发明内容:
本发明的目的是针对上述存在的问题提供一种大豆蛋白纤维与竹炭纤维混纺面料及其加工方法,生产的面料柔软、舒适、具有羊绒般的手感、蚕丝般的柔和光泽,兼有羊毛的保暖性、棉纤维的吸湿和导湿性,穿着十分舒适,而且能使成本下降30%~40%,同时抗菌、保健性能好。
上述的目的通过以下的技术方案实现:
大豆蛋白纤维与竹炭纤维混纺面料的加工方法,该方法包括如下步骤:
(1)制作竹炭粉:采用生长5年以上的毛竹,温度保持在130~160℃下干燥7-10天;升温至260~380℃进行预炭化3-4天;升温420~440℃进行炭化2-3天;升温880~980℃2-3天得到块状竹炭,将块状竹炭进行破碎到粒度为-12mm后进行气流磨,气流磨后进行分级,对粒度小于0.40μm的颗粒收集备用,粒度大于0.40μm的颗粒返回再进行气流磨;
(2)制作竹炭醋酸纤维:将三醋酸纤维素脂溶解在二氯甲烷中形成10~50wt%的纺丝溶液,将步骤(1)中制得的粒度小于0.40μm的竹炭粉加入到纺丝液溶中,竹炭粉与三醋酸纤维素脂的重量比为1:6-9,采用干法纺丝法而得竹炭醋酸纤维;
(3)制作大豆蛋白纤维:将大豆蛋白、尿素、亚硫酸钠、蒸馏水加入带有搅拌器的反应釜中在50℃下处理2h;然后升温至85℃处理1h;调节温度到70℃,加入过氧化氢2~6份,引发10min后,加入丙烯酸10~80份在50~90℃下反应1~5h,得到纺丝原液;再喷丝,将纺丝原液经过滤、脱泡后,采用直径为0.1mm~0.5mm的喷丝头喷入燥介质中使其凝固成型,用水淋洗后,在50~70℃下干燥而得大豆蛋白纤维;
(4)织布:采用喷水织机,选用步骤(2)制得的竹炭醋酸纤维做经线,步骤(3)制得的大豆蛋白纤维作纬线,总经:11592根,使用23#钢筘 3穿筘,上机筘幅为168cm,上机纬密52根/厘米,边同地;采用12片综框一顺穿,采用12*12变化组织交织规律,通过经纬浮长的交替变化,形成面料;
(5)染色:将步骤(4)中制得的面料投入染色机中,在36-38 ℃ 运行5min ,加入0.6g/L 冰醋酸和3.5-3.8g/L 元明粉,运行 5—10min,加入染料,运行5—10min后开始升温,升温速率 1.5 ℃/min ,当温度达到50—65℃时停止升温,保温运行40—50min ,排液冲洗,浴比 1 : 35;
(6)染色后处理:将经过步骤(5)染色后的面料置于8%面料重量百分比的皂洗液中, 50-55℃ 处理45min ,然后再置于3%面料重量百分比的冰醋酸浴中 40 一 45 ℃ 处理 10 一 15min ,浴比:1 :35 。
所述的大豆蛋白纤维与竹炭纤维混纺面料的加工方法,该方法还包括在织布前将得到的竹炭醋酸纤维和大豆蛋白纤维在氧化聚乙烯蜡乳液复配物溶液中浸泡的步骤,具体是采用温度不超过40℃的水将氧化聚乙烯蜡乳液稀释到质量百分浓度为1-3%,采用醋酸调节PH在5.5-6.5,预运行5分钟,温度缓慢升至40℃,升温速率为1-1.5℃/min,然后保温15-20分钟,最后排水,烘干,烘干温度不大于80℃,所述的氧化聚乙烯蜡乳液复配物是将水、表面活性剂、高密度改性氧化聚乙烯蜡和一次性加入压力反应釜中,密闭后开始加热和搅拌,乳化2小时后,冷却,即可得到质量百分数为40%的氧化改性聚乙烯蜡微乳液。
所述的大豆蛋白纤维与竹炭纤维混纺面料的加工方法,该方法还包括在染色前将得到的面料在阻燃物溶液里面进行浸泡的步骤,所述的阻燃物按照重量份数包括:乙酸乙烯65-70份 、二氧化钛1-3份、浮石3-5份、氧化锌1-3份、矽酸钠1-3份、含水矽酸镁铝2-3份、粉状碳氟树脂5-7份、呋喃树脂7-8份、炭末8-11份,二氧化锑13-14份、钨酸钠0.2-0.3份、氯化镁10-20份、草酸10-20份、硅藻土50-60份,称取各成分,首先将乙酸乙烯溶解到乙醇中,稀释度达到1:4-7,待乙酸乙烯的乙醇溶液冷却,液体温度不超过5℃,在环境温度不超过25℃的环境中,将浮石和炭末加入到乙酸乙烯的乙醇溶液中,并冷却到液体温度不超过5℃,摇匀,再将二氧化钛、氧化锌、矽酸钠、含水矽酸镁铝、粉状碳氟树脂、二氧化锑、钨酸钠、氯化镁、草酸、硅藻土和呋喃树脂加入并充分搅拌,冷却到自然温度,摇匀,冷却到液体温度不超过5℃形成阻燃物溶液,浸泡时间为20小时。
所述的大豆蛋白纤维与竹炭纤维混纺面料的加工方法,步骤(5)中所述的染料采用阳离子染料。
所述的大豆蛋白纤维与竹炭纤维混纺面料的加工方法,步骤(1)中所述的块状竹炭进行破碎前还包括在抗菌液中进行浸泡、过滤、干燥的步骤;所述的抗菌液按照重量份数包括:水220份,乙丙乳液70份,硅藻土66份,胶态二氧化硅12份,矿物松节油18份,肉桂醛48份,高氯酸铵20份、水杨酰苯胺13份、木质素12份、高岭土12份,所述的抗菌液的制备方法为:先将水、乙丙乳液、胶态二氧化硅、肉桂醛、高氯酸铵、水杨酰苯胺在70℃均匀搅拌混合,再放入球磨机研磨成乳浆状,再加入硅藻土、高岭土和矿物松节油搅拌均匀,最后与木质素搅拌均匀,冷却至常温即得。
所述的大豆蛋白纤维与竹炭纤维混纺面料的加工方法,步骤(1)中所述的块状竹炭是采用生长5年以上的毛竹,温度保持在140~150℃下干燥8-10天;升温至320~370℃进行预炭化3天;升温420~440℃进行炭化3天;升温900~980℃保持3天得到。
所述的大豆蛋白纤维与竹炭纤维混纺面料的加工方法,步骤(1)中所述的块状竹炭是采用生长5年以上的毛竹,温度保持在145℃下干燥9天;升温至360℃进行预炭化3天;升温440℃进行炭化3天;升温960℃保持3天得到。
所述的大豆蛋白纤维与竹炭纤维混纺面料的加工方法,步骤(2)中所述的干法纺丝的纺丝速度为2.3Km/min;步骤(2)中竹炭粉与三醋酸纤维素脂的重量比为1: 9。
所述的大豆蛋白纤维与竹炭纤维混纺面料的加工方法,步骤(2)中所述的干法纺丝的纺丝速度为1.7Km/min;步骤(2)中竹炭粉与三醋酸纤维素脂的重量比为1: 6。
一种用上述方法制得的大豆蛋白纤维与竹炭纤维混纺面料。
有益效果:
1、本发明采用大豆蛋白质纤维单丝细度细、比重小、强伸度较高、耐酸耐碱性好,用它纺织成的面料,具有羊绒般的手感、蚕丝般的柔和光泽,兼有羊毛的保暖性、棉纤维的吸湿和导湿性,穿着十分舒适,而且能使成本下降30%~40%。大豆蛋白纤维既具有天然蚕丝的优良特性,又具有合成纤维的机械性能,这种特制的面料柔软滑爽、透气爽身、悬垂飘逸,具有独特的润肌养肤、抗菌消炎穿着功能。配合竹炭纤维的吸附、除臭、吸湿排汗、蓄热保暖、抑菌防霉和良好的远红外与负离子发射、抗紫外线等功能,面料的优越性能无可比拟。
2.本发明从选材开始,烧制竹炭选用5年以上的毛竹,烧制的竹炭硬度较高,此外,这类竹材多孔,钾、钙、钠、镁、铁、锰硅、锗等有益于身体健康的矿物质的含量较多,抗电磁波性较好。由于纺丝过程中加入竹炭粉末太低,竹炭纤维特殊功能减弱;加入量太高,会增加杂质含量,使可纺性变差,纤维强力降低。本发明采用两种纺丝方法合用,织布的时候经线、纬线采用不同的竹炭纤维,纤维可纺性好,最终面料吸附、除臭、吸湿排汗、蓄热保暖、抑菌防霉和良好的远红外与负离子发射、抗紫外线等功能均取得较好的效果。
2.竹材炭化最低温度为800℃:低于800℃,竹材末完全炭化,会影响粉末的加工性和产品质量。本发明经过多次实验研究,发现温度880~980℃时竹炭炭化效果较好,特别是960℃时竹炭炭化效果最好。
3.本发明的竹炭粉末颗粒的粒径在40nm:纺丝时喷丝板孔眼不易堵塞。
4.由于高温会损伤竹炭纤维的抗菌抗紫外线性能,本发明的面料采用阳离子染料染色,使得面料的色泽亮丽。
5.本发明的块状竹炭进行破碎前在抗菌液中进行浸泡,使用的抗菌液安全,对人体无负面影响,并且能杀死多种霉菌,细菌,酵母菌及一些害虫。
6.本发明的面料在织布前将得到的竹炭醋酸纤维和聚丙烯腈竹炭共聚纤维在氧化聚乙烯蜡乳液复配物溶液中浸泡,能够对纱线进行润滑,有效减少断线接头,布面质量好。
7.本发明的面料在染色前将得到的面料在阻燃物溶液里面进行浸泡,能够增加面料的阻燃性能,在火灾发生的时候给穿着者一定的逃生几率。
实施例1:
大豆蛋白纤维与竹炭纤维混纺面料的加工方法,该方法包括如下步骤:
(1)制作竹炭粉:采用生长5年以上的毛竹,温度保持在130~160℃下干燥7-10天;升温至260~380℃进行预炭化3-4天;升温420~440℃进行炭化2-3天;升温880~980℃2-3天得到块状竹炭,将块状竹炭进行破碎到粒度为-12mm后进行气流磨,气流磨后进行分级,对粒度小于0.40μm的颗粒收集备用,粒度大于0.40μm的颗粒返回再进行气流磨;
(2)制作竹炭醋酸纤维:将三醋酸纤维素脂溶解在二氯甲烷中形成10~50wt%的纺丝溶液,将步骤(1)中制得的粒度小于0.40μm的竹炭粉加入到纺丝液溶中,竹炭粉与三醋酸纤维素脂的重量比为1:6-9,采用干法纺丝法而得竹炭醋酸纤维;
(3)制作大豆蛋白纤维:将大豆蛋白、尿素、亚硫酸钠、蒸馏水加入带有搅拌器的反应釜中在50℃下处理2h;然后升温至85℃处理1h;调节温度到70℃,加入过氧化氢2~6份,引发10min后,加入丙烯酸10~80份在50~90℃下反应1~5h,得到纺丝原液;再喷丝,将纺丝原液经过滤、脱泡后,采用直径为0.1mm~0.5mm的喷丝头喷入燥介质中使其凝固成型,用水淋洗后,在50~70℃下干燥而得大豆蛋白纤维;
(4)织布:采用喷水织机,选用步骤(2)制得的竹炭醋酸纤维做经线,步骤(3)制得的大豆蛋白纤维作纬线,总经:11592根,使用23#钢筘 3穿筘,上机筘幅为168cm,上机纬密52根/厘米,边同地;采用12片综框一顺穿,采用12*12变化组织交织规律,通过经纬浮长的交替变化,形成面料;
(5)染色:将步骤(4)中制得的面料投入染色机中,在36-38 ℃ 运行5min ,加入0.6g/L 冰醋酸和3.5-3.8g/L 元明粉,运行 5—10min,加入染料,运行5—10min后开始升温,升温速率 1.5 ℃/min ,当温度达到50—65℃时停止升温,保温运行40—50min ,排液冲洗,浴比 1 : 35;
(6)染色后处理:将经过步骤(5)染色后的面料置于8%面料重量百分比的皂洗液中, 50-55℃ 处理45min ,然后再置于3%面料重量百分比的冰醋酸浴中 40 一 45 ℃ 处理 10 一 15min ,浴比:1 :35 。