CN111778565B - 一种菠萝叶植物面料及其制备方法 - Google Patents

一种菠萝叶植物面料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及植物面料技术领域，公开了一种菠萝叶植物面料，以菠萝叶为原料，经菠萝纤维提取、脱脂、去杂、蓬化处理后得菠萝精细纤维，而后开纤制线织造而成，菠萝精细纤维细度为600‑700支，纤维长度为30‑50cm；菠萝叶植物面料的制备方法，包括原料的选择：菠萝叶的叶长≥60cm；将菠萝叶用粗纤提取机提取菠萝粗纤维，用双辊除杂机初步去杂处理，去杂前预浸泡；脱脂：采用碱溶液浸泡脱脂；清洗：将脱脂后的纤维丝取出清洗；蓬化：用二氧化氯溶液进行二次清洗去杂，而后蓬化处理；开纤制线：将蓬化后的纤维丝脱水干燥后开纤制线，纺织成菠萝叶纤维面料。本发明通过对提取工艺的改进，实现菠萝纤维的提取并纺线织成绿色环保面料，减少了生物质资源的浪费。

Description

一种菠萝叶植物面料及其制备方法
技术领域
本发明涉及植物面料技术领域，具体涉及一种菠萝叶植物面料及其制备方法。
背景技术
菠萝(学名：Ananas comosus)，为多年生草本植物，原产地为南美洲的巴西，是热带区域的三大名果之一。菠萝果实品质优良，营养丰富，含有大量的果糖，葡萄糖，维生素B、C，磷，柠檬酸和蛋白酶等物质，且果肉酸甜适度可口，风味独特，深受人们的喜爱。
菠萝叶是菠萝的叶子，富含大量的纤维类物质，但是由于菠萝的叶脉纤维被胶质包裹(即为菠萝纤维)，提取难度极大。现有技术中，对于植物面料的加工过程通常是包括原料的选择、刮麻处理、晾晒、脱胶脱脂得麻绒而后纺织得植物纤维面料。在脱脂时，通常是采用浓度为10-20克/升烧碱溶液在室温下进行脱脂40-55小时。但是利用上述传统的纤维提取工艺提取菠萝纤维时，由于菠萝纤维的直径仅为真丝直径的四分之一，纤维质软，提取出来的菠萝纤维成品率低、强度低、易断裂，无法满足纺纱及纺织面料的加工要求。由于上述工艺的限制，使得一直以来，菠萝成熟采摘后，菠萝叶成为废料垃圾处理了，造成生物质资源的极大浪费。
发明内容
本发明意在提供一种菠萝叶植物面料及其制备方法，打破了现有工艺的限制，实现菠萝纤维的提取并纺线织成绿色环保面料，减少了生物质资源的浪费。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种菠萝叶植物面料，其以菠萝叶为原料，经碱溶液浸泡脱脂处理后得菠萝精细纤维，而后开纤制线织造而成，脱脂过程中碱液浓度10-12g/L，脱脂料浴比1:20-25，脱脂温度90-95℃，脱脂时间10-25min，菠萝精细纤维细度为600-700支，纤维长度为30-50cm。
本技术方案的植物面料，以菠萝叶为原料，通过对粗纤维的脱脂纯化工艺的改进和参数优化，不仅使提取而成的菠萝精细纤维更加纤细，而且同时能够保证菠萝精细纤维的单丝强度，满足后期制线织造的需求；而且本技术方案的菠萝纤维在经过一系列的纯化处理后，由于强度满足要求，使得其纤维长度仍然能够达到30-50cm，加工损耗小，成品率高，实现了菠萝叶中纤维的提取利用。
一种菠萝叶植物面料的制备方法，包括如下步骤：
步骤A：原料的选择，挑选采摘后的菠萝叶，菠萝叶的叶长≥60cm；
步骤B：粗纤维提取，将菠萝叶进行菠萝叶渣与菠萝粗纤维分离处理，得菠萝粗纤维，菠萝粗纤维的细度为60-70支；
步骤C：初步去杂，将菠萝粗纤维用双辊除杂机初步去杂处理，菠萝粗纤维在去杂前进行预浸泡；
步骤D：脱脂，采用碱溶液浸泡脱脂，碱液浓度10-12g/L，脱脂料浴比1:20-25，脱脂温度90-95℃，脱脂时间10-25min；
步骤E：清洗，将脱脂后的纤维丝取出清洗；
步骤F：蓬化，用二氧化氯溶液进行二次清洗去杂、材料消毒杀菌，二氧化氯浓度为5-6g/L，浸泡时间12-15h，而后进行蓬化柔软处理；
步骤G：开纤制线，将蓬化后的纤维丝脱水干燥后开纤制线，织造成菠萝叶纤维面料。
本技术方案的有益效果在于：
1、本技术方案中，通过对菠萝叶纤维提取及纯化工艺的改进和创新，实现了菠萝叶的再利用，提取的菠萝纤维柔韧性好，天然具有纵向间隙和多孔性结构，上色容易，色牢度高，拉伸强度佳，经测量单丝可承受50g的力而不会断裂；此外，菠萝叶纤维天然具备吸、排水的功能，制备而成的面料柔软亲肤，吸汗透气，能够保持肌肤水分，且最大程度的保持了原料本身的特点。
2、本技术方案在菠萝叶纤维面料的制备过程中，首先在原料的选择上，通过对菠萝叶长度的限定，能够在粗纤维提取的时候便于机器的加工，使得提取的粗纤维的长度达到加工用纤维长度，提高菠萝叶纤维提取的产量，还能够减少工人的挑拣量，降低人工投入。
3、本技术方案在初步去杂之前，通过对菠萝粗纤维进行充分的浸泡，能够保证在后期的初步去杂处理时，杂质去除的更加彻底，保证其纯度。
4、本技术方案中，通过对脱脂后的纤维丝进行蓬化处理，能够保证纤维丝结构松散，达到纤维丝柔韧、饱满、光滑的目的，在后期的开纤制线及纺织后，能够形成柔软、光滑的植物面料，非常适合用于制作服装、床上用品、沙发套、窗帘及鞋帽等，应用价值高。
5、本技术方案中，通过对脱脂、去杂、蓬化等工艺的处理条件的不断创新和优化，将菠萝叶粗纤维纯化为菠萝叶精细纤维，相较于传统工艺及其他纤维而言，从粗纤维到精细纤维的加工损耗仅为15％-20％(棉麻类纤维加工损耗约为45％)，降低了原料的加工损耗，大大提高了原料的成品率及有效利用率。
优选的，作为一种改进，步骤B中，在粗纤维提取前，将菠萝叶沿纤维长度方向切割变窄。
本技术方案中，在粗纤维提取之前，通过将菠萝叶进行沿菠萝纤维长度方向的窄化切割，一方面能够将菠萝叶切条，降低粗纤维提取的难度，增大菠萝叶与设备之间的接触面积；另一方面通过对切割方向的控制，还能够避免切割截断菠萝纤维丝，一举两得。
优选的，作为一种改进，步骤C中，在初步去杂过程中，持续性的对菠萝粗纤维喷水。
本技术方案中，在初步去杂过程中，主要是利用物理去杂的方式，通过辊压并持续性的对菠萝叶进行喷水处理，一方面能够膨润菠萝纤维丝，在降低提取难度的同时，还能够避免其在提取过程中出现断裂，另一方面，通过喷水处理还能够在重力作用下，利用水即可实现菠萝叶渣与菠萝粗纤维的分离，去除菠萝叶渣等杂质，能够降低后续清洗的难度。
优选的，作为一种改进，步骤D中，在脱脂前进行干燥处理，干燥处理的方法为晾干或烘干。
本技术方案中，通过在脱脂前对纤维丝进行干燥处理，能够有效的降低纤维丝的水分含量，避免纤维丝中掺杂过多的水而影响碱液的浓度，保证碱液浓度稳定在最适浓度范围内，进而保证脱脂处理的效果，而具体的干燥方法不限，可根据实际的加工需求选择晾干或烘干。
优选的，作为一种改进，步骤E中，在清洗过程中将材料pH调至中性，而后取出清洗脱水。
本技术方案中，由于脱脂后的菠萝叶纤维丝为强碱性，若直接浸入清水中会引起强烈的化学反应，烧伤纤维材料，通过在清洗前将其调整至中性，能够最大程度的降低菠萝叶纤维的纯化损耗，保证纤维丝的完整性。
优选的，作为一种改进，步骤F中，蓬化过程采用蓬化剂处理，膨化剂为高分子纳米活化制剂。
本技术方案中，纤维丝蓬化后会提高其柔韧性及光滑性，利用蓬化剂处理方便快捷，且蓬化处理条件易控。
优选的，作为一种改进，步骤F中，在蓬化处理后，对纤维丝进行漂白处理，漂白剂为焦亚硫酸钠，漂白条件为：漂白剂浓度为60-80g/L，漂白温度55-65℃，漂白时间8-12h。
本技术方案中，在蓬化处理后通过对纤维丝进行漂白处理，能够去除纤维丝内残存的色素类物质，便于后期对纤维丝线进行染色，能够保证染色时着色均匀；而且通过漂白之后，还能够避免后期产品出现泛黄的问题，保证产品色泽稳定，上述的漂白处理条件为通过验证的最佳处理条件。
优选的，作为一种改进，步骤G中，在开纤制线对菠萝纤维进行滚压处理。
本技术方案中，通过对菠萝纤维进行滚压处理，能够起到整平的目的，便于后期的制线过程。
优选的，作为一种改进，步骤G中，在菠萝叶纤维面料纺织后用柔顺剂进行浸泡处理，浸泡温度40-50℃，浸泡时间1-2h。
本技术方案中，通过对菠萝叶纤维面料进行柔顺处理，能够提高面料的柔软度，使得面料更加亲肤柔软。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
实施例一
一种菠萝叶植物面料，其以菠萝叶为原料，经菠萝纤维提取、脱脂、去杂、蓬化处理后得菠萝精细纤维，而后开纤制线织造而成，菠萝精细纤维细度为610.8支，纤维长度为46.3cm。
一种菠萝纤维面料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：原料的选择，挑选采摘后的菠萝叶，菠萝叶的叶长60cm；
步骤2：粗纤维提取，将菠萝叶沿其纤维长度方向先切割变窄，而后进行菠萝叶渣与菠萝粗纤维的分离处理，得菠萝粗纤维；通过将菠萝叶进行沿菠萝纤维长度方向的窄化切割，一方面能够将菠萝叶切条，降低粗纤维提取的难度，增大菠萝叶与设备之间的接触面积；另一方面还能够避免切割截断菠萝纤维丝；
步骤3：初步去杂，菠萝粗纤维在去杂前进行预浸泡，而后将浸泡后的菠萝粗纤维用双辊除杂机初步去杂处理，且在初步去杂过程中，持续性的喷水处理；此步骤主要是利用物理去杂的方式，通过辊压并持续性的对菠萝叶进行喷水处理，一方面能够膨润菠萝纤维丝，避免其在提取过程中出现断裂，另一方面，通过喷水处理还能够在重力作用下，利用水即可实现菠萝叶渣与菠萝粗纤维的分离，去除菠萝叶渣等杂质，能够降低后续清洗的难度；
步骤4：脱脂，将粗纤维晾干后，采用碱溶液浸泡脱脂，碱液浓度10g/L，脱脂料浴比1:20，脱脂温度90℃，脱脂时间15min；
步骤5：清洗，将脱脂后的纤维丝先用冰醋酸调整pH至中性(pH＝7)，而后取出清洗并脱水；由于脱脂后的菠萝叶纤维丝为强碱性，若直接浸入清水中会引起强烈的化学反应，烧伤纤维材料，通过在清洗前将其调整至中性，能够最大程度的降低菠萝叶纤维的纯化损耗，保证纤维丝的完整性；
步骤6：蓬化，用二氧化氯溶液进行二次清洗去杂和材料消毒杀菌，二氧化氯浓度为5g/L，浸泡时间15h，此部分主要是利用二氧化氯溶液进行化学去杂、消毒杀菌和蓬化处理，主要去除纤维丝内的果胶、蛋白质、葡萄糖等杂质，纤维丝二次去杂同时实现蓬化处理，在二氧化氯溶液中浸泡完毕后取出清水清洗，经脱水后重新浸泡在配制好的高分子纳米活化制剂和柔顺剂溶液中，浸泡时间1h，溶液温度50℃，纤维丝蓬化后会提高其柔韧性、光滑性和饱和度；
步骤7：漂白，在蓬化处理后，对纤维丝进行漂白处理，漂白剂为焦亚硫酸钠，漂白条件为：漂白剂浓度为60g/L，漂白温度55℃，漂白时间12h；
步骤8：开纤制线，将蓬化后的纤维丝脱水干燥后进行滚压，保证其平整度，而后开纤制线，织造成菠萝叶纤维面料。
步骤9：柔顺处理，在菠萝叶纤维面料纺织后用柔顺剂进行浸泡处理，柔顺剂的浓度为5％，浸泡温度40℃，浸泡时间2h。
实施例二～实施例九及对比例一～对比例五中，各步骤的具体实施参数如下表所示，其中“√”表示进行该项处理，“×”表示不进行该项处理。
表1实施例二～实施例九各步骤具体参数指标
Figure BDA0002584080540000061
对实施例一～实施例九及对比例一～对比例五制备而成的纤维丝及制备而成的面料进行性能指标的检测，每组随机取丝3组，每组进行3次重复试验，各实施例及对比例的指标检测方法参考GB/T3923.1-2013、GB/T3819-1997、GB/T2912.1-2009、GB/T5453-1997、FZ/T01045-1996进行，具体检测结果表示为平均数。
表2各实施例及对比例指标检测结果
Figure BDA0002584080540000062
Figure BDA0002584080540000071
由表2可知，采用本发明的菠萝纤维提取及纯化工艺，制备而成的菠萝叶精细纤维的长度均在50cm左右，满足纺织需求，且经蓬化处理后的精细纤维丝的细度约为600支，大约为1/3头发丝的直径，相较于亚麻(45支)、棉丝(110支)要更细，纤维丝纤细柔软。在力学性能上，经检测本发明制备而成的纤维丝，单丝可承重50g而不断裂，具有良好的韧性及强度。且通过对脱脂条件、清洗方式及除杂、蓬化工艺的改进优化，使得本发明纤维丝得率在1％-2％之间，粗纤维精制成精细纤维的过程中损耗率小于20％，精细纤维开纤制线损耗率小于2％，制备而成的植物纤维面料吸汗透气、柔软亲肤，纵向间隙和多孔洞的天然固有属性，应用前景广泛。研究表明：菠萝叶长度对纤维丝得率有较大影响，脱脂条件会直接影响纤维丝的力学强度以及纤维丝的得率，且若在纤维丝清洗过程中不进行pH的调节，不仅会降低纤维丝的长度，而且纤维丝的单丝承重力也会大大降低；纤维丝是否进行漂白剂柔顺处理，对纤维丝的得率及力学指标等性能影响不大。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (8)

1.一种菠萝叶植物面料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤A：原料的选择，挑选采摘后的菠萝叶，菠萝叶的叶长≥60cm；
步骤B：粗纤维提取，将菠萝叶进行菠萝叶渣与菠萝粗纤维分离处理，得菠萝粗纤维，菠萝粗纤维的细度为60-70支；
步骤C：初步去杂，将菠萝粗纤维用双辊除杂机初步去杂处理，菠萝粗纤维在去杂前进行预浸泡；
步骤D：脱脂，采用碱溶液浸泡脱脂，碱液浓度10-12g/L，脱脂料浴比1:20-25，脱脂温度90-95℃，脱脂时间10-25min；
步骤E：清洗，将脱脂后的纤维丝先用冰醋酸调整pH至中性，而后取出清洗；
步骤F：蓬化，用二氧化氯溶液进行二次清洗去杂、材料消毒杀菌和蓬化处理，二氧化氯浓度为5-6g/L，浸泡时间12-15h；
步骤G：开纤制线，将蓬化后的纤维丝脱水干燥后开纤制线，织造成菠萝叶纤维面料。
2.根据权利要求1所述的一种菠萝叶植物面料的制备方法，其特征在于：步骤B中，在粗纤维提取前，将菠萝叶沿纤维长度方向切割变窄。
3.根据权利要求2所述的一种菠萝叶植物面料的制备方法，其特征在于：步骤C中，在初步去杂过程中，持续性的对菠萝粗纤维喷水。
4.根据权利要求3所述的一种菠萝叶植物面料的制备方法，其特征在于：步骤D中，在脱脂前进行干燥处理，干燥处理的方法为晾干或烘干。
5.根据权利要求4所述的一种菠萝叶植物面料的制备方法，其特征在于：步骤F中，在蓬化处理后，对纤维丝进行漂白处理，漂白剂为焦亚硫酸钠，漂白条件为：漂白剂浓度为60-80g/L，漂白温度55-65℃，漂白时间8-12h。
6.根据权利要求5所述的一种菠萝叶植物面料的制备方法，其特征在于：步骤G中，在开纤制线前对菠萝纤维进行滚压处理。
7.根据权利要求6所述的一种菠萝叶植物面料的制备方法，其特征在于：步骤G中，在菠萝叶纤维面料纺织后用柔顺剂进行浸泡处理，浸泡温度40-50℃，浸泡时间1-2h。
8.由根据权利要求1-7任一项所述的制备方法制得的菠萝叶植物面料。
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