CN101210354A - 保健型纤维的制造方法及利用该方法生产的保健型纤维 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种保健型纤维的制造方法及利用该方法生产的保健型纤维，为采用甲壳素和纤维素分别制成甲壳素胶和纤维素粘胶后混合制成纺丝原液，利用混合后的纺丝原液生产保健型纤维。本发明生产保健型纤维的方法，碱化、黄化成酯等需要的温度、真空度条件较为宽松，制造方法简便，适于工业化生产，而生产的保健型粘胶纤维，甲壳素是组成纤维的一部分，纤维具有抗菌耐久性，同时还具有良好的染色性、生物相容性、抗菌除臭性和易于降解等多种特性。
Description
技术领域
本发明涉及一种人造纺织纤维，尤其是涉及一种保健型粘胶纤维的生产方法及利用该方法生产的保健型粘胶纤维。
背景技术
纤维素纤维在人造纤维中历史悠久，用途广泛，由于它的原料来源广，有优异的吸湿性、透气性、衣着舒适、良好的染色性及生态相关性，在人造纤维的生产和应用中占有稳定的地位。但是此类纤维的纺织品却不能满足人们的抗菌性、生物相容性等多方面的要求。
现代微生态学研究表明，人体皮肤表层存在着一定量的微生物群，人皮肤表层的正常菌群包括三类：①原籍菌群(又称常住菌群)，如痤疮丙酸杆菌等菌群，它们是保护人体免受有害微生物侵袭的屏障；②过路菌群，如金黄色葡萄球菌、大肠杆菌及白色念珠菌等细菌及真菌菌群，这些菌群往往是致病菌或条件致病菌；③共生菌群，如表皮葡萄球菌、微球菌等菌群，其对原籍菌群有支持作用，对过路菌群有拮抗作用，对保护人体健康也是有益的。这些菌群与皮肤一道，构成一个完整的微生态系统。正常皮肤的微生态处于一种动态的平衡状态，一旦该微生态系统平衡被打破，如原籍菌群或共生菌群减少，过路菌群就会过量繁殖，从而导致皮肤感染，引发其他疾病。
为了保护人体免受致病菌的侵袭，人们生产了多种具有抗菌功能的织物，并经过抗菌实验证明具有显著抑菌或杀菌作用。但是，对致病菌有作用的抗菌整理品，对人类与之接触的皮肤上的正常菌群也有杀灭或抑制作用。如果抗菌织物破坏了皮肤正常菌群之间的微生态平衡，就不是一种理想的产品。
甲壳素一般是由海洋食品工业的废弃物虾壳、蟹壳等提取，其年生成量仅次于纤维素，并且甲壳素具有生物相容性、抗菌除臭性和易于降解等多种特性，由于甲壳素在抑制或杀灭有害细菌的同时，又能够有效的保护人体皮肤正常菌群之间的微生态平衡，因此甲壳素是一种非常理想的绿色抗菌保健物质，利用甲壳素、甲壳素--壳聚糖及其衍生物的广谱抗菌性来作为新型抗菌剂在纺织品中应用也随着科学技术的进步也越来越快的得到发展。但目前甲壳素在应用上仅仅限于利用纯甲壳素--壳聚糖来生产纤维的制造技术或是将甲壳素--壳聚糖作为织物整理剂来应用，而利用甲壳素与纤维素共混材料来生产具有良好的染色性、生物相容性、抗菌除臭性和易于降解等多种特性的保健型纤维的技术却不多见，这大大限制了人们对甲壳素的利用，妨碍了保健型纤维的发展。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供了一种保健型纤维的制造方法，该生产保健型纤维的方法生产条件宽松，制造方法简便，适于工业化生产，并且生产所保健型纤维在抑制或杀灭有害细菌的同时，能有效保护人体皮肤正常菌群之间的微生态平衡。
本发明还提供了一种保健型纤维，该保健型纤维集粘胶纤维和甲壳素纤维的优点于一身，能够有效的抑制或杀灭有害细菌，有效的保护人体皮肤正常菌群的微生态平衡，是一种理想的绿色抗菌保健纤维。
本发明保健型纤维的制造方法，是采用甲壳素和纤维素为原料生产粘胶纤维的方法，纤维素可以采用目前粘胶纤维生产中应用比较普遍的棉浆粕、或木浆粕、或竹浆粕。将甲壳素经碱渍碱化、压榨粉碎、黄化成酯等步骤后采用氢氧化钠水溶液稀释制甲壳素胶液，即采用将粒径小于5mm，灰份含量低于0.2％的甲壳素原料，在30～50％的NaOH水溶液中采用浴比为1∶15～30、温度-15℃～60℃下在容器中浸泡60～500分钟制得碱甲壳素，再将制得碱甲壳素压干粉碎后与CS2在温度-5～40℃、压力0.02～0.1Mpa下反应120～360分钟以制得甲壳素黄酸酯，碱甲壳素压干可采用将其压缩至比重为其原来的3～7倍，而与CS2反应时可采用在密封容器中进行；其中要控制CS2与甲壳素的质量比为0.1～0.35；然后向制得的甲壳素黄酸酯加入氢氧化钠水溶液制得甲壳素胶液；而纤维素浆粕则制成纤维素粘胶液，即可以采用将纤维素浆粕经过在浸渍桶内浸渍、压榨机的压榨、老成鼓内老成、黄化机内黄化、溶解容器中的溶解等步骤制成纤维素粘胶液，在制备纤维素粘胶时，其工艺步骤和条件，可以采用当前粘胶纤维正常生产中纤维素粘胶的制备方法，并根据生产中的实际情况进行适当的调整，这对于本领域内的技术人员来说，是一些公知的常识。然后，将制得的甲壳素胶和纤维素粘胶按甲壳素含量与纤维素含量的质量比为0.02～0.2进行共混并进行调整，制成纺丝原液；之后，再将制得的纺丝原液经喷丝压入凝固浴，即采用通常粘胶纤维生产中的湿纺法纺丝制得保健型纤维。并且可进一步将保健型纤维进一步经喷头拉伸、盘间拉伸、塑化拉伸等组合拉伸和精练、烘干等步骤后制得成品。
在进行纺丝时，凝固浴组成可以采用硫酸60～140克/升，硫酸钠100～380克/升，硫酸锌6～40克/升，硫酸铝0～40克/升并且凝固浴的温度为20～65℃，并且，可以根据实际生产环境和条件等因素，对组成凝固浴各成分及温度进行适当的调整，这对于本领域内的技术人员来说，这是一些公知的常识。
在将制得的甲壳素胶和纤维素粘胶进行共混制成纺丝原液时，可将纺丝原液控制在纤维素4％～12％，甲壳素0.08％～2.4％，氢氧化钠4％～8％；粘度(落球法)30～100s，熟成度(10％NH4CI值)5.0～30ml，或根据实际生产环境和条件等因素，对纺丝原液进行适当的调整，以便于在纺丝的顺利进行，这对于本领域内的技术人员来说，是一些公知的常识。
在本发明中，所采用的各种原料和采用的设备，均为采用当前粘胶纤维生产中所正常采用的原料和设备，并无特别之处。
通过本发明保健型纤维的制造方法来生产保健型粘胶纤维，在甲壳素和纤维素碱化、黄化成酯等过程中需要的温度、真空度条件较为宽松，制造方法简便，非常适于工业化生产，并且采用该方法生产的保健型粘胶纤维，甲壳素是组成纤维的一部分，因此纤维经过多次水洗后，仍具有一定的抗菌作用，即具有抗菌耐久性(水洗稳定性)同时还具有良好的染色性、生物相容性、抗菌除臭性和易于降解等多种特性，方便了人们对甲壳素的利用。
利用本发明保健型纤维的制造方法生产的保健型纤维由纤维素和甲壳素组成，其中甲壳素与纤维素的质量比为0.02～0.2，并且纤维中的含水量保持在正常值3～20％。
并且该保健型纤维的性能指标优良，其干断裂强度＞1.7cN/dtex，湿断裂强度＞0.8cN/dtex，干断裂伸长率＞15％，线密度偏差率土7％，白度＞75％。
该保健型粘胶纤维，甲壳素是组成纤维的一部分，因此纤维经过多次水洗后，仍具有一定的抗菌作用，即具有抗菌耐久性(水洗稳定性)，同时还具有良好的染色性、生物相容性、抗菌除臭性和易于降解等多种特性，由其制成的织物，在保持粘胶纤维优良服用性能和可纺性能的基础上赋予纤维抗菌、防臭等保健功能，集粘胶纤维和甲壳素纤维的优点于一身，纤维在抑制或杀灭有害细菌的同时，能有效保护人体皮肤正常菌群之间的微生态平衡，是一种非常理想的绿色抗菌保健纤维。
具体实施方式
实施例一
选用纤维素棉浆粕为原料，通过浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化等步骤，制得纤维素粘胶；
将粒径小于5mm，灰份含量低于0.2％的甲壳素原料900g，在18升45％的NaOH水溶液中，于25℃下在容器中浸泡400分钟以制得碱甲壳素，将制得碱甲壳素压干后与CS2在初温-1℃、终温15℃、压力0.1Mpa条件下反应240分钟制得甲壳素黄酸酯，其中采用CS2与甲壳素的质量比为0.30，然后向甲壳素黄酸酯加入氢氧化钠水溶液制成甲壳素胶；然后将制得的甲壳素胶和纤维素粘胶按甲壳素与纤维素的质量比为0.10的比例进行共混，并对共混液进行调整，制成纺丝原液，并控制纺丝原液内组成为纤维素8％，甲壳素0.8％，氢氧化钠5％；粘度(落球法)60s，熟成度(10％NH4CI值)8ml；纺丝凝固浴组成为硫酸85克/升，硫酸钠100克/升，硫酸锌11克/升，硫酸铝2克/升；凝固浴的温度为45℃的条件下纺丝，制得保健型纤维，之后将制得的纤维经喷头拉伸、盘间拉伸、塑化拉伸等组合拉伸和精练、烘干制成1.67dtex*38mm保健型粘胶纤维成品。
该保健型粘胶纤维成品的干断裂强度为1.85cN/dtex，湿断裂强度为0.82cN/dtex，干断裂伸长率15.3％，线密度偏差率：土3％，白度：76％。
实施例二
选用纤维素木浆粕为原料，通过浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化等步骤，制得纤维素粘胶；
将粒径小于5mm，灰份含量低于0.2％的甲壳素原料900g，在16升40％的NaOH水溶液中，于-10℃下浸泡500分钟制得碱甲壳素，将制得碱甲壳素压干后与CS2在初温-3℃、终温25℃、压力0.1Mpa条件下反应300分钟制得甲壳素黄酸酯，其中CS2与甲壳素的质量比为0.32，然后向甲壳素黄酸酯加入氢氧化钠水溶液制成甲壳素胶；然后将制得的甲壳素胶和纤维素粘胶按甲壳素与纤维素的质量比为0.15的比例进行共混，并对共混液进行调整，制成纺丝原液，纺丝原液的组成为纤维素8.9％，甲壳素1.34％，氢氧化钠5.3％；粘度(落球法)40s，熟成度(10％NH4CI值)10ml；纺丝凝固浴组成为硫酸115克/升，硫酸钠300克/升，硫酸锌8克/升，硫酸铝3克/升，凝固浴的温度为51℃的条件下纺丝制得保健型纤维，之后将制得的纤维经喷头拉伸、盘间拉伸、塑化拉伸等组合拉伸和精练、烘干制成3.33dtex*60mm保健型粘胶纤维成品。
该纤维的干断裂强度：1.80cN/dtex，湿断裂强度：0.85cN/dtex，干断裂伸长率：18％，线密度偏差率：土5％，白度：76％。
实施例三
选用纤维素竹浆粕为原料，通过浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化等步骤，制得纤维素粘胶；
将粒径小于5mm，灰份含量低于0.2％的甲壳素原料900g，在26升50％的NaOH水溶液中，于10℃下浸泡100分钟制得碱甲壳素，压干后与CS2在初温0℃、终温35℃、压力0.03Mpa条件下反应180分钟制得甲壳素黄酸酯，其中CS2与甲壳素的质量比为0.21，然后向甲壳素黄酸酯加入氢氧化钠水溶液制成甲壳素胶；然后将制得的甲壳素胶和纤维素粘胶按甲壳素与纤维素的质量比为0.06的比例进行共混，并对共混液进行调整，制成纺丝原液，纺丝原液的组成为纤维素9.5％，甲壳素0.57％，氢氧化钠5.2％；粘度(落球法)42s，熟成度(10％NH4CI值)18ml；纺丝凝固浴组成为硫酸115克/升，硫酸钠270克/升，硫酸锌6克/升，硫酸铝8克/升，凝固浴的温度为38℃的条件下纺丝制得保健型纤维，之后将制得的纤维经喷头拉伸、盘间拉伸、塑化拉伸等组合拉伸和精练、烘干制成2.78dtex*51mm保健型粘胶纤维。
该纤维的干断裂强度：1.90cN/dtex，湿断裂强度：0.92cN/dtex，干断裂伸长率：16％，线密度偏差率：土3％，白度：82％。
Claims (8)
1.保健型纤维的制造方法，为采用甲壳素和纤维素生产粘胶纤维的方法：
1)首先将粒径小于5mm，灰份含量低于0.2％的甲壳素原料，在30～50％的NaOH水溶液中采用浴比为1∶15～30、温度-15℃～60℃下浸泡60～500分钟制得碱甲壳素；再将制得碱甲壳素压干粉碎后与CS2在温度-5～40℃、压力0.02～0.1Mpa下反应120～360分钟以制得甲壳素黄酸酯，其中CS2与甲壳素的质量比为0.1～0.35；然后向制得的甲壳素黄酸酯加入氢氧化钠水溶液制得甲壳素胶；
2)将纤维素浆粕制成纤维素粘胶；
3)将上述步骤中制得的甲壳素胶和纤维素粘胶按甲壳素含量与纤维素含量质量比为0.02～0.2进行共混，以制备纺丝原液；
4)将纺丝原液经喷丝压入凝固浴，制得保健型纤维。
2.如权利要求1所述的保健型纤维的制造方法，其特征在于：所述纤维素浆粕为棉浆粕、或木浆粕、或竹浆粕。
3.如权利要求1所述的保健型纤维的制造方法，其特征在于：所述凝固浴组成为：硫酸60～140克/升，硫酸钠100～380克/升，硫酸锌6～40克/升，硫酸铝0～40克/升；凝固浴的温度为20～65℃。
4.如权利要求1所述的保健型纤维的制造方法，其特征在于：所述纺丝原液组成为纤维素4％～12％，甲壳素0.08％～2.4％，氢氧化钠4％～8％；粘度采用落球法30～100s，熟成度采用10％NH4Cl值5.0～30ml。
5.如权利要求1所述的保健型纤维的制造方法，其特征在于：所述纤维素浆粕经过浸渍、压榨、老成、黄化、溶解等步骤制成纤维素粘胶。
6.如权利要求1至5中任一项所述的保健型纤维的制造方法，其特征在于：所述保健型纤维的制造方法还包括经喷头拉伸、盘间拉伸、塑化拉伸等组合拉伸和精练、烘干等步骤。
7.如权利要求1所述的保健型纤维的制造方法生产的保健型纤维，其特征在于：该保健型纤维由纤维素和甲壳素组成，其中甲壳素与纤维素的质量比为0.02～0.2。
8.如权利要求7所述的保健型纤维，其特征在于：该保健型纤维的干断裂强度＞1.7cN/dtex，湿断裂强度＞0.8cN/dtex，干断裂伸长率＞15％，线密度偏差率土7％，白度＞75％。
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