CN110230149B - 一种可生物降解型医用高吸湿纤维的加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可生物降解型医用高吸湿纤维的加工工艺，涉及纤维加工技术领域，包括如下步骤：(1)甲壳素纤维的改性，(2)开松，(3)梳理，(4)铺网，(5)牵伸，(6)卷取；本发明所述加工工艺的控制条件参数明确，工艺重复性好，所制纤维手感柔软，吸湿性能和抗静电性能优异，并且废弃后能够被生物降解，适用于多种医疗用品的加工。

Description

一种可生物降解型医用高吸湿纤维的加工工艺
技术领域：
本发明涉及纤维加工技术领域，具体涉及一种可生物降解型医用高吸湿纤维的加工工艺。
背景技术：
纤维在医疗领域应用十分广泛，可被制成各种医疗用品，包括一次性口罩、防护服、手术服、隔离衣、手术包、产妇包、急救包、尿布、鞋套等。为了避免这些医疗用品废弃后对环境造成污染，人们开始利用可生物降解纤维材料来制备这些医疗用品。
为了提高纤维的吸湿性能，人们会选用本身吸湿性较好的纤维，但纤维在加工过程中纤维结构会受到一定的影响，从而会不同程度地降低吸湿性能。并且，由于纤维制品在使用过程中经常受到摩擦，因此极易产生静电，而静电的产生会直接影响纤维制品的使用质量和使用寿命。
针对上述问题，本公司开发出一种可生物降解型医用高吸湿纤维的加工工艺，该工艺重复性好，所制纤维吸湿性强、抗静电性能好且能被生物降解，适用于制成多种医疗制品。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题在于提供一种可生物降解型医用高吸湿纤维的加工工艺，该工艺重复性好，所制纤维吸湿性强、抗静电性能好且能被生物降解，适用于制成多种医疗制品。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
一种可生物降解型医用高吸湿纤维的加工工艺，包括如下步骤：
(1)甲壳素纤维的改性：将甲壳素纤维加水润湿，并经搅拌制成浆体，再加入多聚谷氨酸和缩合剂，加热至回流状态保温反应，反应完成后自然冷却至室温，过滤，烘干所得滤渣，即得改性甲壳素纤维；
(2)开松：将改性甲壳素纤维经粗开松机进行初步开松，再送至精开松机，经精细开松使纤维更加蓬松；
(3)梳理：将经开松后的纤维送入梳理机，经梳理成纤网；
(4)铺网：将纤网送入铺网机中，经交叉铺陈成铺网；
(5)牵伸：将铺网通过牵伸机缓慢牵引，竖向牵引倍数为1.5-2倍；
(6)卷取：经卷取后包装。
所述梳理所得纤网的单位面积克重为20-30g/m2。
所述纤网的铺陈层数为4-8层。
所述缩合剂选用EDCI和HOBt。
一种可生物降解型医用高吸湿纤维的加工工艺，包括如下步骤：
(1)甲壳素纤维的改性：将甲壳素纤维加水润湿，并经搅拌制成浆体，再加入多聚谷氨酸和缩合剂，加热至回流状态保温反应，反应完成后自然冷却至室温，过滤，烘干所得滤渣，即得改性甲壳素纤维；
(2)开松：将改性甲壳素纤维经粗开松机进行初步开松，再送至精开松机，经精细开松使纤维更加蓬松；
(3)梳理：将经开松后的纤维送入梳理机，经梳理成纤网；
(4)抗静电处理：向纤网上涂布水性抗静电剂，并于100-110℃下固化使水份挥干，随后自然冷却至室温；
(5)铺网：将纤网送入铺网机中，经交叉铺陈成铺网；
(6)牵伸：将铺网通过牵伸机缓慢牵引，竖向牵引倍数为1.5-2倍；
(7)卷取：经卷取后包装。
所述水性抗静电剂的用量为每平方米纤网涂布50-100mL。
所述水性抗静电剂由十二烷基苯磺酸钠溶于水制成，质量浓度5-20wt％。
水性抗静电剂还可以通过以下技术方案制得：
所述水性抗静电剂由多聚谷氨酸溶于水制成，质量浓度5-20wt％。
所述水性抗静电剂由鲸蜡醇-月桂酰谷氨酸酯化物，溶于水制成，质量浓度5-20wt％。
所述鲸蜡醇-月桂酰谷氨酸酯化物是由鲸蜡醇与月桂酰谷氨酸经酯化反应制得。(月桂酰谷氨酸的两个羧基都与鲸蜡醇所含羟基发生反应)
本发明的有益效果是：
(1)本发明利用多聚谷氨酸对甲壳素纤维进行改性处理，多聚谷氨酸所含羧基与甲壳素纤维所含氨基发生酰胺缩合反应，在进一步提高纤维吸湿性能的同时增强纤维的抗静电性能；
(2)本发明通过所述抗静电处理来赋予所制纤维优良的抗静电性能，并且通过自制抗静电剂的使用来替代本领域常用的阴离子型抗静电剂，在保证抗静电性能的同时避免使用十二烷基苯磺酸钠类抗静电剂存在的因起泡力强而在固化后会在纤维表面产生针孔的问题；
(3)本发明所述加工工艺的控制条件参数明确，工艺重复性好，所制纤维手感柔软，吸湿性能和抗静电性能优异，并且废弃后能够被生物降解，适用于多种医疗用品的加工。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
(1)甲壳素纤维的改性：将10kg甲壳素纤维加水润湿，并经搅拌制成浆体，再加入1.8kg多聚谷氨酸、0.5kg EDCI和0.35kg HOBt，加热至回流状态保温反应5h，反应完成后自然冷却至室温，过滤，于80℃下烘干所得滤渣，即得改性甲壳素纤维；
(2)开松：将改性甲壳素纤维经粗开松机进行初步开松，再送至精开松机，经精细开松使纤维更加蓬松；
(3)梳理：将经开松后的纤维送入梳理机，经梳理成纤网，梳理所得纤网的单位面积克重为25g/m2；
(4)铺网：将纤网送入铺网机中，经交叉铺陈成铺网，铺陈层数为6层；
(5)牵伸：将铺网通过牵伸机缓慢牵引，竖向牵引倍数为1.85倍；
(6)卷取：经卷取后包装。
实施例2
以实施例1为对照，设置进行抗静电处理的实施例2，其余操作与实施例1完全相同。水性抗静电剂由十二烷基苯磺酸钠溶于水制成，质量浓度10wt％。
(1)甲壳素纤维的改性：将10kg甲壳素纤维加水润湿，并经搅拌制成浆体，再加入1.8kg多聚谷氨酸、0.5kg EDCI和0.35kg HOBt，加热至回流状态保温反应5h，反应完成后自然冷却至室温，过滤，于80℃下烘干所得滤渣，即得改性甲壳素纤维；
(2)开松：将改性甲壳素纤维经粗开松机进行初步开松，再送至精开松机，经精细开松使纤维更加蓬松；
(3)梳理：将经开松后的纤维送入梳理机，经梳理成纤网；
(4)抗静电处理：向纤网上涂布水性抗静电剂，水性抗静电剂的用量为每平方米纤网涂布50mL，并于100-110℃下固化使水份挥干，随后自然冷却至室温；
(5)铺网：将纤网送入铺网机中，经交叉铺陈成铺网；
(6)牵伸：将铺网通过牵伸机缓慢牵引，竖向牵引倍数为1.5-2倍；
(7)卷取：经卷取后包装。
实施例3
以实施例1为对照，设置进行抗静电处理的实施例2，其余操作与实施例1完全相同。水性抗静电剂由多聚谷氨酸溶于水制成，质量浓度10wt％。
(1)甲壳素纤维的改性：将10kg甲壳素纤维加水润湿，并经搅拌制成浆体，再加入1.8kg多聚谷氨酸、0.5kg EDCI和0.35kg HOBt，加热至回流状态保温反应5h，反应完成后自然冷却至室温，过滤，于80℃下烘干所得滤渣，即得改性甲壳素纤维；
(2)开松：将改性甲壳素纤维经粗开松机进行初步开松，再送至精开松机，经精细开松使纤维更加蓬松；
(3)梳理：将经开松后的纤维送入梳理机，经梳理成纤网；
(4)抗静电处理：向纤网上涂布水性抗静电剂，水性抗静电剂的用量为每平方米纤网涂布50mL，并于100-110℃下固化使水份挥干，随后自然冷却至室温；
(5)铺网：将纤网送入铺网机中，经交叉铺陈成铺网；
(6)牵伸：将铺网通过牵伸机缓慢牵引，竖向牵引倍数为1.5-2倍；
(7)卷取：经卷取后包装。
实施例4
以实施例1为对照，设置进行抗静电处理的实施例2，其余操作与实施例1完全相同。水性抗静电剂由鲸蜡醇-月桂酰谷氨酸酯化物溶于水制成，质量浓度10wt％。
(1)甲壳素纤维的改性：将10kg甲壳素纤维加水润湿，并经搅拌制成浆体，再加入1.8kg多聚谷氨酸、0.5kg EDCI和0.35kg HOBt，加热至回流状态保温反应5h，反应完成后自然冷却至室温，过滤，于80℃下烘干所得滤渣，即得改性甲壳素纤维；
(2)开松：将改性甲壳素纤维经粗开松机进行初步开松，再送至精开松机，经精细开松使纤维更加蓬松；
(3)梳理：将经开松后的纤维送入梳理机，经梳理成纤网；
(4)抗静电处理：向纤网上涂布水性抗静电剂，水性抗静电剂的用量为每平方米纤网涂布50mL，并于100-110℃下固化使水份挥干，随后自然冷却至室温；
(5)铺网：将纤网送入铺网机中，经交叉铺陈成铺网；
(6)牵伸：将铺网通过牵伸机缓慢牵引，竖向牵引倍数为1.5-2倍；
(7)卷取：经卷取后包装。
对照例
以实施例1为对照，设置不对甲壳素纤维进行改性处理的对照例，其余操作与实施例1完全相同。
(1)开松：将甲壳素纤维经粗开松机进行初步开松，再送至精开松机，经精细开松使纤维更加蓬松；
(2)梳理：将经开松后的纤维送入梳理机，经梳理成纤网，梳理所得纤网的单位面积克重为25g/m2；
(3)铺网：将纤网送入铺网机中，经交叉铺陈成铺网，铺陈层数为6层；
(4)牵伸：将铺网通过牵伸机缓慢牵引，竖向牵引倍数为1.85倍；
(5)卷取：经卷取后包装。
由同批甲壳素纤维分别利用实施例1-4和对照例加工制备纤维，并测试所制纤维的吸湿性能和抗静电性能，每组均进行三次平行试验，取平均值，测试结果如表1所示。
试样制作：将所制纤维制成10cm×10cm的试样。
回潮率的测定：将试样置于温度25℃、相对湿度65％的环境中，24h后测定回潮率。
体积电阻率的测定：将试样放入电极箱中，放上金属电极块，接通ZC-90G型高绝缘电阻仪的电路，固定电化时间1min，记录数据。
表1实施例与对照例所制纤维的回潮率和体积电阻率
测定项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 对照例
回潮率/％ 16.5 15.9 15.4 15.7 12.8
体积电阻率/Ω.cm 5.3×10<sup>8</sup> 8.7×10<sup>8</sup> 9.4×10<sup>8</sup> 1.1×10<sup>9</sup> 4.6×10<sup>8</sup>
由表1可知，实施例1通过对甲壳素纤维的所述改性处理能够提高所制纤维的吸湿性能和抗静电性能；而实施例2-4通过所述抗静电处理会提高所制纤维的抗静电性能，但会一定程度地影响所制纤维的吸湿性能；实施例3和实施例4所述抗静电剂能够取得优于实施例2所述抗静电剂的增强所制纤维抗静电性能的技术效果。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种可生物降解型医用高吸湿纤维的加工工艺，其特征在于：包括如下步骤：
(1)甲壳素纤维的改性：将甲壳素纤维加水润湿，并经搅拌制成浆体，再加入多聚谷氨酸和缩合剂，加热至回流状态保温反应，反应完成后自然冷却至室温，过滤，烘干所得滤渣，即得改性甲壳素纤维；
所述缩合剂选用EDCI和HOBt；
(2)开松：将改性甲壳素纤维经粗开松机进行初步开松，再送至精开松机，经精细开松使纤维更加蓬松；
(3)梳理：将经开松后的纤维送入梳理机，经梳理成纤网；
(4)铺网：将纤网送入铺网机中，经交叉铺陈成铺网；
(5)牵伸：将铺网通过牵伸机缓慢牵引，竖向牵引倍数为1.5-2倍；
(6)卷取：经卷取后包装。
2.根据权利要求1所述的可生物降解型医用高吸湿纤维的加工工艺，其特征在于：所述梳理所得纤网的单位面积克重为20-30g/m2。
3.根据权利要求1所述的可生物降解型医用高吸湿纤维的加工工艺，其特征在于：所述纤网的铺陈层数为4-8层。
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