CN104562263B - 一种新型负离子再生蚕丝纤维及其制备方法 - Google Patents

一种新型负离子再生蚕丝纤维及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种新型负离子再生蚕丝纤维及其制备方法，该方法包括以下步骤：将蚕丝去除杂质、油污和脱胶后，经溶解透析浓缩得到再生丝素蛋白溶液，将再生丝素蛋白溶液与负离子晶须溶液混合，调节溶液的PH值，加入增稠剂，浓缩搅拌得到纺丝原液，纺丝原液经干法纺丝得到初生蚕丝蛋白纤维，最后初生蚕丝蛋白纤维经乙醇水蒸汽热拉伸处理得到新型负离子再生蚕丝纤维。本发明是将负离子晶须材料固定于蚕丝纤维内部，负离子晶须材料代替天然蚕丝纤维中的折叠结构并且持续产生负离子，本方法制备的新型负离子再生蚕丝纤维具有与天然蚕丝纤维类似的微观结构，而且保健作用更佳，因此制备的面料舒适柔软，透气透湿，亲肤保健。

Description

一种新型负离子再生蚕丝纤维及其制备方法
技术领域：
本发明属于蚕丝产品技术领域，特别涉及一种新型负离子再生蚕丝纤维及其制备方法。
背景技术：
随着科技和生活品质的日益发达，许多保健名词被人们所熟知，负离子就是一种之一。负离子就是带一个或多个负电荷的离子，也称为阴离子，负氧离子就是带负电荷的氧离子。在空气中，离子迁移速率大于0.4cm2/V*s的负离子具备良好的生物活性，能进入人体使细胞活化，净化血液，促进新陈代谢和提高人体免疫力。
多功能的负氧离子纤维产品是将宝石系列矿石、咖啡渣、竹炭等材料融入到纤维中，使纤维能够持续不断的释放静电电荷。这种静电电荷会自发产生负离子，使面料抗菌抑菌除臭，而且多功能负氧离子纤维产品的机械强度好，富有光泽，手感舒适，悬垂性好，是良好的生物保健产品。
目前市面上已出现的负氧离子纤维产品品种较多，如含纳米碳粘胶纤维(中国专利CN 200510104905.4)，功能性聚酯长丝(中国专利CN 200710068107.X)，聚乙烯醇缩醛负氧离子纤维(中国专利CN 201210489032.3)，聚丙烯膨体长丝(中国专利CN201210489051.6)，负氧离子阻燃聚酯BCF丝(中国专利CN 201210489337.4)等。除此之外，负氧离子也长被运用于制备蚕丝枕和蚕丝被等，但关于负氧离子蚕丝纤维的研究仍比较少见。中国专利CN201210539988.5(公开日2013.04.17)公开的一种纳米竹炭蚕丝的制备方法，是通过超声波真空雾化器将微米级的纳米竹炭溶液淋于蚕丝，经干燥得到的纳米竹炭蚕丝，该竹炭蚕丝能产生的负离子浓度高达6000个/cm3，但该方法制备的竹炭蚕丝表面的竹炭粘合不紧密，因此持久性不佳。
发明内容：
本发明的目的是提供一种新型负离子再生蚕丝纤维及其制备方法，将负离子晶须材料固定于蚕丝纤维内部，晶须材料代替天然蚕丝纤维中的折叠结构，并将托玛琳石粉末包覆其中，使纤维能持续产生负离子，因此制备的蚕丝面料舒适柔软，透气透湿，亲肤保健。
本发明的目的通过如下技术方案实现：
一种新型负离子再生蚕丝纤维及其制备方法，包括以下步骤：
(1)将蚕丝去除杂质和油污，用碳酸氢钠溶液脱胶后，溶于溴化锂水溶液，经透析浓缩得到再生丝素蛋白溶液；
(2)将步骤(1)制备的再生丝素蛋白溶液与负离子晶须溶液混合，调节溶液的PH值，加入增稠剂，混合均匀，然后加热浓缩搅拌，得到纺丝原液；
(3)将步骤(2)得到的纺丝原液经干法纺丝得到初生蚕丝蛋白纤维，经乙醇水蒸汽热拉伸处理得到新型负离子再生蚕丝纤维。
作为上述技术方案的优选，步骤(1)所述的蚕丝为废蚕丝或者蚕丝生产的下脚料。
作为上述技术方案的优选，步骤(1)所述的再生丝素蛋白溶液的浓度为3-15％。
作为上述技术方案的优选，步骤(2)所述的负离子晶须溶液主要为晶须材料和负离子材料的混合溶液，其中晶须材料的质量分数为8-16％，负离子材料的质量分数为3-7％。
作为上述技术方案的优选，所述的晶须材料为角蛋白晶须、氧化锌晶须或者硼酸镁晶须，负离子材料为托玛琳石粉末。
作为上述技术方案的优选，步骤(2)所述的再生丝素蛋白溶液与负离子晶须溶液混合体积比为5-8:1。
作为上述技术方案的优选，步骤(2)所述的溶液的PH值为5.2-6.5。
作为上述技术方案的优选，步骤(2)所述的增稠剂为海藻酸钠，纺丝原液中海藻酸钠的质量分数为15％。
作为上述技术方案的优选，步骤(2)所述的纺丝原液的粘度为237-259cP。
作为上述技术方案的优选，步骤(3)所述的乙醇水蒸汽热拉伸处理的温度为70-80℃，乙醇与水蒸汽的体积比为4:6，处理时间为30-40min。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本方法采用负离子晶须溶液中的主要成分为角蛋白晶须和负离子材料晶须，晶须与蚕丝大分链上的羟基、氨基等极性基团间形成氢键作用，而且晶须结构与天然蚕丝纤维中的折叠微晶体结构类似，而且容易将托玛琳石粉末牢固的包覆，得到贴近天然蚕丝结构的再生蚕丝纤维。
(2)本方法制备简单，对环境无污染，制备的再生蚕丝纤维的机械强度接近甚至超过天然蚕丝纤维，而且还能自发产生负离子，提高纤维的保健功效。
具体实施方式：
为了加深对本发明的理解，下面结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
实施例1：
将蚕丝生产的下脚料去除杂质和油污，用碳酸氢钠溶液脱胶后，溶于溴化锂水溶液，经透析浓缩得到浓度为15％的再生丝素蛋白溶液。
将再生丝素蛋白溶液与负离子晶须溶液以体积比为8:1混合，其中负离子晶须溶液中角蛋白晶须的质量分数为16％，托玛琳石粉末的质量分数为7％，调节溶液的PH值为5.2，加入质量分数为15％的海藻酸钠，35℃加热搅拌浓缩，得到粘度为259cP的纺丝原液。
将纺丝原液经干法纺丝得到初生蚕丝蛋白纤维，在乙醇与水蒸汽的体积比为4:6的蒸汽下，80℃热拉伸处理30min，得到新型负离子再生蚕丝纤维。
实施例2：
将废蚕丝去除杂质和油污，用碳酸氢钠溶液脱胶后，溶于溴化锂水溶液，经透析浓缩得到浓度为3％的再生丝素蛋白溶液。
将再生丝素蛋白溶液与负离子晶须溶液以体积比为5:1混合，其中负离子晶须溶液中硼酸镁晶须的质量分数为8％，托玛琳石粉末的质量分数为3％，调节溶液的PH值为6.5，加入质量分数为15％的海藻酸钠，35℃加热搅拌浓缩，得到粘度为237cP的纺丝原液。
将纺丝原液经干法纺丝得到初生蚕丝蛋白纤维，在乙醇与水蒸汽的体积比为4:6的蒸汽下，70℃热拉伸处理40min，得到新型负离子再生蚕丝纤维。
实施例3：
将废蚕丝去除杂质和油污，用碳酸氢钠溶液脱胶后，溶于溴化锂水溶液，经透析浓缩得到浓度为10％的再生丝素蛋白溶液。
将再生丝素蛋白溶液与负离子晶须溶液以体积比为6:1混合，其中负离子晶须溶液中氧化锌晶须的质量分数为10％，托玛琳石粉末的质量分数为5％，调节溶液的PH值为6，加入质量分数为15％的海藻酸钠，35℃加热搅拌浓缩，得到粘度为245cP的纺丝原液。
将纺丝原液经干法纺丝得到初生蚕丝蛋白纤维，在乙醇与水蒸汽的体积比为4:6的蒸汽下，75℃热拉伸处理35min，得到新型负离子再生蚕丝纤维。
实施例4：
将蚕丝生产的下脚料去除杂质和油污，用碳酸氢钠溶液脱胶后，溶于溴化锂水溶液，经透析浓缩得到浓度为12％的再生丝素蛋白溶液。
将再生丝素蛋白溶液与负离子晶须溶液以体积比为7:1混合，其中负离子晶须溶液中角蛋白晶须的质量分数为15％，托玛琳石粉末的质量分数为4％，调节溶液的PH值为5.5，加入质量分数为15％的海藻酸钠，35℃加热搅拌浓缩，得到粘度为254cP的纺丝原液。
将纺丝原液经干法纺丝得到初生蚕丝蛋白纤维，在乙醇与水蒸汽的体积比为4:6的蒸汽下，70℃热拉伸处理30min，得到新型负离子再生蚕丝纤维。
实施例5：
将废蚕丝去除杂质和油污，用碳酸氢钠溶液脱胶后，溶于溴化锂水溶液，经透析浓缩得到浓度为8％的再生丝素蛋白溶液。
将再生丝素蛋白溶液与负离子晶须溶液以体积比为8:1混合，其中负离子晶须溶液中硼酸镁晶须的质量分数为8％，托玛琳石粉末的质量分数为4％，调节溶液的PH值为6，加入质量分数为15％的海藻酸钠，35℃加热搅拌浓缩，得到粘度为248cP的纺丝原液。
将纺丝原液经干法纺丝得到初生蚕丝蛋白纤维，在乙醇与水蒸汽的体积比为4:6的蒸汽下，80℃热拉伸处理40min，得到新型负离子再生蚕丝纤维。
实施例6：
将蚕丝生产的下脚料去除杂质和油污，用碳酸氢钠溶液脱胶后，溶于溴化锂水溶液，经透析浓缩得到浓度为15％的再生丝素蛋白溶液。
将再生丝素蛋白溶液与负离子晶须溶液以体积比为5:1混合，其中负离子晶须溶液中氧化锌晶须的质量分数为15％，托玛琳石粉末的质量分数为5％，调节溶液的PH值为5.5，加入质量分数为15％的海藻酸钠，35℃加热搅拌浓缩，得到粘度为250cP的纺丝原液。
将纺丝原液经干法纺丝得到初生蚕丝蛋白纤维，在乙醇与水蒸汽的体积比为4:6的蒸汽下，75℃热拉伸处理35min，得到新型负离子再生蚕丝纤维。
将实施例1-6制备的新型负离子再生蚕丝纤维与天然蚕丝纤维的纤度、机械强度和产生的负离子浓度结果如下表所示：
由上述数据可知，本方法制备的新型负离子再生蚕丝纤维的纤度比天然蚕丝纤维略粗，但是机械性能接近甚至高于天然蚕丝死安慰的机械性能，而且本方法制备的新型负离子再生蚕丝纤维产生的自发负离子浓度高，能起到很好的保健作用。

Claims (1)

1.一种负离子再生蚕丝纤维的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)将蚕丝去除杂质和油污，用碳酸氢钠溶液脱胶后，溶于溴化锂水溶液，经透析浓缩得到再生丝素蛋白溶液；
(2)将步骤(1)制备的再生丝素蛋白溶液与负离子晶须溶液混合，调节溶液的pH值，加入增稠剂，混合均匀，然后加热浓缩搅拌，得到纺丝原液；
(3)将步骤(2)得到的纺丝原液经干法纺丝得到初生蚕丝蛋白纤维，经乙醇水蒸汽热拉伸处理得到新型负离子再生蚕丝纤维；
其中，步骤(1)所述的蚕丝为废蚕丝或者蚕丝生产的下脚料，步骤(1)所述的再生丝素蛋白溶液的浓度为3-15％；
其中，步骤(2)所述的负离子晶须溶液主要为晶须材料和负离子材料的混合溶液，其中晶须材料的质量分数为8-16％，负离子材料的质量分数为3-7％，所述的晶须材料为角蛋白晶须、氧化锌晶须或者硼酸镁晶须，负离子材料为托玛琳石粉末，步骤(2)所述的再生丝素蛋白溶液与负离子晶须溶液混合体积比为5-8:1，步骤(2)所述的溶液的pH值为5.2-6.5，步骤(2)所述的增稠剂为海藻酸钠，纺丝原液中海藻酸钠的质量分数为15％，步骤(2)所述的纺丝原液的粘度为237-259cP；
其中，步骤(3)所述的乙醇水蒸汽热拉伸处理的温度为70-80℃，乙醇与水蒸汽的体积比为4:6，处理时间为30-40min。
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