CN110295457B - 一种含大豆纤维健康生态棉的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含大豆纤维健康生态棉的制备方法，由以下重量份数的原料制成：大豆纤维25～35份，竹炭纤维25～35份，中空纤维25～35份，低熔点聚酯粉末1～5份；所述大豆纤维、竹炭纤维、中空纤维为同样细度同样长度的短纤；所述低熔点聚酯粉末为80～120目的粉末。本发明含大豆纤维健康生态棉的制备方法，使用的原料不含硅油，成品具有良好的保暖性和亲肤性，能够促进人体血液循环和新陈代谢；且制备过程中大豆短纤不会被破坏；成品水洗不易缩水；产品成本降低。

Description

一种含大豆纤维健康生态棉的制备方法
技术领域
本发明属于生态棉技术领域，具体的涉及一种含大豆纤维健康生态棉的制备方法。
背景技术
随着科学技术的进步，人们对于纺织品不仅仅是传统意义上对质量和规格上的关注。更增加了对纺织品的安全健康以及环境的影响等一系列生态安全的重视。生态棉应运而生，它属于化纤材料，该材料为一般作为服装或棉被等的保暖层，具有轻、薄、软、暖、透气、透湿等特性。大豆蛋白纤维属于再生植物蛋白纤维类，其有着羊绒般的柔软手感，蚕丝般的柔和光泽，优于棉的保暖性和良好的亲肤性等优良性能，被誉为“新世纪的健康舒适纤维”和“肌肤喜欢的好面料”。大豆蛋白纤维外层基本上都是蛋白质，含有人体必需的多种氨基酸，其保健功能不言而喻。在当下愈来愈追求健康、绿色环保的环境下，生态棉所制成的纺织产品，有着空前的市场规模。越来越多的人群会选择生态棉制成的服装，因为健康问题是最不容易被忽视的，优异的着衣感，舒适的材料，会给人们带来新的穿着体验。现有的生态棉中一般使用低熔点纤维(如4080纤维)做粘结剂可以在相对低的温度下熔融将其他纤维粘结起来。但低熔点纤维格较高，例如4080纤维一般一吨价格在一万元以上，用它做产品的粘结剂相对成本较高。
含大豆纤维的生态棉有较强的弹性回负性和羊绒般的柔软手感，蚕丝般和光泽，优于棉的保暖性和良好的亲肤性，使其更加健康、保暖、手感柔软，促进人体血液循环和新陈代谢。而其它生态棉产品性能单一且纤维含有硅油，即聚二甲基硅氧烷，它会造成材料不透气不亲肤，穿着不舒适。由于大豆纤维是经湿法纺丝而成，大豆纤维长丝用于织布较为广泛，但是切成短纤用于保暖生态棉，目前还没有解决它的抱合力和均匀分散度问题，一用力拢就会形成一团；且大豆纤维在高温下容易损坏，水洗易收缩。所以要想将大豆短纤制成生态棉，就要解决加工中的温度问题，以及成品不能水洗的问题。
发明内容
基于上述技术问题，本发明的目的是提供一种含大豆纤维健康生态棉的制备方法，使用的原料不含硅油，成品具有良好的保暖性和亲肤性，能够促进人体血液循环和新陈代谢；且制备过程中大豆短纤不会被破坏；成品水洗不易缩水；产品成本降低。本发明采用如下技术方案：
本发明第一方面提供一种含大豆纤维健康生态棉，由以下重量份数的原料制成：大豆纤维25～35份，竹炭纤维25～35份，中空纤维25～35份，低熔点聚酯粉末1～5份；所述大豆纤维、竹炭纤维、中空纤维为同样细度同样长度的短纤；所述为低熔点聚酯粉末80～120目的粉末。
优选的，所述短纤的细度为30～40S；所述短纤的长度为1～2cm。
优选的，所述低熔点聚酯粉末由低熔点聚酯切片粉碎研磨制得；所述低熔点聚酯为低熔点涤纶。
本发明第二方面提供一种含大豆纤维健康生态棉的制备方法，包括以下步骤：
S01，开松：将大豆纤维、竹炭纤维、中空纤维分别送入开松箱进行开松；
S02,混棉：将开松后的大豆纤维、竹炭纤维、中空纤维送入混棉箱进行混棉；
S03，二次开松：将混棉后的混料送入开松箱进行二次开松；
S04，二次混棉：将二次开松后的混料送入混棉箱进行二次混棉；
S05，梳理：将二次混料送到梳理机中，机械成网，得到单层纤网；
S06，铺网：将单层纤网平铺在铺网机的网帘上，经往复折叠铺网，得到多层纤网；
S07，喷料：使用循环风气动颗粒喷洒装置将低熔点聚酯粉末均匀的喷洒在多层纤网上；
S08，热风定型：将喷有低熔点聚酯粉末的多层纤网送入烘箱进行热风定型；
S09，切边卷绕：热风定型后的成品切边卷绕即得含大豆纤维健康生态棉。
优选的，所述梳理机大锡林转速的变压器设为30～40Hz；所述梳理机的上道夫与锡林的距离设为7/1000寸、下道夫与锡林的距离设为5/1000寸。
优选的，所述铺网机的往复速度分为十段：正向五段，反向五段。
优选的，所述循环风气动颗粒喷洒装置至少设置一个气动颗粒喷洒器喷头；所述喷头的宽度与纤网宽度相同。
优选的，所述循环风气动颗粒喷洒装置至少设置两个循环风机风口。
优选的，所述烘箱长度为9～12m；所述烘箱中至少设置6个温控器；所述烘箱中喷洒低熔点聚酯粉末的多层纤网下方设置至少6台循环风机；所述烘箱的加热温度设置为110～170℃；所述烘箱的进口比出口的温度低20～30℃。
有益效果
(1)使用的原料不含硅油，成品具有良好的保暖性和亲肤性，能够促进人体血液循环和新陈代谢；
(2)制备过程中大豆短纤不会被破坏；
(3)成品水洗不易缩水；
(4)产品成本降低。
附图说明
图1：含大豆纤维健康生态棉的工艺流程图；
图2：循环风气动颗粒喷洒装置示意图；
图3：循环风气动颗粒喷洒装置中喷头的侧视图与俯视图。
其中：1.气动颗粒喷洒器，2.循环风机风口，3.滚轮，4.钢带，5.钢棍，6.风机，7.多层纤网，8.低熔点聚酯粉末，9.纤网进口，10.纤网出口，11.壳体，12.循环风机，13.滚动输送机，14.管道，15.喷孔，16.喷头。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
正如背景技术部分介绍的，为了使制得的成品具有良好的保暖性和亲肤性，能够促进人体血液循环和新陈代谢，使用的原料不含硅油；制备过程中大豆短纤不会被破坏；成品水洗不易缩水；产品成本降低。本发明提供一种含大豆纤维健康生态棉，由以下重量份数的原料制成：大豆纤维25～35份，竹炭纤维25～35份，中空纤维25～35份，低熔点聚酯粉末1～5份；；所述大豆纤维、竹炭纤维、中空纤维为同样细度同样长度的短纤；所述为80～120目低熔点聚酯粉末。
优选的，所述短纤的细度为30～40S；所述短纤的长度为1～2cm。
优选的，所述低熔点聚酯粉末由低熔点聚酯切片粉碎研磨制得；所述低熔点聚酯为低熔点涤纶。
其中，针对大豆纤维不易水洗的问题，本发明人从大豆纤维的湿法纺丝入手，分析了纤维表面光滑和柔软的特性，将相同长度和细度的大豆短纤、竹炭短纤、中空短纤按一定重量份数混合，用混料机将三种纤维充分混合。采用同细度与同长度的短纤进行混合均匀后，基本上每根大豆短纤都与竹炭短纤、中空短纤相接触，不再是大豆短纤聚集在一起的形态，可以解决一用力拢大豆短纤就会形成一团的问题。
4080纤维起粘结剂的作用，主要由低熔点聚酯切片与涤纶熔融纺丝制得，价格较贵。4080纤维为皮芯结构：芯层为涤纶(PET)，皮层为低熔点聚酯(LMPET)。其使用原理为较低温度下，皮层熔融而芯层由于熔点较高不熔融仍保持其物理性能，由此可见，4080纤维中起粘结作用的主要为低熔点聚酯。而本发明生态棉不需要对物理机械性能有太高要求，所以无需涤纶芯层来维持较好的物理性能。而低熔点聚酯切片价格低且同样能起到很好的粘结效果。为了能均匀粘结更多纤维，将低熔点聚酯切片粉碎研磨成粉末。与同重量的4080短纤相比，粉末的分散面积更大，粘结效率也更高。所以与使用4080纤维做粘结剂相比，使用粉末可降低用量从而降低生产成本。而成网后的纤维主要以交叉的方式排列，粉末熔融后可将交叉点粘结在一起，使得制成的生态棉更加稳定。喷洒粉末做粘结剂与使用4080短纤相比能更好的保护大豆纤维手感柔软的特性。
由于本发明的生态棉用于服装面料，需要柔软，聚酯粉末目数太小、颗粒直径就大，热定型后容易粘结成片，使得生态棉变硬。所以需要使用目数较大、粒径较小的粉末；同时，还要控制粉末用量，根据生态棉面密度的不同，适量加入。
由于竹炭纤维表面粗糙，中空纤维三维立体型卷曲具有大的弹性回复性和极强的抱合力，它们遇水不收缩，不变形，制成生态棉后即使水洗时大豆纤维收缩，由于中空纤维和竹炭纤维不收缩，他们与大豆纤维粘结在一起都会给大豆短纤一个均衡的拉力不让大豆短纤收缩，这样就克服了水洗收缩的难题。
如图1所示，本发明所述一种含大豆纤维健康生态棉由以下方法制备：
S01，开松：将大豆纤维、竹炭纤维、中空纤维分别送入开松箱进行开松；
S02,混棉：将开松后的大豆纤维、竹炭纤维、中空纤维送入混棉箱进行混棉；
S03，二次开松：将混棉后的混料送入开松箱进行二次开松；
S04，二次混棉：将二次开松后的混料送入混棉箱进行二次混棉；
S05，梳理：将二次混料送到梳理机中，机械成网，得到单层纤网；
S06，铺网：将单层纤网平铺在铺网机的网帘上，经往复折叠铺网，得到多层纤网；
S07，喷料：使用循环风气动颗粒喷洒装置将低熔点聚酯粉末均匀的喷洒在多层纤网上；
S08，热风定型：将喷有低熔点聚酯粉末的多层纤网送入烘箱进行热风定型；
S09，切边卷绕：热风定型后的成品切边卷绕即得含大豆纤维健康生态棉。
大豆纤维长丝用于织布较为广泛，但是切成短纤用于保暖生态棉，需要解决它的抱合力和均匀分散及一用力拢就会形成一团的问题。为解决这个问题，本发明人使用多个开松机对各纤维分别开松，然后进行混棉。混棉后的混料再次开松及混棉，确保混棉充分、纤维分散均匀。
优选的，所述梳理机大锡林转速的变压器设为30～40Hz；所述梳理机的上道夫与锡林的距离设为7/1000寸、下道夫与锡林的距离设为5/1000寸。调整工作辊和剥毛辊及大锡林之间的隔距，可使纤维网均匀地从剥起辊剥起。
优选的，所述铺网机的往复速度分为十段：正向五段，反向五段。正向速度为1速至5速，反向速度为5速至1速。每段通过不同的电机带动，调节各个电机的转动频率，使得铺网帘在不同位置时，速度各不相同。根据所需大豆纤维健康生态棉的面密度调节每段速度，可使产品的面密度均匀，克重差不超过10g/cm2。
优选的，所述循环风气动颗粒喷洒装置至少设置一个气动颗粒喷洒器喷头；所述喷头的宽度与纤网宽度相同。所述循环风气动颗粒喷洒装置至少设置两个循环风机风口。所述循环风气动颗粒喷洒装置包括气动颗粒喷洒器(1)、循环风机(12)、壳体(11)、滚动输送机(13)。壳体(11)为透明亚克力材质，方便操作者观察生产情况，壳体(11)底部为漏斗形以便低熔点聚酯粉末汇聚到漏斗底部然后通过管道(14)再进入循环风机(12)循环使用，壳体(11)两端设有纤网进口(9)与纤网出口(10)。滚动输送机(13)的两端各设置一个滚轮(3)，滚轮(3)的两边各连接一条钢带(4)，两条钢带(4)之间设置至少六个钢棍(5)，钢带(4)和钢棍(5)都起到支撑纤网(7)的作用，滚轮(3)的运动带动纤网(7)向前移动。气动颗粒喷洒器(1)设置在壳体(11)内、纤网(7)上方靠近纤网进口(9)的位置；气动颗粒喷洒器(1)上至少设置一个喷头(16)，它的宽度与纤网宽度相同可保证喷洒出的粉末对纤网的全面覆盖；喷头(16)上均匀分布喷孔，喷孔(15)的孔径略大于粉末的粒径。循环风机(12)设置于壳体(11)内、纤网(7)上方靠近纤网出口(10)的位置。铺网后的多层纤网进入循环风气动颗粒喷洒装置喷料，通过滚动输送机(13)带动多层纤网(7)向前移动进入烘箱，通过气动颗粒喷洒器(1)将低熔点聚酯粉末喷洒在多层纤网上，多层纤网由多种短纤机械成网，使得纤网中的孔隙非常多，部分粉末可以通过孔隙渗入纤网内部；喷洒粉末后的纤网移动到循环风机(12)风口(2)下方，循环风机吹出的循环风给纤网上的粉末一定的正压吹和一定的下层负压吸，这样可使更多粉末的分散至多层纤网的内部，使粘结效率提高。吹落到纤网下面的粉末在循环风的作用下，通过循环风气动颗粒喷洒装置底部的斜坡汇聚至最底端的管道(14)，通过管道(14)中的多个风机(6)在吹至纤网上方风机的管道中，再次喷洒到纤网上循环利用。同时，根据生态棉面密度的不同，调节风压和风速，在使得粉末在纤网中充分混合。而粉末为80～120目的低熔点聚酯，粒径小易吹动，所以粉末所需的风速风压较小不至于把纤网吹破，保证生态棉的完整性。
优选的，所述烘箱长度为9～12m；所述烘箱中至少设置6个温控器；所述烘箱中下循环风机至少设置6台；所述烘箱的加热温度设置为110～170℃；所述烘箱的进口比出口的温度低20-30℃。由于大豆纤维在高温下容易被破坏，因此烘箱中的温度不能超过170摄氏度。为了达到此要求，将烘箱的长度增加，设置多个温控器和下循环风机，这样可确保整个加热区域内温度均匀，且无一处高于170℃；烘箱的两端距离进口与出口1米处不设置加热区，靠烘箱的余热对喷洒有低熔点粉末的多层纤维进行预热，防止一开始烘箱温度过高，破坏大豆纤维；并且可以减少热量损失，降低能耗。这些都能够使热风定型后生产出的生态棉厚度均匀一致，大豆纤维不被破坏，生态棉不褶皱、不收缩。
实施例1
1.组成：
大豆纤维35份，竹炭纤维35份，中空纤维35份，低熔点聚酯粉末2份；
纤维长度：2cm，纤维细度：40S。
2.设定产品参数：
面密度：300±5g/cm2
3.制备方法：
S01，开松：将大豆纤维、竹炭纤维、中空纤维分别送入开松箱进行开松；
S02,混棉：将开松后的大豆纤维、竹炭纤维、中空纤维送入混棉箱进行混棉；
S03，二次开松：将混棉后的混料送入开松箱进行二次开松；
S04，二次混棉：将二次开松后的混料送入混棉箱进行二次混棉；
S05，梳理：将二次混料送到梳理机中，机械成网，得到单层纤网；
S06，铺网：将单层纤网平铺在铺网机的网帘上，经往复折叠铺网，得到多层纤网；
S07，喷料：使用循环风气动颗粒喷洒装置将低熔点聚酯粉末均匀的喷洒在多层纤网上；
S08，热风定型：将喷有低熔点聚酯粉末的多层纤网送入烘箱进行热风定型；
S09，切边卷绕：热风定型后的成品切边卷绕即得含大豆纤维健康生态棉。
4.设备参数：
大锡林转速的变压器：36Hz；
正向铺网速度(电机转动频率)1速至5速依次为：22.50Hz,21.50Hz，24.50Hz，21.00Hz，23.00Hz；反向铺网速度5速至1速依次为：22.50Hz,21.50Hz，24.50Hz，21.00Hz，23.00Hz；
喷头：1个；喷孔孔径：1.5cm；循环风机出口：3个。
烘箱长度为11m，温控器6个，下循环风机6台，烘箱的温度设置为：110～140℃，烘箱的进口比出口的温度高30℃。
实施例2
1.组成：
大豆纤维25份，竹炭纤维25份，中空纤维25份，4080纤维4份，
纤维长度：1cm，纤维细度：30S。
2.设定产品参数：
面密度：800±5g/cm2
3.制备方法：
S01，开松：将大豆纤维、竹炭纤维、中空纤维分别送入开松箱进行开松；
S02,混棉：将开松后的大豆纤维、竹炭纤维、中空纤维送入混棉箱进行混棉；
S03，二次开松：将混棉后的混料送入开松箱进行二次开松；
S04，二次混棉：将二次开松后的混料送入混棉箱进行二次混棉；
S05，梳理：将二次混料送到梳理机中，机械成网，得到单层纤网；
S06，铺网：将单层纤网平铺在铺网机的网帘上，经往复折叠铺网，得到多层纤网；
S07，喷料：使用循环风气动颗粒喷洒装置将低熔点聚酯粉末均匀的喷洒在多层纤网上；
S08，热风定型：将喷有低熔点聚酯粉末的多层纤网送入烘箱进行热风定型；
S09，切边卷绕：热风定型后的成品切边卷绕即得含大豆纤维健康生态棉。
4.设备参数：
大锡林转速的变压器：32Hz；
正向铺网速度(电机转动频率)1速至5速依次为：22.50Hz,21.50Hz，24.50Hz，21.00Hz，23.00Hz；反向铺网速度5速至1速依次为：22.50Hz,21.50Hz，24.50Hz，21.00Hz，23.00Hz；
喷头：1个；喷孔孔径：2cm；循环风机出口：2个。
烘箱长度为12m，温控器8个，下循环风机8台，烘箱的温度设置为：130～150℃，所述烘箱的进口比出口的温度高20℃。
实施例3
1.组成：
大豆纤维30份，竹炭纤维30份，中空纤维30份，4080纤维3份，
纤维长度：2cm，纤维细度：30S。
2.设定产品参数：
面密度：500±5g/cm2
3.制备方法：
S01，开松：将大豆纤维、竹炭纤维、中空纤维分别送入开松箱进行开松；
S02,混棉：将开松后的大豆纤维、竹炭纤维、中空纤维送入混棉箱进行混棉；
S03，二次开松：将混棉后的混料送入开松箱进行二次开松；
S04，二次混棉：将二次开松后的混料送入混棉箱进行二次混棉；
S05，梳理：将二次混料送到梳理机中，机械成网，得到单层纤网；
S06，铺网：将单层纤网平铺在铺网机的网帘上，经往复折叠铺网，得到多层纤网；
S07，喷料：使用循环风气动颗粒喷洒装置将低熔点聚酯粉末均匀的喷洒在多层纤网上；
S08，热风定型：将喷有低熔点聚酯粉末的多层纤网送入烘箱进行热风定型；
S09，切边卷绕：热风定型后的成品切边卷绕即得含大豆纤维健康生态棉。
4.设备参数：
大锡林转速的变压器：40Hz；
正向铺网速度(电机转动频率)1速至5速依次为：22.50Hz,21.50Hz，24.50Hz，21.00Hz，23.00Hz；反向铺网速度5速至1速依次为：22.50Hz,21.50Hz，24.50Hz，21.00Hz，23.00Hz；
喷头：1个；喷孔孔径：1cm；循环风机出口：3个。
烘箱长度为9m，温控器6个，下循环风机6台，烘箱的温度设置为：145～170℃，所述烘箱的进口比出口的温度高25℃。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (1)

1.一种含大豆纤维健康生态棉的制备方法，其特征在于，所述含大豆纤维健康生态棉由以下重量份数的原料制成：大豆纤维25～35份，竹炭纤维25～35份，中空纤维25～35份，低熔点聚酯粉末1～5份；所述大豆纤维、竹炭纤维、中空纤维为同样细度同样长度的短纤；所述低熔点聚酯粉末为80～120目的粉末；所述低熔点聚酯粉末由低熔点聚酯切片粉碎后研磨制得；所述低熔点聚酯为低熔点涤纶；
所述制备方法包括以下步骤：
S01，开松：将大豆纤维、竹炭纤维、中空纤维分别送入开松箱进行开松；
S02,混棉：将开松后的大豆纤维、竹炭纤维、中空纤维送入混棉箱进行混棉；
S03，二次开松：将混棉后的混料送入开松箱进行二次开松；
S04，二次混棉：将二次开松后的混料送入混棉箱进行二次混棉；
S05，梳理：将二次混料送到梳理机中，机械成网，得到单层纤网；所述梳理机大锡林转速的变压器设为30～40Hz；所述梳理机的上道夫与锡林的距离设为7/1000寸、下道夫与锡林的距离设为5/1000寸；
S06，铺网：将单层纤网平铺在铺网机的网帘上，经往复折叠铺网，得到多层纤网；所述铺网机的往复速度分为十段：正向五段，反向五段；
S07，喷料：使用循环风气动颗粒喷洒装置将低熔点聚酯粉末均匀的喷洒在多层纤网上；所述循环风气动颗粒喷洒装置包括气动颗粒喷洒器(1)、循环风机(12)、壳体(11)、滚动输送机(13)；壳体(11)底部为漏斗形，壳体(11)两端设有纤网进口(9)与纤网出口(10)；滚动输送机(13)的两端各设置一个滚轮(3)，滚轮(3)的两边各连接一条钢带(4)，两条钢带(4)之间设置至少六个钢棍(5)；气动颗粒喷洒器(1)设置在壳体(11)内、纤网(7)上方靠近纤网进口(9)的位置；气动颗粒喷洒器(1)上至少设置一个喷头(16)；喷头(16)上均匀分布喷孔，喷孔(15)的孔径略大于粉末的粒径；循环风机(12)设置于壳体(11)内、纤网(7)上方靠近纤网出口(10)的位置；所述循环风气动颗粒喷洒装置至少设置两个循环风机风口；
S08，热风定型：将喷有低熔点聚酯粉末的多层纤网送入烘箱进行热风定型；所述烘箱长度为9～12m；所述烘箱中至少设置6个温控器；所述烘箱中喷洒低熔点聚酯粉末的多层纤网下方设置至少6台循环风机；所述烘箱的加热温度设置为110～170℃；所述烘箱的进口比出口的温度低20-30℃；
S09，切边卷绕：热风定型后的成品切边卷绕即得含大豆纤维健康生态棉。
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