CN106592104B - 一种茶多酚纤维素纤维水刺无纺布及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种茶多酚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：10‑15％的茶多酚、85‑90％的棉纤维或合成纤维，其中50‑75％的茶多酚通过硅烷偶联剂接枝在纤维素上，剩余25‑50％的茶多酚游离附着于纤维素上，纤维的纤度均为1.33—1.67dtex，生产方法与茶多酚纤维素纤维的制备过程相结合，且水刺过程中也采用茶多酚预处理液进行处理，在水刺过程中进一步增加茶多酚的含量，最终可使无纺布中的茶多酚的含量高达20‑30％。

Description

一种茶多酚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，具体涉及一种茶多酚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。
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，但存在如下问题：
1.纤维与茶多酚和无机盐复合抗菌剂之间的连接不是化学连接，仅靠茶多酚和无机盐复合抗菌剂附着在纤维上实现抗氧化、导汗抗菌、抗过敏及消炎作用，在使用过程中，多次洗涤后茶多酚和无机盐复合抗菌剂容易掉落，抗氧化、抗菌稳定性不高；
2.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茶多酚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、多次洗涤后茶多酚和无机盐复合抗菌剂容易掉落的问题。
为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：
一种茶多酚纤维素纤维水刺无纺布，由以下重量百分比的纤维组成：10-15％的茶多酚、85-90％的棉纤维或合成纤维，其中50-75％的茶多酚通过硅烷偶联剂接枝在纤维素上，剩余25-50％的茶多酚游离附着于纤维素上，纤维的纤度均为1.33—1.67dtex。
一种茶多酚纤维素纤维水刺无纺布的生产方法，包括如下步骤：
(1)制备茶多酚纤维素纤维：配制质量分数为10-20％的茶多酚水溶液，用稀盐酸调节茶多酚水溶液的pH值至4-5，将茶多酚水溶液加热至70-80℃，在搅拌条件下滴加硅烷偶联剂，滴加完后将体系温度升至100-130℃，维持反应8-10小时后用稀氢氧化钠溶液调节反应液的pH值至7-8即得到茶多酚预处理液，然后降到室温后按照茶多酚占粘胶质量比的20-35％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30-36小时后直接进行纺丝得到湿茶多酚纤维素纤维；
(2)将步骤(1)得到的湿茶多酚纤维素纤维与棉纤维或合成纤维进行混合梳理得到湿无纺布纤维网；
(3)用步骤(1)中的茶多酚预处理液对步骤(2)得到的湿无纺布纤维网进行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，其中用于水刺的茶多酚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，硅烷偶联剂的用量为茶多酚质量比的30-40％，滴加硅烷偶联剂的时间为20-30min。
更进一步的，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)本发明与茶多酚纤维素纤维的制备过程相结合，茶多酚纤维素纤维本身含有一定量的茶多酚，且水刺过程中也采用茶多酚预处理液进行处理，在水刺过程中进一步增加茶多酚的含量，最终可使无纺布中的茶多酚的含量高达20-30％，具有抑菌、防臭、驱螨等保健功能，且抗菌性能高，茶多酚与棉纤维以共价键连接，多次洗涤后茶多酚和无机盐复合抗菌剂也不容易脱落，稳定性高；
(2)通过茶多酚接枝、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
一种茶多酚纤维素纤维水刺无纺布的生产方法，包括如下步骤：
(1)制备茶多酚纤维素纤维向搪玻璃反应釜泵入50L水，开启搅拌，并加入10Kg的茶多酚，充分溶解后用稀盐酸将茶多酚水溶液的pH值调节至4-5，然后将茶多酚水溶液加热至70-80℃，维持体系温度70-80℃在搅拌条件下于20～30min内在体系中滴加3.5Lγ-(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100-110℃，维持体系温度100-110℃反应9小时后用稀氢氧化钠溶液调节反应液的pH值至7-8即得到茶多酚预处理液，然后降到室温后用注射系统将配制的茶多酚预处理液按照茶多酚预处理液与粘胶体积比1:10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30小时后直接进行纺丝得到湿茶多酚纤维素纤维；
(2)将步骤(1)得到的湿茶多酚纤维素纤维与棉纤维或合成纤维进行混合梳理得到湿无纺布纤维网；
(3)用步骤(1)中的茶多酚预处理液对步骤(2)得到的湿无纺布纤维网进行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，其中用于水刺的茶多酚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％。
本实施例制得的茶多酚纤维素纤维水刺无纺布由以下重量百分比的纤维组成：12％的茶多酚、88％的棉纤维或合成纤维，其中65％的茶多酚通过硅烷偶联剂接枝在纤维素上，剩余35％的茶多酚游离附着于纤维素上，纤维的纤度均为1.33—1.67dtex。
本实施例通过茶多酚接枝、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，制得的茶多酚纤维素纤维水刺无纺布，茶多酚的含量高达20-30％，具有抑菌、防臭、驱螨等保健功能，且抗菌性能高，茶多酚与棉纤维以共价键连接，不容易脱落，稳定性高。
经本实例方法制得的水刺无纺布的各项具体指标如表1：
表1茶多酚纤维素纤维水刺无纺布产品参数
如表1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，具有优异的抗氧化性能和抗菌性能，水洗0-20次抗菌抗菌性能以及抗氧化性能下降较大，而水洗20次后变化不大，但仍然具备优异的抗氧化性能和抗菌性能，其原因在于部分茶多酚游离附着于纤维素上，容易在保存过程中脱落，而形成共价键接枝于纤维素上的茶多酚则较为稳定，通过表1可知，本产品的抗氧化性能和抗菌性能在刚产出时最佳，在水洗20次后基本维持稳定，能在较长时间内具备优异的抗氧化性能和抗菌性能，产品的有效抗氧化性能和抗菌性能期限长。
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 (3)

1.一种茶多酚纤维素纤维水刺无纺布的生产方法，其特征在于，茶多酚纤维素纤维水刺无纺布由以下重量百分比的纤维组成：10-15%的茶多酚、85-90%的棉纤维或合成纤维，其中50-75%的茶多酚通过硅烷偶联剂接枝在纤维素上，剩余25-50%的茶多酚游离附着于纤维素上，纤维的纤度均为1.33—1.67dtex，生产方法包括如下步骤：
（1）制备茶多酚纤维素纤维：配制质量分数为10-20%的茶多酚水溶液，用稀盐酸调节茶多酚水溶液的pH值至4-5，将茶多酚水溶液加热至70-80℃，在搅拌条件下滴加硅烷偶联剂，滴加完后将体系温度升至100-130℃，维持反应8-10小时后用稀氢氧化钠溶液调节反应液的pH值至7-8即得到茶多酚预处理液，然后降到室温后按照茶多酚占粘胶质量比的20-35%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30-36小时后直接进行纺丝得到湿茶多酚纤维素纤维；
（2）将步骤（1）得到的湿茶多酚纤维素纤维与棉纤维或合成纤维进行混合梳理得到湿无纺布纤维网；
（3）用步骤（1）中的茶多酚预处理液对步骤（2）得到的湿无纺布纤维网进行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，其中用于水刺的茶多酚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%。
2.如权利要求1所述的一种茶多酚纤维素纤维水刺无纺布的生产方法，其特征在于，步骤（1）中，硅烷偶联剂的用量为茶多酚质量比的30-40%，滴加硅烷偶联剂的时间为20-30min。
3.如权利要求1或2所述的一种茶多酚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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