～1wt％表面活性剂、0.1～0.5％wt氯化钠、余量的去离子水组成，浸泡时间为2～10h。
10.根据权利要求1所述的长效留香再生纤维素纤维，其特征在于：将步骤六处理后的碳纳米管/纤维素复合材料浸入80～95℃的透明琼脂溶液中，沿着单向定向孔洞的方向来回晃动所述碳纳米管/纤维素复合材料，使琼脂溶液充分进入碳纳米管/纤维素复合材料中，所述琼脂的含量为0.5～2％wt，然后取出冷却至常温。
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