CN109972288B - 基于化学交联与物理针刺技术的蚕丝/竹原无纺布的制备方法 - Google Patents

基于化学交联与物理针刺技术的蚕丝/竹原无纺布的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于化学交联与物理针刺技术的蚕丝/竹原无纺布的制备方法，其制备方法包括：将竹原短纤维作为原料，将竹原短纤维置于高湿环境中静置，取出，经开松梳理形成竹原纤维层；将壳寡糖溶液加入戊二醛，加热搅拌反应，至形成整理剂，将竹原纤维层浸没于整理剂中，待完全润湿后取出，烘干，再经碱液处理，水洗得到壳寡糖改性竹原纤维层；将绢丝下脚料作为原料，置于中性钙溶液中进行溶胀处理，取出，经开松梳理形成蚕丝纤维层；将蚕丝纤维层包裹住壳寡糖改性竹原纤维层，进行铺网、针刺和整烫处理得到基于壳寡糖交联的蚕丝/竹原无纺布。

Description

基于化学交联与物理针刺技术的蚕丝/竹原无纺布的制备 方法
本申请是以下申请的分案申请：申请日为2016年09月21日，申请号为201610839018.X，发明名称为一种基于壳寡糖交联的蚕丝竹原无纺布及其制备方法。
技术领域
本发明属于纺织材料技术领域，具体涉及一种基于化学交联与物理针刺技术的蚕丝/竹原无纺布的制备方法。
背景技术
竹纤维是一种以竹子为原料制备的纤维，竹纤维分为竹浆粘胶纤维和天然竹原纤维。竹原纤维是由机械、物理方法直接从竹子从提取出的纤维，竹原纤维的横截面为不规则的腰圆形，有空腔，表面具有很多的沟槽、裂纹和横节，因此竹原纤维具有良好的透气性、透湿性和染色性等，在纺织服装、非织造无纺布和复合材料等领域都有很好的应用。
中国专利CN 203427388U公开的一种新型竹纤维水刺无纺布，该无纺布包括若干层竹纤维层，每层竹纤维层的上下表面都均匀分布着凸起和凹陷，形成近似椭圆性的吸水孔隙，而且每层竹纤维层中竹纤维与竹纤维之间都形成蜂窝状透气孔，因此制备的竹纤维无纺布具有吸水、抗菌和绿色环保等功能。此外，由竹纤维与其他功能纤维制备的功能性无纺布方面也有研究。中国专利CN104383590B公开的一种竹原壳聚糖功能性辅料及其制备方法，将竹原纤维、壳聚糖纤维和粘胶纤维混合开松，经铺网、预针刺、针刺和整烫得到功能性辅料，该功能性辅料具有透气性好，抑菌，吸湿，并能保湿合适的湿度，因此可以作为医疗用品。中国专利CN 102061568A公开的竹纤维防螨无纺布的制备方法，将竹原纤维和涤纶纤维混合作为原料，再加入防螨母粒，经充分搅拌形成混合原料，再经无纺布工艺形成无纺布材料。
由上述现有技术可知，目前以竹原纤维作为原料制备的无纺布的种类较多，多是将竹原纤维与其他功能性纤维或者材料进行物理混合，再经无纺布工艺制备形成功能性无纺布，该方法制备的无纺布材料之间只是简单的混合，结合牢度不紧密，在使用过程中容易造成分离或者性能不稳定不均一，而且竹原纤维本身的纤维较硬，经针刺处理后制备的无纺布其手感必然较硬，悬垂和抗皱性能也不佳，极大的影响了竹原无纺布的运用领域。
本发明将化学交联技术与物理针刺技术相结合，将壳寡糖和蚕丝纤维与竹原纤维作为原料制备无纺布，制备一种服用性、使用性与功能性俱佳的无纺布材料。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于化学交联与物理针刺技术的蚕丝/竹原无纺布的制备方法，采用壳寡糖和戊二醛作为整理剂对竹原纤维层进行整理，再与蚕丝纤维层复合经针刺形成无纺布。本发明制备方法简单，制备的无纺布吸湿透气，透软亲肤，尺寸稳定，还具有抗菌抑菌等多种功效。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
基于化学交联与物理针刺技术的蚕丝/竹原无纺布的制备方法，所述蚕丝/竹原无纺布包括蚕丝纤维层和竹原纤维层，所述蚕丝纤维层包覆在竹原纤维层的四周，所述竹原纤维层经壳寡糖和戊二醛整理，所述竹原纤维层的原料为竹原短纤维，所述蚕丝纤维层的原料为绢丝下脚料。
作为上述技术方案的优选，所述竹原短纤维经高湿预处理。
本发明还提供一种基于化学交联与物理针刺技术的蚕丝/竹原无纺布的制备方法，包括以下步骤：
(1)将竹原短纤维作为原料，将竹原短纤维置于高湿环境中静置，取出，经开松梳理形成竹原纤维层；
(2)将壳寡糖溶液加入戊二醛，加热搅拌反应，至形成整理剂，将步骤(1)制备的竹原纤维层浸没于整理剂中，待完全润湿后取出，烘干，再经碱液处理，水洗得到壳寡糖改性竹原纤维层；
(3)将绢丝下脚料作为原料，置于中性钙溶液中进行溶胀处理，取出，经开松梳理形成蚕丝纤维层；
(4)将步骤(3)制备的蚕丝纤维层包裹住步骤(2)制备的壳寡糖改性竹原纤维层，进行铺网、针刺和整烫处理得到基于壳寡糖交联的蚕丝/竹原无纺布。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，竹原短纤维的长度为1-5cm。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，高湿环境的湿度为65-80％，静置的时间为5-10h。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，开松梳理的工艺为：开松的喂料速度为600-900rpm，刺辊的速度为1000-1500rpm。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，整理剂中壳寡糖的质量分数为8-12％，戊二醛的质量分数为5-8％。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，烘干的温度为60-65℃，时间为1-2h。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中，溶胀处理的浴比为1:30，温度为50-55℃，时间为30-60min。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(4)中，针刺的密度为200-250刺/cm2，针刺深度为3-5cm，整烫的温度为80-100℃，整烫时间为1-2min。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明制备的基于壳寡糖交联的蚕丝/竹原无纺布包括蚕丝纤维、竹原纤维和壳寡糖，蚕丝纤维柔软亲肤、透气透湿，竹原纤维吸湿透湿、强韧抗菌，壳寡糖抗菌和成膜性好，因此由这三种原料制备的无纺布其手感柔软、透气吸湿、亲肤抗菌、强韧环保，服用性和功能性俱佳。
(2)本发明制备的基于壳寡糖交联的蚕丝/竹原无纺布中竹原纤维首先经高湿处理，提高竹原纤维的韧性性，防止在开松的过程中断裂，而且可以对竹原纤维进行润湿，有利于之后的整理。竹原纤维层经壳寡糖和戊二醛整理剂整理，首先壳寡糖会在戊二醛的作用下自身发生交联，此外，在戊二醛交联剂和高温的作用下，壳寡糖还会与竹原纤维之间发生交联，竹原纤维与竹原纤维之间也会发生交联，然后通过碱液处理使竹原纤维更加活化，并停止交联反应，使壳寡糖牢固的吸附于竹原纤维层的表面与内部，赋予竹原纤维层优异的吸湿性、抗菌性、亲肤性和机械性能。
(3)本发明制备的基于壳寡糖交联的蚕丝/竹原无纺布中蚕丝纤维层经溶胀后包覆与竹原纤维层的表面，竹原纤维层中含有的过量戊二醛，会促使蚕丝纤维层与竹原纤维层之间交联，再借助针刺技术，使竹原纤维层与蚕丝纤维层混合更加紧密，制备得到性能稳定均一的无纺布。而且蚕丝纤维层将竹原纤维层的四周包覆，使无纺布的亲肤和吸湿性能更加优异，手感柔软滑糯，有利于扩大无纺布的使用领域。
(4)本发明制备的基于壳寡糖交联的蚕丝/竹原无纺布中纤维层与整理剂之间结合紧密，避免在使用过程中纤维层与层之间出现分离脱落等现象，而且蚕丝纤维和竹原纤维经交联整理后，其无纺布的抗皱性和平整度提高，有利于提高无纺布的实用性，因此本发明制备的基于壳寡糖交联的蚕丝/竹原无纺布的服用性、实用性和功能性俱佳。
具体实施方式
下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1：
(1)将长度为1-5cm的竹原短纤维作为原料，将竹原短纤维置于湿度为65％的高湿环境中静置5h，取出，以喂料速度为600rpm开松，刺辊的速度为1000rpm梳理形成竹原纤维层。
(2)将壳寡糖溶液加入戊二醛，在45℃下加热搅拌反应30min，形成整理剂，其中，整理剂中壳寡糖的质量分数为8％，戊二醛的质量分数为5％，然后将竹原纤维层浸没于整理剂中，待完全润湿后取出，在60℃烘干1h，再经质量分数为2％的氢氧化钠碱液处理10min，水洗得到壳寡糖改性竹原纤维层。
(3)将绢丝下脚料作为原料，以浴比为1:30，置于质量分数为5％的氯化钙溶液中，在50℃下进行溶胀处理30min，取出，以喂料速度为500rpm开松，刺辊的速度为900rpm梳理形成蚕丝纤维层。
(4)将蚕丝纤维层包裹住壳寡糖改性竹原纤维层，进行铺网，以200刺/cm2的密度和3cm的深度下针刺，然后在80℃下整烫处理1min，得到基于壳寡糖交联的蚕丝/竹原无纺布。
实施例2：
(1)将长度为1-5cm的竹原短纤维作为原料，将竹原短纤维置于湿度为80％的高湿环境中静置10h，取出，以喂料速度为900rpm开松，刺辊的速度为1500rpm梳理形成竹原纤维层。
(2)将壳寡糖溶液加入戊二醛，在50℃下加热搅拌反应90min，形成整理剂，其中，整理剂中壳寡糖的质量分数为12％，戊二醛的质量分数为8％，然后将竹原纤维层浸没于整理剂中，待完全润湿后取出，在65℃烘干2h，再经质量分数为2％的氢氧化钠碱液处理20min，水洗得到壳寡糖改性竹原纤维层。
(3)将绢丝下脚料作为原料，以浴比为1:30，置于质量分数为8％的氯化钙溶液中，在55℃下进行溶胀处理60min，取出，以喂料速度为800rpm开松，刺辊的速度为1200rpm梳理形成蚕丝纤维层。
(4)将蚕丝纤维层包裹住壳寡糖改性竹原纤维层，进行铺网，以250刺/cm2的密度和5cm的深度下针刺，然后在100℃下整烫处理2min，得到基于壳寡糖交联的蚕丝/竹原无纺布。
实施例3：
(1)将长度为1-5cm的竹原短纤维作为原料，将竹原短纤维置于湿度为70％的高湿环境中静置8h，取出，以喂料速度为700rpm开松，刺辊的速度为1200rpm梳理形成竹原纤维层。
(2)将壳寡糖溶液加入戊二醛，在48℃下加热搅拌反应60min，形成整理剂，其中，整理剂中壳寡糖的质量分数为10％，戊二醛的质量分数为7％，然后将竹原纤维层浸没于整理剂中，待完全润湿后取出，在62℃烘干1.4h，再经质量分数为2％的氢氧化钠碱液处理15min，水洗得到壳寡糖改性竹原纤维层。
(3)将绢丝下脚料作为原料，以浴比为1:30，置于质量分数为6％的氯化钙溶液中，在52℃下进行溶胀处理40min，取出，以喂料速度为600rpm开松，刺辊的速度为1000rpm梳理形成蚕丝纤维层。
(4)将蚕丝纤维层包裹住壳寡糖改性竹原纤维层，进行铺网，以220刺/cm2的密度和4cm的深度下针刺，然后在90℃下整烫处理1.5min，得到基于壳寡糖交联的蚕丝/竹原无纺布。
实施例4：
(1)将长度为1-5cm的竹原短纤维作为原料，将竹原短纤维置于湿度为75％的高湿环境中静置6h，取出，以喂料速度为750rpm开松，刺辊的速度为1300rpm梳理形成竹原纤维层。
(2)将壳寡糖溶液加入戊二醛，在48℃下加热搅拌反应45min，形成整理剂，其中，整理剂中壳寡糖的质量分数为10％，戊二醛的质量分数为6％，然后将竹原纤维层浸没于整理剂中，待完全润湿后取出，在62℃烘干1h，再经质量分数为2％的氢氧化钠碱液处理13min，水洗得到壳寡糖改性竹原纤维层。
(3)将绢丝下脚料作为原料，以浴比为1:30，置于质量分数为7％的氯化钙溶液中，在55℃下进行溶胀处理40min，取出，以喂料速度为600rpm开松，刺辊的速度为1100rpm梳理形成蚕丝纤维层。
(4)将蚕丝纤维层包裹住壳寡糖改性竹原纤维层，进行铺网，以250刺/cm2的密度和3cm的深度下针刺，然后在95℃下整烫处理2min，得到基于壳寡糖交联的蚕丝/竹原无纺布。
实施例5：
(1)将长度为1-5cm的竹原短纤维作为原料，将竹原短纤维置于湿度为75％的高湿环境中静置8h，取出，以喂料速度为750rpm开松，刺辊的速度为1350rpm梳理形成竹原纤维层。
(2)将壳寡糖溶液加入戊二醛，在45℃下加热搅拌反应55min，形成整理剂，其中，整理剂中壳寡糖的质量分数为11％，戊二醛的质量分数为7％，然后将竹原纤维层浸没于整理剂中，待完全润湿后取出，在65℃烘干1h，再经质量分数为2％的氢氧化钠碱液处理20min，水洗得到壳寡糖改性竹原纤维层。
(3)将绢丝下脚料作为原料，以浴比为1:30，置于质量分数为8％的氯化钙溶液中，在50℃下进行溶胀处理60min，取出，以喂料速度为500rpm开松，刺辊的速度为1200rpm梳理形成蚕丝纤维层。
(4)将蚕丝纤维层包裹住壳寡糖改性竹原纤维层，进行铺网，以200刺/cm2的密度和5cm的深度下针刺，然后在80℃下整烫处理2min，得到基于壳寡糖交联的蚕丝/竹原无纺布。
实施例6：
(1)将长度为1-5cm的竹原短纤维作为原料，将竹原短纤维置于湿度为70％的高湿环境中静置7h，取出，以喂料速度为800rpm开松，刺辊的速度为1400rpm梳理形成竹原纤维层。
(2)将壳寡糖溶液加入戊二醛，在50℃下加热搅拌反应55min，形成整理剂，其中，整理剂中壳寡糖的质量分数为11％，戊二醛的质量分数为6％，然后将竹原纤维层浸没于整理剂中，待完全润湿后取出，在62℃烘干2h，再经质量分数为2％的氢氧化钠碱液处理20min，水洗得到壳寡糖改性竹原纤维层。
(3)将绢丝下脚料作为原料，以浴比为1:30，置于质量分数为7％的氯化钙溶液中，在55℃下进行溶胀处理30min，取出，以喂料速度为600rpm开松，刺辊的速度为1000rpm梳理形成蚕丝纤维层。
(4)将蚕丝纤维层包裹住壳寡糖改性竹原纤维层，进行铺网，以250刺/cm2的密度和5cm的深度下针刺，然后在90℃下整烫处理2min，得到基于壳寡糖交联的蚕丝/竹原无纺布。
经检测，实施例1-6制备的基于壳寡糖交联的蚕丝/竹原无纺布的克重、厚度、吸湿 性、透气性、抗菌性和抗蛋白质污染性的结果如下所示：
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6
克重（g/m<sup>2</sup>） 187 206 195 190 187 192
厚度（mm） 3.5 4.2 4.0 3.8 3.9 4.1
吸水增重率（%） 46 52 49 50 51 48
透水量（L/m<sup>2</sup>·s） 1126 1034 1068 1079 1058 1101
抗菌率（%） 72 80 81 80 79 76
蛋白质的吸附量（mg/m<sup>2</sup>） 35 26 34 30 31 28
由上表可见，本发明制备的基于壳寡糖交联的蚕丝/竹原无纺布轻薄、透气吸湿性好，还能抗菌抗蛋白质污染。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (1)

1.基于化学交联与物理针刺技术的蚕丝/竹原无纺布的制备方法，其特征在于：所述蚕丝/竹原无纺布包括蚕丝纤维层和竹原纤维层，所述蚕丝纤维层包覆在竹原纤维层的四周，所述竹原纤维层经壳寡糖和戊二醛整理，所述竹原纤维层的原料为竹原短纤维，所述蚕丝纤维层的原料为绢丝下脚料，所述蚕丝/竹原无纺布的制备方法包括：
(1)将长度为1-5cm的竹原短纤维作为原料，将竹原短纤维置于湿度为70％的高湿环境中静置8h，取出，以喂料速度为700rpm开松，刺辊的速度为1200rpm梳理形成竹原纤维层；
(2)将壳寡糖溶液加入戊二醛，在48℃下加热搅拌反应60min，形成整理剂，其中，整理剂中壳寡糖的质量分数为10％，戊二醛的质量分数为7％，然后将竹原纤维层浸没于整理剂中，待完全润湿后取出，在62℃烘干1.4h，再经质量分数为2％的氢氧化钠碱液处理 15min，水洗得到壳寡糖改性竹原纤维层；
(3)将绢丝下脚料作为原料，以浴比为1:30，置于质量分数为6％的氯化钙溶液中，在52℃下进行溶胀处理40min，取出，以喂料速度为600rpm开松，刺辊的速度为1000rpm梳理形成蚕丝纤维层；
(4)将蚕丝纤维层包裹住壳寡糖改性竹原纤维层，进行铺网，以220刺/cm2的密度和4cm的深度下针刺，然后在90℃下整烫处理1.5min，得到蚕丝/竹原无纺布。
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