CN104178877A - 一种竹纤维车用内饰面料的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种竹纤维车用内饰面料的加工方法，属于纺织技术领域。其制备步骤如下：(1)选用优良的竹种，处理获得粗纤维；(2)将黑曲霉、植物乳杆菌、干酪乳杆菌、产朊假丝酵母按照重量比为2:1.5:1:1配制成复合菌剂；(3)用复合菌剂处理粗竹纤维；(4)用处理过后的竹纤维制成车用内饰面料。本发明使用复合微生物菌剂处理竹纤维原料，效果显著，成本低廉，环保安全；制备得到的面料柔软顺滑透气，机械性能优异，相比普通竹纤维布料，具有良好的抗菌性、耐磨性；制备成车用内饰面料还具有改进的阻燃和耐辐射性能。

Description

一种竹纤维车用内饰面料的加工方法

技术领域

本发明属于汽车内饰布领域，具体涉及一种车用内饰面料及其制备方法。

背景技术

汽车内饰使用天然纤维复合材料是未来的必然趋势。与合成纤维相比,天然纤维属于可再生资源,可自然降解,不会对环境构成负担。

目前，车用天然纤维复合材料基本用黄麻/PP复合材料,随着汽车工业的迅速发展,全世界对黄麻的需求量不断上升,国际市场的黄麻价格也是不断上涨。另一方面,黄麻纤维也存在刚性差、有异味和质量不稳定等缺点,需要质量的不断提高和价格的进一步降低。

竹子生长快、更新快、分布广、产量高,与木材相比,具有强度高、韧性好、硬度大等特点,是结构材和纤维材的理想原料,在建筑工业、手工业、农业和渔业上已经被广泛使用。目前已经把竹纤维大量用作木材、玻璃纤维的替代品来增强聚合物基，然而现有技术中关于竹纤维汽车内饰材料的研究不多，使用的大多数都只是普通的竹纤维，作为汽车内饰布性能不够理想。

天然竹纤维的化学成分主要是纤维素、半纤维素和木质素，三者同属于高聚糖,总量占纤维干质量的90％以上。其次是蛋白质、脂肪、果胶、单宁、色素、灰分等,而微生物中含有大量对这些成分有良好处理效果的酶，蛋白质等，因此非常适合用微生物进行处理。也已有人将微生物运用到天然纤维的处理，如用真菌提取可纺性竹原纤维，然而针对竹纤维的微生物处理研究还非常少。使用微生物对天然纤维进行处理，以提高天然纤维的性能，具有成本低廉、环保、效率高、工艺简单易操作的优点。

综上，本发明旨在针对汽车内饰布的要求，创新性引入微生物处理步骤，开发出新型竹纤维车用内饰面料的加工方法，其能制备出性能适合做汽车内饰布，这对满足市场需求有很积极的意义。

针对汽车内饰布的独特要求改进竹纤维的性能，并引用环境友好型微生物处理的方法，尚未见有相关报道。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种新型竹纤维复合材料的加工方法，用该方法生产出来的面料具有良好的手感柔软，透气性，耐磨，抗菌等性能，非常符合汽车内饰布的要求。

本发明采用的技术方案如下：

一种新型竹纤维复合车用内饰面料，其制备步骤如下：

步骤(1)选用优良的竹种，处理获得粗纤维；

步骤(2)将黑曲霉、植物乳杆菌、干酪乳杆菌、产朊假丝酵母按照重量比为2:1.5:1:1配制成复合菌剂；

步骤(3)用复合菌剂处理粗竹纤维；

步骤(4)用处理过后的粗竹纤维制成车用内饰面料。

作为一种优选方案，步骤(1)所述获得粗纤维的方法为：取一年生鲜慈竹，去除梢部和根部，去竹节，去青，将竹筒劈成宽6mm、长7cm的竹片，置于沸水中煮使竹片软化，1.5h后取出，对竹片进行捶打使其松散，再进行手工分丝，如此重复操作4次，66℃干燥，得到直径0.6～1.1mm的天然粗竹纤维；

作为一种优选方案，步骤(3)所述处理的方法为：菌种活化后，将粗竹纤维原料分层堆积，堆积20cm厚时，喷洒一遍活化后的菌液，在室温下放置2天。

作为一种优选方案，步骤(4)所述车用内饰面料包括两层基层和粘合在两层基层之间的吸声层，所述基层的制备为将芳纶纤维和步骤(3)获得的处理后的竹纤维混纺编织制得。

本发明与现有技术相比，其有益效果为：(1)本发明使用复合微生物菌剂处理竹纤维原料，效果显著，成本低廉，环保安全；(2)车用内饰面料柔软顺滑透气，机械性能优异，相比普通竹纤维布料，具有良好的抗菌性、耐磨性；(3)制备成车用内饰面料还具有改进的阻燃和耐辐射性能。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

实施例1：粗纤维的制备方法

选用优良的竹种，处理获得粗纤维，步骤如下；

步骤(1)取一年生鲜慈竹若干根，去除梢部和根部，去竹节，去青，将竹筒劈成宽6mm、长7cm的竹片；

步骤(2)将步骤(1)获得的竹片置于沸水中煮使竹片软化，1.5h后取出；

步骤(3)对竹片进行捶打使其松散，再进行手工分丝；

步骤(4)如此重复操作4次，66℃干燥，得到直径0.6-1.1mm的天然粗竹纤维；

实施例2:复合发酵剂的制备方法

1)制备黑曲霉(Aspergillus nige)：

A.斜面培养方法

试管，120℃，20min灭菌后，摆斜面，冷却，接种。30℃培养到黑色孢子铺满斜面。

B.K式培养瓶孢子

取10°Brix麦芽汁加入2％琼脂，装入500mL K式培养瓶，121℃，20min灭菌后，铺斜面冷却。接入孢子悬浮液1mL，保证悬浮液接种于整个培养基表面；侧放入恒温箱，30℃培养到黑色孢子铺满斜面。

C.固态放大培养

将K式瓶孢子制成孢子悬浮液，取200kg固态培养基(麸皮140kg、10°Brix麦芽汁60L)，充分混匀后放入浅盘，在121℃下灭菌1小时。待放凉后，接入孢子悬浮液。培养温度控制在30℃，湿度80-90％，每隔10小时翻料一次，培养时间3天；待培养料长满孢子即可结束培养。

干燥粉碎：发酵结束后，将浅盘放在流化床干燥，干燥温度控制在60℃，待物料水分含量将低于10％以下时，用粉碎机将固体培养料进行粉碎，物料粉碎孔径在100目以上。

2)制备植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)和干酪乳杆菌(Lactobacillus)：

斜面培养基(g/L)：20葡萄糖，5酵母粉，10大豆蛋白胨，10牛肉膏，5NaCl，10乙酸钠，2柠檬酸铵，0.2MgSO4·7H2O，0.05MnSO4·7H2O，15琼脂，pH 6.5。

发酵培养基(g/L)：40葡萄糖，10酵母粉，10大豆蛋白胨，无机盐(0.01NaCl，0.5乙酸钠，0.2柠檬酸铵，0.2KH2PO4，0.2MgSO4·7H2O，0.05MnSO4·7H2O)，pH6.5。

发酵方法：在斜面上取1环接种到500mL摇瓶中，装液量为150mL，在37℃下，150rpm培养24h至对数期。5000rpm离心10min收集菌体。

3)制备产朊假丝酵母(Candida utilis)：

斜面培养基：10～12°Brix麦芽汁，15g/L琼脂，pH自然。

发酵培养基：10～12°Brix麦芽汁，pH自然。

发酵方法：在斜面上取1环接种到500mL摇瓶中，装液量为150mL，在个不同菌的最适温度下，150rpm培养至对数期。5000rpm离心10min收集菌体。

将制备得到的黑曲霉、植物乳杆菌、干酪乳杆菌、产朊假丝酵母按照重量比为2:1.5:1:1配制成复合菌剂。

实施例3:用复合发酵剂处理粗竹纤维

用复合微生物处理实施1所获得的天然粗竹纤维，步骤如下：

步骤(1)菌种活化：将以上配置好的复合菌剂30g倒入100升1°Brix麦芽汁中，充分搅拌混合均匀，35℃下经2小时即活化好；

步骤(2)将粗竹纤维原料分层堆积，堆积20cm厚时，喷洒一遍菌液；

步骤(3)：在室温下放置2天。

即可得到经复合微生物发酵剂处理，性状发生改变的粗竹纤维。

实施例4:用复合发酵剂处理过后的竹纤维和未经处理的竹纤维对比

将用本发明所述的复合发酵剂处理过后的竹纤维和未经处理的竹纤维按照常规的方法分别编制成面料A和B，进行对比可以发现：

(1)A面料手感明显要比B面料柔软，顺滑，透气；

(2)抗菌能力检测：

采用“振荡瓶法”测试,将抗菌织物和试样菌加到盛有缓冲液的烧瓶中,用振荡器在25摄氏度以下以320-340r/min的速度振荡1h后,分别计算振荡前后的活菌数,再按下式计算抗菌率:抗菌率＝(A-B/A)*100％

式中:A为振荡前的活菌数；B为振荡后的活菌数。

试验菌种:金黄色葡萄球菌。

菌种浓度:6h培养液稀释1万倍。

结果显示A面料的抗菌率达到52.3％，B面料的抗菌率为30.2％，A面料的抗菌效果明显增强。

(3)耐磨性检测：

将A面料和B面料在Y522织物耐磨试验机上磨20次,再将试样放在洗涤剂5g/L(浴比1B50)的溶液中,于40e下洗涤10min；然后用清水冲洗干净,甩干,反复洗涤10次；最后在80e条件下烘干。

结果显示A面料的抗菌率达到0.96％，B面料的抗菌率为0.57％，A面料的耐磨性明显增强。

对比显示，处理过后的竹纤维相对未经处理的竹纤维，制备成的面料在许多性能上都得到了明显的提升，而这样的特性也使其非常适合制备车用内饰面料。

实施例5：用处理过后的竹纤维制成车用内饰面料

1)一种车用内饰面料C，包括两层基层和粘合在两层基层之间的吸声层，所述基层的制备步骤如下：

A.将芳纶纤维分别和本发明处理过后得到的竹纤维混纺编织制得到基础面料；

B.按照重量份数计，将2.4份柠檬精油、12份聚乙二醇辛基苯基醚、6份双牛酯基乙酯基羟乙基甲基硫酸甲酯铵、8份棕榈酸异辛酯、7份柠檬酸硬脂酸甘油酯、8份2,4,4’-三氯-2’-羟基二苯基醚、1份层状结晶二硅酸钠加入到270份去离子水中，加热搅拌至完全溶解，降至室温后，再向其中加入680份去离子水，接着采用柠檬酸将整理液pH调节至5-6，然后得到的所述基础面料置于其中浸润后，二浸二轧，轧余率为80％，最后取出织物并在115℃下烘干、定型，得到基础层；

所述的吸声层采用泡沫金属制成，厚度为1.2mm。

所述的泡沫金属为泡沫铝。

所述的泡沫铝的制备方法为：将铝合金锭放入坩锅，加热到660℃后恒温，直至其熔化；向铝熔体中加入1.5％的发泡剂，并高速搅拌7min然后升温至750℃，保温5min，水冷，即得；所述的发泡剂包括4％的碳酸钙，2.5％的氯化钠，5％的碳黑，1.8％锰矿，余量为高岭土。

采用常规微生物抗菌效果检测，其抗菌力结果为：金黄色葡萄球菌88％，大肠杆菌86％。

2)一种车用内饰面料D，包括两层基层和粘合在两层基层之间的吸声层，所述基层的制备步骤如下：

A.将芳纶纤维和本发明处理过后得到的竹纤维混纺编织制成经线，然后将海藻炭纤维和碳化硅纤维混纺编织制成纬线，将制成的经线和纬线互相编制，得到基础面料；

B.按照重量份数计，将3份柠檬精油、14份聚乙二醇辛基苯基醚、8份双牛酯基乙酯基羟乙基甲基硫酸甲酯铵、9份棕榈酸异辛酯、8份柠檬酸硬脂酸甘油酯、9份2,4,4’-三氯-2’-羟基二苯基醚、2份层状结晶二硅酸钠加入到300份去离子水中，加热搅拌至完全溶解，降至室温后，再向其中加入800份去离子水，接着采用柠檬酸将整理液pH调节至5-6，然后将步骤(1)得带的基础面料置于其中浸润后，二浸二轧，轧余率为80％，最后取出织物并在120℃下烘干、定型，得到基础层；

所述的吸声层采用泡沫金属制成，厚度为2.2mm。

所述的泡沫金属为泡沫铝。

所述的经线中芳纶纤维所占比例为35％。

所述的纬线中海藻炭纤维所占比例为80％。

所述的泡沫铝的制备方法为：将铝合金锭放入坩锅，加热到700℃后恒温，直至其熔化；向铝熔体中加入2％的发泡剂，并高速搅拌10min然后升温至760℃，保温6min，水冷，即得；所述的发泡剂包括5％的碳酸钙，3％的氯化钠，7％的碳黑，2％锰矿，余量为高岭土。

采用常规微生物抗菌效果检测，其抗菌力结果为：金黄色葡萄球菌93％，大肠杆菌91％。

3)一种车用内饰面料E，包括两层基层和粘合在两层基层之间的吸声层，所述基层的制备步骤如下：

A.将芳纶纤维和本发明处理过后得到的竹纤维混纺编织制成经线，然后将海藻炭纤维和碳化硅纤维混纺编织制成纬线，将制成的经线和纬线互相编制，得到基础面料；

B.按照重量份数计，将2.8份柠檬精油、13份聚乙二醇辛基苯基醚、7份双牛酯基乙酯基羟乙基甲基硫酸甲酯铵、8份棕榈酸异辛酯、6份柠檬酸硬脂酸甘油酯、7份2,4,4’-三氯-2’-羟基二苯基醚、1.5份层状结晶二硅酸钠加入到295份去离子水中，加热搅拌至完全溶解，降至室温后，再向其中加入750份去离子水，接着采用柠檬酸将整理液pH调节至5-6，然后将步骤(1)得带的基础面料置于其中浸润后，二浸二轧，轧余率为80％，最后取出织物并在118℃下烘干、定型，得到基础层；

所述的吸声层采用泡沫金属制成，厚度为1.6mm。

所述的泡沫金属为泡沫镍。

所述的经线中芳纶纤维所占比例为30％。

所述的纬线中海藻炭纤维所占比例为75％。

所述的泡沫铝的制备方法为：将铝合金锭放入坩锅，加热到680℃后恒温，直至其熔化；向铝熔体中加入1.8％的发泡剂，并高速搅拌9min然后升温至750℃，保温5min，水冷，即得；所述的发泡剂包括4.5％的碳酸钙，2.8％的氯化钠，6％的碳黑，1.8％锰矿，余量为高岭土。

采用常规微生物抗菌效果检测，其抗菌力结果为：金黄色葡萄球菌95％，大肠杆菌92％。

对本发明实施例5的产品的性能进行测试，测试结果见表1。

表1  实施例5产品的性能测试数据

负离子浓度的测试条件：工作舱体积：0.1m³，温度(19～22)℃，湿度(45～60)％RH。将检测样品0.1m×0.1m至于工作舱舱底进行检测，检测风速为0.3m/s。

Claims (5)

1.一种竹纤维车用内饰面料的加工方法，其步骤如下：

步骤(1)将鲜竹处理获得粗纤维；

步骤(2)将黑曲霉(Aspergillus nige)、植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum)、干酪乳杆菌(Lactobacillus)、产朊假丝酵母(Candida utilis)按照重量比为2:1.5:1:1配制成复合菌剂；

步骤(3)用复合菌剂处理粗竹纤维；

步骤(4)用处理过后的粗竹纤维制成车用内饰面料，所述车用内饰面料包括两层基层和粘合在两层基层之间的吸声层，所述基层的制备为将芳纶纤维和步骤(3)获得的处理后的竹纤维混纺编织制得。

2.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在步骤(1)所述获得粗纤维的方法为：取一年生鲜慈竹，去除梢部和根部，去竹节，去青，将竹筒劈成宽6mm、长7cm的竹片，置于沸水中煮使竹片软化，1.5h后取出，对竹片进行捶打使其松散，再进行手工分丝，如此重复操作4次，66℃干燥，得到直径0.6～1.1mm的天然粗竹纤维。

3.根据权利要求2所述的加工方法，其特征在于步骤(3)所述处理的方法为：菌种活化后，将粗竹纤维原料分层堆积，堆积20cm厚时，喷洒一遍活化后的菌液，在室温下放置2天。

4.根据权利要求3所述的加工方法，其特征在于步骤(4)具体制作过程为：

将芳纶纤维和步骤(3)处理后的竹纤维混纺编织制成经线，然后将海藻炭纤维和碳化硅纤维混纺编织制成纬线，将制成的经线和纬线互相编制，得到基础面料；

按照重量份数计，将2～3份柠檬精油、11～14份聚乙二醇辛基苯基醚、5～8份双牛酯基乙酯基羟乙基甲基硫酸甲酯铵、6～9份棕榈酸异辛酯、5～8份柠檬酸硬脂酸甘油酯、6～9份2,4,4’-三氯-2’-羟基二苯基醚、0.5～2份层状结晶二硅酸钠加入到250～300份去离子水中，加热搅拌至完全溶解，降至室温后，再向其中加入600～800份去离子水，接着采用柠檬酸将整理液pH调节至5-6，然后将得到的所述基础面料置于其中浸润后，二浸二轧，轧余率为80％，最后取出织物并在110～120℃下烘干、定型，得到基础层；

所述的吸声层采用泡沫金属制成。

5.由权利要求1-4所述加工方法制备得到的车用内饰面料。