一种含砭石的保健再生纤维素纤维及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种功能性再生纤维素纤维及其制备方法,具体是指一种含砭石的保健再生纤维素纤维及其制备方法,属再生纤维素纤维生产技术领域。
背景技术
再生纤维素纤维,早在20世纪初就实现了工业化生产。因其具有与棉相近的性能,回潮率符合人体皮肤生理需求,同时具有透气、光滑、抗静电、易染色等优点,应用领域广泛,在医疗卫生、家纺、服装等都有大量应用。随着科学技术的不断发展,利用再生纤维素纤维特点,以再生纤维素纤维为基体的各种新型功能纤维不断研制成功,进一步拓展再生纤维素纤维市场。
功能性纤维可以提高其纺织产品的附加值,提升纺织产品的功能和档次,满足多元化的服用需求,所以设计与研发新型功能性纤维产品成为纺织行业的热点。同时,随着人们消费观念的改善、对自身健康越来越重视,绿色、环保、保健型的功能性纤维将有广阔的市场前景。
砭石,即为能治疗疾病的石头,最早出现在《黄帝内经》中。天然砭石的主要成分是一种称为“微晶灰岩”的矿物质,其中最多的是锶、氧化钙,其次是氧化硅、氧化钠等,还有铝、铁、镁、磷等多种元素,微量元素及稀土元素含有铬、锰、镍、铜、钇等超过36种对人体有益的元素,放射性物质含量极微。
中医认为砭石具有安神、调理气血、疏通经络的作用,通过微晶红外、脉冲达到一些治疗和保健功能。
现有的功能纤维存在以下不足:
(1)抑菌率较差;
(2) 添加的功能成分会降低纤维的强度、伸长率等质量指标;
(3)砭石成分含量较低;
(4)现有技术中砭石加入纤维中,砭石的功能会受到影响,法相发射率、保暖率、克罗值将降低;
(5)现有技术中,未见砭石纤维能够改善神经衰弱、关节炎的报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是针对现有技术的不足,提供一种含砭石的保健再生纤维素纤维及其制备方法,以实现以下发明目的:
(1)本发明制得的纤维对金黄色葡萄球菌的抑菌率≥ 90.0%、对大肠杆菌的抑菌率≥ 91.0%、对白色念珠菌的抑制率≥ 85.0%。
(2) 本发明制得的纤维,干断裂强度≥2.4cN/dtex,湿断裂强度≥1.5cN/tex,干断裂伸率≥19%;残硫量≤12mg/100g、疵点≤10.0mg/g、倍长纤维≤20mg/g、超长纤维率≤1.0%。
(3)本发明制得的砭石复合再生纤维素纤维,砭石成分含量可达到6~8%。
(4)本发明制得的砭石复合再生纤维素纤维具有能够发射远红外线,法相发射率为86%以上,保暖蓄热,保暖率可达82.2%以上,克罗值可达2.613以上。
(5)采用100%本发明所述纤维,制成枕头外罩,枕用3个月后,对神经衰弱导致的失眠有较好的改善效果,改善率达92.7%。
(6)采用100%本发明所述纤维,制成护膝,试穿3个月后,对关节炎有良好的改善效果,改善率达91.2%。
为解决上述技术问题,本发明采取的技术方案如下:
一种含砭石的保健再生纤维素纤维,其特征在于:所述纤维,干断裂强度≥2.4cN/dtex,湿断裂强度≥1.5cN/tex,干断裂伸率≥19%;
以下是对上述技术方案的进一步改进:
所述纤维,残硫量≤12mg/100g、疵点≤10.0mg/g、倍长纤维≤20mg/g、超长纤维率≤1.0%;
所述纤维对金黄色葡萄球菌的抑菌率≥ 90.0%、对大肠杆菌的抑菌率≥ 91.0%、对白色念珠菌的抑制率≥ 85.0%;
一种含砭石的保健再生纤维素纤维的制备方法,所述方法包括共混纺丝液的制备;所述共混纺丝液的制备,砭石分散溶液与再生纤维素纺丝原液的质量比为2:100~1:10。
所述砭石分散溶液与再生纤维素纺丝原液的质量比,优选为5:100~8:100。
所述方法,包括砭石分散溶液的制备;所述砭石分散溶液的制备,包括加入分散剂a;所述加入分散剂a,1000份去离子水中加入10-20份分散剂a;保持温度20-26℃。
所述加入分散剂a,优选为1000份去离子水中加入16-17份分散剂a;保持温度20-26℃。
所述分散剂a,由聚丙烯钠盐2份、多偏磷酸钠3份、焦磷酸钠1份组成。
所述砭石分散溶液的制备,包括加入砭石粉;所述加入砭石粉,加入10-100份的砭石粉,加料速度为10g/min,并不断搅拌,搅拌速度40-60r/min;
所述加入砭石粉,优选为加入40-60份;
所述砭石粉,粒径为4μm。
所述砭石分散溶液的制备,包括加入增稠剂;所述加入增稠剂,加入10-50份的增稠剂,以每分钟1℃的速度提高温度至40-50℃,每分钟提高5r搅拌速度至100-160r/min,保持10分钟;所述增稠剂为羧甲基纤维素钠。
所述增稠剂的加入量,优选为加入10-15份。
所述砭石分散溶液的制备,包括加入氢氧化钠、研磨;所述加入氢氧化钠,调节pH值至7.5-9;所述研磨,研磨时间3-5h,使得砭石微粒最大直径小于等于0.8μm。
所述pH值,优选为调节至7.8-8.0。
所述方法,包括制备再生纤维素纺丝液;所述再生纤维素纺丝液,聚合度400-800,甲纤的重量百分比含量为8-9%,碱的重量百分比含量为4-6%,落球粘度45-65秒,熟成度8-16%。
所述再生纤维素纺丝液,优选为聚合度450-600,甲纤的重量百分比含量为8-8.3%,碱的重量百分比含量为4-4.5%,落球粘度45-50秒,熟成度9-12%。
所述方法,还包括加入分散剂b,所述分散剂b,各组分的质量比例为硬脂酸锌2份、六偏磷酸钠4份、聚乙二醇3份、三乙基己基磷酸5份、纳米二氧化钛分散液2份。
所述方法,还包括纺丝,所述纺丝,酸浴成型指标为:硫酸70-135g/L;硫酸钠:250-360g/L;硫酸锌10-25g/L;温度35-40℃。
作为优选,后处理步骤包括:切断→水洗→脱硫→上油。
作为优选,所述脱硫剂为亚硫酸钠。
采用本发明的技术方案可获得的有益效果是:
(1)本发明制得的砭石复合再生纤维素纤维具有显著的抑菌功能,对金黄色葡萄球菌的抑菌率≥ 90.0%、对大肠杆菌的抑菌率≥ 91.0%、对白色念珠菌的抑制率≥ 85.0%。
(2) 本发明制得的纤维,干断裂强度≥2.4cN/dtex,湿断裂强度≥1.5cN/tex,干断裂伸率≥19%;残硫量≤12mg/100g、疵点≤10.0mg/g、倍长纤维≤20mg/g、超长纤维率≤1.0%。
(3)本发明制得的砭石复合再生纤维素纤维,砭石成分含量高,可达到6~8%,对人体健康有益。
(4)本发明制得的砭石复合再生纤维素纤维具有能够发射远红外线,法相发射率为86%以上,保暖蓄热,保暖率可达82.2%以上,克罗值可达2.613以上。
(5)本发明制得的砭石复合再生纤维素纤维能够发射负离子,且含有丰富矿物质,具有较好的保健功能。
(6)采用100%本发明实施例1所述纤维,制成枕头外罩,枕用3个月后,对神经衰弱导致的失眠有较好的改善效果,改善率达92.7%。
(7)采用100%本发明实施例1所述纤维,制成护膝,试穿3个月后,对关节炎有良好的改善效果,改善率达91.2%。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,但并不限定于本发明。
实施例1 一种含砭石的保健再生纤维素纤维及其制备方法,包括以下步骤:
步骤1、砭石分散溶液的制备:
包括以下过程:
(1)加入分散剂a
在1000g去离子水中加入1.5%的分散剂a,保持温度22℃;
所述分散剂a,由聚丙烯钠盐2份、多偏磷酸钠3份、焦磷酸钠1份组成。
(2)加入砭石粉
加入50g的砭石粉,加料速度为10g/min,并不断搅拌,搅拌速度45r/min;
所述砭石粉,粒径为4μm。
(3)加入增稠剂
向(2)所得溶液中加入10g的增稠剂,以每分钟1℃的速度提高温度至42℃,每分钟提高5r搅拌速度至120r/min,保持10分钟;
所述增稠剂为羧甲基纤维素钠。
(4)加入氢氧化钠
加入氢氧化钠调节pH值8。
(5)超细研磨
对(4)所得溶液进行超细研磨,研磨时间3.5h,使得砭石微粒最大直径小于等于0.8μm,然后倒料至液位平衡桶内进行脱泡,制得砭石分散溶液。
步骤2、制备再生纤维素纺丝液
以纤维素浆粕为原料,经包括浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化和溶解步骤制得再生纤维素纺丝液;所得到的再生纤维素纺丝液聚合度500,甲纤的重量百分比含量为8.1%,碱的重量百分比含量为4.2%,落球粘度46秒,熟成度10%。
步骤3、共混纺丝液的制备
在再生纤维素纺丝液过滤工序前,加入之前制备的砭石分散溶液,并搅拌15-20分钟;所述砭石分散溶液与再生纤维素纺丝原液的质量比为5:100。
步骤4、加入分散剂b
向上述共混纺丝液中,加入分散剂b,分散剂b的加入量为4.2%;
所述分散剂b,各组分的质量比例为硬脂酸锌2份、六偏磷酸钠4份、聚乙二醇3份、三乙基己基磷酸5份、纳米二氧化钛分散液2份;
所述纳米二氧化钛分散液,为半透明液体,pH为5,平均粒径为15nm,有效成分含量为20%,干基含量为99.9%;
所述硬脂酸锌,锌含量为10.5-11.5% ,密度为1.095g/cm3 ,熔点为118-125℃。
步骤5、纺丝
将制备好的共混再生纤维素纺丝液经过滤后引入凝固浴纺丝成型,纺丝酸浴成型指标为:硫酸110g/L;硫酸钠:290g/L;硫酸锌12.5g/L;温度35℃。然后经丝条牵伸和后处理步骤得到砭石复合再生纤维素纤维。
所得到的含砭石复合再生纤维素纤维指标如下表1所示:
表1本发明实施例1制备的纤维的质量指标
本发明实施例1制得的砭石复合再生纤维素纤维,具有能够发射远红外线,法相发射率为80%,保暖蓄热,保暖率可达78%,克罗值可达2.423。
采用100%本发明实施例1所述纤维,制成枕头外罩,枕用3个月后,对神经衰弱导致的失眠有较好的改善效果,改善率达92.7%;
采用100%本发明实施例1所述纤维,制成护膝,试穿3个月后,对关节炎有良好的改善效果,改善率达91.2%。
实施例2 砭石分散溶液中砭石微粒的最大直径单因素分析实验
采用实施例1所述的纤维的制备,只改变步骤1、砭石分散溶液的制备中,(5)超细研磨过程中,砭石微粒的最大直径,进行单因素分析实验,见表2。
表2砭石分散溶液中砭石微粒的最大直径单因素分析实验
由上述单因素分析实验,可知,实施例5是优选实施例,即砭石分散溶液中,砭石微粒的最大直径优选为0.3μm。
实施例8 砭石分散溶液与再生纤维素纺丝原液的质量比单因素分析实验
采用实施例1所述的纤维的制备,只改变步骤3、共混纺丝液的制备中,砭石分散溶液与再生纤维素纺丝原液的质量比,进行单因素分析实验,具体见表3。
表3砭石分散溶液与再生纤维素纺丝原液的质量比单因素分析实验
通过上述单因素分析实验,可知,实施例5是优选实施例,砭石分散溶液与再生纤维素纺丝原液的质量比优选为7:100。
实施例14一种含砭石的保健再生纤维素纤维及其制备方法
采用实施例1所述的制备方法,改变之处为:采用上述单因素分析优选出的最佳参数进行实验,即步骤1、砭石分散溶液的制备中,(5)超细研磨过程中,砭石微粒的最大直径为0.3μm;步骤3、共混纺丝液的制备中,砭石分散溶液与再生纤维素纺丝原液的质量比为7:100;进行实验。
结果为:
本发明实施例14制备的纤维,纤度为1.67dtex;干断裂强度为5.4cN/dtex;湿断裂强度为3.6cN/dtex;干断裂伸长率为26.7 %;
本发明实施例14制备的纤维,对大肠杆菌的抑菌率为98.4%;对金黄色葡萄球菌的抑菌率为98.7% ;对白色念珠菌的抑菌率为97.3%;
本发明实施例14制备的纤维,具有能够发射远红外线,法相发射率为89%,保暖蓄热,保暖率可达95.7%,克罗值可达2.623。
采用100%本发明实施例14所述纤维,制成枕头外罩,枕用3个月后,对神经衰弱导致的失眠有较好的改善效果,改善率达96.7%;
采用100%本发明实施例1所述纤维,制成护膝,试穿3个月后,对关节炎有良好的改善效果,改善率达98.6%。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。