CN111020803A - 一种环保床被生产工艺 - Google Patents

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CN111020803A CN201911071169.5A CN201911071169A CN111020803A CN 111020803 A CN111020803 A CN 111020803A CN 201911071169 A CN201911071169 A CN 201911071169A CN 111020803 A CN111020803 A CN 111020803A
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张国真
陶世明
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Abstract

本发明公开了一种环保床被生产工艺，涉及床上用品生产技术领域，旨在解决聚酯纤维的床被在被废弃后难以被自然所降解，容易造成对于废弃物处理的负担的技术问题，其技术方案要点是将天丝纤维和竹纤维纺制成单纱，将单纱合股制成股线；将股线作为经纱和纬纱进行纺织，制作成坯布；将坯布迅速从热金属的表面划过，并通过蒸汽灭火，去除表面绒毛；再将坯布经过退浆处理，接着通过低碱冷轧堆进行煮练，最终通过漂白，丝光处理；将经过上述步骤S3处理过的坯布做染浴处理，进行染色；染过色的坯布经免烫处理后，经烘干、定型、机械预缩整理，最终得到成品布料；达到了生产可降解的床被，减轻废弃物处理的负担的效果。

Description

一种环保床被生产工艺
技术领域
本发明涉及床上用品生产技术领域，更具体地说，它涉及一种环保床被生产工艺。
背景技术
现有的床被大多采用聚酯纤维作为主要材料进行制作，聚酯纤维是由有机二元酸和二元醇缩聚而成的聚酯经纺丝所得的合成纤维，具有较高的强度与弹性恢复能力，因此坚牢耐用、抗皱免烫，聚酯面料耐各种化学品性能良好，酸、碱对其破坏程度都不大，同时不怕霉菌，也不怕虫蛀。
现有公开号为CN103361864A的发明专利，提供了一种柔顺性床上垫被，包括上层面纱、弹性连接层和底纱，上层面纱为聚酯纤维和柔丝蛋白纤维的混纱层，弹性连接层采用弹性纤维，底纱由聚酯纤维和木棉纤维混纺构成，底纱和上层面纱通过弹性纤维配合形成针织结构；此材料制作的床上垫被一旦丢弃后，聚酯纤维难以降解。
现有公开号为CN106626562A的发明专利，提供了一种可降解的面料，包括布基层、位于布基层两侧的防水洗保护层和外层五部分组成的；可降解面料本体是由聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚乙烯醇缩甲醛纤维、莫代尔纤维和棉柔纤维经纺织机编织而成的；在布基层中采用增加微型囊包的设计理念，将降解剂植入到面料本体内，加快了面料的可降解速度，但在平时的使用或者运输过程中，一旦防水洗保护层破损，降解剂与人体皮肤接触，人体皮肤容易损害。
但是，现有技术中的面料大部分采用普通的聚酯纤维作为原材料，而普通聚酯纤维的床被在被废弃后难以被自然所降解，容易造成对于废弃物处理的负担；但通过降解剂放置在床被中提高降解速度，在平时的使用或者运输过程中，一旦防水洗保护层破损，降解剂与人体皮肤接触，人体皮肤容易损害；故现有技术中还难以制作出环保、可降解的绿色面料来制作床被，故有待改善。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种环保床被生产工艺，其具有生产可降解、绿色无害的床被，减轻废弃物处理的负担的优势。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种环保床被生产工艺，包括如下步骤：
S1、将天丝纤维和竹纤维纺制成单纱，将单纱合股制成股线；
S2、将股线作为经纱和纬纱进行纺织，制作成坯布；
S3、将坯布迅速从热金属的表面划过，并通过蒸汽灭火，去除表面绒毛；再将坯布经过退浆处理，接着通过低碱冷轧堆进行煮练，最终通过漂白、丝光处理；
S4、将经过上述步骤S3处理过的坯布做染浴处理，进行染色；
S5、染过色的坯布经免烫处理后，经烘干、定型、机械预缩整理，最终得到成品布料；
S6、成品布料经尺寸剪裁、缝纫制成环保床被，并经检验、包装。
通过采用上述技术方案，天丝纤维具有较强的水洗尺寸稳定性，具有较高的吸湿性，纤维横截面为圆形或椭圆形，且天丝纤维具有柔软悬垂，触感独特、透气透湿和防螨抗静电的优点，天丝纤维的产品在使用废弃后依旧可以生化降解，减轻废弃物处理的负担；竹子的生长期短，2～3年即可成材，竹纤维制成的产品可在土壤中自然降解，分解后对环境无任何污染，减轻废弃物处理的负担；
上述两种纤维进行混纺，在利用天丝纤维的透气透湿、较强的水洗尺寸稳定性和环保可降解等特点的情况下，同样的利用竹纤维的自然降解的特性，制造出的环保床被具有可降解、吸湿性高等特点，并利用天丝纤维弥补竹纤维的脆性，提高环保床被的耐洗性；当夏季时降解时间为2～3个月，冬季的降解时间为半年，有效的减轻废弃物处理的负担。
本发明进一步设置为：所述步骤S1中还添加有艾草纤维。
通过采用上述技术方案，人们在使用环保床被睡觉时，添加了艾草纤维的面料释放负离子，同样艾草的抑菌、防臭、扶阳使其具备了保健和养身功能；艾草纤维可在土壤中自然降解、可纺性较高，保证了环保床被减轻对废弃物负担的问题。
本发明进一步设置为：所述步骤S3中在煮练之后、漂白之前加入砂洗这一坯布的处理步骤。
通过采用上述技术方案，有天丝纤维制作的产品，不经过砂洗手感会感觉略微僵硬，同时缺乏柔垂效果；砂洗不仅可增强柔软性，另外可便于后期的印花或数码喷印。
本发明进一步设置为：所述步骤S1中天丝由以下步骤制成：
S01、利用轧棉机除去棉纤维留在棉籽上的棉胆绒，棉胆绒经提纯制作成浆粕；
S02、步骤S01的浆粕加入N～甲基吗啉氧化物的水溶液，经浆粥釜充分混合浆粕和N～甲基吗啉氧化物的水溶液，经溶胀直至溶解、过滤即可完成原料部分的处理；
S03、采用干喷湿纺法对上述步骤S02处理的原料进行纺丝。
通过采用上述技术方案，采用有机溶剂的纺丝工艺，在物理作用下完成，整个制造过程无毒、无污染，是环保床被后期自然降解，处理废弃物的先决条件。
本发明进一步设置为：所述步骤S02中，浆粕与N～甲基吗啉氧化物混合之前，在浆粕中加入活化剂对浆粕进行活化处理，并进行压榨。
通过采用上述技术方案，在浆粕与N～甲基吗啉氧化物混合之前，进行活化，使得浆粕可在N～甲基吗啉氧化物中更快更完全的溶解，减少棉籽的使用量，节约资源。
本发明进一步设置为：所述步骤S02中，浆粕与N～甲基吗啉氧化物的水溶液混合溶解时温度为85℃～120℃。
通过采用上述技术方案，浆粕与N～甲基吗啉氧化物的水溶液混合时，溶解温度在85℃～120℃中有着较高的溶解能力，随着溶解温度的增加，纤维素的溶解性能增大；在此过程中可得到均匀、透明的纤维素溶液。
本发明进一步设置为：所述步骤S02中，N～甲基吗啉氧化物的水溶液经蒸发浓缩处理，使其含水量为13.3％～17％。
通过采用上述技术方案，N～甲基吗啉氧化物的水溶液的含水量对浆粕的溶解具有很大的影响，在含水量在13.3％～17％直接时，浆粕的溶解能力有着先增大后降低的趋势，但含水量超过17％后，就即将失去溶解性。
本发明进一步设置为：所述步骤S02中，浆粕与N～甲基吗啉氧化物的水溶液混合溶解时加入抗氧化剂。
通过采用上述技术方案，当纤维素浆粕溶解于与N～甲基吗啉氧化物的水溶液中时，纤维素的聚合度会下降，纤维素容易发生降解，同时当纤维素与溶剂混合并加热时，N～甲基吗啉氧化物的水溶液会发生分解，释放出胺类化合物，随着降解的进行，溶液粘度下降，颜色变深；故抗氧化剂的加入可有效的减少纤维素的氧化降解和N～甲基吗啉氧化物的水溶液的分解。
本发明进一步设置为：所述抗氧化剂为没食子酸丙酯或羟胺中的一种。
通过采用上述技术方案，没食子酸丙酯是一种常知的抗氧化剂，白色至浅褐色结晶粉末，或微乳白色针状结晶。无臭，微有苦味，水溶液无味；而羟胺，不稳定的白色大片状或针状结晶，在有机合成中用作还原剂；通过抗氧化剂的使用可有效提高天丝纤维的制作的质量。
本发明进一步设置为：所述步骤S03中，在纺丝过后，对于N～甲基吗啉氧化物的水溶液进行后续的回收净化再利用。
通过采用上述技术方案，回收净化再利用N～甲基吗啉氧化物的水溶液，可降低天丝纤维的生产成本，进一步起到了环保的作用。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、采用了天丝纤维、竹纤维和艾草纤维作为原料制作的可降解的环保床被，减轻了后期废弃物处理的负担；
2、采用有机溶剂的纺丝工艺，在物理作用下完成，整个制造过程无毒、无污染，是环保床被后期自然降解，处理废弃物的先决条件。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
一、天丝纤维的制备例
制备例1：
S01、利用轧棉机除去棉纤维留在棉籽上的棉胆绒，棉胆绒经提纯制作成浆粕；
S02、步骤S01的浆粕加入活化剂进行活化处理，活化剂优选为蛋白酶，N～甲基吗啉氧化物的水溶液经蒸发浓缩处理，使其含水量为13.3％，
经压榨后的浆粕加入N～甲基吗啉氧化物的水溶液，经浆粥釜充分混合浆粕和N～甲基吗啉氧化物的水溶液，并加入抗氧化剂，抗氧化剂为没食子酸丙酯或羟胺中的一种，经溶胀并利用薄膜蒸发器直至溶解、过滤即可完成原料部分的处理；
其中浆粕与N～甲基吗啉氧化物的水溶液混合溶解时温度为85℃；
S03、采用干喷湿纺法对上述步骤S02处理的原料进行纺丝，在纺丝过后，对于N～甲基吗啉氧化物的水溶液，通过多效蒸发法进行后续的回收净化再利用。
制备例2：
S01、利用轧棉机除去棉纤维留在棉籽上的棉胆绒，棉胆绒经提纯制作成浆粕；
S02、步骤S01的浆粕加入活化剂进行活化处理，活化剂优选为蛋白酶，N～甲基吗啉氧化物的水溶液经蒸发浓缩处理，使其含水量为15％，
经压榨后的浆粕加入N～甲基吗啉氧化物的水溶液，经浆粥釜充分混合浆粕和N～甲基吗啉氧化物的水溶液，并加入抗氧化剂，抗氧化剂为没食子酸丙酯或羟胺中的一种，经溶胀并利用薄膜蒸发器直至溶解、过滤即可完成原料部分的处理；
其中浆粕与N～甲基吗啉氧化物的水溶液混合溶解时温度为85℃；
S03、采用干喷湿纺法对上述步骤S02处理的原料进行纺丝，在纺丝过后，对于N～甲基吗啉氧化物的水溶液，通过多效蒸发法进行后续的回收净化再利用。
制备例3：
S01、利用轧棉机除去棉纤维留在棉籽上的棉胆绒，棉胆绒经提纯制作成浆粕；
S02、步骤S01的浆粕加入活化剂进行活化处理，活化剂优选为蛋白酶，N～甲基吗啉氧化物的水溶液经蒸发浓缩处理，使其含水量为17％，
经压榨后的浆粕加入N～甲基吗啉氧化物的水溶液，经浆粥釜充分混合浆粕和N～甲基吗啉氧化物的水溶液，并加入抗氧化剂，抗氧化剂为没食子酸丙酯或羟胺中的一种，经溶胀并利用薄膜蒸发器直至溶解、过滤即可完成原料部分的处理；
其中浆粕与N～甲基吗啉氧化物的水溶液混合溶解时温度为85℃；
S03、采用干喷湿纺法对上述步骤S02处理的原料进行纺丝，在纺丝过后，对于N～甲基吗啉氧化物的水溶液，通过多效蒸发法进行后续的回收净化再利用。
制备例4：
S01、利用轧棉机除去棉纤维留在棉籽上的棉胆绒，棉胆绒经提纯制作成浆粕；
S02、步骤S01的浆粕加入活化剂进行活化处理，活化剂优选为蛋白酶，N～甲基吗啉氧化物的水溶液经蒸发浓缩处理，使其含水量为15％，
经压榨后的浆粕加入N～甲基吗啉氧化物的水溶液，经浆粥釜充分混合浆粕和N～甲基吗啉氧化物的水溶液，并加入抗氧化剂，抗氧化剂为没食子酸丙酯或羟胺中的一种，经溶胀并利用薄膜蒸发器直至溶解、过滤即可完成原料部分的处理；
其中浆粕与N～甲基吗啉氧化物的水溶液混合溶解时温度为100℃；
S03、采用干喷湿纺法对上述步骤S02处理的原料进行纺丝，在纺丝过后，对于N～甲基吗啉氧化物的水溶液，通过多效蒸发法进行后续的回收净化再利用。
制备例5：
S01、利用轧棉机除去棉纤维留在棉籽上的棉胆绒，棉胆绒经提纯制作成浆粕；
S02、步骤S01的浆粕加入活化剂进行活化处理，活化剂优选为蛋白酶，N～甲基吗啉氧化物的水溶液经蒸发浓缩处理，使其含水量为15％，
经压榨后的浆粕加入N～甲基吗啉氧化物的水溶液，经浆粥釜充分混合浆粕和N～甲基吗啉氧化物的水溶液，并加入抗氧化剂，抗氧化剂为没食子酸丙酯或羟胺中的一种，经溶胀并利用薄膜蒸发器直至溶解、过滤即可完成原料部分的处理；
其中浆粕与N～甲基吗啉氧化物的水溶液混合溶解时温度为120℃；
S03、采用干喷湿纺法对上述步骤S02处理的原料进行纺丝，在纺丝过后，对于N～甲基吗啉氧化物的水溶液，通过多效蒸发法进行后续的回收净化再利用。
制备例6：
本制备例与制备例4的不同之处在于，浆粕与N～甲基吗啉氧化物的水溶液混合溶解时未加入抗氧化剂。
二、实施例实施例：
一种环保床被生产工艺，包括如下步骤：
S1、将天丝纤维(选自制备例4)、竹纤维和艾草纤维纺制成单纱，将单纱合股制成股线；
S2、将股线作为经纱和纬纱进行纺织，制作成坯布；
S3、将坯布迅速从热金属的表面划过，其中热金属的温度为800℃，并通过蒸汽灭火，去除表面绒毛；再将坯布经过退浆处理，接着通过低碱冷轧堆进行煮练，最终通过漂白、砂洗、丝光处理；
S4、将经过上述步骤S3处理过的坯布做染浴处理，进行染色；
S5、染过色的坯布经免烫处理后，经烘干、定型、机械预缩整理，最终得到成品布料；
S6、成品布料经尺寸剪裁、缝纫制成环保床被，并经检验、包装。
实施例2：
本对比例与实施例1的不同之处在于，天丝纤维选自制备例1制备而制得。
实施例3：
本对比例与实施例1的不同之处在于，天丝纤维选自制备例2制备而制得。
实施例4：
本对比例与实施例1的不同之处在于，天丝纤维选自制备例3制备而制得。
实施例5：
本对比例与实施例1的不同之处在于，天丝纤维选自制备例5制备而制得。
三、对比例
对比例1：本对比例与实施例1的不同之处在于，天丝纤维选自制备例6制备而制得。
对比例2：本对比例与实施例1的不同之处在于，步骤S1中未添加艾草纤维。
四、性能测试
1)、按照制备例1～6制备出的天丝纤维，按照如下方法对其进行性能测试，将测试结果示于表1。
断裂伸长率：根据GB/T 24218.18～2014《断裂强力和断裂伸长率的测定(抓样法)》，对天丝纤维的断裂伸长率进行测试。
回潮率：根据GB/T6529～2008《纺织品调湿和试验用标准大气》，对天丝纤维回潮率进行测试。
表1
Figure BDA0002260978170000071
由表1数据可知，本发明制备例中制备的天丝纤维具有较高的回潮率，吸湿性较好，而天丝纤维的断裂伸长率和其本身的回潮率息息相关；天丝纤维通过有机溶剂纺丝工艺，在物理作用下完成，整个制造过程无毒、无污染，其中纺丝工艺中使用的溶剂可继续回收循环利用，其中氧化铵的回收率高达99％；且天丝纤维具有柔软悬垂，触感独特、透气透湿和防螨抗静电的优点，天丝纤维的产品在使用废弃后依旧可以生化降解，减轻废弃物处理的负担。
由表1中可以得知，天丝纤维的制作工艺中，N～甲基吗啉氧化物的水溶液的含水量的范围在13.3％～17％，其中随着N～甲基吗啉氧化物的水溶液的含水量的升高，N～甲基吗啉氧化物的水溶液对纤维素的溶解能力提高，当达到至高点时，开始回落，在制备例1～3中，在浆粕与N～甲基吗啉氧化物的水溶液混合溶解时温度相同时；制备例2中，N～甲基吗啉氧化物的水溶液的含水量为15％时，所制造出的天丝纤维在检测的断裂伸长率和回潮率效果较好。
由表1中可以得知，浆粕与N～甲基吗啉氧化物的水溶液混合溶解时温度在85℃～120℃，在上述温度范围内，天丝纤维的溶解效果先升高至至高点后；开始回落，在制备例2、制备例4～5中，当N～甲基吗啉氧化物的水溶液的含水量为15％时；制备例4中，浆粕与N～甲基吗啉氧化物的水溶液混合溶解时温度为100℃时，所制造出的天丝纤维在检测的断裂伸长率和回潮率效果较好。
由表1中可以得知，制备例6在制备例4的基础上未添加抗氧化剂；当纤维素浆粕溶解于与N～甲基吗啉氧化物的水溶液中时，纤维素的聚合度会下降，纤维素容易发生降解，同时当纤维素与溶剂混合并加热时，N～甲基吗啉氧化物的水溶液会发生分解，释放出胺类化合物，随着降解的进行，溶液粘度下降，颜色变深；故抗氧化剂的加入可有效的减少纤维素的氧化降解和N～甲基吗啉氧化物的水溶液的分解。
最终由上述结论得出，制备例4制备出的天丝纤维断裂伸长率较大，回潮率也较高。
2)、按照实施例1～5以及对比例1～2中的方法生产出的环保床被，按照如下方法对其进行性能测试，将测试结果示于表2。
缩水率：根据JJF(纺织)052～2012《织物缩水率试验机校准规范》，对环保床被的缩水率进行测试。
静电性：根据GB/T 12703.3～2009《纺织品静电性能的评定第3部分：电荷量》，对环保床被与标准布摩擦后所带的电荷进行测试。
表2
Figure BDA0002260978170000081
由表2数据可知，在面料摩擦时，积聚电荷的多少取决于面料的含湿量和导电性，湿气可以捕捉电子从而减少静电的产生，而天丝纤维的天然含水量就达到了13％，再加上回潮率较高，从而使得天丝纤维在较强的导湿性的情况下，难以积聚静电电荷，使得天丝纤维制造出的面料抗静电能力佳；而同样的竹纤维的回潮率较高，由竹纤维和天丝纤维混纺出的环保床被，在不同制备例制备出的天丝纤维下，天丝纤维的回潮率越高、环保床被的抗静电性就越佳。
同样的由于天丝纤维与纤维素纤维间抱合力较大，缩水率较低，同样的从实施例1～5与制备例1中可对比发现，不同温度和N～甲基吗啉氧化物的水溶液的含水量制作出的天丝纤维的回潮率，会对实施例和对比例制作出的环保床被的静电性起到影响，但对缩水率的影响均起伏不大；但未添加抗氧化剂制作出的天丝纤维对最终的环保床被的缩水率和静电性的影响较大。
同样的，对于对比例2未添加艾草纤维，从检测数据上看，静电性与缩水率均未产生较大影响。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种环保床被生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将天丝纤维和竹纤维纺制成单纱，将单纱合股制成股线；
S2、将股线作为经纱和纬纱进行纺织，制作成坯布；
S3、将坯布迅速从热金属的表面划过，并通过蒸汽灭火，去除表面绒毛；再将坯布经过退浆处理，接着通过低碱冷轧堆进行煮练，最终通过漂白、丝光处理；
S4、将经过上述步骤S3处理过的坯布做染浴处理，进行染色；
S5、染过色的坯布经免烫处理后，经烘干、定型、机械预缩整理，最终得到成品布料；
S6、成品布料经尺寸剪裁、缝纫制成环保床被，并经检验、包装。
2.根据权利要求1所述的一种环保床被生产工艺，其特征在于：所述步骤S1中还添加有艾草纤维。
3.根据权利要求1所述的一种环保床被生产工艺，其特征在于：所述步骤S3中在煮练之后、漂白之前加入砂洗这一坯布的处理步骤。
4.根据权利要求1所述的一种环保床被生产工艺，其特征在于：所述步骤S1中天丝由以下步骤制成：
S01、利用轧棉机除去棉纤维留在棉籽上的棉胆绒，棉胆绒经提纯制作成浆粕；
S02、步骤S01的浆粕加入N～甲基吗啉氧化物的水溶液，经浆粥釜充分混合浆粕和N～甲基吗啉氧化物的水溶液，经溶胀直至溶解、过滤即可完成原料部分的处理；
S03、采用干喷湿纺法对上述步骤S02处理的原料进行纺丝。
5.根据权利要求4所述的一种环保床被生产工艺，其特征在于：所述步骤S02中，浆粕与N～甲基吗啉氧化物混合之前，在浆粕中加入活化剂对浆粕进行活化处理，并进行压榨。
6.根据权利要求4所述的一种环保床被生产工艺，其特征在于：所述步骤S02中，浆粕与N～甲基吗啉氧化物的水溶液混合溶解时温度为85℃～120℃。
7.根据权利要求4所述的一种环保床被生产工艺，其特征在于：所述步骤S02中，N～甲基吗啉氧化物的水溶液经蒸发浓缩处理，使其含水量为13.3%～17%。
8.根据权利要求4所述的一种环保床被生产工艺，其特征在于：所述步骤S02中，浆粕与N～甲基吗啉氧化物的水溶液混合溶解时加入抗氧化剂。
9.根据权利要求8所述的一种环保床被生产工艺，其特征在于：所述抗氧化剂为没食子酸丙酯或羟胺中的一种。
10.根据权利要求4所述的一种环保床被生产工艺，其特征在于：所述步骤S03中，在纺丝过后，对于N～甲基吗啉氧化物的水溶液进行后续的回收净化再利用。
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