CN108505337A - 一种改性生物质基毛巾的制备方法 - Google Patents

一种改性生物质基毛巾的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及纺织产品制备技术领域，具体涉及一种改性生物质基毛巾的制备方法。本发明以竹纤维为基材，自制壳聚糖醋酸溶液和自制溶液作为促进剂，并辅以琥珀粉和乙二醇等制备得到改性生物质基毛巾，首先通过竹纤维与葡萄糖和酸奶共同发酵，利用酸奶中微生物将葡萄糖分解成大分子的糖类，使竹纤维具有粘性，另外竹子中含有天然的杀菌成分“竹琨”，使其具有抗菌的特性，由于其壳聚糖分子中含有大量的‑OH和‑NH2，且壳聚糖上‑NH2所带的电荷为正，从而抑制了细菌的活动能力，柠檬酸与基材中羟基和丝胶粉中丝氨酸侧基的反应，通过酯键将丝胶粉固着在基材表面，即使反复洗涤也不易脱落，有利于毛巾的耐洗性得到提高，具有广泛的应用前景。

Description

一种改性生物质基毛巾的制备方法
技术领域
本发明涉及纺织产品制备技术领域，具体涉及一种改性生物质基毛巾的制备方法。
背景技术
毛巾是人们日常生活中使用最频繁的用品之一，毛巾的纤维材质也多种多样，常见的有纯棉、粘胶纤维、天丝、莫代尔纤维等。毛巾按织造方式分为针织和梭织两类；按用途分为面巾、枕巾、浴巾、毛巾被、沙发巾等。由于毛巾表面毛圈密集，手感柔软，吸水储水性强，耐磨，保暖性能好，因此可以直接用来接触皮肤，是日常生活中最重要的生活必需品之一。
毛巾等纤维制品在使用过程中会滋生很多细菌，如不及时处理将会给生活带来诸多不便，不仅会造成纺织品发出臭味、造成毛巾破坏，而且容易造成交叉感染、疾病传播和人体伤害，因此，对毛巾等纤维制品进行抗菌处理尤为重要。可是市面上的很多抗菌毛巾是通过添加有机抗菌剂制成的，有机抗菌剂容易使细菌产生耐药性，不能长效抑菌，对人体皮肤会有伤害，并且抗菌效果时效短，不能起到长期抗菌的作用，这种抗菌毛巾多为厂家生产，人们对其添加工艺及添加物不明白，使用不安心，同时价格也比较贵。
为了满足毛巾织物的纯棉织物特性要求，对于抗菌毛巾织物用纱线，必须具有：1、抗菌纤维加入量要尽可能的低，比如不大于2%，使得加入纤维不影响整体织物的棉纱毛巾的效果；2、要能够满足标准规定的抗菌指标要求；3、要求蓬松、柔软。通常，赋予织物抗菌性能的方法有三种：1、后整理方式：将抗菌整理剂，根据一定工艺结合在织物上。该类方法通常难以兼顾抗菌性能和手感及耐久性能的指标；2、通过加入抗菌纤维、进一步获得抗菌纱线，进行织造，获得织物，其缺点在于加入的竹、麻、甲壳素等抑菌纤维自身抗菌性能较差，因此需要在织物中大量添加，含量至少在30%等以上，这将大大影响毛巾的舒适性和手感；3、表面溅射金属的方式：比如表面镀附银层的织物。这种方式获得的织物表面有明显的金属质感，并不适用于毛巾。
因此，研制出一种能够解决上述性能问题的毛巾非常有必要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前常见毛巾的吸水性越强，越易于滋生细菌，使其容易产生变色、发霉、变味现象，同时存在耐洗性差和耐磨性差，满足不了客户需求的缺陷，提供了一种改性生物质基毛巾的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
一种改性生物质基毛巾的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）称取0.1～0.2kg竹片放入沸水中煮炼后，压碎分解成丝，得到竹丝，再将竹丝放入压力锅中蒸煮，去除果胶、半纤维素和木质素，得到预处理的竹丝，继续将预处理的竹丝放入含有果胶酶和纤维素酶的水溶液中浸泡，进一步去除果胶、半纤维素和木质素，得到自制竹纤维；
（2）将自制竹纤维、葡萄糖和酸奶混合置于发酵罐中，密封发酵，取出发酵产物，用去离子水冲洗发酵产物，去除废液，并用真空干燥机干燥后，出料，得到改性自制竹纤维；
（3）称取45～65g壳聚糖研磨后过100目筛，收集过筛壳聚糖粉末，再将过筛壳聚糖粉末和醋酸溶液混合搅拌，得到自制壳聚糖醋酸溶液；
（4）将丝胶粉、柠檬酸和去离子水混合置于烧杯中搅拌，得到搅拌液，搅拌后向搅拌液中添加搅拌液质量24%的次亚磷酸钠，继续保温混合搅拌，得到自制溶液；
（5）将改性自制竹纤维、自制壳聚糖醋酸溶液、琥珀粉和乙二醇混合置于毛巾织机中织造，冷却得到毛巾坯体，再将毛巾坯体放入自制溶液中浸泡，浸泡后放入烘箱中干燥，冷却出料，即得改性生物质基毛巾。
步骤（1）所述的煮炼时间为12～16min，蒸煮时间为45～60min，浸泡时间为35～45min。
步骤（2）所述的自制竹纤维、葡萄糖和酸奶的质量比为7：2：1，发酵温度为36～42℃，发酵时间为10～12天，取出发酵产物，冲洗次数为3～5次，干燥时间为24～32min。
步骤（3）所述的研磨时间为8～10min，过筛壳聚糖粉末和质量分数为16%的醋酸溶液的质量比为1：4，混合搅拌时间为12～16min。
步骤（4）所述的丝胶粉、柠檬酸和去离子水的质量比为2：1：7，搅拌温度为27～30℃，搅拌时间为9～11min，继续搅拌时间为16～20min。
步骤（5）所述的改性自制竹纤维、自制壳聚糖醋酸溶液、琥珀粉和乙二醇的质量比为7：4：2：1，织造温度为100～120℃，织造压力为4～6MPa，织造时间为35～45min，浸泡时间为1～2h，干燥温度为90～95℃，干燥时间为21～27min。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
本发明以竹纤维为基材，自制壳聚糖醋酸溶液和自制溶液作为促进剂，并辅以琥珀粉和乙二醇等制备得到改性生物质基毛巾，首先通过竹纤维与葡萄糖和酸奶共同发酵，利用酸奶中微生物将粘性的葡萄糖分解成大分子的糖类，均匀分散在竹纤维表面，使竹纤维具有粘性，增强了竹纤维与填料之间的粘结性，另外竹子中含有天然的杀菌成分“竹琨”，使其具有抗菌的特性，其中抗菌物质始终结合在纤维素大分子上，从而使竹纤维具有抗菌性以及一定的耐磨性，竹纤维有效填充在毛巾内部，有利于毛巾的抗菌性和耐磨性得到提高，再向基材中添加自制壳聚糖醋酸溶液，由于其壳聚糖分子中含有大量的-OH和-NH2，且壳聚糖上-NH2所带的电荷为正电荷，容易与细菌表面所带的负电荷相结合，从而抑制了细菌的活动能力，进一步抑制细菌的生长，同时壳聚糖能穿透细胞壁，进入细菌的细胞内，抑制其细胞中mRNA的形成，也能抑制细菌的生长，从而提高毛巾的抗菌性，本发明继续将丝胶粉和柠檬酸混合而成自制溶液，并将毛巾坯体或基材浸泡在自制溶液中，丝胶粉通过酯键被固着在基材上，反复洗涤使其不易脱落，另外柠檬酸与基材中羟基和丝胶粉中丝氨酸侧基发生反应，通过酯键将丝胶粉固着在基材表面，即使反复洗涤也不易脱落，有利于毛巾的耐洗性得到提高，具有广泛的应用前景。
具体实施方式
称取0.1～0.2kg竹片放入沸水中煮炼12～16min后，压碎分解成丝，得到竹丝，再将竹丝放入压力锅中蒸煮45～60min，去除果胶、半纤维素和木质素，得到预处理的竹丝，继续将预处理的竹丝放入含有果胶酶和纤维素酶的水溶液中浸泡35～45min，进一步去除果胶、半纤维素和木质素，得到自制竹纤维；按质量比为7：2：1将自制竹纤维、葡萄糖和酸奶混合置于发酵罐中，在温度为36～42℃下密封发酵10～12天，取出发酵产物，用去离子水冲洗发酵产物3～5次，去除废液，并用真空干燥机干燥24～32min后，出料，得到改性自制竹纤维；称取45～65g壳聚糖研磨8～10min后过100目筛，收集过筛壳聚糖粉末，再按质量比为1：4将过筛壳聚糖粉末和质量分数为16%的醋酸溶液混合搅拌12～16min，得到自制壳聚糖醋酸溶液；按质量比为2：1：7将丝胶粉、柠檬酸和去离子水混合置于烧杯中，在温度为27～30℃下搅拌9～11min，得到搅拌液，搅拌后向搅拌液中添加搅拌液质量24%的次亚磷酸钠，继续保温混合搅拌16～20min，得到自制溶液；按质量比为7：4：2：1将改性自制竹纤维、自制壳聚糖醋酸溶液、琥珀粉和乙二醇混合置于毛巾织机中，在温度为100～120℃、压力为4～6MPa的条件下织造35～45min，冷却得到毛巾坯体，再将毛巾坯体放入自制溶液中浸泡1～2h，浸泡后放入烘箱中，在温度为90～95℃下干燥21～27min，冷却出料，即得改性生物质基毛巾。
称取0.1kg竹片放入沸水中煮炼12min后，压碎分解成丝，得到竹丝，再将竹丝放入压力锅中蒸煮45min，去除果胶、半纤维素和木质素，得到预处理的竹丝，继续将预处理的竹丝放入含有果胶酶和纤维素酶的水溶液中浸泡35min，进一步去除果胶、半纤维素和木质素，得到自制竹纤维；按质量比为7：2：1将自制竹纤维、葡萄糖和酸奶混合置于发酵罐中，在温度为36℃下密封发酵10～12天，取出发酵产物，用去离子水冲洗发酵产物3次，去除废液，并用真空干燥机干燥24min后，出料，得到改性自制竹纤维；称取45g壳聚糖研磨8min后过100目筛，收集过筛壳聚糖粉末，再按质量比为1：4将过筛壳聚糖粉末和质量分数为16%的醋酸溶液混合搅拌12min，得到自制壳聚糖醋酸溶液；按质量比为2：1：7将丝胶粉、柠檬酸和去离子水混合置于烧杯中，在温度为27℃下搅拌9min，得到搅拌液，搅拌后向搅拌液中添加搅拌液质量24%的次亚磷酸钠，继续保温混合搅拌16min，得到自制溶液；按质量比为7：4：2：1将改性自制竹纤维、自制壳聚糖醋酸溶液、琥珀粉和乙二醇混合置于毛巾织机中，在温度为100℃、压力为4MPa的条件下织造35min，冷却得到毛巾坯体，再将毛巾坯体放入自制溶液中浸泡1h，浸泡后放入烘箱中，在温度为90℃下干燥21min，冷却出料，即得改性生物质基毛巾。
称取0.1kg竹片放入沸水中煮炼14min后，压碎分解成丝，得到竹丝，再将竹丝放入压力锅中蒸煮53min，去除果胶、半纤维素和木质素，得到预处理的竹丝，继续将预处理的竹丝放入含有果胶酶和纤维素酶的水溶液中浸泡40min，进一步去除果胶、半纤维素和木质素，得到自制竹纤维；按质量比为7：2：1将自制竹纤维、葡萄糖和酸奶混合置于发酵罐中，在温度为39℃下密封发酵11天，取出发酵产物，用去离子水冲洗发酵产物4次，去除废液，并用真空干燥机干燥28min后，出料，得到改性自制竹纤维；称取55g壳聚糖研磨9min后过100目筛，收集过筛壳聚糖粉末，再按质量比为1：4将过筛壳聚糖粉末和质量分数为16%的醋酸溶液混合搅拌14min，得到自制壳聚糖醋酸溶液；按质量比为2：1：7将丝胶粉、柠檬酸和去离子水混合置于烧杯中，在温度为28℃下搅拌10min，得到搅拌液，搅拌后向搅拌液中添加搅拌液质量24%的次亚磷酸钠，继续保温混合搅拌18min，得到自制溶液；按质量比为7：4：2：1将改性自制竹纤维、自制壳聚糖醋酸溶液、琥珀粉和乙二醇混合置于毛巾织机中，在温度为110℃、压力为5MPa的条件下织造40min，冷却得到毛巾坯体，再将毛巾坯体放入自制溶液中浸泡1.5h，浸泡后放入烘箱中，在温度为93℃下干燥24min，冷却出料，即得改性生物质基毛巾。
称取0.2kg竹片放入沸水中煮炼16min后，压碎分解成丝，得到竹丝，再将竹丝放入压力锅中蒸煮60min，去除果胶、半纤维素和木质素，得到预处理的竹丝，继续将预处理的竹丝放入含有果胶酶和纤维素酶的水溶液中浸泡45min，进一步去除果胶、半纤维素和木质素，得到自制竹纤维；按质量比为7：2：1将自制竹纤维、葡萄糖和酸奶混合置于发酵罐中，在温度为42℃下密封发酵12天，取出发酵产物，用去离子水冲洗发酵产物5次，去除废液，并用真空干燥机干燥32min后，出料，得到改性自制竹纤维；称取65g壳聚糖研磨10min后过100目筛，收集过筛壳聚糖粉末，再按质量比为1：4将过筛壳聚糖粉末和质量分数为16%的醋酸溶液混合搅拌16min，得到自制壳聚糖醋酸溶液；按质量比为2：1：7将丝胶粉、柠檬酸和去离子水混合置于烧杯中，在温度为30℃下搅拌11min，得到搅拌液，搅拌后向搅拌液中添加搅拌液质量24%的次亚磷酸钠，继续保温混合搅拌20min，得到自制溶液；按质量比为7：4：2：1将改性自制竹纤维、自制壳聚糖醋酸溶液、琥珀粉和乙二醇混合置于毛巾织机中，在温度为120℃、压力为6MPa的条件下织造45min，冷却得到毛巾坯体，再将毛巾坯体放入自制溶液中浸泡2h，浸泡后放入烘箱中，在温度为95℃下干燥27min，冷却出料，即得改性生物质基毛巾。
以杭州市某公司生产的毛巾作为对比例 对本发明制得的改性生物质基毛巾和对比例中的毛巾进行检测，检测结果如表1所示：
取相同大小本发明制得的改性生物质基毛巾和对比例毛巾，洗涤50次后进行测试。
参照《国家纺织产品基本安全技术规范》（GB18401-2010）标准进行测试。
抗菌性能测试
根据GB/T20944.3-2008《纺织品抗菌性能的评价第3部分：振荡法》，测试金黄色葡萄球菌（ATCC6538）、白色念珠菌（ACTT10231）、大肠杆菌（ATCC25922）三种菌种的抑菌率。
甲醛含量测试
按照GB/T2912.1-2912.2标准进行测试，当甲醛含量<20ppm认为未检出。
耐皂洗色牢度测试
按照GB/T3921-2008《纺织品色牢度试验耐皂洗色牢度》标准进行测试。
耐摩擦色牢度测试
按照GB/T3920-2008《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》标准进行测试。
表1性能测定结果
根据表1中数据可知，本发明制得的改性生物质基毛巾，具有抑菌性强，不易变色、发霉、变味，且耐洗性好，耐磨性强，明显优于对比例样品。因此，具有广阔的使用前景。

Claims (6)

1.一种改性生物质基毛巾的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）称取0.1～0.2kg竹片放入沸水中煮炼后，压碎分解成丝，得到竹丝，再将竹丝放入压力锅中蒸煮，去除果胶、半纤维素和木质素，得到预处理的竹丝，继续将预处理的竹丝放入含有果胶酶和纤维素酶的水溶液中浸泡，进一步去除果胶、半纤维素和木质素，得到自制竹纤维；
（2）将自制竹纤维、葡萄糖和酸奶混合置于发酵罐中，密封发酵，取出发酵产物，用去离子水冲洗发酵产物，去除废液，并用真空干燥机干燥后，出料，得到改性自制竹纤维；
（3）称取45～65g壳聚糖研磨后过100目筛，收集过筛壳聚糖粉末，再将过筛壳聚糖粉末和醋酸溶液混合搅拌，得到自制壳聚糖醋酸溶液；
（4）将丝胶粉、柠檬酸和去离子水混合置于烧杯中搅拌，得到搅拌液，搅拌后向搅拌液中添加搅拌液质量24%的次亚磷酸钠，继续保温混合搅拌，得到自制溶液；
（5）将改性自制竹纤维、自制壳聚糖醋酸溶液、琥珀粉和乙二醇混合置于毛巾织机中织造，冷却得到毛巾坯体，再将毛巾坯体放入自制溶液中浸泡，浸泡后放入烘箱中干燥，冷却出料，即得改性生物质基毛巾。
2.根据权利要求1所述的一种改性生物质基毛巾的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的煮炼时间为12～16min，蒸煮时间为45～60min，浸泡时间为35～45min。
3.根据权利要求1所述的一种改性生物质基毛巾的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的自制竹纤维、葡萄糖和酸奶的质量比为7：2：1，发酵温度为36～42℃，发酵时间为10～12天，取出发酵产物，冲洗次数为3～5次，干燥时间为24～32min。
4.根据权利要求1所述的一种改性生物质基毛巾的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的研磨时间为8～10min，过筛壳聚糖粉末和质量分数为16%的醋酸溶液的质量比为1：4，混合搅拌时间为12～16min。
5.根据权利要求1所述的一种改性生物质基毛巾的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述的丝胶粉、柠檬酸和去离子水的质量比为2：1：7，搅拌温度为27～30℃，搅拌时间为9～11min，继续搅拌时间为16～20min。
6.根据权利要求1所述的一种改性生物质基毛巾的制备方法，其特征在于：步骤（5）所述的改性自制竹纤维、自制壳聚糖醋酸溶液、琥珀粉和乙二醇的质量比为7：4：2：1，织造温度为100～120℃，织造压力为4～6MPa，织造时间为35～45min，浸泡时间为1～2h，干燥温度为90～95℃，干燥时间为21～27min。
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