CN106436017B - 一种壳寡糖纤维素纤维水刺无纺布及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种壳寡糖纤维素纤维水刺无纺布及其生产方法，涉及功能性水刺无纺布制备领域，该水刺无纺布由以下重量百分比的纤维组成：20‑30％的壳寡糖、70‑80％的棉纤维或合成纤维，纤维的纤度均为1.33—1.67dtex，生产方法与壳寡糖纤维素纤维的制备过程相结合，且水刺过程中也采用壳寡糖预处理液进行处理，在水刺过程中进一步增加壳寡糖的含量，最终可使无纺布中的壳寡糖的含量高达20‑30％，壳寡糖与棉纤维以共价键连接，不容易脱落，稳定性高，抗菌水刺无纺布产品的保质期时间长。

Description

一种壳寡糖纤维素纤维水刺无纺布及其生产方法
技术领域
本发明涉及功能性水刺无纺布制备领域，具体涉及一种壳寡糖纤维素纤维水刺无纺布及其生产方法。
背景技术
人体产生的很多汗液、皮脂、以及其他各种分泌物会附着在穿着的衣物上，同时穿着的衣物也会被环境中的污物所玷污，在病菌的繁殖和传递过程中成为一个重要的媒体。相对于自然界中的微生物而言，人类的皮肤是一种很好的营养基。一般情况下，人们皮肤上的一些常驻菌起着保护皮肤免受病菌危害的作用，然而一旦微生物中的菌群失调，它们中少量病菌就会大量繁殖，并通过皮肤、呼吸道、消化道以及生殖道粘膜对人体造成危害。所以人们需要能抵抗细菌的纺织品衣物来满足健康的要求。
现有技术中，水刺无纺布的生产往往直接采用成品纤维进行生产，而普通纤维素纤维具有优良的纺织性能，但是纤维本身没有抗菌、防螨性能，采用壳寡糖纤维素纤则具有抗菌、防螨的功能，基本能满足人们环保、保健的需求，专利申请号为201510028848.X的专利申请公开了一种壳寡糖修饰棉纤维的制备工艺，这种工艺制备壳寡糖修饰棉纤维，使壳寡糖与棉纤维以共价键连接，保持了棉纤维原有的主要力学性能。
专利申请号为201610347050.6的专利申请公开了一种茶多酚纤维素纤维水刺无纺布及其生产工艺，该无纺布将天然萃取的纳米级茶多酚和无机盐复合抗菌剂，在生产制作水刺无纺布时加入纤维网内制成高效吸湿、导汗抗菌、抗过敏及消炎的产品。
以上技术存在以下问题：
1.壳寡糖纤维素利用粘胶纤维成品或者棉纤维进行修饰处理，没能和前端粘胶纤维制备工艺有机结合，更没有和后端无纺布水刺工艺相结合，使得工艺流程长、工艺复杂，只能小批量生产，而且粘胶纤维制备工艺、接枝过程以及无纺布水刺工艺均有洗涤、烘干操作，这在操作上出现了3次重复，浪费水以及能源，造成生产成本高的问题；此外，由于先进行纺丝得到粘胶纤维成品或者棉纤维，在接枝过程中，部分纤维素不能与壳寡糖充分接触，实际接枝率仅为3.28％～3.5％，接枝率效果提高不明显；
2.纤维与抗菌功能剂之间的连接不是化学连接，仅靠抗菌功能剂附着在纤维上来实现抗氧化、导汗抗菌、抗过敏及消炎作用，在使用过程中，多次水洗后抗菌功能剂容易掉落，抗氧化、抗菌稳定性不高，产品保质期短；
3.工艺流程长，制作工艺复杂，生产成本高。
发明内容
本发明目的是提供一种壳寡糖纤维素纤维水刺无纺布及其生产方法，以解决现有技术抗菌稳定性不高、抗菌有效期短、多次水洗后抗菌功能剂容易掉落的问题。
为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：
一种壳寡糖纤维素纤维水刺无纺布，由以下重量百分比的纤维组成：20-30％的壳寡糖、70-80％的棉纤维或合成纤维，纤维的纤度为1.33-1.67dtex。
一种壳寡糖纤维素纤维水刺无纺布的生产方法，包括如下步骤：
(1)制备壳寡糖纤维素纤维：配制质量分数为1-20％的壳寡糖水溶液，用稀盐酸调节壳寡糖水溶液的PH值至3-4，将壳寡糖水溶液加热至60-80℃，在搅拌条件下滴加偶联剂，滴加完后将体系温度升至90-110℃，维持反应4-6小时后用稀氢氧化钠溶液调节反应液的pH值至9-11即得到壳寡糖预处理液，然后降到室温后按照壳寡糖占粘胶中甲纤5-15％(质量比)的比例加入粘胶中，充分混合后进入熟成中间桶，熟成中间桶中一直保持搅拌状态，维持反应8-24小时后直接进行纺丝得到壳寡糖纤维素纤维；
(2)将步骤(1)得到的壳寡糖纤维素纤维与棉纤维或合成纤维进行混合梳理得到无纺布纤维网；
(3)用步骤(1)中的壳寡糖预处理液对步骤(2)得到的无纺布纤维网进行360度全维度水刺固结，共11道水刺工序，水刺压力成螺旋式梯度逐步增加；在水刺工序的最后一道通过高压水刺打孔技术，形成每平方厘米无纺布布面同时成形时平均分布60个导流孔，其中用于水刺的壳寡糖预处理液在水刺过程中循环利用；
(4)将步骤(3)制得的水刺无纺布移入隧道式烘干机中，在90～100℃、传动速度为0.2～0.3r/min的条件下，焙烤处理2.5～3h，焙烤完成后，再将水刺无纺布移入喷射清洗隧道中清洗，水刺无纺布的上下均设置喷射口，喷射水量与水刺无纺布面积比为10-15L∶1m2，清洗完成后再移入隧道式烘干机中，离心机转速为500～1500r/min，收集离心沉淀，将其移入隧道式烘干机中，在80～100℃、传动速度为0.1～0.5r/min的条件下，处理2～3h，最终无纺布的含水湿度7.5％-9.5％。
进一步的，步骤(1)中，偶联剂的用量为壳寡糖的10-50％(质量比)，滴加偶联剂的时间为30-60min。
更进一步的，步骤(1)中所采用的偶联剂为硅烷偶联剂或环氧氯丙烷。
再进一步的，所述硅烷偶联剂为γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷或γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
(1)本发明与壳寡糖纤维素纤维的制备过程相结合，壳寡糖纤维素纤维本身含有一定量的壳寡糖，且水刺过程中也采用壳寡糖预处理液进行处理，在水刺过程中进一步增加壳寡糖的含量，最终可使无纺布中的壳寡糖的含量高达20-30％，具有抑菌、防臭、驱螨等保健功能，且抗菌性能高，壳寡糖与纤维素纤维以共价键连接，不容易脱落，稳定性高，产品的抗菌时间长，多次水洗后抗菌功能剂也不容易掉落；
(2)通过壳寡糖接枝、前端纺丝工艺以及水刺过程有机结合，得到的纤维无需烘干直接进入水刺步骤，而且无需专门进行水刺预处理，一体化生产，大大缩短了工艺流程，简化了工艺，方法简便、易于规模化生产；
(3)仅在纺布后进行洗涤、烘干操作，从前到后整个工艺过程能耗以及水耗缩短至原来的三分之一，大大降低了生产成本。
具体实施方式
实施例1
一种壳寡糖纤维素纤维水刺无纺布的生产方法，包括如下步骤：
(1)制备壳寡糖纤维素纤维：向搪玻璃反应釜泵入50L水，开启搅拌，并加入7Kg的壳寡糖，充分溶解后用稀盐酸将壳寡糖水溶液的PH值调节至3-4，然后将壳寡糖水溶液加热至60-80℃，维持体系温度60-80℃在搅拌条件下于30～60min内在体系中滴加2Lγ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，滴加完后将体系温度升至90-110℃，维持体系温度90-110℃反应4小时后用稀氢氧化钠溶液调节反应液的pH值至9-11即得到壳寡糖预处理液，然后降到室温后用注射系统将配制的壳寡糖预处理液按照壳寡糖预处理液与粘胶中甲纤5％的比例加入粘胶中，经过静态混合器混合后进入熟成中间桶，熟成中间桶中一直保持搅拌状态，维持反应8小时后直接进行纺丝得到壳寡糖纤维素纤维；
(2)将步骤(1)得到的壳寡糖纤维素纤维与棉纤维或合成纤维进行混合梳理得到无纺布纤维网；
(3)用步骤(1)中的壳寡糖预处理液对步骤(2)得到的无纺布纤维网进行360度全维度水刺固结，共11道水刺工序，水刺压力成螺旋式梯度逐步增加；在水刺工序的最后一道通过高压水刺打孔技术，形成每平方厘米无纺布布面同时成形时平均分布60个导流孔，其中用于水刺的壳寡糖预处理液在水刺过程中循环利用；
(4)将步骤(3)制得的水刺无纺布移入隧道式烘干机中，在90～100℃、传动速度为0.2～0.3r/min的条件下，焙烤处理2.5～3h，焙烤完成后，再将水刺无纺布移入喷射清洗隧道中清洗，水刺无纺布的上下均设置喷射口，喷射水量与水刺无纺布面积比为10-15L∶1m2，清洗完成后再移入隧道式烘干机中，离心机转速为500～1500r/min，收集离心沉淀，将其移入隧道式烘干机中，在80～100℃、传动速度为0.1～0.5r/min的条件下，处理2～3h，最终无纺布的含水湿度7.5％-9.5％。
本实施例制得的壳寡糖纤维素纤维水刺无纺布由以下重量百分比的纤维组成：20-30％的壳寡糖、70-80％的棉纤维或合成纤维，纤维的纤度均为1.33-1.67dtex。
本实施例通过壳寡糖接枝、前端纺丝工艺以及水刺过程有机结合，一体化生产，大大缩短了工艺流程，简化了工艺，方法简便、易于规模化生产，制得的壳寡糖纤维素纤维水刺无纺布，壳寡糖的含量高达20-30％，具有抑菌、防臭、驱螨等保健功能，且抗菌性能高，壳寡糖与纤维素纤维以共价键连接，不容易脱落，稳定性高。
经本实例方法制得的水刺无纺布的具体指标如表1：
表1壳寡糖纤维素纤维水刺无纺布产品参数
如上表所示，本实施例制备的水刺无纺布在保证标准质量的基础上，具有优异的抗菌性能，且多次水洗后抗菌性能基本不变，仍然具备优异的抗菌性能，证明了本产品的有效抗菌性的保质期时间长。
以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims (4)

1.一种壳寡糖纤维素纤维水刺无纺布的生产方法，其特征在于，该壳寡糖纤维素纤维水刺无纺布由以下重量百分比的纤维组成：20-30%的壳寡糖、70-80%的棉纤维或合成纤维，纤维的纤度均为1.33—1.67dtex，壳寡糖纤维素纤维水刺无纺布的生产包括如下步骤：
（1）制备壳寡糖纤维素纤维：配制质量分数为1-20%的壳寡糖水溶液，用稀盐酸调节壳寡糖水溶液的PH值至3-4，将壳寡糖水溶液加热至60-80℃，在搅拌条件下滴加偶联剂，滴加完后将体系温度升至90-110℃，维持反应4-6小时后用稀氢氧化钠溶液调节反应液的pH值至9-11即得到壳寡糖预处理液，然后降到室温后按照壳寡糖占粘胶质量比5-15%的比例加入粘胶中，充分混合后进入熟成中间桶，熟成中间桶中一直保持搅拌状态，维持反应8-24小时后直接进行纺丝得到壳寡糖纤维素纤维；
（2）将步骤（1）得到的壳寡糖纤维素纤维与棉纤维或合成纤维进行混合梳理得到无纺布纤维网；
（3）用步骤（1）中的壳寡糖预处理液对步骤（2）得到的无纺布纤维网进行360度全维度水刺固结，共11道水刺工序，水刺压力成螺旋式梯度逐步增加；在水刺工序的最后一道通过高压水刺打孔技术，形成每平方厘米无纺布布面同时成形时平均分布60个导流孔，其中用于水刺的壳寡糖预处理液在水刺过程中循环利用；
（4）将步骤（3）制得的水刺无纺布移入隧道式烘干机中，在90～100℃、传动速度为0.2～0.3r/min的条件下，焙烤处理2.5～3h，焙烤完成后，再将水刺无纺布移入喷射清洗隧道中清洗，水刺无纺布的上下均设置喷射口，喷射水量与水刺无纺布面积比为10-15L∶1m2，清洗完成后再移入隧道式烘干机中，在80～100℃、传动速度为0.1～0.5r/min的条件下，处理2～3h，最终无纺布的含水湿度7.5%-9.5%。
2.如权利要求1所述的一种壳寡糖纤维素纤维水刺无纺布的生产方法，其特征在于，步骤（1）中，偶联剂的用量为壳寡糖质量比的10-50%，滴加偶联剂的时间为30-60 min。
3.如权利要求1或2所述的一种壳寡糖纤维素纤维水刺无纺布的生产方法，其特征在于，步骤（1）中所采用的偶联剂为硅烷偶联剂或环氧氯丙烷。
4.如据权利要求3所述的一种壳寡糖纤维素纤维水刺无纺布的生产方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂为γ-（2，3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷或γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。
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