CN107268095B - 一种富硒纤维制备方法 - Google Patents

Abstract

一种制备富硒纤维的方法，包括如下步骤：包括在植物浆粕制备纤维素纤维的过程中添加含硒有机体，得到富硒纤维。富硒纤维制备方法简单，容易控制，且通过这种方法制备的纤维为粘胶纤维，其吸湿透气性好，可用于内衣或床上用品，与人身接触时间长，有机硒可在人身皮肤代谢过程中经人身皮肤所吸收，安全性好，利用率高。

Description

一种富硒纤维制备方法

技术领域

本发明涉及一种多功能纤维的制备方法，具体的，涉及一种富硒纤维的制备方法。

背景技术

硒被科学家称之为人体微量元素中的“抗癌之王”，科学界研究发现，血硒水平的高低与癌的发生息息相关。大量的调查资料说明，一个地区食物和土壤中硒含量的高低与癌症的发病率有直接关系，例如：此地区的食物和土壤中的硒含量高，癌症的发病率和死亡率就低，反之，这个地区的癌症发病率和死亡率就高，事实说明硒与癌症的发生有着密切关系。同时科学界也认识到硒是人体微量元素中的“抗癌之王”。可以增强免疫力、防止糖尿病、防止白内障、防止心脑血管疾病、防止克山病、大骨节病、关节炎、解毒、排毒、防治肝病、保护肝脏。

硒在自然界的存在方式分为两种:无机硒和有机硒。无机硒一般指***钠和硒酸钠，从金属矿藏的副产品中获得。后者是硒通过生物转化与氨基酸结合而成，一般以硒蛋氨酸的形式存在，依循蛋氨酸代谢途径代谢，参与蛋白的合成，容易在组织内储存、吸收；被人体吸收后可迅速的被人体利用，有效改善人体内血硒状况。科学研究表明，有机硒富集在氨基酸、蛋白质等分子上，与***钠等无机硒相比，硒麦芽具有食用安全、无毒副作用、吸收利用率高、营养价值高等优点。无机硒的吸收和利用不是很理想，其生物有效性低，毒性较大，中毒量与需要量之间范围小，因而被严格限制其使用量。

现有富硒纤维生产技术中，是把纳米硒或硒的化合物加入的纤维的生产过程中，从而使用纤维含硒元素，这种硒是无机硒，有一定的生物毒性，且利用率低。如：中国专利申请公开第CN 102586950A公开了一种制备硒化锌纳米纤维的方法，发明采用双坩埚法，将静电纺丝技术与硒化技术相结合，制备了ZnSe纳米纤维。发明包括三个步骤：(1)配制纺丝液。将Zn(NO₃)₂·6H₂O和PVP，加入到DMF溶剂中，形成纺丝液；(2)制备ZnO纳米纤维。采用静电纺丝技术制备PVP/Zn(NO₃)₂复合纳米纤维，再进行热处理得到ZnO纳米纤维；(3)制备ZnSe纳米纤维。

在现有技术中采用无机硒粉体添加到纺丝原液中进行纺丝，制备成含有硒的纤维。但是这种方法使用的是无机硒的化合物，不利于纤维的安全性，且纤维的可纺性能较差。为此，提出本发明。

发明内容

本发明一方面的目的提供一种富硒纤维的制备方法，采用该制备方法，避免了使用无机硒及其化合物，而采用经植物或微生物、菌类转化的有机硒，有利于纤维的安全性和硒的利用率。

本发明另一方面的目的提供一种富硒纤维的制备方法，该方法制备的富含硒纤维的可纺性能好、疵点大量减少。

本发明的一种富硒纤维的制备方法，包括在植物浆粕制备纤维素纤维的过程中添加含硒有机硒体，得到富硒纤维。

一方面，一种富硒纤维的制备方法，包括如下步骤：

(1)有机硒提取液的制备:将含硒有机体加入到氢氧化钠溶液中，在常温下浸渍，浸渍后，取其提取液进行过滤，得到有机硒提取液；

(2)在植物浆粕制备纤维素纤维的过程中添加有机硒提取液，得到富硒纤维。

另一方面，一种富硒纤维的制备方法，包括如下步骤：

(A)含硒有机体的加工:固态的含硒有机体与水混合，并研磨到粒径小于10um，经过筛选或过滤，得到含硒有机体浆料；

(B)在植物浆粕制备纤维素纤维的过程中添加步骤(A)得到的含硒有机体浆料，得到富硒纤维。

通常，植物浆粕制备成纤维素纤维的过程包括，植物浆粕先经碱浸、黄化、溶解以及过滤过程，过滤后的纺丝原液经纺丝后得到丝束，丝束经后续处理后即可得到纤维素纤维。

在本申请的一实施方式中，所述的含硒有机体提取液在植物浆粕碱浸或溶解过程中加入，也可以在纺丝原液中加入。优选的，所述的含硒有机体提取液在溶解过程或纺丝原液中加入。

在本申请的另一实施方式中，所述的含硒有机体浆料在植物浆粕溶解过程中加入，也可以在纺丝原液中加入。优选的，所述的含硒有机体浆料在纺丝原液中加入。

在本申请中，在纤维素纤维制备过程中加入含硒有机体，经混合后纺丝制得的粘胶纤维，可纺性能好，其纤维疵点大大降低。

下面对本发明的技术方案进一步详细介绍。

一方面，一种富硒纤维的制备方法，可以采用如下步骤：

(1)有机硒提取液的制备:将含硒有机体加入到氢氧化钠溶液中，在常温下浸渍，浸渍后，取其提取液进行过滤，即，得到有机硒提取液；

(2)在植物浆粕制备纤维素纤维的过程中添加有机硒提取液，得到富硒纤维。

另一方面，一种富硒纤维的制备方法，包括如下步骤：

(A)含硒有机体的加工:固态的含硒有机体与水混合，并研磨到粒径小于10um，经过筛选或过滤，得到含硒有机体浆料；

(B)在植物浆粕制备纤维素纤维的过程中步骤(A)得到的含硒有机体浆料，得到富硒纤维。

在一实施方式中，含硒有机体中含有硒的含量在1500ppm以上。

在一实施方式中，在步骤(1)中，氢氧化钠溶液的浓度为1-50g/L，优选10-20g/L。

在一实施方式中，在步骤(1)中，含硒有机体在氢氧化钠溶液中，在常温下浸渍10-90分钟。

在某些实施方式中，在步骤(1)中，含硒有机体与氢氧化钠溶液的用量比1：2-40kg/L,优选1：20-40kg/L。

某些实施方式中，在步骤(A)中，含硒有机体浆料研磨的浓度为5-20％。

在某些实施方式中，所述的含硒有机体包括富硒酵母、富硒麦芽。

在本申请中，植物浆粕通常是由植物原料经过蒸煮制备而成，蒸煮过程包括碱法蒸煮、硫酸盐法蒸煮和/或亚硫酸盐法蒸煮过程。

在本申请中，所述的碱法蒸煮、硫酸盐法蒸煮和/或亚硫酸盐法蒸煮过程采用现有技术常用的方法。

所述的植物浆粕包括但不限于禾草类植物浆粕、木浆粕、竹浆粕、麻浆粕或棉浆粕等的一种或其两种以上的混合；优选的，所述的植物浆粕包括木浆粕、竹浆粕、麻浆粕或棉浆粕的一种或其两种以上的混合。

在某些实施方式中，所述的含硒有机体提取液在植物浆粕碱浸或溶解过程中加入，也可以在纺丝原液中加入。

在某些实施方式中，所述的含硒有机体提取液在植物浆粕溶解过程或纺丝原液中加入；优选的，所述的含硒有机体提取液加入到纺丝原液中。

某些实施方式中，含硒有机体浆料在植物浆粕溶解的过程中加入，也可以在纺丝原液中加入。

优选，所述的含硒有机体浆料加入到纺丝原液中。

在一实施方式中，在植物浆粕制备纤维素纤维的过程中添加的含硒有机体提取液或浆料中，有机硒的加入量为植物浆粕中甲种纤维素重量的2-500ppm；优选的，5-100ppm。

在某些实施方式中，含硒有机体提取液或含硒有机体浆料与纺丝原液混合中，保持其混合时的混合物的温度控制在17-50℃，优选温度控制在25-30℃。

在纤维素纤维纺丝之前添加了含硒有机体，尤其添加含硒有机体提取液，使得得到的纤维可纺性更好。同时，发明人意外的发现，相比未加入含硒有机硒体纺丝得到的纤维而言，其产品疵点下降较多。分析其原因可能为，有机硒提取液或有机硒载体(含硒有机体)的某种或某些物质与黄化含硫副产物作用，生成一种螯合物，此螯合物覆盖于初生纤表面，形成一层半透膜，该半透膜有利于初生纤维中的溶剂脱出进入凝固浴，从而有利于纤维的成形，纤维在出凝固浴时不容易被拉断，不易形成胶块，从而减少疵点。

本发明所述的植物浆液指植物浆粕黄化后溶解得到浆液，或溶解、过滤后的纺丝原液，或碱浸时的形成浆液。

本发明采用的植物浆粕性能符合中华人民共和国纺织行业标准FZ/T 51001-2009，FZ/T 51002-2006。

本发明富硒纤维硒含量的测定方法为中华人民共和国国家标准GB/T30157。

本发明的植物浆粕可以通过现有技术所公开的所有的制浆方法制备而成。

通常，植物浆粕的制备过程中，以植物为原料，经蒸煮、漂白、酸处理等过程制备得到植物浆粕。

在本申请中，植物浆粕制备纤维素纤维的过程中，除了加入含硒有机体提取液或含硒有机体浆料之外，其他的工艺过程以及工艺参数均可以采用现有技术公开的方法。

在本申请中，优选的，植物浆粕制备纤维素纤维的方法包括如下过程：浸渍、老成、黄化、溶解、纺丝、精炼、干燥等过程。

所述的浸渍包括，将植物浆粕在温度为30-50℃的碱溶液中浸渍。

进一步，在浸渍和老成之间还包括压榨、粉碎，按照常规方法处理即可。

所述的老成在老成鼓中进行，控制温度在15-60℃。

所述的黄化过程中，二硫化碳的添加量为甲种纤维素重量的25-45wt％。

进一步，在黄化过程中，黄化温度为25-35℃。

本发明所加入的是含硒有机体，是经植物或微生物、菌类等经转化的有机硒。本发明提供的富硒纤维制备方法简单，容易控制，且通过这种方法制备的纤维为粘胶纤维，纤维可纺性，其产品疵点下降，其吸湿透气性好，可用于内衣或床上用品，与人身接触时间长，有机硒可在人身皮肤代谢过程中经人身毛孔所吸收，安全性好，利用率高。

具体实施方式

下面对本发明的一种富硒纤维制备方法进一步详细叙述，并不限定本发明的保护范围，其保护范围以权利要求书界定。某些公开的具体细节对各个公开的实施方案提供全面理解。然而，相关领域的技术人员知道，不采用一个或多个这些具体的细节，而采用其他的材料等的情况也可实现实施方案。

在整个说明书中所提及的“实施方案”，或“一实施方案”，或“另一实施方案”或“某些实施方案”是指与所述实施方案相关的涉及到的特征、或结构被包括在至少一个实施方案中。说明书中出现的“实施方案”，或“一实施方案”，或“另一实施方案”或“某些实施方案”不必要均指相同的实施方案。

在下述的具体实施例中，所有实施例中采用木浆粕、竹浆粕或棉浆粕分别为一批次生产，各自相应的性能参数相同。

定义：

本申请中，所述的含硒有机体是指硒通过植物或微生物、菌类等转化与氨基酸结合而成。譬如，含硒有机体包括“富硒酵母或富硒麦芽”，通常是指在酵母的培养过程中加入***钠等形式的无机硒，使其转化为有机硒，并在富硒酵母中富集而成得到的一种微生物发酵产物。可以从直接从市场上购买富硒酵母，譬如安琪酵母股份有限公司生产的富硒酵母。或者现有技术已公开的方法制备富硒酵母，例如参考中国专利公开第CN103911299A公开的富硒酵母及其制备方法中的实施例1或2制备富硒酵母。

在本申请中酵母菌种的类型、发酵培养液、发酵工艺等，对本申请的使用没有影响。只要是富硒酵母中的含硒的量达到一定程度即可。

在本申请中，术语“常温”是通常指温度在10-30℃。

在本申请中“ppm”表示物质中某种或某些组成的含量，表示为百万分之几。

下面进一步用具体实例详细说明本发明的技术方案。

实施例1

1)含硒有机体提取液的制备

将1000g富硒酵母(购买于安琪酵母股份有限公司)加入到40L的20g/L氢氧化钠溶液中，富硒酵母中硒元素的含量为2200ppm，在常温下浸渍30分钟，浸渍后，取其提取液进行过滤，得到有机硒提取液；

2)纤维素纤维的制备

木浆粕在氢氧化钠溶液中浸渍，氢氧化钠溶液的浓度为210g/L；浸渍处理后的浆粕经压榨、粉碎、老成、黄化，黄化过程中，二硫化碳的添加量为甲种纤维素重量的32wt％，黄化温度为30℃；

经黄化后的木浆进行溶解，在溶解过程中加入步骤(1)的有机硒提取液，其中，含硒有机体提取液中有机硒的加入量占粘胶液中甲种纤维素重量的20ppm，有机硒提取液与粘胶液进行在温度30℃混合30分钟；溶解后的木浆经过过滤，过滤后的胶液经过纺丝得到丝束，酸浴组成为：酸浴组成为：硫酸100g/L，硫酸钠315g/L，硫酸锌10.0g/L，纺丝速度为50m/min，丝束经后续处理后即可得到硒含量为5ppm的纤维素纤维。

实施例2

1)含硒有机体提取液的制备

将500g富硒麦芽加入到10L的10g/L氢氧化钠溶液中，富硒酵母中硒元素的含量为2200ppm，在常温下浸渍90分钟，浸渍后，取其提取液进行过滤，得到有机硒提取液；

2)纤维素纤维的制备

木浆粕在氢氧化钠溶液中浸渍，氢氧化钠溶液的浓度为240g/L；浸渍处理后的浆粕经压榨、粉碎、老成、黄化，黄化过程中，二硫化碳的添加量为甲种纤维素重量的32wt％，黄化温度为25℃，经黄化后的木浆进行溶解，溶解后的木浆经过过滤；

在过滤后的纺丝原液中添加有机硒提取液，其中，含硒有机体提取液中有机硒的加入量占粘胶液中甲种纤维素重量的20ppm，有机硒提取液与粘胶液进行在温度35℃混合，充分混合，胶液经过纺丝得到丝束，酸浴组成为：硫酸90.g/L，硫酸钠315g/L，硫酸锌10.2g/L，纺丝速度为55m/min，丝束经后续处理后即可得到硒含量为5ppm的纤维素纤维。

实施例3

1)含硒有机体提取液的制备

将500g富硒酵母(购买于安琪酵母股份有限公司)加入到10L的20g/L氢氧化钠溶液中，富硒酵母中硒元素的含量为2200ppm，在常温下浸渍50分钟，浸渍后，取其提取液进行过滤，得到有机硒提取液；

2)纤维素纤维的制备

木浆粕在氢氧化钠溶液中浸渍，氢氧化钠溶液的浓度为240g/L；浸渍处理后的浆粕经压榨、粉碎、老成、黄化，黄化过程中，二硫化碳的添加量为甲种纤维素重量的25wt％，黄化温度为25℃，经黄化后的木浆进行溶解，溶解后的木浆经过过滤；

在过滤后的纺丝原液中添加有机硒提取液，其中，含硒有机体提取液中有机硒的加入量占粘胶液中甲种纤维素重量的10ppm，有机硒提取液与粘胶液进行在温度35℃混合，充分混合，胶液经过纺丝得到丝束，酸浴组成为：硫酸90.g/L，硫酸钠307g/L，硫酸锌14.2g/L，纺丝速度为55m/min，丝束经后续处理后即可得到硒含量为3ppm的纤维素纤维。

实施例4

1)含硒有机体提取液的制备

将500g富硒酵母(购买于安琪酵母股份有限公司)加入到10L的20g/L氢氧化钠溶液中，富硒酵母中硒元素的含量为2200ppm，在常温下浸渍45分钟，浸渍后，取其提取液进行过滤，得到有机硒提取液；

2)纤维素纤维的制备

木浆粕在温度35℃的氢氧化钠溶液中浸渍，氢氧化钠溶液的浓度为240g/L；浸渍处理后的浆粕经压榨、粉碎、老成、黄化，黄化过程中，二硫化碳的添加量为甲种纤维素重量的31wt％，黄化温度为30℃；

经黄化后的木浆进行溶解，在溶解过程中加入步骤(1)的有机硒提取液，其中，含硒有机体提取液中有机硒的加入量占粘胶液中甲种纤维素重量的100ppm，有机硒提取液与粘胶液进行在温度15℃混合60分钟；溶解后的木浆经过过滤，过滤后的胶液经过纺丝得到丝束，酸浴组成为：酸浴组成为：硫酸98g/L，硫酸钠320g/L，硫酸锌12.5g/L，纺丝速度为50m/min，丝束经后续处理后即可得到硒含量为27ppm的纤维素纤维。

实施例5

1)含硒有机体提取液的制备

将500g富硒酵母(购买于安琪酵母股份有限公司)加入到12L的20g/L氢氧化钠溶液中，富硒酵母中硒元素的含量为2200ppm，在常温下浸渍30分钟，浸渍后，取其提取液进行过滤，得到有机硒提取液；

2)纤维素纤维的制备

木浆粕在氢氧化钠溶液中浸渍，氢氧化钠溶液的浓度为240g/L；浸渍处理后的浆粕经压榨、粉碎、老成、黄化，黄化过程中，二硫化碳的添加量为甲种纤维素重量的30wt％，黄化温度为25℃；

经黄化后的木浆进行溶解，在溶解过程中加入步骤(1)的有机硒提取液，其中，含硒有机体提取液中有机硒的加入量占粘胶液中甲种纤维素重量的100ppm，含硒有机体提取液与粘胶液进行在温度30℃混合30分钟；溶解后的木浆经过过滤，过滤后的胶液经过纺丝得到丝束，酸浴组成为：酸浴组成为：硫酸130g/L，硫酸钠280g/L，硫酸锌13.4g/L，纺丝速度为50m/min，丝束经后续处理后即可得到硒含量为26ppm的纤维素纤维。

实施例6

1)含硒有机体提取液的制备

将500g富硒麦芽加入到12L的20g/L氢氧化钠溶液中，富硒酵母中硒元素的含量为2200ppm，在常温下浸渍20分钟，浸渍后，取其提取液进行过滤，得到有机硒提取液；

2)纤维素纤维的制备

木浆粕在温度为40℃的氢氧化钠溶液中浸渍，氢氧化钠溶液的浓度为240g/L，并加入步骤1)的有机硒提取液，其中，含硒有机体提取液中有机硒的加入量占粘胶液中甲种纤维素重量的50ppm；浸渍处理后的浆粕经压榨、粉碎、老成、黄化，黄化过程中，二硫化碳的添加量为甲种纤维素重量的30wt％，黄化温度为25℃；经黄化后的木浆进行溶解，溶解后的木浆经过过滤，过滤后的胶液经过纺丝得到丝束，酸浴组成为：酸浴组成为：硫酸125g/L，硫酸钠315g/L，硫酸锌10.4g/L，纺丝速度为50m/min，丝束经后续处理后即可得到硒含量为14ppm的纤维素纤维。

实施例7

1)含硒有机体提取液的制备

将500g富硒酵母(购买于安琪酵母股份有限公司)加入到15L的20g/L氢氧化钠溶液中，富硒酵母中硒元素的含量为2200ppm，在常温下浸渍30分钟，浸渍后，取其提取液进行过滤，得到有机硒提取液；

2)纤维素纤维的制备

木浆粕在氢氧化钠溶液中浸渍，氢氧化钠溶液的浓度为240g/L；浸渍处理后的浆粕经压榨、粉碎、老成、黄化，黄化过程中，二硫化碳的添加量为甲种纤维素重量的30wt％，黄化温度为35℃；

经黄化后的木浆进行溶解，在溶解过程中加入步骤(1)的有机硒提取液，其中，含硒有机体提取液中有机硒的加入量占粘胶液中甲种纤维素重量的70ppm，有机硒提取液与粘胶液进行在温度25℃混合30分钟；溶解后的木浆经过过滤，过滤后的胶液经过纺丝得到丝束，酸浴组成为：酸浴组成为：硫酸110g/L，硫酸钠290g/L，硫酸锌10.5g/L，纺丝速度为50m/min，丝束经后续处理后即可得到硒含量为18ppm的纤维素纤维。

实施例8

1)含硒有机体的加工

将500g富硒酵母(购买于安琪酵母股份有限公司)加入到9.5L的纯水中，富硒酵母中硒元素的含量为2200ppm，在常温下使用砂磨机研磨成小于10um粒径，经过10um滤膜过滤，得到含量为5％的含硒有机体浆料；

2)纤维素纤维的制备

木浆粕在氢氧化钠溶液中浸渍，氢氧化钠溶液的浓度为240g/L；浸渍处理后的浆粕经压榨、粉碎、老成、黄化，黄化过程中，二硫化碳的添加量为甲种纤维素重量的30wt％，黄化温度为35℃；

经黄化后的木浆进行溶解，在溶解过程中加入步骤(1)的含硒有机体浆料，其中，含硒有机体浆料中有机硒的加入量占粘胶液中甲种纤维素重量的100ppm，含硒有机体与粘胶液进行在温度25℃混合30分钟；溶解后的木浆经过过滤，过滤后的胶液经过纺丝得到丝束，酸浴组成为：酸浴组成为：硫酸110g/L，硫酸钠315g/L，硫酸锌11.5g/L，纺丝速度为50m/min，丝束经后续处理后即可得到硒含量为40ppm的纤维素纤维。

比较例1

本实验例对加入含硒有机体提取液和含硒有机体浆料，与不加含硒有机体所制备得到的纤维素纤维的性能进行对比。

对比例1在制备过程中没有加入含硒有机体，其制备方法参考实施例1，省去了实施例1的含硒有机体的制作的步骤，以及第二步加入含硒有机硒体的步骤，其他工艺步骤以及工艺参数参考实施例1；其他工艺步骤以及工艺参数参考实施例1。

测试样品为实施例1-8制备得到的纤维素纤维。其结果如见下表。

Claims (13)

1.一种富硒纤维的制备方法，包括在植物浆粕制备纤维素纤维的过程中添加有机硒提取液，得到富硒纤维,

其中，有机硒提取液的制备方法包括：将含硒有机体加入到氢氧化钠溶液中，在常温下浸渍，浸渍后，取其提取液进行过滤，得到有机硒提取液。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，氢氧化钠溶液的浓度为1-50g/L。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，氢氧化钠溶液的浓度为10-20 g/L。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，含硒有机体与氢氧化钠溶液的用量比为1：2-40 kg/L。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，含硒有机体与氢氧化钠溶液的用量比为1：20-40 kg/L。

6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述的有机硒提取液在植物浆粕碱浸或溶解过程中加入，或者在纺丝原液中加入。

7.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，在植物浆粕制备纤维素纤维的过程中添加的有机硒提取液中，有机硒的加入量为植物浆粕中甲种纤维素重量的2-500ppm。

8.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，在植物浆粕制备纤维素纤维的过程中添加的有机硒提取液中，有机硒的加入量为植物浆粕中甲种纤维素重量的5-100ppm。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，有机硒提取液与纺丝原液混合时，混合物的温度控制在17-50℃。

10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，有机硒提取液与纺丝原液混合时，混合物的温度控制在25-30℃。

11.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的植物浆粕包括禾草类植物浆粕、木浆粕、竹浆粕、麻浆粕或棉浆粕的一种或其两种以上的混合。

12.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的植物浆粕包括木浆粕、竹浆粕、麻浆粕或棉浆粕的一种或其两种以上的混合。

13.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的含硒有机体包括富硒酵母，富硒麦芽。