CN110528098A - 一种姜保健纤维素纤维及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种姜保健纤维素纤维，所述纤维，姜辣素含量为1~6wt%，干断裂强度为2.00~2.75cN/dtex，湿断裂强度为1.00~1.70cN/dtex；本发明还提供上述纤维的制备方法。本发明制备的姜辣素分散液具有分散均匀，不分层，稳定性好的特点，可满足添加到纤维素溶液中两者均匀共混的要求，姜辣素和纤维素溶液混合均匀，不分层，制备的纤维中姜辣素分布均匀。本发明制备的姜辣素分散液中，加入环糊精能增加姜辣素的亲水性，并能减少姜辣素在纤维素成型及后处理过程中的流失，本发明还通过精炼工序的工艺调整降低姜辣素的流失，提高纤维中的姜辣素含量，纤维中姜辣素的含量为1‑6%。

Description

一种姜保健纤维素纤维及其制备方法

技术领域

本发明属于纺织技术领域，具体是涉及一种具有姜保健功能的纤维素纤维及其制备方法。

背景技术

我国是种姜大国，资源丰富，姜不仅是生活中常用的调味品，也是一种用途很广的中药及保健品，人们常说的“冬吃萝卜夏吃姜，赛过医生开药方”可看出老百姓对姜的重视程度。姜辣素是姜中最主要的辣味成分，有独特的姜辣风味，对人体有多种益处。姜辣素与黄酮类化合物结构类似，有抗氧化功能，能消除生物体中羟基自由基和超氧自由基及降低肝脑组织中的脂质过氧化物；姜辣素有抑菌作用，对常见的皮肤癣菌、大肠杆菌等有显著的抑菌和杀菌作用；姜辣素有杀虫效果，所含的姜酚有灭螺和抗血吸虫作用；姜辣素有多种药理作用，能降低胆固醇、减轻动脉硬化、防治肿瘤、抗炎、保肝利胆、加强心肌收缩力、缓解关节疼痛等功效，还具有预防或治疗晕车、晕船等引起的恶心和呕吐、健胃、驱寒预防感冒等多种疗效。

目前姜一般需要食用或者外敷来达到保健效果，但有一部分人群不喜欢姜的辛辣味，姜对味觉的刺激让他们远离带姜的食品和饮品。外敷虽然不用直接食用辣味，但会在皮肤上留下难看的痕迹。

专利申请号201110213768.3公开了一种姜黄素抗菌纤维及其制备方法，将姜黄素包裹在微胶囊中加入纺丝液进行纺丝，所用的姜黄素是从姜黄、莪术、郁金根茎提取的，该纤维具有较好的抗菌性能，但需要将姜黄素制备成微胶囊，微胶囊化工艺复杂，胶囊颗粒大了会无法喷丝，胶囊颗粒太小则里面包覆的姜黄素微乎及微。而且微胶囊是硬性颗粒，会影响纤维的物理指标。

姜辣素保留了姜的有益成分，将姜辣素通过共混添加湿法纺丝工艺制备出具有姜保健功能的纤维素纤维，不仅可以使纤维具有抗抑菌、防止恶心呕吐等效果，姜辣素还使纤维有漂亮的黄色，节省了染整成本，也避免了染整对环境的污染。但姜辣素是油状粘稠物质，直接添加到纤维素溶液中会分层，不能均匀混合；

同时姜辣素在纤维素成型及后处理过程中容易流失，导致纤维成品中姜辣素含量较低。

发明内容

针对以上研究现状和技术的不足，本发明提供一种姜保健纤维素纤维及其制备方法，实现以下发明目的：

（1）姜辣素和纤维素溶液混合均匀，不分层；

（2）减少姜辣素在纤维素成型及后处理过程中的流失，提高纤维中姜辣素的含量。

为解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：

一种姜保健纤维素纤维，纤维中含姜辣素1~6wt%，干断裂强度为2.00~2.75cN/dtex，湿断裂强度为1.00~1.70cN/dtex。

以下是对上述技术方案的进一步改进：

所述纤维的干断裂强度优选为2.35-2.72 cN/dtex，湿断裂强度优选为1.26-1.65 cN/dtex，纤维颜色为黄色，对大肠杆菌抑菌率≥95%，金黄色葡萄球菌抑菌率≥99%。

所述的姜保健纤维素纤维制备方法，是以浆粕为主要原料制备出纤维素溶液，在纤维素纤维成型前添加姜辣素分散液，通过湿法纺丝工艺纤维成型，丝条经切断、脱硫、水洗、上油、烘干制备出姜保健纤维素纤维。

所述的姜辣素分散液由姜辣素提取液、乳化剂吐温80及十二烷基硫酸钠、丙三醇、去离子水组成，其中姜辣素含量10%~20wt%，吐温80含量0.5%~3.0wt%，十二烷基硫酸钠含量0.1%~1.0wt%、β-环糊精含量0.5~1.0wt%，丙三醇含量1.0%~3.0 wt%，去离子水含量为52-81.2%；

所述姜辣素提取液可由溶剂浸提法、压榨法、超临界CO₂法等提取方法获得；所述姜辣素提取液的质量浓度为50-60%。

所述的姜辣素分散液由搅拌分散、乳化分散和超声分散三步制得。搅拌分散步骤为：在配制罐中加入去离子水，加热到40℃~60℃，加入姜辣素提取液，在400~600r/min转速下搅拌10~20min；乳化分散步骤为：将搅拌液打入乳化釜，加入吐温、十二烷基硫酸钠、β-环糊精，在2500~3500r/min转速下乳化30~60min，乳化温度40℃~60℃，可根据气泡量加入0.1%~1.0%的正辛醇去掉气泡；超声分散步骤为：将乳化分散液加入到超声机中，加入丙三醇，在20kHz~30kHz频率下超声15~30min。

姜辣素分散液冷却到18℃~22℃，脱泡后经纺前注射添加到纺丝液中，纤维在凝固浴中纺丝成型。

所述姜辣素分散液中，姜辣素有效含量对纤维素溶液中甲纤的质量百分比为1.5-8%；

所述的脱硫工序所用脱硫浴为亚硫酸钠溶液，浓度1.0g/L~2.0g/L，脱硫浴温度90℃~95℃。

所述的上油工序油浴浓度为2.0g/L~4.0g/L，姜辣素浓度2.0g/L~4.0g/L，上油温度50℃~60℃。

由于采用了上述技术方案，本发明具有以下有益效果：

1、本发明制备的姜辣素分散液具有分散均匀，不分层，稳定性好的特点，可满足添加到纤维素溶液中两者均匀共混的要求，姜辣素和纤维素溶液混合均匀，不分层，制备的纤维中姜辣素分布均匀。

2、本发明制备的姜辣素分散液中，加入环糊精能增加姜辣素的亲水性，并能减少姜辣素在纤维素成型及后处理过程中的流失，本发明还通过精炼工序的工艺调整降低姜辣素的流失：在脱硫工序中，通过亚硫酸钠温和脱硫方式进行脱硫，为提高脱硫效果，提高脱硫浴温度，该脱硫方式可满足去除残硫及减少姜辣素流失的效果。在上油浴工序中，添加姜辣素与油剂上油，姜辣素在制油过程中与油剂同时乳化均匀，上油时能和油剂同时均匀的附着在纤维上，在不改变纤维素纤维生产工艺及设备的同时，提高了纤维中的姜辣素含量，纤维中姜辣素的含量为1-6%。

3、与常规纤维素纤维相比，本发明制备出的纤维具有良好的保健功能，具有抗抑菌性能，对大肠杆菌的抑菌率为95-99%以上，对金黄色葡萄球菌的抑菌率达到95%以上，纤维有驱虫效果，织物穿着有一定的防晕吐功能及抗炎效果。纤维为黄色，利用天然姜提取的姜辣素进行染色，避免了后续染色带来的环境污染，绿色环保，同时节省了染色成本。

4、本发明制备的纤维即能纯纺，也可以与其它纤维混纺，可广泛用作内衣、睡衣、运动衣、袜子等与人体密切接触的衣物，可加工性能优良，用途广泛。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明。

实施例1一种姜保健纤维素纤维的制备方法

包括以下步骤：

（1）姜辣素分散液的制备：

以乙醇为溶剂通过浸提法制备出姜辣素提取液，姜辣素含量为50wt%。

A、搅拌分散

在配制罐中加入去离子水，加热到40℃后加入姜辣素提取液，在400r/min转速下搅拌20min后，打入到乳化釜中。

B、乳化分散

加入吐温80、十二烷基硫酸钠，β-环糊精，在2500r/min转速下乳化60min，乳化温度40℃，得到乳化分散液。

C、超声分散

将乳化分散液加入到超声机中，加入丙三醇，在20kHz频率下超声15min，制备出待用的姜辣素分散液；其中姜辣素含量20wt%，吐温含量3.0wt%，十二烷基硫酸钠含量1.0wt%，β-环糊精含量1.0wt%，丙三醇含量3.0wt%，去离子水含量为52%，其余20%为姜辣素提取液中除去姜辣素以外的其他物质的含量。

（2）共混

将22℃的姜辣素分散液经脱泡通过纺前注射加入到纤维素溶液中（姜辣素有效含量对纤维素溶液中甲纤的质量百分比为5%）。

（3）纺丝成型

纤维经凝固浴成型、盘间牵伸、二浴牵伸、切断到精炼机处理。

（4）脱硫、上油

脱硫温度90℃，亚硫酸钠浓度2.0g/L，上油浴中油浴浓度2.0g/L，姜辣素浓度4.0g/L（姜辣素浓度和油浴浓度都是通过测浴液浓度来定时补加到工艺要求的浓度），上油温度50℃，其它工序同常规纤维素纤维生产工艺。制备出的纤维含姜辣素4.0wt%，干断裂强度为2.42CN/dtex，湿断裂强度为1.34CN/dtex，纤维颜色为黄色，对大肠杆菌抑菌率95%，对金黄色葡萄球菌抑菌率≥99%。

实施例2一种姜保健纤维素纤维的制备方法

包括以下步骤：

（1）姜辣素分散液的制备：

以压榨法制备出姜辣素提取液，姜辣素含量为60wt%；

A、搅拌分散

在配制罐中加入去离子水，加热到60℃后加入姜辣素提取液，在600r/min转速下搅拌10min后；

B、乳化分散

打入到乳化釜中，加入吐温、十二烷基硫酸钠，β-环糊精，在3500r/min转速下乳化30min，乳化温度60℃；

C、超声分散

将乳化分散液加入到超声机中，加入丙三醇，在30kHz频率下超声30min，制备出待用的姜辣素分散液，其中姜辣素含量10wt%，吐温80含量0.5wt%，十二烷基硫酸钠含量0.1wt%，β-环糊精含量0.5wt%，丙三醇含量1.0wt%，去离子水含量为81.2%，其余6.7%为姜辣素提取液中除去姜辣素以外的其他物质的含量。

（2）共混

将18℃的姜辣素分散液经脱泡通过纺前注射加入到纤维素溶液中（姜辣素有效含量对纤维素溶液中甲纤的质量百分比为8%）。

（3）纺丝成型

纤维经凝固浴成型、盘间牵伸、二浴牵伸、切断到精炼机处理。

（4）脱硫、上油

脱硫温度95℃，亚硫酸钠浓度1.0g/L，上油浴中油浴浓度4.0g/L，姜辣素浓度2.0g/L（姜辣素浓度和油浴浓度都是通过测浴液浓度来定时补加到工艺要求的浓度），上油温度60℃，其它工序同常规纤维素纤维生产工艺。制备出的纤维中含姜辣素6wt%，纤维干断裂强度为2.35CN/dtex，湿断裂强度为1.26CN/dtex，纤维颜色为黄色，对大肠杆菌抑菌率99%，对金黄色葡萄球菌抑菌率≥99%。

实施例3一种姜保健纤维素纤维的制备方法

包括以下步骤：

（1）姜辣素分散液的制备：

以超临界CO²法制备出姜辣素提取液，姜辣素含量为55wt%。

A、搅拌分散

在配制罐中加入去离子水，加热到55℃后加入姜辣素提取液，在500r/min转速下搅拌15min后；

B、乳化分散

打入到乳化釜中，加入吐温、十二烷基硫酸钠、β-环糊精，在3200r/min转速下乳化40min，乳化温度52℃；

C、超声分散

将乳化分散液加入到超声机中，加入丙三醇，在28kHz频率下超声25min，制备出待用的姜辣素分散液。其中姜辣素含量15wt%，吐温80含量1.0wt%，十二烷基硫酸钠含量0.8wt%，β-环糊精含量0.8wt%，丙三醇含量2.0wt%，去离子水含量为68.13%，其余12.27%为姜辣素提取液中除去姜辣素以外的其他物质的含量。

（2）共混

将20℃的姜辣素分散液经脱泡通过纺前注射加入到纤维素溶液中（姜辣素有效含量对纤维素溶液中甲纤的质量百分比为1.5%）。

（3）纺丝成型

纤维经凝固浴成型、盘间牵伸、二浴牵伸、切断到精炼机处理。

（4）脱硫、上油

脱硫温度92℃，亚硫酸钠浓度1.5g/L，上油浴中油浴浓度3.0g/L，姜辣素浓度3.0g/L（姜辣素浓度和油浴浓度都是通过测浴液浓度来定时补加到工艺要求的浓度），上油温度55℃，其它工序同常规纤维素纤维生产工艺。制备出的纤维含姜辣素1wt%，干断裂强度为2.72CN/dtex，湿断裂强度为1.65CN/dtex，纤维颜色为黄色，对大肠杆菌抑菌率98%，对金黄色葡萄球菌抑菌率≥99%。

Claims (10)

1.一种姜保健纤维素纤维，其特征在于：所述纤维，姜辣素含量为1~6wt%，干断裂强度为2.00~2.75cN/dtex，湿断裂强度为1.00~1.70cN/dtex。

2.一种姜保健纤维素纤维的制备方法，其特征在于：所述制备方法，包括

姜辣素分散液的制备、共混、脱硫、上油。

3.根据权利要求2所述的一种姜保健纤维素纤维的制备方法，其特征在于：所述姜辣素分散液，姜辣素含量10%~20wt%，吐温80含量0.5%~3.0wt%，十二烷基硫酸钠含量0.1%~1.0wt%、β-环糊精含量0.5~1.0wt%，丙三醇含量1.0%~3.0 wt%，去离子水含量为52-81.2%。

4.根据权利要求2所述的一种姜保健纤维素纤维的制备方法，其特征在于：所述共混，姜辣素分散液冷却到18℃~22℃，脱泡后添加到纤维素溶液中；所述姜辣素有效含量对纤维素溶液中甲纤的质量百分比为1.5-8%。

5.根据权利要求2所述的一种姜保健纤维素纤维的制备方法，其特征在于：所述脱硫，脱硫浴为亚硫酸钠溶液，浓度1.0g/L~2.0g/L，脱硫浴温度90℃~95℃。

6.根据权利要求2所述的一种姜保健纤维素纤维的制备方法，其特征在于：

所述上油，油浴浓度为2.0g/L~4.0g/L，姜辣素浓度2.0g/L~4.0g/L，上油温度50℃~60℃。

7.根据权利要求2所述的一种姜保健纤维素纤维的制备方法，其特征在于：所述姜辣素分散液的制备，包括搅拌分散、乳化分散和超声分散；所述搅拌分散，在配制罐中加入去离子水，加热到40℃~60℃，加入姜辣素提取液，在400~600r/min转速下搅拌10~20min，得搅拌液。

8.根据权利要求7所述的一种姜保健纤维素纤维的制备方法，其特征在于：所述乳化分散，将搅拌液加入吐温、十二烷基硫酸钠、β-环糊精，在2500~3500r/min转速下乳化30~60min，乳化温度40℃~60℃，可根据气泡量加入0.1%~1.0%的正辛醇去掉气泡，得乳化分散液。

9.根据权利要求8所述的一种姜保健纤维素纤维的制备方法，其特征在于：

所述超声分散，将乳化分散液加入丙三醇，在20kHz~30kHz频率下超声15~30min。

10.根据权利要求4所述的一种姜保健纤维素纤维的制备方法，其特征在于：所述共混，姜辣素分散液经纺前注射添加到纤维素溶液中。