CN106757766B - 一种胶原蛋白纤维素纤维水刺无纺布及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种胶原蛋白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％的胶原蛋白、85‑90％的棉纤维或合成纤维，其中50‑75％的胶原蛋白通过环氧氯丙烷接枝在纤维素上，剩余25‑50％的胶原蛋白游离附着于纤维素上，纤维的纤度均为1.33—1.67dtex，生产方法与胶原蛋白纤维素纤维的制备过程相结合，且水刺过程中也采用胶原蛋白预处理液进行处理，在水刺过程中进一步增加胶原蛋白的含量，最终可使无纺布中的胶原蛋白的含量高达10‑20％。

Description

一种胶原蛋白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，具体涉及一种胶原蛋白纤维素纤维水刺无纺布及其生产方法。
背景技术
面膜是护肤最重要的工具，现如今，随着保养、护肤的意识进入平民化，使得面膜市场愈发火爆，传统无纺布面膜更是占据市场绝大部分的份额，绝大多数的面膜以其添加的营养成分来达到保湿、美白、抗衰老的作用，而对于作为面膜载体的面膜基材少有研究。
胶原蛋白由动物皮提取，含有大量极性基团，是保湿因子，且有阻止皮肤中的酪氨酸转化为黑色素的作用，故胶原蛋白有纯天然保湿、美白、防皱、祛斑等作用，广泛应用于美容用品中。
随着功能性纤维技术的发展，胶原蛋白纤维的概念被提出，越来越多的胶原蛋白纤维技术陆续问世，如：专利申请号为201510431030.2的专利申请提供了一种胶原蛋白纤维的制程及制得的胶原蛋白纤维，胶原蛋白纤维的制程，包含步骤A：准备一个包含有纤维原料的纤维原料溶液，步骤B：准备一个包含有胶原蛋白的胶原蛋白溶液；其特征在于：在该步骤B中，以100重量份的该纤维原料为基准，该胶原蛋白为5～10重量份，该胶原蛋白纤维的制程还包含一个在该步骤B后的步骤C，在该步骤C中，混合该纤维原料溶液及该胶原蛋白溶液成为一种纺丝液，并以湿式纺丝法将该纺丝液制成胶原蛋白纤维，不难得出，胶原蛋白纤维的制程只是将胶原蛋白附着于纤维素而形成胶原蛋白纤维，纤维与胶原蛋白之间无化学连接，在使用过程中，胶原蛋白容易掉落，抗氧化、抗菌稳定性不高，产品保质期短；而且由于胶原蛋白是属于高分子材料的一种，并由于高分子材料的分子量并无一定，且分子量影响材料的物理及机械性质甚大，故该胶原蛋白的分子量应予限定。当该胶原蛋白的平均分子量太大，则胶原蛋白不易与纤维原料均匀混合，会使制得的胶原蛋白纤维成品的品质不佳，若该胶原蛋白的平均分子量太小，则代表胶原蛋白几乎被裂解成胺基酸，会失去胶原蛋白本身所具有的机能性。此外，如果胶原蛋白的分子量分布过广，也会因为分子间的差异性过大，使得成品的区域间的差异性大，并因此造成该成品在受力时容易因应力不均而损坏，因而此种方法制得的胶原蛋白纤维品质不能得到保证，断丝率高，不符合经济效率；相应的，若采用这种材料制得的面膜无纺布材料也存在易断裂的现象，一方面在生产时，胶原蛋白纤维容易断裂，使得生产的产品品质差；另一方面，在使用生产的面膜时，微施力就可能拉破面膜，使用起来极为不便。
又比如：专利申请号为201310588899.9的专利申请提供了一种制备胶原蛋白纤维的方法及制得的产品和产品的应用，本法以动物皮革为原料，直接提取天然的胶原蛋白纤维，在当今社会，动物皮革俨然不能满足人们对胶原蛋白纤维对需求，且其成本远大于人造纤维、棉纤维等。
发明内容
本发明目的是提供一种胶原蛋白纤维素纤维水刺无纺布及其生产方法，提供优质的保湿面膜基材，以解决现有技术胶原蛋白纤维面膜基材易断裂且不够经济实惠的问题。
为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：
一种胶原蛋白纤维素纤维水刺无纺布，由以下重量百分比的纤维组成：10-20％的胶原蛋白、80-90％的棉纤维或合成纤维，其中80-85％的胶原蛋白通过环氧氯丙烷接枝在纤维素上，剩余15-20％的胶原蛋白游离附着于纤维素上，纤维的纤度均为1.33—1.67dtex。
一种胶原蛋白纤维素纤维水刺无纺布的生产方法，包括如下步骤：
(1)制备胶原蛋白纤维素纤维：配制质量分数为10-20％、pH值为9-10的胶原蛋白碱性水溶液，将胶原蛋白水溶液加热至55-65℃，在搅拌条件下滴加环氧氯丙烷，滴加完后将体系温度升至100-110℃，维持反应2-3小时后即得到胶原蛋白预处理液，然后降到室温后按照胶原蛋白占粘胶中甲纤质量比的10-20％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6-10小时后直接进行纺丝得到湿胶原蛋白纤维素纤维；
(2)将步骤(1)得到的湿胶原蛋白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)中的胶原蛋白预处理液对步骤(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，其中用于水刺的胶原蛋白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，环氧氯丙烷的用量为胶原蛋白质量比的30-40％，滴加环氧氯丙烷的时间为20-30min。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
(1)本发明与胶原蛋白纤维素纤维的制备过程相结合，胶原蛋白纤维素纤维本身含有一定量的胶原蛋白，且水刺过程中也采用胶原蛋白预处理液进行处理，在水刺过程中进一步增加胶原蛋白的含量，最终可使无纺布中的胶原蛋白的含量高达10-20％，具有抑菌、防臭、驱螨等保健功能，且抗菌性能高，胶原蛋白与棉纤维以共价键连接，由于胶原蛋白与棉纤维以共价键连接，不影响棉纤维原有的力学性能，故而能在保持纤维素纤维优良纺织性能的基础上赋予其高吸水、高保湿、防皱防衰老、美容护肤等保健功能,这样的胶原蛋白纤维素纤维制得的面膜无纺布自然不易断裂，且原料为廉价易得的植物粘胶纤维，解决了现有技术胶原蛋白纤维面膜基材易断裂且不够经济实惠的问题；同时也由于胶原蛋白与棉纤维以共价键连接，多次洗涤后胶原蛋白也不容易脱落，稳定性高；
(2)通过胶原蛋白接枝、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；
(4)本发明制得的胶原蛋白纤维素纤维面膜基材的吸水率为10-15倍，比普通纤维高30-40％；
(5)本发明制得的胶原蛋白纤维素纤维面膜基材在常温下保湿时间比普通纤维长40-50％，能够长时间给予肌肤保湿、补水；
(6)本发明制得的胶原蛋白纤维素纤维面膜基材水溶性好，用它制成的纤维面膜能让面部吸收部分胶原蛋白，使肌肤保持弹性、美白、减少皱纹；
(7)本发明制得的胶原蛋白纤维素纤维面膜基材经权威机构SGS检测，证明其中的胶原蛋白纤维素纤维具有保持皮肤弹性、美白、防皱的功能，是专为面膜基材市场研究开发的具有多种保健功能的新型材料，其高吸水、高保湿性能优异、柔软性能良好，是生产膜布的最佳材料；
(8)粘胶与胶原蛋白预处理液相互混溶，纤维素与接枝胶原蛋白之间的接触面积达到最大，接枝率高达5％以上。
具体实施方式
实施例1
一种胶原蛋白纤维素纤维水刺无纺布的生产方法，包括如下步骤：
(1)制备胶原蛋白纤维素纤维向搪玻璃反应釜泵入50L水，开启搅拌，并加入10Kg的胶原蛋白，滴加稀氢氧化钠溶液将体系pH值调节至9-10后得到充分溶解的胶原蛋白水溶液，然后将胶原蛋白水溶液加热至55-65℃，维持体系温度55-65℃在搅拌条件下于20～30min内在体系中滴加3.5L环氧氯丙烷，滴加完后将体系温度升至100-110℃，维持体系温度100-110℃反应3小时后得到胶原蛋白预处理液，然后降到室温后用注射系统将配制的胶原蛋白预处理液按照胶原蛋白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10小时后直接进行纺丝得到湿胶原蛋白纤维素纤维；
(2)将步骤(1)得到的湿胶原蛋白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)中的胶原蛋白预处理液对步骤(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，其中用于水刺的胶原蛋白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％。
本实施例制得的胶原蛋白纤维素纤维水刺无纺布由以下重量百分比的纤维组成：10.14％的胶原蛋白、84％的棉纤维或合成纤维，其中84％的胶原蛋白通过环氧氯丙烷接枝在纤维素上，剩余16％的胶原蛋白游离附着于纤维素上，纤维的纤度均为1.33—1.67dtex。
本实施例通过胶原蛋白接枝、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，制得的胶原蛋白纤维素纤维水刺无纺布，胶原蛋白的含量高达10-20％，高吸水、高保湿、防皱防衰老、美容护肤等保健功能，胶原蛋白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胶原蛋白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的撕裂强度与拉伸强度均在无纺布标准以内，解决了现有技术胶原蛋白纤维面膜基材易断裂的问题；大部分胶原蛋白以共价键接枝于纤维素上，稳定、不易脱落，多次水洗后胶原蛋白含量依然维持较高的数值，鉴于本发明产品主要运用于面膜基材，故而首次使用时胶原蛋白含量达到最高，其次，本产品作为面膜使用后还可继续洗涤后使用，达到充分利用的目的。
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 (2)

1.一种胶原蛋白纤维素纤维水刺无纺布的生产方法，其特征在于，胶原蛋白纤维素纤维水刺无纺布由以下重量百分比的纤维组成：10-20%的胶原蛋白、80-90%的棉纤维或合成纤维，其中80-85%的胶原蛋白通过环氧氯丙烷接枝在纤维素上，剩余15-20%的胶原蛋白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）制备胶原蛋白纤维素纤维：配制质量分数为10-20%、pH值为9-10的胶原蛋白碱性水溶液，将胶原蛋白水溶液加热至55-65℃，在搅拌条件下滴加环氧氯丙烷，滴加完后将体系温度升至100-110℃，维持反应2-3小时后即得到胶原蛋白预处理液，然后降到室温后按照胶原蛋白占粘胶中甲纤质量比的10-20%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6-10小时后直接进行纺丝得到湿胶原蛋白纤维素纤维；
（2）将步骤（1）得到的湿胶原蛋白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）中的胶原蛋白预处理液对步骤（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，其中用于水刺的胶原蛋白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所述的一种胶原蛋白纤维素纤维水刺无纺布的生产方法，其特征在于，步骤（1）中，环氧氯丙烷的用量为胶原蛋白质量比的30-40%，滴加环氧氯丙烷的时间为20-30 min。
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