CN111321601B - 一种防紫外竹纤维面料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于纺织面料加工技术领域，公开了一种防紫外竹纤维面料及其制备方法，该制备方法包括：(1)将竹纤维面料进行纤维素酶处理，然后进行等离子处理；(2)愈创木树叶加入液氮，机械粉碎后，用含有吐温80的PBS溶液4℃下浸提，获得愈创木树汁，再加入NADPH混合搅拌，获得反应浸渍液；(3)将经过纤维素酶处理和等离子处理后的竹纤维面料浸渍到反应浸渍液中进行处理，然后取出在气流中干燥，再水洗，高温烘干制得防紫外竹纤维面料。本发明制备方法制备得到的防紫外竹纤维面料具有持久的防紫外性能，耐洗性好。
Description
技术领域
本发明涉及纺织面料加工技术领域，具体涉及一种防紫外竹纤维面料及其制备方法。
背景技术
竹纤维材料绿色环保，其具有良好的透气性、吸湿性、较强的耐磨性和良好的染色性等特性，同时又具有一定的天然抗菌、抑菌功能，因此竹纤维越来越多的应用于我们的生活中，特别是在纺织品领域有很大的应用潜力，因此研究人员也致力于开发各种竹纤维纺织品。竹纤维面料是竹纤维经纺织而成的新型天然环保型绿色面料，与普通面料相比，竹纤维面料手感柔软、韧性耐磨、光泽亮丽，具有天然抗菌、抑菌、防臭。但竹纤维面料的防紫外性能并不是很好，其耐洗性也较差。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种防紫外竹纤维面料及其制备方法，该防紫外竹纤维面料具有持久的防紫外性能，耐洗性好。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种防紫外竹纤维面料的制备方法，包括如下步骤：
S1.将竹纤维面料浸渍于纤维素酶溶液中处理，之后水洗烘干，再进行等离子处理；
S2.将愈创木树叶加入液氮，机械粉碎后，用含有吐温80的PBS溶液4℃下浸提，浸提液过滤获得愈创木树汁，再加入NADPH(还原型辅酶Ⅱ)混合搅拌，获得反应浸渍液；
S3.将步骤S1处理得到的竹纤维面料浸渍到所述反应浸渍液中进行处理，然后取出在气流中干燥，再水洗，烘干制得防紫外竹纤维面料。
优选的，步骤S1中，所述纤维素酶溶液的浓度20～50g/L，纤维素酶比活力为50～150U/g；所述纤维素酶溶液的用量为每克竹纤维面料30～50mL。
优选的，步骤S1中，所述纤维素酶溶液处理温度为30～65℃，时间为20～30min。
优选的，步骤S1中，所述等离子处理的条件为：气体采用氧气，处理功率为200～400W，压强为50～60Pa，处理时间为20～30min。
优选的，步骤S2中，所述含有吐温80的PBS溶液中吐温80的浓度为10～15g/L，所述愈创木树叶的用量为每升含有吐温80的PBS溶液100～200g，所述NADPH的用量为每升含有吐温80的PBS溶液10～20g。
优选的，步骤S2中，所述液氮用量为每克愈创木树叶5～10mL，浸提时间为48～72h。
优选的，步骤S3中，所述反应浸渍液用量为每克竹纤维面料10～20mL反应浸渍液，浸渍温度为24～38℃，浸渍时间为24～48h。
优选的，步骤S3中，所述气流温度为24～38℃，相对湿度为20～50％，气流速度为5～10m/s。
优选的，步骤S3中，所述烘干温度为100～120℃。
本发明还提供了一种上述制备方法制备得到的防紫外竹纤维面料。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1)本发明采用愈创木树叶细胞中的酶反应体系，包括过氧化物酶、漆酶以及细胞色素P450等，在加入辅因子NADPH的条件下，利用空气中的氧气作为氧化剂，将愈创木树汁中的酚类衍生物，如愈创木酚等，氧化交联结合到竹纤维的木质素以及纤维素部分，这样使酚类物质与纤维紧密结合，耐洗牢度大大增加，且酚类物质所带有的苯环能够赋予竹纤维优良的防紫外性能。
2)采用纯天然植物提取物处理竹纤维面料，减少了有机化学试剂的使用，减低了对环境的污染，是一种绿色制造技术。
3)本发明的制备方法工艺简单，可操作性强。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
实施例1
1、竹纤维面料预处理：将1g竹纤维面料放入40mL比活力为100U/g，浓度为35g/L的纤维素酶溶液中，在50℃下，充分浸渍25min，之后水洗烘干，再进行等离子处理，条件为：气体采用氧气，处理功率为300W，压强为55Pa，处理时间为25min；
2、将15g愈创木树叶加入120mL液氮，机械粉碎后，加入到100mL含有1.2g吐温80的PBS溶液中，4℃下浸提60h，浸提液过滤获得愈创木树汁，再加入1.5gNADPH混合搅拌，获得反应浸渍液；
3、取1g步骤1处理后的竹纤维面料加入15mL反应浸渍液中，浸渍温度为30℃，浸渍时间为36h。充分浸渍后在30℃、相对湿度35％、速度为7m/s的气流中干燥，再水洗，110℃高温烘干制得防紫外竹纤维面料。
实施例2
1、竹纤维面料预处理：将1g竹纤维面料放入30mL比活力为50U/g，浓度为20g/L的纤维素酶溶液中，在30℃下，充分浸渍20min，之后水洗烘干，再进行等离子处理，条件为：气体采用氧气，处理功率为200W，压强为50Pa，处理时间为20min；
2、将10g愈创木树叶加入50mL液氮，机械粉碎后，加入到100mL含有1.0g吐温80的PBS溶液中，4℃下浸提48h，浸提液过滤获得愈创木树汁，再加入1.0gNADPH混合搅拌，获得反应浸渍液；
3、取1g步骤1处理后的竹纤维面料加入10mL反应浸渍液中，浸渍温度为24℃，浸渍时间为24h。充分浸渍后在24℃、相对湿度20％、速度为5m/s的气流中干燥，再水洗，100℃高温烘干制得防紫外竹纤维面料。
实施例3
1、竹纤维面料预处理：将1g竹纤维面料放入50mL比活力为150U/g，浓度为50g/L的纤维素酶溶液中，在65℃下，充分浸渍30min，之后水洗烘干，再进行等离子处理，条件为：气体采用氧气，处理功率为400W，压强为60Pa，处理时间为30min；
2、将20g愈创木树叶加入200mL液氮，机械粉碎后，加入到100mL含有1.5g吐温80的PBS溶液中，4℃下浸提72h，浸提液过滤获得愈创木树汁，再加入2.0gNADPH混合搅拌，获得反应浸渍液；
3、取1g步骤1处理后的竹纤维面料加入20mL反应浸渍液中，浸渍温度为38℃，浸渍时间为48h。充分浸渍后在38℃、相对湿度50％、速度为10m/s的气流中干燥，再水洗，120℃高温烘干制得防紫外竹纤维面料。
对比例1
该制备方法在竹纤维面料预处理未进行等离子处理。
1、竹纤维面料预处理：将1g竹纤维面料放入40mL比活力为100U/g，浓度为35g/L的纤维素酶溶液中，在50℃下，充分浸渍25min，之后水洗烘干；
2、将15g愈创木树叶加入120mL液氮，机械粉碎后，加入到100mL含有1.2g吐温80的PBS溶液中，4℃下浸提60h，浸提液过滤获得愈创木树汁，再加入1.5gNADPH混合搅拌，获得反应浸渍液；
3、取1g步骤1处理后的竹纤维面料加入15mL反应浸渍液中，浸渍温度为30℃，浸渍时间为36h。充分浸渍后在30℃、相对湿度35％、速度为7m/s的气流中干燥，再水洗，110℃高温烘干制得防紫外竹纤维面料。
对比例2
该制备方法中所配制的反应浸渍液中不含有NADPH。
1、竹纤维面料预处理：将1g竹纤维面料放入40mL比活力为100U/g，浓度为35g/L的纤维素酶溶液中，在50℃下，充分浸渍25min，之后水洗烘干，再进行等离子处理，条件为：气体采用氧气，处理功率为300W，压强为55Pa，处理时间为25min；
2、将15g愈创木树叶加入120mL液氮，机械粉碎后，加入到100mL含有1.2g吐温80的PBS溶液中，4℃下浸提60h，浸提液过滤获得愈创木树汁，即反应浸渍液；
3、取1g步骤1处理后的竹纤维面料加入15mL反应浸渍液中，浸渍温度为30℃，浸渍时间为36h。充分浸渍后在30℃、相对湿度35％、速度为7m/s的气流中干燥，再水洗，110℃高温烘干制得防紫外竹纤维面料。
对比例3
该制备方法中所配制的反应浸渍液中不含有愈创木树汁。
1、竹纤维面料预处理：将1g竹纤维面料放入40mL比活力为100U/g，浓度为35g/L的纤维素酶溶液中，在50℃下，充分浸渍25min，之后水洗烘干，再进行等离子处理，条件为：气体采用氧气，处理功率为300W，压强为55Pa，处理时间为25min；
2、将1.5gNADPH加入到100mL含有1.2g吐温80的PBS溶液中，4℃下搅拌，获得反应浸渍液；
3、取1g步骤1处理后的竹纤维面料加入15mL反应浸渍液中，浸渍温度为30℃，浸渍时间为36h。充分浸渍后在30℃、相对湿度35％、速度为7m/s的气流中干燥，再水洗，110℃高温烘干制得一种防紫外竹纤维面料。
面料防紫外性能测试：
取实施例1～3和对比例1～3面料及市售面料1(LOHO竹纤维抗紫外线加长防晒手套面料)和市售面料2(酷然户外运动竹纤维弹力速干衣面料)，根据GB/T18830-2009《纺织品防紫外线性能的评定》方法和AATCC124-2006标准检验其洗涤前后防紫外性能，测试结果见表1。
表1面料防紫外性能测试结果
根据表1可知，本发明制备的竹纤维面料具备良好的防紫外性能，符合国家相关规定标准，同时经过水洗100次后，其防紫外性能仍保持在较高水平。而对比例和市售面料，经数次洗涤后，防紫外效果明显降低。竹纤维本身具有一定的防紫外效果，主要是由于竹纤维表面具有少量木质素的缘故，木质素中的苯环赋予纤维防紫外特性，但是对比例1由于竹纤维表面未经等离子处理导致木质素羟基未完全活化；对比例2由于反应浸渍液中未加入NADPH，该物质为氧化还原辅酶，有助于过氧化物酶、漆酶以及细胞色素P450等催化的反应进行；对比例3由于反应浸渍液中不含有愈创木汁导致愈创木酚和各种酶的缺失。这些方法都未能提高竹纤维表面木质素的附着力，经过多次洗涤后，木质素流失，纤维防紫外效果则大大降低。而实施例结合了竹纤维面料等离子处理、有效的愈创木汁酶反应体系以及合理的辅酶补充，才能大大提高木质素的附着力，同时将愈创木酚等氧化交联到竹纤维表面，有效增强了竹纤维面料防紫外性能的耐洗效果。
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 (10)
1.一种防紫外竹纤维面料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.将竹纤维面料浸渍于纤维素酶溶液中处理，之后水洗烘干，再进行等离子处理；
S2.将愈创木树叶加入液氮，机械粉碎后，用含有吐温80的PBS溶液4℃下浸提，浸提液过滤获得愈创木树汁，再加入NADPH混合搅拌，获得反应浸渍液；
S3.将步骤S1处理得到的竹纤维面料浸渍到所述反应浸渍液中进行处理，然后取出在气流中干燥，再水洗，烘干制得防紫外竹纤维面料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述纤维素酶溶液的浓度20～50g/L，纤维素酶比活力为50～150U/g；所述纤维素酶溶液的用量为每克竹纤维面料30～50mL。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述纤维素酶溶液处理温度为30～65℃，时间为20～30min。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述等离子处理的条件为：气体采用氧气，处理功率为200～400W，压强为50～60Pa，处理时间为20～30min。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述含有吐温80的PBS溶液中吐温80的浓度为10～15g/L，所述愈创木树叶的用量为每升含有吐温80的PBS溶液100～200g，所述NADPH的用量为每升含有吐温80的PBS溶液10～20g。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述液氮用量为每克愈创木树叶5～10mL，浸提时间为48～72h。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述反应浸渍液用量为每克竹纤维面料10～20mL，浸渍温度为24～38℃，浸渍时间为24～48h。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述气流温度为24～38℃，相对湿度为20～50％，气流速度为5～10m/s。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述烘干温度为100～120℃。
10.根据权利要求1～9任一项所述制备方法制备得到的防紫外竹纤维面料。
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