CN103132313B - 填充型棉纤维及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种填充型棉纤维的制备方法中，包括以下步骤：棉纤维或棉织物烧碱煮练工序；清洗工艺；功能性物质的改性制备；功能性物质在液氨中的分散；液氨处理工序；液氨的回收；功能物质的浸轧工艺；脱水烘干。棉纤维或棉织物烧碱煮练工序用以去除棉纤维中腔内的杂质并使大多数棉纤维中腔的端口被打开；功能性物质的改性制备是指将棉纤维放入分散有功能性颗粒的液氨中处理，利用液氨对棉纤维中腔的渗透作用和拆开纤维素分子氢键的作用，使功能性颗粒渗透到棉纤维中腔和孔隙内。本发明还公开了一种填充型棉纤维。本发明制得的填充型棉纤维具备抗菌、保健、释放负离子、防紫外等功效。

Description

填充型棉纤维及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种棉纤维及其制备方法，尤其涉及一种填充型棉纤维及其制备方法。

背景技术

棉制品是一种产量高、价格适中、穿着舒适的，深受人们广泛喜爱的天然纤维制品。但随着经济水平的提高，人们对服装的要求也越来越高。使天然纤维素纤维增加功能性的要求是重点之一。对成品纤维或织物附加功能性，最方便快捷的一种方法是后处理方法。大多数的后处理方法是把功能性整理剂与粘合剂混合后，对纤维或织物进行表面涂覆，这种方法会直接影响织物的手感。如中国专利96200511.8公开的一种以粘结剂为载体的抗菌药层，虽然赋予了织物良好的抗菌效果，但同时也影响了织物的透气性和手感，并且仅靠粘结剂功能性物质和织物的结合牢度，其效果也不好，水洗几次后，功能性物质大量流失，织物失去特定的功能性。

本发明的目的是针对上述问题，基于棉纤维具有天然中腔和大量非结晶区的事实，提出在棉纤维制品的生产过程中，通过一定的技术手段，往棉纤维空腔和非定型区内填充功能性物质的一种方法，通过此方法，赋予天然棉纤维以特异的功能。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种填充型棉纤维及其制备方法。本填充型棉纤维的制备方法根据棉纤维具有天然中腔和大量非定型区的事实，将棉纤维的液氨处理与功能性物质填充相结合，其生产出的填充型棉纤可根据不同用途填充不同的功能性材料，从而具备抗菌、保健、释放负离子、防紫外等功效。填充的功能性材料可以是抗菌颗粒、负离子颗粒、芯材为各种功能性中药的微胶囊，例如艾叶油和茶树油，或者其他功能性材料，例如维生素C、量子能粉等，也可以是几种功能性材料的组合，使棉纤维的功能性有较大的选择空间和组合空间。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案为：一种填充型棉纤维的制备方法中，包括以下步骤：

1）棉纤维或棉织物烧碱煮练工序；

2）清洗工艺；

3）功能性物质的改性制备；

4）功能性物质在液氨中的分散；

5）液氨处理工序；

6）液氨的回收；

7）功能物质的浸轧工艺；

8）脱水烘干。

作为本发明进一步改进的技术方案，棉纤维或棉织物烧碱煮练工序用以去除棉纤维中腔内的杂质并使大多数棉纤维中腔的端口被打开；

然后将棉纤维清洗；

功能性物质的改性制备是指将棉纤维放入分散有功能性颗粒的液氨中处理，利用液氨对棉纤维中腔的渗透作用和拆开纤维素分子氢键的作用，使功能性颗粒渗透到棉纤维中腔和孔隙内；

接着去除液氨；

功能性物质在液氨中的分散是指在去除液氨后，将棉纤维浸入到功能性颗粒的水分散液中，以利用棉纤维内部形成的负压进一步增加功能性颗粒对面纤维的填充。

作为本发明进一步改进的技术方案，在煮练工序中，所用的煮练溶液是氢氧化钠或氢氧化钾的水溶液，重量百分浓度为2%～20%；并添加有助剂，重量百分浓度为0.5～3%；煮练的目的在于清空棉纤维中腔内的杂质和打开棉纤维中腔的端口，为液氨处理和功能性物质的填充做好准备。

作为本发明进一步改进的技术方案，助剂包括表面活性剂、NaHCO₃、Na₂SiO₃或者Na₂SiO₃。

作为本发明进一步改进的技术方案，在棉纤维清洗中，棉纤维或棉织物依次浸泡在去离子水、体积浓度为75%～90%的丙酮、无水乙醇和去离子水水中，于45℃～65℃条件下分别超声振荡清洗10min～25min。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述功能性颗粒其颗粒粒径小于400纳米，功能性颗粒经过一定的包覆改性后分散于液氨中。

作为本发明进一步改进的技术方案，在去除液氨后，迅速将棉纤维浸入功能性物质分散液中，利用棉纤维内部形成的负压，以增加功能性颗粒对面纤维的填充。

作为本发明进一步改进的技术方案，脱水烘干工序中，烘干时采用梯度升温方式，具体为65℃烘燥10～15分钟，80℃烘燥8～12分钟,90℃烘燥6～10分钟，100℃烘燥6～10分钟。

为实现上述技术目的，本发明采取的另一个技术方案为：一种采用上述的填充型棉纤维的制备方法所制备的填充型棉纤维。

本填充型棉纤维的制备方法根据棉纤维具有天然中腔和大量非定型区的事实，将棉纤维的液氨处理与功能性物质填充相结合，其生产出的填充型棉纤可根据不同用途填充不同的功能性材料，从而具备抗菌、保健、释放负离子、防紫外等功效。填充的功能性材料可以是抗菌颗粒、负离子颗粒、芯材为各种功能性中药的微胶囊，例如艾叶油和茶树油，或者其他功能性材料，例如维生素C、量子能粉等，也可以是几种功能性材料的组合，使棉纤维的功能性有较大的选择空间和组合空间。总之，本发明的目的是针对上述问题，基于棉纤维具有天然中腔和大量非结晶区的事实，提出在棉纤维制品的生产过程中，通过一定的技术手段，往棉纤维空腔和非定型区内填充功能性物质的一种方法，通过此方法，赋予天然棉纤维以抗菌、保健、释放负离子、防紫外等功能。

附图说明

图1为本发明实施例1的工艺流程示意图。

具体实施方式

实施例1

参见图1，本填充型棉纤维的制备方法中，包括以下步骤：

1）棉纤维或棉织物烧碱煮练工序；

2）清洗工艺；

3）功能性物质的改性制备；

4）功能性物质在液氨中的分散；

5）液氨处理工序；

6）液氨的回收；

7）功能物质的浸轧工艺；

8）脱水烘干。

作为优选方案，棉纤维或棉织物烧碱煮练工序用以去除棉纤维中腔内的杂质并使大多数棉纤维中腔的端口被打开；然后将棉纤维清洗；功能性物质的改性制备是指将棉纤维放入分散有功能性颗粒的液氨中处理，利用液氨对棉纤维中腔的渗透作用和拆开纤维素分子氢键的作用，使功能性颗粒渗透到棉纤维中腔和孔隙内；接着去除液氨；功能性物质在液氨中的分散是指在去除液氨后，将棉纤维浸入到功能性颗粒的水分散液中，以利用棉纤维内部形成的负压进一步增加功能性颗粒对面纤维的填充。

作为优选方案，在煮练工序中，所用的煮练溶液是氢氧化钠或氢氧化钾的水溶液，重量百分浓度为2%～20%；并添加有助剂，重量百分浓度为0.5～3%；煮练的目的在于清空棉纤维中腔内的杂质和打开棉纤维中腔的端口，为液氨处理和功能性物质的填充做好准备。助剂包括表面活性剂、NaHCO₃、Na₂SiO₃或者Na₂SiO₃。在棉纤维清洗中，棉纤维或棉织物依次浸泡在去离子水、体积浓度为75%～90%的丙酮、无水乙醇和去离子水水中，于45℃～65℃条件下分别超声振荡清洗10min～25min。所述功能性颗粒其颗粒粒径小于400纳米，功能性颗粒经过一定的包覆改性后分散于液氨中。在去除液氨后，迅速将棉纤维浸入功能性物质分散液中，利用棉纤维内部形成的负压，以增加功能性颗粒对面纤维的填充。脱水烘干工序中，烘干时采用梯度升温方式，具体为65℃烘燥10～15分钟，80℃烘燥8～12分钟,90℃烘燥6～10分钟，100℃烘燥6～10分钟。

本发明的主要工艺路线可用附图1表示。

本发明包括棉纤维或织物的煮练工艺和液氨处理工艺，在煮练工艺中，主要去处棉纤维的果胶质、含氮物质、蜡质中的脂肪酸、棉籽壳等，并且在煮练工艺中，大多数棉纤维中腔的开口被打开，有助于下一步的功能性物质填充；在液氨处理工艺中，功能性物质颗粒均匀分散在液氨溶液中，并利用液氨溶液对棉纤维的渗透作用，浸入棉纤维的中腔和非定型区内。因此，这些功能性物质可以受到棉纤维的保护，避免外界较强的光和热的刺激，而且因这些功能性物质渗入到棉纤维的中腔和非定型区内，极大的增强了棉纤维的耐洗涤效果，使功能性物质可以持久、持续地发挥功效。

所述的烧碱煮练的碱溶液是主要是氢氧化钠或氢氧化钾的水溶液，其重量白分浓度为2%～20%。碱溶液中添加有少量的助剂，包括表面活性剂、NaHCO₃、Na₂SiO₃、Na₂SiO₃等，其重量百分浓度为0.5%～3%。

所述的清洗工艺是将煮练后的棉纤维或棉织物依次浸泡在去离子水、体积浓度为75%～90%的丙酮、无水乙醇和去离子水水中，于45℃～65℃条件下分别超声振荡清洗10min～25min，捞出清洗干净的棉纤维后于65℃～85℃的条件下烘干。

所述的功能性物质的改性制备，更具纤维制品使用的需要，选择相应的功能性物质。对功能性物质的制备要求是功能性物质的颗粒直径小于400纳米，在一定条件下（如生产成本的要求），功能性物质的颗粒直径越小越好。因为其颗粒直径越小，越有利于其渗透于棉纤维的空腔和非定型区内。

所述的包覆分散是指将一些不溶于液氨的功能性颗粒用偶联剂进行包覆改性，并应用分散剂将包覆好的功能性颗粒均匀分散到液氨溶液中。对有些有机的功能性物质，其本身在液氨中就具有一定的溶解度，可以省去包覆工艺或进行简单的包覆，该工序根据不同功能性物质的性能，做相应的调整。

所述的液氨处理工序是将清洗干净的棉纤维或棉织物在分散有功能性物质的液氨中浸渍处理，为了提高功能性物质颗粒对棉纤维的渗透，可在液氨整理机中增加浸氨轧车，一方面提高液氨整理效果，一方面也通过挤压的方式，增加了功能性颗粒对棉纤维的渗透。

所述的液氨回收是指氨气的回收，经过液氨处理的棉纤维或棉织物，脱离低温、高压的环境，棉纤维或棉织物表面及纤维内部的液氨会迅速汽化，从棉纤维内部脱离出来，这时只需将脱离了液氨的棉纤维或棉织物从液氨整理机中取出，迅速进入下一个工序。一般的液氨整理机均具有自动回收液氨的装置。

所述的功能物质浸轧工艺是指将脱离了液氨的棉纤维或棉织物放入相应功能物质的水性分散液中进行浸轧整理，通常采用的工艺是两浸两轧。这一工序的作用是增加功能性物质在棉纤维中腔及非定型区的填充量。液氨能在极短的时间内，进入棉纤维内部，使棉纤维中腔变成椭圆或圆形，同时也有部分液氨进入棉纤维原纤内部，打开纤维素分子的氢键，增加棉纤维的非定型区和有效孔隙率。当纤维内部的液氨汽化去除后，在纤维内部会形成负压，这时将棉纤维或棉织物放入功能性物质分散液中，在压力作用下，分散液中的功能性物质颗粒进一步向纤维内部的中腔和非定型区内渗透填充，保证了功能性物质对棉纤维的填充量。

所述的烘干工艺是指将经过功能物质浸轧工艺整理的棉纤维或棉织物，经脱水后，进行烘干处理。烘干时采用梯度升温方式，具体为65℃烘燥10～15分钟，80℃烘燥8～12分钟,90℃烘燥6～10分钟，100℃烘燥6～10分钟。

实施例2

本填充型棉纤维采用实施例1中的填充型棉纤维的制备方法所制得，具体步骤不再详述。

Claims (2)

1.一种填充型棉纤维的制备方法，包括以下步骤：

1)棉纤维或棉织物烧碱煮练工序；

2)清洗工艺；

3)功能性物质的改性制备；

4)功能性物质在液氨中的分散；

5)液氨处理工序；

6)液氨的回收；

7)功能性物质的浸轧工艺；

8)脱水烘干；

棉纤维或棉织物烧碱煮练工序用以去除棉纤维中腔内的杂质并使大多数棉纤维中腔的端口被打开；

然后将棉纤维清洗；

液氨处理工序是指将棉纤维放入分散有功能性颗粒的液氨中处理，利用液氨对棉纤维中腔的渗透作用和拆开纤维素分子氢键的作用，使功能性颗粒渗透到棉纤维中腔和孔隙内；

接着去除液氨；

功能性物质的浸轧工艺是指在去除液氨后，将棉纤维浸入到功能性颗粒的水分散液中，以利用棉纤维内部形成的负压进一步增加功能性颗粒对棉纤维的填充；

在煮练工序中，所用的煮练溶液是氢氧化钠或氢氧化钾的水溶液，重量百分浓度为2％～20％；并添加有助剂，重量百分浓度为0.5～3％；煮练的目的在于清空棉纤维中腔内的杂质和打开棉纤维中腔的端口，为液氨处理和功能性物质的填充做好准备；

助剂包括表面活性剂、NaHCO₃或者Na₂SiO₃；

在棉纤维清洗中，棉纤维或棉织物依次浸泡在去离子水、体积浓度为75％～90％的丙酮、无水乙醇和去离子水中，于45℃～65℃条件下分别超声振荡清洗10min～25min；

所述功能性颗粒其颗粒粒径小于400纳米，功能性颗粒经过一定的包覆改性后分散于液氨中；

在去除液氨后，迅速将棉纤维浸入功能性物质分散液中，利用棉纤维内部形成的负压，以增加功能性颗粒对棉纤维的填充；

脱水烘干工序中，烘干时采用梯度升温方式，具体为65℃烘燥10～15分钟，80℃烘燥8～12分钟，90℃烘燥6～10分钟，100℃烘燥6～10分钟。

2.一种采用权利要求1所述的填充型棉纤维的制备方法所制备的填充型棉纤维。