一种制备含有麦饭石的粘胶纤维的方法
技术领域
本发明涉及纤维纺织领域,具体公开了一种制备含有麦饭石的粘胶纤维的方法。
背景技术
麦饭石是一种天然的药物矿石,其主要组成成分有SiO2、Al2O3、CaO、MgO、Na2O2、K2O、Fe2O3、FeO等,此外还含有Mn、P、Ba、Co、Cu、Zn、Sr、Mo、Ni等微量元素,还含有动物所需的全部常量元素,如K、Na、Ca、Mg、Cu、Mo等微量元素,其中Mn、Fe、Mo、P、Mg都是防癌抗癌元素。麦饭石所含的微量元素,可以提高抗疲劳、抗缺氧和免疫能力,具有健身益寿、防衰抗病的作用。其药理作用和神奇的功效,在我国古代的医学巨著《神农本草经》中早有记载。明代人医学家李时珍在《本草纲木》中记述:麦饭石“甘温无毒,主治一切痈疽发背......用敷疮肿,无不验。”二十世纪六十年代以来,国外对麦饭石应用较广,美国用麦饭石制作运动员饮料,日本把麦饭石誉之为“健康的药石”,中国台湾称其为“长寿石”,韩国称其为“矿泉药石”。可见人们已经认识到麦饭石所具有生物活性和显著的生物学效应。然而将麦饭石用在纤维上,虽然实现了麦饭石的部分功能,但是这部分功能还存在时效性短、功能性不强的缺点。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷,提供一种制备含有麦饭石的粘胶纤维的方法,以克服现有技术中纤维制备方法带来的生产工艺复杂,纤维的功能性单一以及功能持久性差的缺陷。
为了实现以上目的及其他目的,本发明是通过包括以下技术方案实现的:
一种制备含有麦饭石的粘胶纤维的方法,所述方法为采用麦饭石浆液和粘胶溶液的混合液作为功能性粘胶纺丝液进行湿法纺丝制备获得含有麦饭石的粘胶纤维;其中,所述麦饭石浆液的含量占所述粘胶溶液的含量的6~12%;所述粘胶溶液的落球粘度为75~85秒;
所述麦饭石浆液包括麦饭石粉末、表面活性剂、分散剂和水;所述表面活性剂的添加 量为所述麦饭石粉末的质量的0.1~0.8%;所述分散剂的添加量为所述麦饭石粉末的质量的0.2~2%,所述水的含量为所述麦饭石粉末质量的100~200%;所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠,所述分散剂为聚乙烯蜡。
麦饭石原料可以采用现有技术中可以购买获得的麦饭石原料,也可以经过洗涤、粗粉、除尘和除杂,然后再用粉碎机粉碎成麦饭石微粉。
优选地,所述麦饭石粉末的粒度为100~300目。
优选地,所述麦饭石粉末使用前经浸泡和吸附处理,浸泡采用浓度为3~30g/L的碱性水溶液;吸附采用微孔过滤材质或海泡石。采用这样的处理以除去麦饭石微粉中含有的Hg和Pb等有害元素。
所述微孔滤膜材质包括纤维素酯类、聚酰胺类、聚砜类、含氟材料类、聚碳酸酯和聚酯类、聚烯烃类和无机材料。所述纤维素酯类为二醋酸纤维素、三醋酸纤维素、硝化纤维素、乙基纤维素中的一种或多种。所述聚酰胺类为尼龙6或尼龙66中的一种或多种。所述聚砜类为聚砜或聚醚砜中的一种或多种。含氟材料类为聚偏氟乙烯或聚四氟乙烯膜中的一种或多种。聚碳酸酯和聚酯类为聚碳酸酯或聚酯中的一种或几种。聚烯烃类为聚丙烯。无机材料为陶瓷微孔膜、玻璃微孔膜或金属微孔膜中的一种或几种。
海泡石是一种纤维状的含水硅酸镁,通常呈白、浅灰、浅黄等颜色,不透明也没有光泽。
优选地,所述麦饭石浆液的制备方法为:向麦饭石粉末中加入表面活性剂和分散剂,再加入水研磨60~90分钟配制成麦饭石浆液。
优选地,所述功能性粘胶纺丝液的落球粘度为45~55秒。
所述粘胶溶液时采用天然纤维素为原料,经碱化、老化和黄化等工序制成可溶性纤维素黄酸酯,再溶于稀碱溶液中制成粘胶,经湿法纺丝而制成。
优选地,所述麦饭石浆液在粘胶溶液黄化后或溶解过程中加入粘胶溶液中混合并研磨形成功能性粘胶纺丝液。所述麦饭石浆液也可以直接加入粘胶溶液中进行混合。
优选地,所述功能性粘胶纺丝液经过滤、熟成、脱泡后进行湿法纺丝,其中过滤阶段在三道过滤后增加1~3层府绸滤布过滤;熟成阶段的放置温度为16~18℃,放置时间至少为 24小时。
本发明中所述湿法纺丝的工艺主要包括功能性粘胶纺丝液的混合、过滤、脱泡后进入纺丝机,通过计量泵、喷丝头、凝固浴和后处理获得含有麦饭石的粘胶纤维。
过滤的目的是滤除粘胶中不溶解的或半溶解的粒子及机械杂质,以防止纺丝时堵塞喷丝孔,使纺丝拉伸过程顺利进行和提高成形纤维的质量。因为这些粒子和杂质在粘胶纺丝时会堵塞喷丝孔使纤维断裂,或造成纤维纤度变异,拉伸性能遭到破坏,并产生粘胶块和粗纤维等疵点,降低纤维的品质。
纺丝原液在一定温度下,放置一段时间,其凝聚力会提高,形成达到工艺要求的粘胶,这个过程称为粘胶的熟成。溶解后的粘胶,由于酯化度较高,对电解质比较稳定,所以不易在凝固浴中凝固成形,熟成的目的就是使黄酸酯发生部分水解、皂化,酯化度下降到一定数值,使得粘胶容易凝固成形。熟成过程的化学反应包括黄酸酯的水解、皂化反应以及纤维素的补充黄化和再酯化反应。
优选地,所述湿法纺丝中凝固浴的温度为20~50℃;凝固浴的为含有10~20wt%的H2SO4和15~20wt%的Na2SO4的水溶液;所述湿法纺丝的纺丝速度为50~80米/分。
本发明中的制备含有麦饭石的粘胶纤维的方法中如未做特别说明,均可以采用现有技术中常用的工艺参数和工艺流程进行湿法纺丝。
本发明还公开了一种含有麦饭石的功能性纱线,所述纱线为采用如上述所述方法制备的粘胶纤维与其他纤维混纺制成,所述其他纤维选自棉纤维、涤纶纤维、莫代尔纤维中的一种或几种;所述纱线的支数为40~100s。本发明中所述功能性纱线的制备方法可以采用现有技术中纺纱领域常用的设备及参数进行纺纱。
本发明还公开了一种家纺面料,采用如上述所述的纱线织造获得。本发明中这种家纺面料可以通过现有技术中常用织造工艺进行制造。
本发明中提供了一种制备含有麦饭石的粘胶纤维的方法,其具有纺丝工艺稳定的特点,而且麦饭石很好的结合在纤维中,使得最终形成的面料上具有麦饭石颗粒的功能,起到保健作用,并且这种功能能够持久,在使用2年水洗30次之后仍然具有良好的功能性特点。
本发明中公开的制备含有麦饭石的粘胶纤维的方法克服了现有技术中的种种缺陷而具有创造性。
具体实施方式
下面结合实施例进一步阐述本发明。应理解,实施例仅用于说明本发明,而非限制本发明的范围。
本发明中所述湿法纺丝主要是步骤包括纺丝前准备、纺丝、凝固、牵伸定型、清洗、干燥和卷绕等工序。
实施例1
本实施例中为制备含有麦饭石的粘胶纤维的方法。
麦饭石原料,挑选质量较好的、有明显斑状组织、观粗糙多孔,肉眼就能看到很多小孔的狭长粒点麦饭石作为本发明的原料。
实施例中选用长白山优质麦饭石原料经洗涤、粗粉、除尘,除杂,再用粉碎机粉碎成粒度为200目的麦饭石微粉。所述麦饭石粉末使用前经浸泡和吸附处理,浸泡采用浓度为5g/L的碱性水溶液;吸附采用微孔过滤材质或海泡石。采用这样的处理以除去麦饭石微粉中含有的Hg和Pb等有害元素。本实施例中采用的微孔滤膜材质为聚醚砜。
所述麦饭石浆液包括麦饭石粉末、表面活性剂、分散剂和水;所述表面活性剂的添加量为所述麦饭石粉末的质量的0.8%;所述水的含量为所述麦饭石粉末质量的100%;所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠,所述分散剂为聚乙烯蜡。
本实施例中所述功能性粘胶纺丝液包括粘胶溶液,以及占所述粘胶溶液的含量的10%的麦饭石浆液;所述粘胶溶液的落球粘度为75秒;所述功能性粘胶纺丝液的落球粘度为50秒。
本实施例中所述麦饭石浆液的制备方法为:向麦饭石粉末中加入表面活性剂和分散剂,再加入水研磨60分钟配制成麦饭石浆液。
采用上述功能性粘胶纺丝液进行湿法纺丝,湿法纺丝主要的工序步骤包括功能性粘胶纺丝液混合、过滤和脱泡,进入纺丝机,通过计量泵、喷丝头、凝固浴和后处理。
本实施例中所述麦饭石浆液直接与粘胶溶液进行混合形成功能性粘胶纺丝液,所述功能性粘胶纺丝液经过滤、熟成、脱泡后进行湿法纺丝,进入纺丝机,通过计量泵、喷丝头、凝固浴和后处理获得含有麦饭石的粘胶纤维。
过滤阶段在三道过滤后增加1层府绸滤布过滤;熟成阶段的放置温度为16℃,放置时间至少为24小时。
所述湿法纺丝中凝固浴的温度为25℃;凝固浴的为含有10wt%的H2SO4和15wt%的Na2SO4的水溶液;所述湿法纺丝的纺丝速度为50米/分。
本实施例中的制备含有麦饭石的粘胶纤维的方法中如未做特别说明,均可以采用现有技术中常用的工艺参数和工艺流程进行湿法纺丝。
实施例2
本实施例中为制备含有麦饭石的粘胶纤维的方法,其为功能性粘胶短纤维。
麦饭石原料,挑选质量较好的、有明显斑状组织、观粗糙多孔,肉眼就能看到很多小孔的狭长粒点麦饭石作为本发明的原料。
实施例中选用长白山优质麦饭石原料经洗涤、粗粉、除尘,除杂,再用粉碎机粉碎成粒度为100目的麦饭石微粉。所述麦饭石粉末使用前经浸泡和吸附处理,浸泡采用浓度为10g/L的碱性水溶液;吸附采用微孔过滤材质或海泡石。采用这样的处理以除去麦饭石微粉中含有的Hg和Pb等有害元素。本实施例中采用的微孔滤膜材质为海泡石。
所述麦饭石浆液包括麦饭石粉末、表面活性剂、分散剂和水;所述表面活性剂的添加量为所述麦饭石粉末的质量的0.5%;所述水的含量为所述麦饭石粉末质量的150%;所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠,所述分散剂为聚乙烯蜡。
本实施例中所述功能性粘胶纺丝液包括粘胶溶液,以及占所述粘胶溶液的含量的6~12%的麦饭石浆液;所述粘胶溶液的落球粘度为85秒;所述功能性粘胶纺丝液的落球粘度为50秒。
本实施例中所述麦饭石浆液的制备方法为:向麦饭石粉末中加入表面活性剂和分散剂,再加入水研磨90分钟配制成麦饭石浆液。
采用上述功能性粘胶纺丝液进行湿法纺丝,湿法纺丝主要的工序步骤包括功能性粘胶纺丝液混合、过滤和脱泡,进入纺丝机,通过计量泵、喷丝头、凝固浴和后处理。
本实施例中所述麦饭石浆液直接与粘胶溶液进行混合形成功能性粘胶纺丝液,所述功能性粘胶纺丝液经过滤、熟成、脱泡后进行湿法纺丝,进入纺丝机,通过计量泵、喷 丝头、凝固浴和后处理获得含有麦饭石的粘胶纤维。
过滤阶段在三道过滤后增加3层府绸滤布过滤;熟成阶段的放置温度为16℃,放置时间至少为24小时。
所述湿法纺丝中凝固浴的温度为30℃;凝固浴的为含有15wt%的H2SO4和20wt%的Na2SO4的水溶液;所述湿法纺丝的纺丝速度为60米/分。
本实施例中的制备含有麦饭石的粘胶纤维的方法中如未做特别说明,均可以采用现有技术中常用的工艺参数和工艺流程进行湿法纺丝。
实施例3
本实施例中为制备含有麦饭石的粘胶纤维的方法,其为功能性粘胶短纤维。
麦饭石原料,挑选质量较好的、有明显斑状组织、观粗糙多孔,肉眼就能看到很多小孔的狭长粒点麦饭石作为本发明的原料。
实施例中选用长白山优质麦饭石原料经洗涤、粗粉、除尘,除杂,再用粉碎机粉碎成粒度为250目的麦饭石微粉。所述麦饭石粉末使用前经浸泡和吸附处理,浸泡采用浓度为20g/L的碱性水溶液;吸附采用微孔过滤材质或海泡石。采用这样的处理以除去麦饭石微粉中含有的Hg和Pb等有害元素。本实施例中采用的微孔滤膜材质为聚丙烯。
所述麦饭石浆液包括麦饭石粉末、表面活性剂、分散剂和水;所述表面活性剂的添加量为所述麦饭石粉末的质量的0.4%;所述水的含量为所述麦饭石粉末质量的100%;所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠,所述分散剂为聚乙烯蜡。
本实施例中所述功能性粘胶纺丝液包括粘胶溶液,以及占所述粘胶溶液的含量的6%的麦饭石浆液;所述粘胶溶液的落球粘度为79秒;所述功能性粘胶纺丝液的落球粘度为51秒。
本实施例中所述麦饭石浆液的制备方法为:向麦饭石粉末中加入表面活性剂和分散剂,再加入水研磨80分钟配制成麦饭石浆液。
采用上述功能性粘胶纺丝液进行湿法纺丝,湿法纺丝主要的工序步骤包括功能性粘胶纺丝液混合、过滤和脱泡,进入纺丝机,通过计量泵、喷丝头、凝固浴和后处理。
本实施例中所述麦饭石浆液直接与粘胶溶液进行混合形成功能性粘胶纺丝液,所述功 能性粘胶纺丝液经过滤、熟成、脱泡后进行湿法纺丝,进入纺丝机,通过计量泵、喷丝头、凝固浴和后处理获得含有麦饭石的粘胶纤维。
过滤阶段在三道过滤后增加2层府绸滤布过滤;熟成阶段的放置温度为17℃,放置时间至少为24小时。
所述湿法纺丝中凝固浴的温度为40℃;凝固浴的为含有10wt%的H2SO4和20wt%的Na2SO4的水溶液;所述湿法纺丝的纺丝速度为70米/分。
本实施例中的制备含有麦饭石的粘胶纤维的方法中如未做特别说明,均可以采用现有技术中常用的工艺参数和工艺流程进行湿法纺丝。
实施例4
本实施例中为制备含有麦饭石的粘胶纤维的方法,其为功能性粘胶短纤维。
麦饭石原料,挑选质量较好的、有明显斑状组织、观粗糙多孔,肉眼就能看到很多小孔的狭长粒点麦饭石作为本发明的原料。
实施例中选用长白山优质麦饭石原料经洗涤、粗粉、除尘,除杂,再用粉碎机粉碎成粒度为200目的麦饭石微粉。所述麦饭石粉末使用前经浸泡和吸附处理,浸泡采用浓度为25g/L的碱性水溶液;吸附采用微孔过滤材质或海泡石。采用这样的处理以除去麦饭石微粉中含有的Hg和Pb等有害元素。本实施例中采用的微孔滤膜材质为聚偏氟乙烯。
所述麦饭石浆液包括麦饭石粉末、表面活性剂、分散剂和水;所述表面活性剂的添加量为所述麦饭石粉末的质量的0.3%;所述水的含量为所述麦饭石粉末质量的100%;所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠,所述分散剂为聚乙烯蜡。
本实施例中所述功能性粘胶纺丝液包括粘胶溶液,以及占所述粘胶溶液的含量的6~12%的麦饭石浆液;所述粘胶溶液的落球粘度为75秒;所述功能性粘胶纺丝液的落球粘度为45秒。
本实施例中所述麦饭石浆液的制备方法为:向麦饭石粉末中加入表面活性剂和分散剂,再加入水研磨60分钟配制成麦饭石浆液。
采用上述功能性粘胶纺丝液进行湿法纺丝,湿法纺丝主要的工序步骤包括功能性粘胶纺丝液混合、过滤和脱泡,进入纺丝机,通过计量泵、喷丝头、凝固浴和后处理。
本实施例中所述麦饭石浆液直接与粘胶溶液进行混合形成功能性粘胶纺丝液,所述功能性粘胶纺丝液经过滤、熟成、脱泡后进行湿法纺丝,进入纺丝机,通过计量泵、喷丝头、凝固浴和后处理获得含有麦饭石的粘胶纤维。
过滤阶段在三道过滤后增加3层府绸滤布过滤;熟成阶段的放置温度为18℃,放置时间至少为24小时。
所述湿法纺丝中凝固浴的温度为30℃;凝固浴的为含有20wt%的H2SO4和20wt%的Na2SO4的水溶液;所述湿法纺丝的纺丝速度为80米/分。
本实施例中的制备含有麦饭石的粘胶纤维的方法中如未做特别说明,均可以采用现有技术中常用的工艺参数和工艺流程进行湿法纺丝。
实施例5
本实施例中为制备含有麦饭石的粘胶纤维的方法,其为功能性粘胶短纤维。
麦饭石原料,挑选质量较好的、有明显斑状组织、观粗糙多孔,肉眼就能看到很多小孔的狭长粒点麦饭石作为本发明的原料。
实施例中选用长白山优质麦饭石原料经洗涤、粗粉、除尘,除杂,再用粉碎机粉碎成粒度为200目的麦饭石微粉。所述麦饭石粉末使用前经浸泡和吸附处理,浸泡采用浓度为9g/L的碱性水溶液;吸附采用微孔过滤材质或海泡石。采用这样的处理以除去麦饭石微粉中含有的Hg和Pb等有害元素。本实施例中采用的微孔过滤材质为尼龙66。
所述麦饭石浆液包括麦饭石粉末、表面活性剂、分散剂和水;所述表面活性剂的添加量为所述麦饭石粉末的质量的0.6%;所述水的含量为所述麦饭石粉末质量的160%;所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠,所述分散剂为聚乙烯蜡。
本实施例中所述功能性粘胶纺丝液包括粘胶溶液,以及占所述粘胶溶液的含量的11%的麦饭石浆液;所述粘胶溶液的落球粘度为81秒;所述功能性粘胶纺丝液的落球粘度为46秒。
本实施例中所述麦饭石浆液的制备方法为:向麦饭石粉末中加入表面活性剂和分散剂,再加入水研磨80分钟配制成麦饭石浆液。
采用上述功能性粘胶纺丝液进行湿法纺丝,湿法纺丝主要的工序步骤包括功能性粘胶 纺丝液混合、过滤和脱泡,进入纺丝机,通过计量泵、喷丝头、凝固浴和后处理。
本实施例中所述麦饭石浆液直接与粘胶溶液进行混合形成功能性粘胶纺丝液,所述功能性粘胶纺丝液经过滤、熟成、脱泡后进行湿法纺丝,进入纺丝机,通过计量泵、喷丝头、凝固浴和后处理获得含有麦饭石的粘胶纤维。
过滤阶段在三道过滤后增加2层府绸滤布过滤;熟成阶段的放置温度为17℃,放置时间至少为24小时。
所述湿法纺丝中凝固浴的温度为40℃;凝固浴的为含有15wt%的H2SO4和15wt%的Na2SO4的水溶液;所述湿法纺丝的纺丝速度为75米/分。
本实施例中的制备含有麦饭石的粘胶纤维的方法中如未做特别说明,均可以采用现有技术中常用的工艺参数和工艺流程进行湿法纺丝。
采用实施例1~5中工艺进行湿法纺丝获得了含有麦饭石的粘胶纤维,将这种粘胶纤维与棉纤维进行混纺形成含有麦饭石的功能性纱线,此纱线的支数为60s。将这种纱线通过织造工艺应用于家用纺织品的面料上使得家用纺织品具有保健功效。
实施例1~5中获得的含有麦饭石的粘胶纤维的主要性能参数如下表所示:
本发明实施例1~5中的方法具有可行性,纺丝工艺稳定,适合大规模工业化生产。而且麦饭石很好的结合在纤维中,使得最终形成的面料上具有麦饭石颗粒的功能,起到保健作用,并且这种功能能够持久,在使用2年水洗30次之后仍然具有良好的功能性特点。
以上所述,仅为本发明的较佳实施例,并非对本发明任何形式上和实质上的限制,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员,在不脱离本发明方法的前提下,还将可以做出若干改进和补充,这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化,均为本发明的等效实施例;同时,凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变,均仍属于本发明的技术方案的范围内。