CN109082713B - 一种膨胀丝绵枕及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种膨胀丝绵枕及其制备方法，包括如下步骤：将姜黄提取物、醋酸和羧甲基纤维素的混合溶液加入脱胶丝素纤维溶液中，超声处理，再加入聚脲甲醛、硒代胱胺盐酸盐，超声处理；然后脱水、晒干，得到处理蚕丝；将处理蚕丝加热得到带孔蚕丝；将带孔蚕丝制备成丝绵片后浸渍氨基聚乙二醇水溶液，得到处理丝绵片；将处理丝绵片放入装有爆破膜可转动的密闭容器中进行膨化，得到膨胀湿丝绵片；将膨胀湿丝绵片脱水、手工扯松后烘干，得到膨胀干丝绵片；将膨胀干丝绵片与包裹蚕沙的棉布包组合、缝制，得到膨胀丝绵枕。本发明成功制备了服用性能优良的多孔膨胀柞丝绵片，且具有良好的抗菌性，具有现实的积极意义。

Description

一种膨胀丝绵枕及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种丝绵的制备方法，具体涉及一种膨胀丝绵枕及其制备方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高，人们越来越崇尚回归自然，纯天然丝绵被的用量剧增，消费市场逐年扩大。丝绵被的原料是各种真丝，其中，由多孔膨体真丝制成的丝绵被比普通丝绵被具有更优异的弹性、保暖性、柔软等服用性能。

多孔膨体真丝是指丝纤维内部具有多孔结构的蚕丝，由于该多孔结构能形成许多储存空气的微小空间，可以存蓄大量的静止空气，因此具有良好的保暖性，且透气性、透湿性良好，得到了广泛关注和越来越深入的研究。

国外对多孔膨体真丝的研究始于上世纪八十年代，其加工方法主要有膨化处理和分纤丝两种，前者是对普通生丝采用药剂膨化处理，后者是在缫丝过程中改变工艺和方法，以达到真丝膨化的目的。国内对多孔膨体真丝的研发制备也很多，如中国发明专利CN1059248C公开了一种膨体弹力真丝的制造方法，将不同方向加捻的真丝和不加捻的真丝并合，将并丝后的真丝线放入浓钙盐溶液进行盐缩处理，成功实现了真丝的弹性和膨化。

然而，上述制备方法效果不佳；此外，上述制备方法需要使用大量的化学试剂，不符合绿色环保的主题。因此，开发一种膨胀丝绵枕及其制备方法，具有现实的积极意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种膨胀丝绵枕及其制备方法，以获得性能优良的膨胀丝绵枕。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：

一种膨胀丝绵枕的制备方法，包括如下步骤：

(1) 将清洗后的蚕丝进行高温高压脱胶，得到脱胶丝素纤维溶液；

(2) 将姜黄提取物、醋酸和羧甲基纤维素的混合溶液加入脱胶丝素纤维溶液中，超声处理2～3小时，再加入聚脲甲醛、硒代胱胺盐酸盐，超声处理1～1.5小时；然后脱水、晒干，得到处理蚕丝；

所述硒代胱胺盐酸盐的化学结构式如下：

(3) 将处理蚕丝于180℃加热30秒，然后于210℃加热20秒，得到带孔蚕丝；将带孔蚕丝制备成丝绵片后浸渍氨基聚乙二醇水溶液，得到处理丝绵片；

(4) 将处理丝绵片放入装有爆破膜可转动的密闭容器中进行膨化，得到膨胀湿丝绵片；

(5) 将膨胀湿丝绵片脱水、手工扯松后烘干，得到膨胀干丝绵片；

(6) 将膨胀干丝绵片与包裹蚕沙的棉布包组合，然后缝制，得到膨胀丝绵枕。

上述技术方案中，所述高温高压脱胶的压力为0.15～0.3MPa，温度为110～135℃，脱胶时间为10～20分钟。

上述技术方案中，以蚕丝为原料，除杂、漂洗后，加入水浸泡至少30min，浴比为10～20∶1；然后脱水，完成清洗。

上述技术方案中，脱胶丝素纤维、姜黄提取物、醋酸、羧甲基纤维素、聚脲甲醛、硒代胱胺盐酸盐的质量比是100∶15∶8∶12∶9∶6。

上述技术方案中，所述脱胶丝素纤维溶液的质量浓度为75～78%，可以提高处理试剂与丝素纤维的反应性。

上述技术方案中，丝绵片、氨基聚乙二醇的质量比是100∶18，不仅使得丝绵片柔滑、亲和，更主要使得在膨胀的时候呈孔均匀，避免孔过快扩散。

上述技术方案中，进行膨化时，密闭容器中的饱和水蒸气压力为0.08Mpa；密闭容器以15转/分转动；密闭容器内的饱和水蒸气压力升至0.5Mpa时爆破膜破裂。

上述技术方案中，烘干为于185℃烘30秒后再于105℃烘2分钟；先用较高温度使得丝绵片的孔扩开，然后低温除去水份，既达到了干燥效果，又避免了有机挥发物残留，而且提高了丝绵被蓬松性。

上述技术方案中，膨胀干丝绵片与包裹蚕沙的棉布包的体积比为100∶5～8；包裹蚕沙的棉布包外层是棉布，内包裹蚕沙，其具有比丝绵片好的硬度，但是无弹性，蓬松度较差，利用一定体积比的包裹蚕沙的棉布包可提高枕头的抗压性能，尤其是可以发挥蚕沙安睡、养神的效果。

根据上述制备方法得到的膨胀丝绵枕，可以将包裹蚕沙的棉布包放在膨胀干丝绵片中间。

上文中，所述步骤(2)的作用是在蚕丝表面形成涂层，使其具有抗菌性，是一种使用天然绿色抗菌剂的方法；所述羧甲基纤维素可以提高姜黄提取物、硒代胱胺盐酸盐在丝绵片表面的附着性。聚脲甲醛可以提供多孔性能，配合硒代胱胺盐酸盐以及步骤（3）的处理工艺，可以在丝素纤维表面形成一定的小孔，而且不影响丝绵片的制备与力学性能，在膨胀的时候，致孔与扩孔同时，从而取得远优于纯膨胀带来的技术效果。控制用量，一方面避免对纤维性能的影响，二方面可以得到抗菌、力学性能、多孔性能优异的产品。

本发明的工作原理是：将柞丝绵片放入装有爆破膜可转动的密闭容器中，然后向容器内通入高压饱和水蒸气，保持其压力经过一定时间，在高温高压的饱和水蒸气的作用下，柞丝绵片的丝素纤维开始由膨润迅速转化为膨化阶段，当突然减压发生气爆，柞丝绵片瞬间由高压降至常压状态，促使丝纤维已积蓄能量突然释放，使丝纤维内部产生多孔结构，随之丝纤维发生膨化，体积增大，从而达到膨化的目的。

由于上述技术方案的采用，与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1．本发明具有现实的积极意义，试验证明，本发明得到的多孔膨体柞丝绵被具有更好的膨松度和保温率，且抑菌率也有很大的提高，服用性能大幅提升。

2．本发明脱胶过程不添加任何化工原料或助剂，因此脱胶废液中除了丝胶外，其他杂质含量极少，因而有利于丝胶的提纯和回收，并符合绿色环保的主题。

3．本发明将蚕丝在姜黄提取物、醋酸和羧甲基纤维素的混合溶液中进行超声处理，使其具有良好的抗菌性，是一种使用天然绿色抗菌剂的方法。

4．本发明的制备方法简单且成本较低，具有良好的应用前景。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例一

一种膨胀丝绵枕的制备方法，包括如下步骤：

(1) 以柞蚕丝为原料，除杂、漂洗后，加入水浸泡至少30min，浴比为15∶1；然后脱水，完成清洗；将清洗后的蚕丝进行高温高压脱胶，得到脱胶丝素纤维溶液；高温高压脱胶的压力为0.2MPa，温度为125℃，脱胶时间为15分钟；脱胶丝素纤维溶液的质量浓度为75%；

(2) 将姜黄提取物、醋酸和羧甲基纤维素的混合溶液加入脱胶丝素纤维溶液中，超声处理2小时，再加入聚脲甲醛、硒代胱胺盐酸盐，超声处理1小时；然后脱水、晒干，得到处理蚕丝；脱胶丝素纤维、姜黄提取物 、醋酸、羧甲基纤维素、聚脲甲醛、硒代胱胺盐酸盐的质量比是100∶15∶8∶12∶9∶6；

所述硒代胱胺盐酸盐的化学结构式如下：

(3) 将处理蚕丝于180℃加热30秒，然后于210℃加热20秒，得到带孔蚕丝；将带孔蚕丝采用常规方法制备成丝绵片后浸渍氨基聚乙二醇水溶液，得到处理丝绵片；丝绵片、氨基聚乙二醇的质量比是100∶18；

(4) 将处理丝绵片放入装有爆破膜可转动的密闭容器中进行膨化，得到膨胀湿丝绵被；进行膨化时，密闭容器中的饱和水蒸气压力为0.08Mpa；密闭容器以15转/分转动；密闭容器内的饱和水蒸气压力升至0.5Mpa时爆破膜破裂；密闭容器的爆破口盖上装有的爆破膜破裂，丝绵片瞬间突然减压，发生气爆，随之冲出爆破口，使蚕丝发生膨化与丝纤维呈现多孔；

(5) 将膨胀湿丝绵片脱水、手工扯松后烘干，得到膨胀干丝绵片；烘干为于185℃烘30秒后再于105℃烘2分钟；

(6) 将膨胀干丝绵片与包裹蚕沙的棉布包组合，然后缝制，得到膨胀丝绵枕；膨胀干丝绵片与包裹蚕沙的棉布包的体积比为100∶6，包裹蚕沙的棉布包的制备、组合、缝制可根据常规方法进行。

本发明制备的蚕丝纤维和单纤维空隙率、直径测定，并与普通柞蚕丝进行了对比，结果如下表所示：

项目	从光学显微镜测得的丝纤维直径(微米)	从电镜测得的丝纤维纵向宽度(微米)	单纤维空隙率(%)
				本发明膨胀蚕丝	38.88	43.88	38.88
普通蚕丝	26.38	30.52	8.94

不加入聚脲甲醛，制备的膨胀丝绵枕中，单纤维空隙率26.62%；步骤（3）不制备带孔蚕丝直接制备丝绵片，制备的膨胀丝绵枕中，单纤维空隙率29.22%。

此外，还测定了柞蚕丝的力学性能，结果如下表所示：

项目	断裂强度(CN/dtex)	断裂伸长率(%)	初始模量(CN/dtex)
				本发明膨胀蚕丝	3.2	32.88	1.38
普通柞蚕丝	2.2	23.45	1.87

从上表可见，本发明得到的膨胀蚕丝比普通柞蚕丝的断裂强度高，由于聚乙二醇以及姜黄提取物 交联作用，这是研制多孔柞蚕丝的核心技术，而且丝纤维富有高弹性，初始模量是衡量丝纤维柔软性的间接指标，说明本发明柞蚕丝容易发生变形，比普通柞蚕丝具有更好的柔软性。不加入氨基聚乙二醇，断裂强度为2.8 CN/dtex；不加入硒代胱胺盐酸盐，断裂强度为3.0 CN/dtex，制备的被子抑菌率为92.38%。

同时还考察了本发明制备的丝绵枕的服用性能，并与普通柞蚕丝进行了对比，结果如下表所示：

项目	本发明丝绵枕	普通柞丝绵枕	本发明丝绵枕（不含包裹蚕沙的棉布包）
				弹性加复率(%)	97.2	89.2	99.1
膨松度(cm<sup>3</sup>/g)	42	26	45
				传热系数(w/m<sup>2</sup>. ℃)	1.188	2.299	1.028
保温率(%)	94.28	81.95	94.68
				抑菌率(%)	96.1	65.8	96.2

如果烘干时采用105℃烘3分钟，蓬松度为41 cm³/g，添加包裹蚕沙的棉布包后，抗压强度提高16%；从上表可见，本发明的多孔柞丝绵被比普通柞丝绵被具有更好的膨松度和保温率，且抑菌率也有很大的提高，而且未检出有机挥发物，服用性能大幅提升，具有显著的进步。

Claims (8)

1.一种膨胀丝绵枕的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1) 将清洗后的蚕丝进行高温高压脱胶，得到脱胶丝素纤维溶液；

(2) 将姜黄提取物、醋酸和羧甲基纤维素的混合溶液加入脱胶丝素纤维溶液中，超声处理2～3小时，再加入聚脲甲醛、硒代胱胺盐酸盐，超声处理1～1.5小时；然后脱水、晒干，得到处理蚕丝；

所述硒代胱胺盐酸盐的化学结构式如下：

(3) 将处理蚕丝于180℃加热30秒，然后于210℃加热20秒，得到带孔蚕丝；将带孔蚕丝制备成丝绵片后浸渍氨基聚乙二醇水溶液，得到处理丝绵片；

(4) 将处理丝绵片放入装有爆破膜可转动的密闭容器中进行膨化，得到膨胀湿丝绵片；

(5) 将膨胀湿丝绵片脱水、手工扯松后烘干，得到膨胀干丝绵片；

(6) 将膨胀干丝绵片与包裹蚕砂的棉布包组合，然后缝制，得到膨胀丝绵枕；

脱胶丝素纤维、姜黄提取物、醋酸、羧甲基纤维素、聚脲甲醛、硒代胱胺盐酸盐的质量比是100∶15∶8∶12∶9∶6；所述脱胶丝素纤维溶液的质量浓度为75～78%。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述高温高压脱胶的压力为0.15～0.3MPa，温度为110～135℃，脱胶时间为10～20分钟。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以蚕丝为原料，除杂、漂洗后，加入水浸泡至少30min，浴比为10～20∶1；然后脱水，完成清洗。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，丝绵片、氨基聚乙二醇的质量比是100∶18。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，进行膨化时，密闭容器中的饱和水蒸气压力为0.08Mpa；密闭容器以15转/分转动；密闭容器内的饱和水蒸气压力升至0.5Mpa时爆破膜破裂。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，烘干为于185℃烘30秒后再于105℃烘2分钟。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，膨胀干丝绵片与包裹蚕砂的棉布包的体积比为100∶5～8。

8.根据权利要求1所述的制备方法得到的膨胀丝绵枕。