CN107476047A - 一种改善亚麻纤维使用特性的工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改善亚麻纤维使用特性的工艺，包括如下步骤：（1）清洗处理、（2）蒸汽爆破处理、（3）碱液浸泡处理、（4）处理液A改性浸泡处理、（5）辐照处理、（6）处理液B氧化浸泡处理、（7）处理液C接枝浸泡处理。本发明对亚麻纤维进行了特殊的改性处理操作，有效提升了亚麻纤维的柔韧性、亲肤性、抗折皱性能等，同时又保存增强了亚麻纤维的重量、力学强度等，具有很好的推广使用价值。

Description

一种改善亚麻纤维使用特性的工艺
技术领域
本发明属于针织品加工技术领域，具体涉及一种改善亚麻纤维使用特性的工艺。
背景技术
随着科学技术日新月异的进步，人类社会进入了一个崭新的时代，伴随而来的环境污染、资源的可利用量不断缩小等问题同样困扰着人们。“以人为本”，“回归自然，返璞归真”，“绿色环保产品”在近年来逐渐被人们重视而成为时尚和潮流。麻纤维是针织品中常见的纤维原料成分之一，其作为一种天然纤维以优良的特性被人们重视和喜爱，呈现出良好的发展前景。
亚麻属亚麻科亚麻属，分纤维用、油用和油纤用三种，纺织用亚麻均为一年生草本植物。纤维用亚麻又称长茎麻，其纤维又称原纤维，横截面呈多角形，由于亚麻单纤很短，一般都用工艺纤维纺纱。亚麻纤维以其优越的吸湿、散湿、降温、抗菌及抗辐射等服用性能越来越多地被广大消费者所喜爱。亚麻纤维刚性大，纤毛粗糙、坚硬，作为夏季面料，虽能充分发挥它的透气性好、散热快、滑爽不贴身的优点，但其粗硬、易折皱和刺痒感，令消费者难以忍受。研究表明：绝大多数的刺痒并不是过敏反应引起的，而是由于织物上突出于织物表面的纤维对皮肤的机械刺激所致。因此为了更好的发挥亚麻纤维的使用特性，还需要消除其刺痒感、提高抗折皱性能等。为了达到上述处理效果，需要对亚麻纤维进行特殊的改性加工处理，现有技术中有先对亚麻纤维进行氧化处理，然后再接枝丝素蛋白的工艺方法，有效提升了亚麻纤维的柔软性、亲肤性和抗折皱性能等，但亚麻纤维自身的质量、力学特性等品质下降严重，不利于其综合品质的提升，且现有技术中的有益处理效果仍需进一步加强。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种改善亚麻纤维使用特性的工艺。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种改善亚麻纤维使用特性的工艺，包括如下步骤：
（1）先将亚麻纤维放入到清水中清洗处理，去除表面杂质后取出备用；
（2）将步骤（1）处理好的亚麻纤维放入到蒸汽爆破罐内，进行蒸汽爆破后取出备用；
（3）将步骤（2）处理好的亚麻纤维放入到碱液中浸泡处理5~8min后取出，再用清水冲洗一遍后备用；
（4）将步骤（3）处理好的亚麻纤维放入到处理液A中浸泡处理15~20min后取出备用；所述的处理液A中各成分及其对应重量份为：5~8份纳米二氧化硅、3~4份分散剂、10~12份偶联剂、120~130份水；
（5）将步骤（4）处理好的亚麻纤维放入到紫外线辐照箱中进行辐照处理，30~35min后取出备用；
（6）将步骤（5）处理好的亚麻纤维放入到处理液B中浸泡处理10~15min后取出备用；所述的处理液B中各成分及其对应重量份为：2~3份高锰酸钾、100~110份水；
（7）将步骤（6）处理好的亚麻纤维放入到处理液C中浸泡处理35~40min后取出，然后放入到干燥箱内进行干燥处理，最后取出冷却至常温即可；所述的处理液C中各成分及其对应重量份为：2~4份丝素蛋白、1~3份壳聚糖、150~200份水。
进一步的，步骤（2）中所述的蒸汽爆破处理具体是：将蒸汽爆破罐内的压力升至0.6~0.7MPa，并向蒸汽爆破罐内通入温度为105~110℃的水蒸汽，保温保压处理4~5min后，再将蒸汽爆破罐于10s内快速卸温卸压至常温常压。
进一步的，步骤（3）中所述的碱液为质量分数为7~10%的氢氧化钠水溶液。
进一步的，步骤（4）中所述的纳米二氧化硅的颗粒大小为10~60nm，所述的偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。
进一步的，步骤（5）中所述的辐照处理是用波长为240~270nm的紫外线对亚麻纤维进行辐照处理，辐照的功率为450~550W。
进一步的，步骤（6）中所述的浸泡处理时加热保持处理液B的温度为35~40℃。
进一步的，步骤（7）中所述的干燥处理具体是：先将干燥箱内温度调整为65~70℃，对亚麻纤维干燥处理4~5min，然后将干燥箱内温度调整为120~125℃，干燥处理1~2min。
现有的亚麻纤维改性处理方法中存在着氧化操作副作用大、丝素蛋白接枝量和效果差等问题，对此本发明进行了针对性的改进处理，在对亚麻纤维进行处理液B的氧化操作前，又先对亚麻纤维进行了多种前序处理，其中先对清洗后的亚麻纤维进行了蒸汽爆破处理，有效的松散了亚麻纤维的组织结构，尤其改善了无定形区的组织结构，去除了纤维内的果胶等杂质成分，并破坏了纤维素中的超分子结构，助于后续的氧化、接枝处理的进行，利用物理裂解松散的方式取代后续氧化处理化学分解的方式，更利于纤维力学性能的保留，随即将亚麻纤维放入到碱液中浸泡处理，进一步去除了纤维内残留的脂蜡质、果胶、灰分等杂质成分，便于后续操作的顺利进行，接着又进行了处理液A的浸泡处理，独特配制的处理液A中含有纳米二氧化硅成分，其能有效的浸入填充于蒸汽爆破处理后的亚麻纤维的内部，不仅能改善纤维整体的力学特性，同时还能增强后续的辐照、接枝处理的效果，添加的硅烷偶联剂能改善纳米二氧化硅的表面活性，提升在纤维内部的吸附固定能力，然后又进行了紫外线辐照处理，此强度的紫外线照射能有效的改善亚麻纤维的表面活性，提升了后续氧化、接枝处理的效率和效果，又助于纤维自身特性的保持，同时前序步骤中将纳米二氧化硅填充于了亚麻纤维的内部，纳米二氧化硅能提升对紫外线的吸收量，同时其又能对紫外线产生漫射效果，增强了紫外线对于亚麻纤维内部表面纤维的辐照改性效果，改善了单纯进行紫外线辐照处理只能有效作用于亚麻纤维表层的问题，提升了整体辐照改性处理的效果，上述工艺处理后便进行了处理液B常规的氧化处理，对亚麻纤维分子链的仲羟基和伯羟基进行选择性氧化，提升了亚麻纤维的使用性能，又避免了过度处理，保证了其综合品质，最后进行了丝素蛋白的接枝处理，氧化处理后的亚麻纤维上含有大量的醛基，其与丝素蛋白中的氨基发生化合反应，实现丝素蛋白在纤维上的接枝处理，配制的处理液C中又添加了壳聚糖成分，其有效的促进了丝素蛋白和亚麻纤维接枝反应的进程，同时之前在亚麻纤维中添加的纳米二氧化硅进一步提升了丝素蛋白在纤维内的吸附固定量，提升了接枝处理的效果。
本发明相比现有技术具有以下优点：
本发明对亚麻纤维进行了特殊的改性处理操作，有效提升了亚麻纤维的柔韧性、亲肤性、抗折皱性能等，同时又保存增强了亚麻纤维的重量、力学强度等，具有很好的推广使用价值。
具体实施方式
实施例1
一种改善亚麻纤维使用特性的工艺，包括如下步骤：
（1）先将亚麻纤维放入到清水中清洗处理，去除表面杂质后取出备用；
（2）将步骤（1）处理好的亚麻纤维放入到蒸汽爆破罐内，进行蒸汽爆破后取出备用；
（3）将步骤（2）处理好的亚麻纤维放入到碱液中浸泡处理5min后取出，再用清水冲洗一遍后备用；
（4）将步骤（3）处理好的亚麻纤维放入到处理液A中浸泡处理15min后取出备用；所述的处理液A中各成分及其对应重量份为：5份纳米二氧化硅、3份分散剂、10份偶联剂、120份水；
（5）将步骤（4）处理好的亚麻纤维放入到紫外线辐照箱中进行辐照处理，30min后取出备用；
（6）将步骤（5）处理好的亚麻纤维放入到处理液B中浸泡处理10min后取出备用；所述的处理液B中各成分及其对应重量份为：2份高锰酸钾、100份水；
（7）将步骤（6）处理好的亚麻纤维放入到处理液C中浸泡处理35min后取出，然后放入到干燥箱内进行干燥处理，最后取出冷却至常温即可；所述的处理液C中各成分及其对应重量份为：2份丝素蛋白、1份壳聚糖、150份水。
进一步的，步骤（2）中所述的蒸汽爆破处理具体是：将蒸汽爆破罐内的压力升至0.6MPa，并向蒸汽爆破罐内通入温度为105℃的水蒸汽，保温保压处理4min后，再将蒸汽爆破罐于10s内快速卸温卸压至常温常压。
进一步的，步骤（3）中所述的碱液为质量分数为7%的氢氧化钠水溶液。
进一步的，步骤（4）中所述的纳米二氧化硅的颗粒大小为10~60nm，所述的偶联剂为硅烷偶联剂。
进一步的，步骤（5）中所述的辐照处理是用波长为240~250nm的紫外线对亚麻纤维进行辐照处理，辐照的功率为450W。
进一步的，步骤（6）中所述的浸泡处理时加热保持处理液B的温度为35℃。
进一步的，步骤（7）中所述的干燥处理具体是：先将干燥箱内温度调整为65℃，对亚麻纤维干燥处理4min，然后将干燥箱内温度调整为120℃，干燥处理1min。
实施例2
一种改善亚麻纤维使用特性的工艺，包括如下步骤：
（1）先将亚麻纤维放入到清水中清洗处理，去除表面杂质后取出备用；
（2）将步骤（1）处理好的亚麻纤维放入到蒸汽爆破罐内，进行蒸汽爆破后取出备用；
（3）将步骤（2）处理好的亚麻纤维放入到碱液中浸泡处理7min后取出，再用清水冲洗一遍后备用；
（4）将步骤（3）处理好的亚麻纤维放入到处理液A中浸泡处理18min后取出备用；所述的处理液A中各成分及其对应重量份为：7份纳米二氧化硅、3.5份分散剂、11份偶联剂、125份水；
（5）将步骤（4）处理好的亚麻纤维放入到紫外线辐照箱中进行辐照处理，33min后取出备用；
（6）将步骤（5）处理好的亚麻纤维放入到处理液B中浸泡处理12min后取出备用；所述的处理液B中各成分及其对应重量份为：2.5份高锰酸钾、105份水；
（7）将步骤（6）处理好的亚麻纤维放入到处理液C中浸泡处理38min后取出，然后放入到干燥箱内进行干燥处理，最后取出冷却至常温即可；所述的处理液C中各成分及其对应重量份为：3份丝素蛋白、2份壳聚糖、180份水。
进一步的，步骤（2）中所述的蒸汽爆破处理具体是：将蒸汽爆破罐内的压力升至0.65MPa，并向蒸汽爆破罐内通入温度为108℃的水蒸汽，保温保压处理4.6min后，再将蒸汽爆破罐于8s内快速卸温卸压至常温常压。
进一步的，步骤（3）中所述的碱液为质量分数为9%的氢氧化钠水溶液。
进一步的，步骤（4）中所述的纳米二氧化硅的颗粒大小为10~60nm，所述的偶联剂为硅烷偶联剂。
进一步的，步骤（5）中所述的辐照处理是用波长为250~260nm的紫外线对亚麻纤维进行辐照处理，辐照的功率为500W。
进一步的，步骤（6）中所述的浸泡处理时加热保持处理液B的温度为38℃。
进一步的，步骤（7）中所述的干燥处理具体是：先将干燥箱内温度调整为67℃，对亚麻纤维干燥处理4.5min，然后将干燥箱内温度调整为123℃，干燥处理1.5min。
实施例3
一种改善亚麻纤维使用特性的工艺，包括如下步骤：
（1）先将亚麻纤维放入到清水中清洗处理，去除表面杂质后取出备用；
（2）将步骤（1）处理好的亚麻纤维放入到蒸汽爆破罐内，进行蒸汽爆破后取出备用；
（3）将步骤（2）处理好的亚麻纤维放入到碱液中浸泡处理8min后取出，再用清水冲洗一遍后备用；
（4）将步骤（3）处理好的亚麻纤维放入到处理液A中浸泡处理20min后取出备用；所述的处理液A中各成分及其对应重量份为：8份纳米二氧化硅、4份分散剂、12份偶联剂、130份水；
（5）将步骤（4）处理好的亚麻纤维放入到紫外线辐照箱中进行辐照处理， 35min后取出备用；
（6）将步骤（5）处理好的亚麻纤维放入到处理液B中浸泡处理15min后取出备用；所述的处理液B中各成分及其对应重量份为：3份高锰酸钾、110份水；
（7）将步骤（6）处理好的亚麻纤维放入到处理液C中浸泡处理40min后取出，然后放入到干燥箱内进行干燥处理，最后取出冷却至常温即可；所述的处理液C中各成分及其对应重量份为：4份丝素蛋白、3份壳聚糖、200份水。
进一步的，步骤（2）中所述的蒸汽爆破处理具体是：将蒸汽爆破罐内的压力升至0.7MPa，并向蒸汽爆破罐内通入温度为110℃的水蒸汽，保温保压处理5min后，再将蒸汽爆破罐于7s内快速卸温卸压至常温常压。
进一步的，步骤（3）中所述的碱液为质量分数为10%的氢氧化钠水溶液。
进一步的，步骤（4）中所述的纳米二氧化硅的颗粒大小为10~60nm，所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂。
进一步的，步骤（5）中所述的辐照处理是用波长为260~270nm的紫外线对亚麻纤维进行辐照处理，辐照的功率为550W。
进一步的，步骤（6）中所述的浸泡处理时加热保持处理液B的温度为40℃。
进一步的，步骤（7）中所述的干燥处理具体是：先将干燥箱内温度调整为70℃，对亚麻纤维干燥处理5min，然后将干燥箱内温度调整为125℃，干燥处理min。
对比实施例1
本对比实施例1与实施例2相比，省去步骤（2）的处理操作，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例2
本对比实施例2与实施例2相比，省去步骤（4）的处理操作，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例3
本对比实施例3与实施例2相比，省去步骤（5）的处理操作，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例4
本对比实施例4与实施例2相比，省去步骤（2）和步骤（5）的处理操作，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例5
本对比实施例5与实施例2相比，省去步骤（2）、步骤（4）和（5）的处理操作，除此外的方法步骤均相同。
对照组
现有的亚麻纤维氧化、丝素蛋白接枝改性处理方法。
为了对比本发明效果，选用同一批采收处理后的亚麻纤维作为实验对象，分别用上述实施例2、对比实施例1、对比实施例2、对比实施例3、对比实施例4、对比实施例5、对照组所述的方法进行改性处理，完成后对各组处理后的亚麻纤维进行性能测试，具体对比数据如下表1所示：
表1
失重率（%） 断裂强度（cN/dtex） 折皱回复角（急，°）
实施例2 1.42 3.83 221.0
对比实施例1 3.57 2.48 156.3
对比实施例2 2.77 2.50 160.2
对比实施例3 3.06 2.76 173.5
对比实施例4 5.72 2.02 121.4
对比实施例5 5.84 1.80 100.5
对照组 6.01 1.69 98.3
注：上表1中所述的失重率是测试亚麻纤维在氧化处理工序前后的质量变化率；所述的断裂强度使用YG020A型电子单纱强力仪进行测试，拉伸的速度控制为205mm/min，环境温度为20℃，湿度为65%，预张力为0.05 cN/dtex；所述的折皱回复角表征纤维的抗皱性能，参照GB/T 3819-1997进行测试，所用仪器为YG541A型折皱回复测定仪。
由上表1可以看出，本发明处理方法能有效的改善亚麻纤维的综合使用品质，提升了整体的使用特性，具有很好的推广价值。

Claims (7)

1.一种改善亚麻纤维使用特性的工艺，其特征在于，包括如下步骤：
（1）先将亚麻纤维放入到清水中清洗处理，去除表面杂质后取出备用；
（2）将步骤（1）处理好的亚麻纤维放入到蒸汽爆破罐内，进行蒸汽爆破后取出备用；
（3）将步骤（2）处理好的亚麻纤维放入到碱液中浸泡处理5~8min后取出，再用清水冲洗一遍后备用；
（4）将步骤（3）处理好的亚麻纤维放入到处理液A中浸泡处理15~20min后取出备用；所述的处理液A中各成分及其对应重量份为：5~8份纳米二氧化硅、3~4份分散剂、10~12份偶联剂、120~130份水；
（5）将步骤（4）处理好的亚麻纤维放入到紫外线辐照箱中进行辐照处理，30~35min后取出备用；
（6）将步骤（5）处理好的亚麻纤维放入到处理液B中浸泡处理10~15min后取出备用；所述的处理液B中各成分及其对应重量份为：2~3份高锰酸钾、100~110份水；
（7）将步骤（6）处理好的亚麻纤维放入到处理液C中浸泡处理35~40min后取出，然后放入到干燥箱内进行干燥处理，最后取出冷却至常温即可；所述的处理液C中各成分及其对应重量份为：2~4份丝素蛋白、1~3份壳聚糖、150~200份水。
2.根据权利要求1所述的一种改善亚麻纤维使用特性的工艺，其特征在于，步骤（2）中所述的蒸汽爆破处理具体是：将蒸汽爆破罐内的压力升至0.6~0.7MPa，并向蒸汽爆破罐内通入温度为105~110℃的水蒸汽，保温保压处理4~5min后，再将蒸汽爆破罐于10s内快速卸温卸压至常温常压。
3.根据权利要求1所述的一种改善亚麻纤维使用特性的工艺，其特征在于，步骤（3）中所述的碱液为质量分数为7~10%的氢氧化钠水溶液。
4.根据权利要求1所述的一种改善亚麻纤维使用特性的工艺，其特征在于，步骤（4）中所述的纳米二氧化硅的颗粒大小为10~60nm，所述的偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。
5.根据权利要求1所述的一种改善亚麻纤维使用特性的工艺，其特征在于，步骤（5）中所述的辐照处理是用波长为240~270nm的紫外线对亚麻纤维进行辐照处理，辐照的功率为450~550W。
6.根据权利要求1所述的一种改善亚麻纤维使用特性的工艺，其特征在于，步骤（6）中所述的浸泡处理时加热保持处理液B的温度为35~40℃。
7.根据权利要求1所述的一种改善亚麻纤维使用特性的工艺，其特征在于，步骤（7）中所述的干燥处理具体是：先将干燥箱内温度调整为65~70℃，对亚麻纤维干燥处理4~5min，然后将干燥箱内温度调整为120~125℃，干燥处理1~2min。
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