CN108456966B - 一种环保亲柔天丝面料的制备方法 - Google Patents

一种环保亲柔天丝面料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种环保亲柔天丝面料的制备方法。该制备方法以原木为原料，将原木粉碎后依次经过酶水解，疏水性修饰后再与天然抗菌剂、天然抗氧化剂、纺丝助剂混合后，通过静电纺丝技术制得天丝纤维，并用柠檬酸对天丝纤维进行强化处理；将棉纤维进行疏水性修饰，制得疏水改性的棉纤维；最后将天丝纤维与疏水改性的棉纤维进行混纺后，即得环保亲柔天丝面料。经本发明制备的亲柔天丝面料亲肤性好且耐水洗能力、力学性能以及抗菌性能均良好。

Description

一种环保亲柔天丝面料的制备方法
技术领域
本发明涉及面料制备技术领域，具体为一种环保亲柔天丝面料的制备方法。
背景技术
随着人们生活水平的提升，对于服装面料的功能性要求越来越强，衣物的透气性与人体皮肤的健康息息相关，因此受到很多消费者的关注。与一般化学纤维相比，天丝纤维手感滑爽，悬垂度高，飘逸性好。天丝纤维有棉的舒适性和吸湿性，真丝的手感和良好的悬垂性，羊毛的厚实感，聚酯纤维的强度，是目前世界上唯一集合成纤维和天然纤维优点于一体的新型环保纤维。由于这种纤维力学性能不佳且成本较高，导致市场占有率不足。棉纤维具有很好的吸湿排汗特性，然而单纯的棉纤维布料容易发皱。在多雨季节，纯棉衣物容易受霉菌腐蚀，而且很难将霉渍去除。棉纤维还具强度较低、不耐水洗等缺点。因此改善天丝纤维的力学性能以及棉纤维的抗菌特性对拓展天丝面料以及棉纤维面料的应用具有重要的意义。
发明内容
为了满足面料功能性要求，解决天丝纤维的力学性能差，棉纤维耐水性，抗菌特性差等问题，本发明提供了一种环保亲柔天丝面料的制备方法。
为了解决上述问题，本发提供的一种环保亲柔天丝面料的制备方法包括以下步骤：
（1）将原木作为纤维制备原料，经挤压粉碎后获得碎木料，利用磷酸缓冲液浸泡2-4小时后，加入酶，在35-45℃条件下水解一段时间后，过滤后得纤维素溶液；
（2）将纤维素溶液氧化降解一段时间后，利用酸性溶液使纤维素析出，以制备纯木纤维素浆粕，向纯木纤维素浆粕中加入3-5倍体积的水后，利用高速剪切将其纳米化处理后得纳米纤维素分散液，将分散液的pH值调到3-4，加入疏水性硅烷化试剂后室温下搅拌2小时后过滤，将过滤得到的纤维分别用水和乙醇洗涤2-3次后，干燥得到疏水性纳米纤维素；
（3）将疏水性纳米纤维素、天然抗菌剂、天然抗氧化剂、水、纺丝助剂混合均匀后制备得到天丝纤维纺丝液，经静电纺丝处理，制得抗菌天丝纤维并将其浸泡于柠檬酸溶液2-3小时后，取出后用水洗涤2-3次后，干燥得抗菌天丝纤维；
（4）将棉纱线洗涤干净后，按1：80-100的质量体积比与甘油-水混合液混合后，浸泡2-3小时后，将其取出后用水洗涤2-3次，再放置于疏水性硅烷化试剂的水溶液中，室温下浸泡4-6小时后，用水洗涤2-3次，干燥得疏水改性的棉纤维；
（5）将步骤（3）所得的抗菌天丝纤维与步骤（4）所得的疏水改性的棉纤维进行混纺后，即得环保亲柔天丝面料。
优选的，步骤（1）中所述的原木为杉木、榆木、香樟木中的一种。
优选的，步骤（1）中所述的磷酸缓冲液的pH值为5-7；所述的酶为纤维素酶，其加入量为原木质量的0.5-1%；所述的水解时间为4-6小时。
优选的，步骤（2）中所述的氧化降解条件为：溶液pH值为11-13,降解时间为2-3小时；所述的酸性溶液为pH值为1.5-2.5的醋酸溶液。
优选的，（2）中所述的高速剪切条件为：剪切速度8000-12000rpm/min，剪切时间10-15min；所述的疏水性硅烷化试剂为十烷基三乙氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、十六烷基三乙氧基硅烷中的一种；所述的疏水性硅烷化试剂的加入量为纯木纤维素浆粕质量的1-2%。
优选的，步骤（3）中所述的天然抗菌剂为黄连、贯叶连翘、金银花乙醇提取物中的一种，所述的天然抗氧化剂为维生素E、没食子酸中的一种；所述的纺丝助剂为聚丙烯酰胺、聚丙烯腈、聚碳酸脂中的一种；所述的疏水性纳米纤维素、天然抗菌剂、天然抗氧化剂、水、纺丝助剂按质量份数算依次为15-20份、0.1-0.2份、0.1-0.2份、80-90份、2-5份。
优选的，步骤（3）中所述的柠檬酸溶液中柠檬酸的浓度为0.2-0.4g/mL。
优选的，步骤（4）中所述的甘油水混合液中甘油所占的质量分数为40-50%；所述的疏水性硅烷化试剂为十烷基三乙氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、十六烷基三乙氧基硅烷中的一种；所述的疏水性硅烷化试剂的水溶液中疏水性硅烷化试剂的质量为棉纱线质量的2-4%。
优选的，步骤（5）中所述的混纺时，抗菌天丝纤维与疏水改性的棉纤维的质量比为1：0.5-2。
与现有技术相比，本发明所述的一种环保亲柔天丝面料的制备方法具有以下有益效果，本发明采用天然原木作为天丝纤维原料，来源丰富，成本低；对纤维进行纳米化处理以及疏水性修饰后，增加了的天丝纤维的耐水性能力；采用柠檬酸对天丝纤维进行处理，加强了天丝纤维的力学性能；对棉纤维进行疏水性修饰，加强了棉纤维的耐水性性能；将棉纤维以及天丝纤维进行混纺，使得制备的面料透气性好，吸水性高，对皮肤亲和性强。此外，在纤维的制备过程中添加了天然抗氧化剂和天然抗菌剂，显著的提高了面料的抗菌性能。经本发明制备的亲柔天丝面料亲肤性好且耐水洗能力、力学性能以及抗菌性能均良好。
具体实施方式
【实施例1】
一种环保亲柔天丝面料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将杉木作为纤维制备原料，经挤压粉碎后获得碎木料，利用pH值为6磷酸缓冲液浸泡4小时后，加原木质量1%的纤维素酶后，在40℃条件下水解4小时后，过滤得纤维素溶液；
（2）将纤维素溶液在pH值为13的溶液中氧化降解2小时后，利用pH值为1.5-2.5的醋酸溶液使纤维素析出，以制备纯木纤维素浆粕，向纯木纤维素浆粕中加入3-5倍体积的水后，利用高速剪切将在10000rpm/min的剪切速度剪切20min后得纳米纤维素分散液，将分散液的pH值调到3-4，加入十二烷基三乙氧基硅烷后室温下搅拌2小时,过滤，过滤得到的纤维分别用水和乙醇洗涤2-3次后，干燥得到疏水性纳米纤维素；
（3）将16份疏水性纳米纤维素、0.2份维生素E、0.2份黄连乙醇提取物、80.6份水、3份纺丝助剂混合均匀后制备得到天丝纤维纺丝液，经静电纺丝处理，制得抗菌天丝纤维并将其浸泡于0.3g/mL柠檬酸溶液3小时后，取出用水洗涤2-3次后，干燥得抗菌天丝纤维；
（4）将棉纱线洗涤干净后，按1：80-100的质量体积比与50%的甘油-水混合液混合后，浸泡3小时后，将其取出后用水洗涤2-3次后，再放置于十六烷基三乙氧基硅烷的水溶液中，室温下浸泡5小时后，用水洗涤2-3次后，干燥得疏水改性的棉纤维；
（5）将步骤（3）所得的抗菌天丝纤维与步骤（4）所得的疏水改性的棉纤维按1：1的质量比进行混纺后，即得环保亲柔天丝面料。
【实施例2】
一种环保亲柔天丝面料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将榆木作为纤维制备原料，经挤压粉碎后获得碎木料，利用pH值为5.5磷酸缓冲液浸泡4小时后，加原木质量0.5%的纤维素酶后，在40℃条件下水解4小时后，过滤得纤维素溶液；
（2）将纤维素溶液在pH值为13的溶液中氧化降解2小时后，利用pH值为1.5-2.5的醋酸溶液使纤维素析出，以制备纯木纤维素浆粕，向纯木纤维素浆粕中加入3-5倍体积的水后，利用高速剪切将在10000rpm/min的剪切速度剪切20min后得纳米纤维素分散液，将分散液的pH值调到3-4，加入十六烷基三乙氧基硅烷后室温下搅拌2小时,过滤，过滤得到的纤维分别用水和乙醇洗涤2-3次后，干燥得到疏水性纳米纤维素；
（3）将15份疏水性纳米纤维素、0.2份没食子酸、0.2份金银花乙醇提取物、81.6份水、3份纺丝助剂混合均匀后制备得到天丝纤维纺丝液，经静电纺丝处理，制得抗菌天丝纤维并将其浸泡于0.3g/mL柠檬酸溶液3小时后，取出用水洗涤2-3次后，干燥得抗菌天丝纤维；
（4）将棉纱线洗涤干净后，按1：80-100的质量体积比与50%的甘油-水混合液混合后，浸泡3小时后，将其取出后用水洗涤2-3次后，再放置于十二烷基三乙氧基硅烷的水溶液中，室温下浸泡5小时后，用水洗涤2-3次后，干燥得疏水改性的棉纤维；
（5）将步骤（3）所得的抗菌天丝纤维与步骤（4）所得的疏水改性的棉纤维按1：0.6的质量比进行混纺后，即得环保亲柔天丝面料。
【实施例3】
一种环保亲柔天丝面料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将香樟木作为纤维制备原料，经挤压粉碎后获得碎木料，利用pH值为6磷酸缓冲液浸泡4小时后，加原木质量0.8%的纤维素酶后，在40℃条件下水解4小时后，过滤得纤维素溶液；
（2）将纤维素溶液在pH为13值的溶液中氧化降解2小时后，利用pH值为1.5-2.5的醋酸溶液使纤维素析出，以制备纯木纤维素浆粕，向纯木纤维素浆粕中加入3-5倍体积的水后，利用高速剪切将在11000rpm/min的剪切速度剪切20min后得纳米纤维素分散液，将分散液的pH值调到3-4，加入十六烷基三乙氧基硅烷后室温下搅拌2小时,过滤，过滤得到的纤维分别用水和乙醇洗涤2-3次后，干燥得到疏水性纳米纤维素；
（3）将16份疏水性纳米纤维素、0.2份没食子酸、0.2份金银花乙醇提取物、81.6份水、2份纺丝助剂混合均匀后制备得到天丝纤维纺丝液，经静电纺丝处理，制得抗菌天丝纤维并将其浸泡于0.35g/mL柠檬酸溶液3小时后，取出用水洗涤2-3次后，干燥得抗菌天丝纤维；
（4）将棉纱线洗涤干净后，按1：80-100的质量体积比与50%的甘油-水混合液混合后，浸泡3小时后，将其取出后用水洗涤2-3次后，再放置于十六烷基三乙氧基硅烷的水溶液中，室温下浸泡5小时后，用水洗涤2-3次后，干燥得疏水改性的棉纤维；
（5）将步骤（3）所得的抗菌天丝纤维与步骤（4）所得的疏水改性的棉纤维按1：1.2的质量比进行混纺后，即得环保亲柔天丝面料。
对于本领域的普通技术人员而言，具体实施例只是对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种环保亲柔天丝面料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将原木作为纤维制备原料，经挤压粉碎后获得碎木料，利用磷酸缓冲液浸泡2-4小时后，加入酶，在35-45℃条件下水解一段时间后，过滤后得纤维素溶液，其中，所述磷酸缓冲液的pH值为5-7；
（2）将纤维素溶液氧化降解一段时间后，利用酸性溶液使纤维素析出，以制备纯木纤维素浆粕，向纯木纤维素浆粕中加入3-5倍体积的水后，利用高速剪切将其纳米化处理后得纳米纤维素分散液，将分散液的pH值调到3-4，加入疏水性硅烷化试剂后室温下搅拌2小时后过滤，将过滤得到的纤维分别用水和乙醇洗涤2-3次后，干燥得到疏水性纳米纤维素，其中，所述氧化降解条件为：溶液pH值为11-13，降解时间为2-3小时；所述酸性溶液为pH值为1.5-2.5的醋酸溶液；
（3）将疏水性纳米纤维素、天然抗菌剂、天然抗氧化剂、水、纺丝助剂混合均匀后制备得到天丝纤维纺丝液，经静电纺丝处理，制得抗菌天丝纤维并将其浸泡于柠檬酸溶液2-3小时后，取出后用水洗涤2-3次后，干燥得抗菌天丝纤维；
（4）将棉纱线洗涤干净后，按1：80-100的质量体积比与甘油-水混合液混合后，浸泡2-3小时后，将其取出后用水洗涤2-3次，再放置于疏水性硅烷化试剂的水溶液中，室温下浸泡4-6小时后，用水洗涤2-3次，干燥得疏水改性的棉纤维，其中，所述疏水性硅烷化试剂为十烷基三乙氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、十六烷基三乙氧基硅烷中的一种；
（5）将步骤（3）所得的抗菌天丝纤维与步骤（4）所得的疏水改性的棉纤维进行混纺后，即得环保亲柔天丝面料。
2.根据权利要求1所述的一种环保亲柔天丝面料的制备方法，其特征在于步骤（1）中所述的原木为杉木、榆木、香樟木中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种环保亲柔天丝面料的制备方法，其特征在于步骤（1）中所述的酶为纤维素酶，其加入量为原木质量的0.5-1%；所述 的水解时间为4-6小时。
4.根据权利要求1所述的一种环保亲柔天丝面料的制备方法，其特征在于步骤（2）中所述的高速剪切条件为：剪切速度8000-12000rpm/min，剪切时间10-15min；所述的疏水性硅烷化试剂为十烷基三乙氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、十六烷基三乙氧基硅烷中的一种；所述的疏水性硅烷化试剂的加入量为纯木纤维素浆粕质量的1-2%。
5.根据权利要求1所述的一种环保亲柔天丝面料的制备方法，其特征在于步骤（3）中所述的天然抗菌剂为黄连、贯叶连翘、金银花乙醇提取物中的一种，所述的天然抗氧化剂为维生素E、没食子酸中的一种；所述的纺丝助剂为聚丙烯酰胺、聚丙烯腈、聚碳酸脂中的一种；所述的疏水性纳米纤维素、天然抗菌剂、天然抗氧化剂、水、纺丝助剂按质量份数算依次为15-20份、0.1-0.2份、0.1-0.2份、80-90份、2-5份。
6.根据权利要求1所述的一种环保亲柔天丝面料的制备方法，其特征在于步骤（3）中所述的柠檬酸溶液中柠檬酸的浓度为0.2-0.4g/mL。
7.根据权利要求1所述的一种环保亲柔天丝面料的制备方法，其特征在于步骤（4）中所述的甘油-水混合液中甘油所占的质量分数为40-50%；所述的疏水性硅 烷化试剂的水溶液中疏水性硅烷化试剂的质量为棉纱线质量的2-4%。
8.根据权利要求1所述的一种环保亲柔天丝面料的制备方法，其特征在于步骤（5）中所述的混纺时，抗菌天丝纤维与疏水改性的棉纤维的质量比为1：0.5-2。
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