CN105239167B - 一种高强度改性桑皮纤维 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强度改性桑皮纤维的制备方法,其步骤如下:对摘得的桑皮进行机械捶打除杂,然后进行预处理,处理工艺为:茶皂素4‑5g/L,时间3h,温度80℃,浴比1:18;微生物改性后,用温水洗净;配备酶溶液:碱性果胶酶1‑1.2g/L,中性蛋白酶0.6‑0.7g/L,纤维素酶0.2g/L;处理参数为:浴比1∶25,时间300‑360min,温度45℃。本发明的桑皮纤维制备工艺天然环保无残留,不会引起环境污染,属绿色技术;其充分利用生物发酵工艺以及生物酶处理,尤其是对发酵过程中使用独特的热激处理,可以对桑皮快速脱胶及改性,制得的桑皮纤维各项性能优秀,包括强度大,抗菌性能好。

Description

一种高强度改性桑皮纤维
技术领域
[0001] 本发明涉及一种高强度改性桑皮纤维以及制备方法,属于纺织技术领域。
背景技术
[0002] 桑皮纤维是近年开发的一种新型天然纤维,其光泽良好、手感柔软、易于染色。与 棉纤维相比,桑皮纤维有着更加优良的吸湿、透湿、抗皱、耐磨和保暖性,是一种典型的生态 纤维。中国是蚕桑丝绸大国,桑树种植面积广,每年冬、夏两季桑树修剪都会产生大量的废 弃桑枝条,利用桑枝皮,可开发原生桑皮纤维纺织品,有利于蚕桑资源的综合利用,也为纺 织产品开发提供了创新空间。桑皮纤维的品质主要受桑树品种、生长环境、纤维制备技术水 平影响。大量检测数据显示,批量制取的桑皮纤维纤度约为苎麻的1/2,强度高于棉,与苎麻 接近,断裂伸长优于棉、麻纤维,而长度仅为细绒棉的1/2〜2/3,纯纺困难。
[0003] 制取桑皮纤维的关键是脱胶,脱胶方法不同会影响桑皮纤维的结构性能。最环保 的方法是物理加工法,但此法效率低,效果欠佳。目前国内普遍采用化学脱胶法,但此法对 纤维造成一定程度的损伤,生产中消耗了大量的化学药品、能量和水,且工人劳动强度大, 污染环境。
[0004] 现有技术已有人用酸预处理、脱胶酶对桑皮纤维进行脱胶,但是如果不继续用化 学方法辅助,则桑皮试样中胶质含量仍然高达约为30%。现有技术普遍认为,桑皮的生物酶 脱胶工业生产应用尚未成熟,这是由于尚未找到最佳脱胶效果的脱胶酶和培养脱胶酶的技 术没有成熟,此外脱胶酶的最佳脱胶工艺条件还处于研究阶段;而且也没有关注到微生物 可以对纤维进行改性的问题。
[0005] 本发明旨在提供一种高强度改性桑皮纤维及其制备方法,其充分利用生物发酵工 艺以及生物酶处理,可以对桑皮快速高效脱胶,并同时对桑皮纤维进行改性,得到高强度, 抗菌环保的桑皮纤维,整个过程不需要化学方法辅助,环保,健康,极具市场潜力。
发明内容
[0006] 基于背景技术存在的技术问题,本发明针对现有技术的缺点,提供了一种高强度 改性桑皮纤维的制备方法,其充分利用生物发酵工艺以及生物酶处理,可以对桑皮高效脱 胶,整个过程不需要化学方法辅助,环保,健康,极具市场潜力。
[0007] 本发明的技术方案如下:
[0008] —种高强度改性桑皮纤维的制备方法,其步骤如下:
[0009] ⑴预处理:
[0010] 对摘得的桑皮进行机械棰打除杂,然后进行预处理,处理工艺为:茶皂素4_5g/L, 时间3h,温度80°C,浴比1:18;
[0011] (2)微生物处理:
[0012] 将地衣芽孢杆菌、EM菌按照数量比为1:0.8配制成复合菌剂;
[0013] 将预处理后的桑皮均匀喷洒菌剂,于39°C发酵48-52小时,发酵结束后,用温水洗 净;
[0014] (3)酶处理:
[0015] 配备酶溶液:碱性果胶酶1-1.2g/L,中性蛋白酶0.6-0.7g/L,纤维素酶0.2g/L;
[0016] 所述碱性果胶酶的酶活为350U/g,中性蛋白酶的酶活为3000u/g,纤维素酶的酶活 为2800u/g
[0017] 处理参数为:浴比1:25,时间300-360min,温度45°C ;
[0018] ⑷水洗,皂洗;
[0019] 漂洗干净,进行常规皂洗;
[0020] ⑸抖松,烘干。
[0021] 本发明的有益之处在于:
[0022] 本发明的桑皮纤维制备工艺天然环保无残留,不会引起环境污染,属绿色技术;其 充分利用生物发酵工艺以及生物酶处理,尤其是对发酵过程中使用独特的热激处理,可以 对桑皮快速脱胶及改性,制得的桑皮纤维各项性能优秀,包括强度大,抗菌性能好。
具体实施方式
[0023] 实施例1:
[0024] 高强度改性桑皮纤维的制备方法,其步骤如下:
[0025] ⑴预处理:
[0026] 对摘得的桑皮进行机械棰打除杂,然后进行预处理,处理工艺为:茶皂素4g/L,时 间3h,温度80°C,浴比1:18;
[0027] (2)微生物处理:
[0028] 将地衣芽孢杆菌、EM菌按照数量比为1:0.8配制成复合菌剂;
[0029] 将预处理后的桑皮均匀喷洒菌剂,于39°C发酵52小时,发酵结束后,用温水洗净;
[0030] (3)酶处理:
[0031] 配备酶溶液:碱性果胶酶I g/L,中性蛋白酶0.7g/L,纤维素酶0.2g/L;
[0032] 所述碱性果胶酶的酶活为350U/g,中性蛋白酶的酶活为3000u/g,纤维素酶的酶活 为2800u/g
[0033] 处理参数为:浴比1:25,时间300min,温度45°C。
[0034]结果:
[0035] 处理后桑皮变得非常柔软有韧性,桑皮原样残胶量69.52 %,处理后残胶量为 4.00%〇
[0036] 其中,果胶的去除率高达86.12%。
[0037] 实施例2:
[0038] 高强度改性桑皮纤维的制备方法,其步骤如下:
[0039] ⑴预处理:
[0040] 对摘得的桑皮进行机械棰打除杂,然后进行预处理,处理工艺为:茶皂素5g/L,时 间3h,温度80°C,浴比1:18;
[0041] (2)微生物处理:
[0042] 将地衣芽孢杆菌、EM菌按照数量比为1:0.8配制成复合菌剂;
[0043] 将预处理后的桑皮均匀喷洒菌剂,于39°C发酵48小时,发酵结束后,用温水洗净;
[0044] (3)酶处理:
[0045] 配备酶溶液:碱性果胶酶1.2g/L,中性蛋白酶0.6g/L,纤维素酶0.2g/L;
[0046] 所述碱性果胶酶的酶活为350U/g,中性蛋白酶的酶活为3000u/g,纤维素酶的酶活 为2800u/g
[0047] 处理参数为:浴比1:25,时间360min,温度45°C。
[0048] 结果:
[0049] 处理后桑皮变得非常柔软有韧性,桑皮原样残胶量69.52 %,处理后残胶量为 2.98%〇
[0050] 其中,果胶的去除率高达95.21 %。
[0051] 实施例3:
[0052] 高强度改性桑皮纤维的制备方法,其步骤如下:
[0053] ⑴预处理:
[0054] 对摘得的桑皮进行机械棰打除杂,然后进行预处理,处理工艺为:茶皂素4g/L,时 间3h,温度80°C,浴比1:18;
[0055] (2)微生物处理:
[0056] 将地衣芽孢杆菌、EM菌按照数量比为1:0.8配制成复合菌剂;
[0057] 将预处理后的桑皮均匀喷洒菌剂,于39°C发酵50小时,发酵结束后,用温水洗净;
[0058] ⑶酶处理:
[0059] 配备酶溶液:碱性果胶酶I. I g/L,中性蛋白酶0.6g/L,纤维素酶0.2g/L;
[0060] 所述碱性果胶酶的酶活为350U/g,中性蛋白酶的酶活为3000u/g,纤维素酶的酶活 为2800u/g
[0061] 处理参数为:浴比1:25,时间350min,温度45°C。
[0062] 结果:
[0063] 处理后桑皮变得非常柔软有韧性,桑皮原样残胶量69.52 %,处理后残胶量为 3.71%〇
[0064] 其中,果胶的去除率高达90.71 %。
[0065] 实施例4:
[0066] 高强度改性桑皮纤维的制备方法,其步骤如下:
[0067] ⑴预处理:
[0068] 对摘得的桑皮进行机械棰打除杂,然后进行预处理,处理工艺为:茶皂素5g/L,时 间3h,温度80°C,浴比1:18;
[0069] (2)微生物处理:
[0070] 将地衣芽孢杆菌、EM菌按照数量比为1:0.8配制成复合菌剂;
[0071] 将预处理后的桑皮均匀喷洒菌剂,于39°C发酵49小时,发酵结束后,用温水洗净;
[0072] (3)酶处理:
[0073] 配备酶溶液:碱性果胶酶I g/L,中性蛋白酶0.7g/L,纤维素酶0.2g/L;
[0074] 所述碱性果胶酶的酶活为350U/g,中性蛋白酶的酶活为3000u/g,纤维素酶的酶活 为2800u/g
[0075] 处理参数为:浴比1:25,时间331min,温度45°C。
[0076] 结果:
[0077] 处理后桑皮变得非常柔软有韧性,桑皮原样残胶量69.52 %,处理后残胶量为 3.56%〇
[0078] 其中,果胶的去除率高达93.01 %。
[0079] 实施例5:
[0080] 高强度改性桑皮纤维的制备方法,其步骤如下:
[0081] ⑴预处理:
[0082] 对摘得的桑皮进行机械棰打除杂,然后进行预处理,处理工艺为:茶皂素4g/L,时 间3h,温度80°C,浴比1:18;
[0083] (2)微生物处理:
[0084] 将地衣芽孢杆菌、EM菌按照数量比为1:0.8配制成复合菌剂;
[0085] 将预处理后的桑皮均匀喷洒菌剂,于39°C发酵51小时,发酵结束后,用温水洗净;
[0086] (3)酶处理:
[0087] 配备酶溶液:碱性果胶酶1.2g/L,中性蛋白酶0.6g/L,纤维素酶0.2g/L;
[0088] 所述碱性果胶酶的酶活为350U/g,中性蛋白酶的酶活为3000u/g,纤维素酶的酶活 为2800u/g
[0089] 处理参数为:浴比1:25,时间308min,温度45°C。
[0090] 结果:
[0091] 处理后桑皮变得非常柔软有韧性,桑皮原样残胶量69.52%,处理后残胶量为 3.99%〇
[0092] 其中,果胶的去除率高达87.23 %。
[0093] 由此可见,本发明提供的高强度改性桑皮纤维的制备方法,其充分利用生物发酵 工艺以及生物酶处理,可以对桑皮高效脱胶,处理后的桑皮胶残量在4%以下,并且可以使 桑皮变得更加柔软,整个过程不需要化学方法辅助,环保,健康,极具市场潜力。
[0094] 实施例6:
[0095] 抗菌实验
[0096] 参照FZ/T73023-2006《抗菌针织品》,以振荡法测定桑皮纤维的抗菌性能。所用菌 种为金黄色葡萄球菌,样品的抗菌性能以抑菌率表示。
[0097] 物理力学性能测试
[0098] 利用美国Instr〇n3365型强伸度测试仪测定桑皮纤维的拉伸性能,测试前样品在 恒温恒湿室(温度为20°C,湿度为70%)平衡24h。实验条件为:夹持长度15mm,拉伸速度 15mm/min,得到受力和伸长数据,测试30根纤维试样数据取平均值。
[0099] 实验结果如下表所示:
[0100] 表1
[0101]
Figure CN105239167BD00071
[0102] 由此可见,本发明的桑皮纤维制备工艺天然环保无残留,不会引起环境污染,属绿 色技术;其充分利用生物发酵工艺以及生物酶处理,尤其是对发酵过程中使用独特的热激 处理,可以对桑皮快速脱胶及改性,制得的桑皮纤维各项性能优秀,其强度大,抗菌性能好。
[0103] 以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此, 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其 发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

  1. I. 一种高强度具有抑菌性能改性桑皮纤维的制备方法,其步骤如下: (1) 预处理: 对摘得的桑皮进行机械棰打除杂,然后进行预处理,处理工艺为:茶皂素5 g /L,时间 311,温度80°(:,浴比1:18; (2) 微生物处理: 将地衣芽孢杆菌、EM菌按照数量比为1:0.8配制成复合菌剂; 将预处理后的桑皮均匀喷洒菌剂,于39 °C发酵48小时,发酵结束后,用温水洗净; (3) 酶处理: 配备酶溶液:碱性果胶酶1.2 g/L,中性蛋白酶0.6g/L,纤维素酶0.2g/L; 所述碱性果胶酶的酶活为350 U/g,中性蛋白酶的酶活为3000u/g,纤维素酶的酶活为 2800u/g 处理参数为:浴比1:25,时间360min,温度45 °C。
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