CN107475803B - 一种吸湿排汗柔软纤维的制备方法及所得纤维 - Google Patents
一种吸湿排汗柔软纤维的制备方法及所得纤维 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种吸湿排汗柔软纤维的制备方法及所得纤维，属于纺织技术领域，步骤包括由葛根纤维纺丝液与蛹蛋白纤维纺丝液按照质量比（20‑35）：70共混后经纺丝、凝固、后处理而成。本发明的吸湿排汗柔软纤维使用天然高分子材料为原料，具有较高的柔软性、舒适度、保暖性及吸水性，且含有对人体皮肤有益的氨基酸，具有护理肌肤的功效；本发明的吸湿排汗柔软纤维可以用于制备皮肤较为敏感的婴儿、孕妇衣物面料以及月子服面料。
Description
技术领域
本发明属于纺织技术领域，更具体而言，涉及一种吸湿排汗柔软纤维的制备方法及所得纤维。
背景技术
吸湿排汗纺织品又称吸湿速干纺织品。它通过把皮肤上的汗水迅速从织物内层引导到织物外表，并散发到空气中去，从而保持贴身层始终处于干爽状态，使人体感觉舒适。吸湿排汗纺织品主要用于运动服、休闲服、内衣等服饰。目前的吸湿排汗纺织品主要有涤纶吸湿排汗面料和尼龙吸湿排汗面料，由于涤纶及尼龙纤维为合成高分子材料，始终无法代替天然材料给人的舒适感，随着人们生活水平的提高，环保意识及健康意识逐渐增强，也越来越钟爱天然材料纺织衣物，纺织品由实用型向美化舒适型发展。
我国拥有18个葛属植物品种，种质资源最丰富，居世界首位。按全国年产葛粉百万吨计算，每年产葛根渣近千万吨。目前只有极少数的葛根渣用酶法提取异黄酮和制备膳食纤维，绝大多数的葛根渣作为废弃物丢弃。由于废渣数量较大，加上废渣易发酵，发出异味，会严重污染加工地环境。若能变废为宝，不仅提高了资源利用率，保护环境，也能扩宽纺织原料来源，增加副产品收入。
蚕蛹在我国有一千多年的药用史。现代研究表明，蚕蛹具有较高的营养价值，而从蚕蛹中萃炼的优质蛋白PC，是由18种不同氨基酸组成的蛋白化合物。PC中18种氨基酸的含量都在15mg/g以上，其中丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸等对人体皮肤十分有益，具有呵护肌肤的特殊功效。蚕蛹蛋白纤维的纤度约为1.0-1.8dtex，手感柔软如羊绒、滑爽细腻如真丝。从分子结构来看PC含有-COOH、-NH2、-OH，纤维素有-OH，它们都是亲水基团，蕴含天然的保湿因子。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种吸湿排汗柔软纤维的制备方法及所得纤维。
本发明的技术方案通过以下方法实现：
一种吸湿排汗柔软纤维的制备方法，由葛根纤维纺丝液与蛹蛋白纤维纺丝液按照质量比（20-35）：70共混后经纺丝、凝固、后处理而成。
本发明还具有以下附加技术特征：
优选的，上述的吸湿排汗柔软纤维的制备方法，包括以下步骤：
制备葛根纤维纺丝液：将葛根废渣进行水洗，干燥，粉碎，脱胶，脱蜡，水洗，过滤，蒸煮，漂白，酸处理，压榨，粉碎，老成，黄化，过滤后得到葛根纤维纺丝液；
制备蛋白纤维纺丝液：将蛹蛋白粉溶解于质量分数为10-18%的氢氧化钠水溶液中，搅拌均匀后，过滤得到蛋白纤维纺丝液；
将葛根纤维纺丝液和蛋白纤维纺丝液静态混合后真空脱泡、纺丝、凝固、后处理即得；
脱胶：将粉碎后的葛根废渣按照绝干浆质量比1:（3-8）置于果胶酶溶液中，果胶酶浓度为5g/L，醋酸调节pH值3.5，温度40℃，时间4小时；
脱蜡：按照葛根渣绝干量质量比1:5-20加入到无水乙醇中，震荡器中200-300r/min速度震荡，温度60℃，时间为60-200min；
蒸煮：过滤后的葛根渣按照绝干浆质量比1:10置于质量分数为8-15%氢氧化钠溶液中，温度为90-100℃，时间为150-180min； 漂白：按照葛根渣绝干量质量比1:5-20加入到质量分数为2.5%的次氯酸水溶液中，温度40℃，时间为60min；
酸处理：按照葛根渣绝干量质量比1:5加入到质量分数为3%的硫酸水溶液中，温度40℃，温度为常温，时间为60min；
压榨：甲纤含量30±0.5％，氢氧化钠含量14±0.5％；
老成：温度为18℃；
黄化：初温15℃，终温27℃，真空度：-0.9bar，充氮后真空度-0.8bar，终真空度-0.2bar，时间60min，CS2加入量相对甲纤质量的34.5％，溶解液温度4℃；
纺丝：按照常规湿法纺丝喷丝工艺，经计量泵计量后进入烛形滤器压入喷丝头进入凝固浴，喷丝头的直径为0.1mm，喷丝板喷出速度为50-60m/min，纺丝温度为60-70℃，并按照纤维细度拉伸；；
凝固浴组成为：硫酸100-120g/L，硫酸钠270-300g/L，硫酸锌10-15g/L，硫酸铝10-15g/L，温度为50-60℃；
后处理：将凝固后得到的纤维束进行分切，烘干，打包。
优选的，在制备蛋白纤维纺丝液过程中还加入为蛹蛋白粉质量0.05-0.1的羟甲基纤维素钠。
本发明的纤维可以用于制备睡衣面料，运动服饰面料，孕妇衣物面料，月子服面料，儿童衣物面料及休闲服饰面料。
本发明还提供由上述方法制得的纤维。
本发明具有如下优点：
本发明的吸湿排汗柔软纤维使用天然高分子材料为原料，具有较高的柔软性、舒适度、保暖性及吸水性，且含有对人体皮肤有益的氨基酸，具有护理肌肤的功效。
本发明的吸湿排汗柔软纤维可以用于制备皮肤较为敏感的婴儿、孕妇衣物面料以及月子服面料，因为孕妇及婴儿基础温度较高，且婴儿体温较易波动，而月子期中的妇女易出汗，三者均是易出汗人群，使用本发明的纤维可以长久保持皮肤干爽，皮肤触感柔软舒适，且对于婴儿具有一定的保暖性。
本发明的吸湿排汗柔软纤维选择葛根渣作为原材料，不仅保证了吸湿排汗纤维的服用性，且降低生产成本，提高了废品资源利用率，降低环保压力，扩宽了纺织原料来源，丰富了纺织产品种类。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步更详细的描述，但本发明并不局限于这些实施例。
实施例1
一种吸湿排汗柔软纤维的制备方法，包括以下步骤：
制备蛋白纤维纺丝液：将蛹蛋白粉溶解于质量分数为13%的氢氧化钠水溶液中，加入为蛹蛋白粉质量0.05的羟甲基纤维素钠，搅拌均匀后，过滤得到蛋白纤维纺丝液；
制备葛根纤维纺丝液：
水洗：将葛根废渣进行水洗除掉泥土、残留葛根粉等杂质；
干燥：晾晒或烘干；
粉碎：打粉机粉碎成80目；
脱胶：将粉碎后的葛根废渣按照绝干浆质量比1:5置于果胶酶溶液中，果胶酶浓度为5g/L，醋酸调节pH值3.5，温度40℃，时间4小时；
脱胶之后直接过滤烘干；
脱蜡：按照葛根渣绝干量质量比1:10加入到无水乙醇中，震荡器中250r/min速度震荡，温度60℃，时间为100min；
水洗至中性过滤；
蒸煮：过滤后的葛根渣按照绝干浆质量比1:10置于质量分数为10%氢氧化钠溶液中，温度为95℃，时间为160min； 漂白：按照葛根渣绝干量质量比1:10加入到质量分数为2.5%的次氯酸水溶液中，温度40℃，时间为60min；
酸处理：按照葛根渣绝干量质量比1:5加入到质量分数为3%的硫酸水溶液中，温度40℃，温度为常温，时间为60min；
压榨：甲纤含量30.5％，氢氧化钠含量14％；
粉碎；
老成：温度为18℃；
黄化：初温15℃，终温27℃，真空度：-0.9bar，充氮后真空度-0.8bar，终真空度-0.2bar，时间60min，CS2加入量相对甲纤质量的34.5％，溶解液温度4℃；
过滤；
将以上得到的葛根纤维纺丝液和蛋白纤维纺丝液按照质量比30：70静态混合后真空脱泡；
纺丝：按照常规湿法纺丝喷丝工艺，经计量泵计量后进入烛形滤器压入喷丝头进入凝固浴，喷丝头的直径为0.05mm，喷丝板喷出速度为50m/min，纺丝温度为60℃，并按照纤维细度拉伸；
凝固浴组成为：硫酸100g/L，硫酸钠300g/L，硫酸锌15g/L，硫酸铝10g/L，温度为50℃；
后处理：将凝固后得到的纤维束进行分切，烘干，打包。
实施例2
一种吸湿排汗柔软纤维的制备方法，包括以下步骤：
制备蛋白纤维纺丝液：将蛹蛋白粉溶解于质量分数为18%的氢氧化钠水溶液中，加入为蛹蛋白粉质量0.1的羟甲基纤维素钠，搅拌均匀后，过滤得到蛋白纤维纺丝液；
制备葛根纤维纺丝液：
水洗：将葛根废渣进行水洗除掉泥土、残留葛根粉等杂质；
干燥：晾晒或烘干；
粉碎：打粉机粉碎成80目；
脱胶：将粉碎后的葛根废渣按照绝干浆质量比1:3置于果胶酶溶液中，果胶酶浓度为5g/L，醋酸调节pH值3.5，温度40℃，时间4小时；
脱蜡：按照葛根渣绝干量质量比1: 20加入到无水乙醇中，震荡器中280r/min速度震荡，温度60℃，时间为200min；
水洗至中性过滤；
蒸煮：过滤后的葛根渣按照绝干浆质量比1:10置于质量分数为15%氢氧化钠溶液中，温度为100℃，时间为150min； 漂白：按照葛根渣绝干量质量比1:9加入到质量分数为2.5%的次氯酸水溶液中，温度40℃，时间为60min；
酸处理：按照葛根渣绝干量质量比1:5加入到质量分数为3%的硫酸水溶液中，温度40℃，温度为常温，时间为60min；
压榨：甲纤含量30.4％，氢氧化钠含量14.2％；
粉碎；
老成：温度为18℃；
黄化：初温15℃，终温27℃，真空度：-0.9bar，充氮后真空度-0.8bar，终真空度-0.2bar，时间60min，CS2加入量相对甲纤质量的34.5％，溶解液温度4℃；
过滤；
将以上得到的葛根纤维纺丝液和蛋白纤维纺丝液静态按照质量比20：70混合后真空脱泡；
纺丝：按照常规湿法纺丝喷丝工艺，经计量泵计量后进入烛形滤器压入喷丝头进入凝固浴，喷丝头的直径为0.1mm，喷丝板喷出速度为60m/min，纺丝温度为60℃，并按照纤维细度拉伸；
凝固浴组成为：硫酸120g/L，硫酸钠300g/L，硫酸锌13g/L，硫酸铝13g/L，温度为50℃；
后处理：将凝固后得到的纤维束进行分切，烘干，打包。
实施例3
一种吸湿排汗柔软纤维的制备方法，包括以下步骤：
制备蛋白纤维纺丝液：将蛹蛋白粉溶解于质量分数为10%的氢氧化钠水溶液中，加入为蛹蛋白粉质量0.07的羟甲基纤维素钠，搅拌均匀后，过滤得到蛋白纤维纺丝液；
制备葛根纤维纺丝液：
水洗：将葛根废渣进行水洗除掉泥土、残留葛根粉等杂质；
干燥：晾晒或烘干；
粉碎：打粉机粉碎成200目；
脱胶：将粉碎后的葛根废渣按照绝干浆质量比1:8置于果胶酶溶液中，果胶酶浓度为5g/L，醋酸调节pH值3.5，温度40℃，时间4小时；
脱蜡：按照葛根渣绝干量质量比1:15加入到无水乙醇中，震荡器中230r/min速度震荡，温度60℃，时间为100min；
水洗至中性过滤；
蒸煮：过滤后的葛根渣按照绝干浆质量比1:10置于质量分数为10%氢氧化钠溶液中，温度为90℃，时间为150min； 漂白：按照葛根渣绝干量质量比1:15加入到质量分数为2.5%的次氯酸水溶液中，温度40℃，时间为60min；
酸处理：按照葛根渣绝干量质量比1:5加入到质量分数为3%的硫酸水溶液中，温度40℃，温度为常温，时间为60min；
压榨：甲纤含量29.8％，氢氧化钠含量14.3％；
粉碎；
老成：温度为18℃；
黄化：初温15℃，终温27℃，真空度：-0.9bar，充氮后真空度-0.8bar，终真空度-0.2bar，时间60min，CS2加入量相对甲纤质量的34.5％，溶解液温度4℃；
过滤；
将以上得到的葛根纤维纺丝液和蛋白纤维纺丝液按照质量比20：70静态混合后在50℃条件下真空静置脱泡，得到脱泡液，粘度为43s；
纺丝：按照常规湿法纺丝喷丝工艺，经计量泵计量后进入烛形滤器压入喷丝头进入凝固浴，喷丝头的直径为0.1mm，喷丝板喷出速度为55m/min，纺丝温度为60℃，并按照纤维细度拉伸；
凝固浴组成为：硫酸110g/L，硫酸钠280g/L，硫酸锌15g/L，硫酸铝10g/L，温度为60℃；
后处理：将凝固后得到的纤维束进行分切，烘干，打包。
实施例4
一种吸湿排汗柔软纤维的制备方法，包括以下步骤：
制备蛋白纤维纺丝液：将蛹蛋白粉溶解于质量分数为12%的氢氧化钠水溶液中，加入为蛹蛋白粉质量0.091的羟甲基纤维素钠，搅拌均匀后，过滤得到蛋白纤维纺丝液；
制备葛根纤维纺丝液：
水洗：将葛根废渣进行水洗除掉泥土、残留葛根粉等杂质；
干燥：晾晒或烘干；
粉碎：打粉机粉碎成100目；
脱胶：将粉碎后的葛根废渣按照绝干浆质量比1:6置于果胶酶溶液中，果胶酶浓度为5g/L，醋酸调节pH值3.5，温度40℃，时间4小时；
脱蜡：按照葛根渣绝干量质量比1:10加入到无水乙醇中，震荡器中300r/min速度震荡，温度60℃，时间为200min；
水洗至中性过滤；
蒸煮：过滤后的葛根渣按照绝干浆质量比1:10置于质量分数为15%氢氧化钠溶液中，温度为100℃，时间为150min； 漂白：按照葛根渣绝干量质量比1:10加入到质量分数为2.5%的次氯酸水溶液中，温度40℃，时间为60min；
酸处理：按照葛根渣绝干量质量比1:5加入到质量分数为3%的硫酸水溶液中，温度40℃，温度为常温，时间为60min；
压榨：甲纤含量30.5％，氢氧化钠含量13.5％；
粉碎；
老成：温度为18℃；
黄化：初温15℃，终温27℃，真空度：-0.9bar，充氮后真空度-0.8bar，终真空度-0.2bar，时间60min，CS2加入量相对甲纤质量的34.5％，溶解液温度4℃；
过滤；
将以上得到的葛根纤维纺丝液和蛋白纤维纺丝液按照质量比23：70静态混合后真空脱泡；
纺丝：按照常规湿法纺丝喷丝工艺，经计量泵计量后进入烛形滤器压入喷丝头进入凝固浴，喷丝头的直径为0.1mm，喷丝板喷出速度为50m/min，纺丝温度为60℃，并按照纤维细度拉伸；
凝固浴组成为：硫酸110g/L，硫酸钠290g/L，硫酸锌15g/L，硫酸铝15g/L，温度为50℃；
后处理：将凝固后得到的纤维束进行分切，烘干，打包。
对比例1
按照实施例1中的方法制备吸湿排汗柔软纤维，在制备葛根纺丝液过程中去掉脱胶步骤，其它部分相同。
对比例2
按照实施例1中的方法制备吸湿排汗柔软纤维，在制备葛根纺丝液过程中去掉脱蜡步骤，其它部分相同。
对比例3
按照实施例1中的方法制备吸湿排汗柔软纤维，在制备蛹蛋白纺丝液过程中不用羧甲基纤维素钠，其它部分相同。
测试例1 断裂强度测试
表1可见，在葛根纺丝液制备过程中，未脱胶、未脱蜡会极大的影响纤维的断裂强度，而对比例3中制备蛋白纺丝液过程未使用羧甲基纤维素钠则不影响断裂强度。另外，未脱胶以及未脱蜡均会影响白度，且就纺丝效果来看，未脱胶和未脱蜡极易堵塞喷丝孔，且会造成纺丝细度不均。
测试例2 吸湿扩散性测试 (1)按照平纹纺织方法，将纤维纺织成面料，每个样品裁取5块试样，每块试样的尺寸为10cm× 10cm，试样应平整无皱褶。 (2)将试样放置在标准大气条件下调湿平衡。 (3)将试样平放在试验台上，吸取约0 .2ml的水轻轻地滴在试样上，滴管口径距离试样表面应不超过1cm。 (4)仔细观察水滴扩散情况，记录水滴接触试样内层表面至完全渗透扩散(不再呈现镜面反射 )至外层的所需时间，精确至0 .1s。如果水滴扩散速度较慢，在一定时间(如300s)后仍未完全扩散，则可停止试验，并记录扩散时间为大于设定时间(如300s)。这种方法非常简易直观，观察者可以从水滴接触试样内层表面完全渗透扩散到外层所需的时间来评判其吸湿扩散性能。水滴扩散时间越短，说明其吸湿扩散性能越好。为便于对比，选择天然纤维织物中吸湿效果最好的棉布进行比较，棉布为平纹纺织。测试结果见表2。
表2可见，在葛根纺丝液制备过程中，未脱胶、未脱蜡均对布料吸湿性有较大的影响，这是因为葛根渣中含胶质，蜡质较多，不仅影响吸湿性，在纺丝过程中也会造成纺丝液不均从而易堵塞喷丝孔，制备蛹蛋白纺丝液过程中中，未加羧甲基纤维素钠也会极大的影响布料的吸湿性。
测试例3 柔软度测试
(1)按照平纹纺织方法，将纤维纺织成面料，每个样品裁取5块试样，每块试样的尺寸为1cm× 10cm，试样应平整无皱褶，为便于比较，另裁剪同为平纹纺织的棉布作为对比。
(2)取2cm高的木板置于水平桌面上，将试样放置于木板上面，一端伸出木板，调整试样伸出长度，直到试样伸出端整齐的接触到桌面，测量接触线到木板的水平距离即面料伸出量到木板的距离，距离越短，则面料柔软性越好。
表3可见，在葛根纺丝液制备过程中，未脱胶或者未脱蜡均会影响最后织成的面料的柔软性，且与布料中比较柔软的棉布相比，本发明的纤维布料明显更为柔软，这也保证了穿着的舒适性，未加羧甲基纤维素钠对柔软性无较大影响。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种吸湿排汗柔软纤维，其特征在于，制备方法为，由葛根纤维纺丝液与蛹蛋白纤维纺丝液按照质量比（20-35）：70共混后经纺丝、凝固、后处理而成；
具体包括以下步骤：
制备葛根纤维纺丝液：将葛根废渣进行水洗，干燥，粉碎，脱胶，脱蜡，水洗，过滤，蒸煮，漂白，酸处理，压榨，粉碎，老成，黄化，过滤后得到葛根纤维纺丝液；
制备蛋白纤维纺丝液；
将葛根纤维纺丝液和蛋白纤维纺丝液静态混合后真空脱泡、纺丝、凝固、后处理即得；
脱胶：将粉碎后的葛根废渣按照绝干浆质量比1:（3-8）置于果胶酶溶液中，果胶酶浓度为5g/L，醋酸调节pH值3.5，温度40℃，时间4小时；
脱蜡：按照葛根渣绝干量质量比1:5-20加入到无水乙醇中，震荡器中200-300r/min速度震荡，温度60℃，时间为60-200min；
蒸煮：过滤后的葛根渣按照绝干浆质量比1:10置于质量分数为8-15%氢氧化钠溶液中，温度为90-100℃，时间为150-180min； 漂白：按照葛根渣绝干量质量比1:5-20加入到质量分数为2.5%的次氯酸水溶液中，温度40℃，时间为60min；
酸处理：按照葛根渣绝干量质量比1:5加入到质量分数为3%的硫酸水溶液中，温度40℃，温度为常温，时间为60min；
压榨：甲纤含量30±0.5％，氢氧化钠含量14±0.5％；
老成：温度为18℃；
黄化：初温15℃，终温27℃，真空度：-0.9bar，充氮后真空度-0.8bar，终真空度-0.2bar，时间60min，CS2加入量相对甲纤质量的34.5％，溶解液温度4℃；
纺丝：按照常规湿法纺丝喷丝工艺，经计量泵计量后进入烛形滤器压入喷丝头进入凝固浴；
凝固浴组成为：硫酸100-120g/L，硫酸钠270-300g/L，硫酸锌10-15g/L，硫酸铝10-15g/L，温度为50-60℃；
后处理：将凝固后得到的纤维束进行分切，烘干，打包；
所述的制备蛋白纤维纺丝液具体为将蛹蛋白粉溶解于质量分数为10-18%的氢氧化钠水溶液中，搅拌均匀后，过滤得到蛋白纤维纺丝液；
在制备蛋白纤维纺丝液过程中还加入为蛹蛋白粉质量0.05-0.1的羟甲基纤维素钠；
所述的纺丝工序喷丝头的直径为0.05-0.1mm，喷丝板喷出速度为50-60m/min，纺丝温度为60-70℃。
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2017
- 2017-08-25 CN CN201710738459.5A patent/CN107475803B/zh active Active
Patent Citations (6)
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Also Published As
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|---|---|
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