CN114182379B - 一种抗菌消臭、护肤保健纤维素纤维及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种抗菌消臭、护肤保健纤维素纤维及其制备方法，属于纺织技术领域。本发明利用二氧化钛光触媒强氧化作用实现有机物的分解，具有杀菌、消毒作用；利用胶原蛋白赋予纤维护肤保健功能；利用海藻多糖、可溶性锌盐和海藻多糖‑锌络合物赋予纤维良好的抗菌消臭和防过敏功能，使得制备的纤维素纤维具有良好的抗菌消臭、护肤保健功能，且本发明的纤维素纤维结构稳定，可有效避免使用过程中有效成分的流失，功能持久。

Description

一种抗菌消臭、护肤保健纤维素纤维及其制备方法
技术领域
本发明涉及纺织技术领域，尤其涉及一种抗菌消臭、护肤保健纤维素纤维及其制备方法。
背景技术
鉴于人们生活水平的提高和科学技术的发展进步，高性能、复合功能的纤维纺织品不断涌现，并成为化纤产业发展的重要方向之一，其市场潜力巨大，并成为人们追求的目标。
纤维素纤维制品因具有吸湿、透气性好，穿着舒适的特点，获得了广泛的应用。随着人们生活水平的提高，大力开发健康、环保产品和绿色的多功能性纤维素纤维已经成为行业发展的方向。相应的，各种各样的具有抗菌、消臭和护肤保健功能的纤维素纤维不断涌现。
在空气流通较差、高温的公共场所中，常散发出一种让人窒息的人体异味，这种气味医学上称为体臭，主要包括汗臭和老年臭。鉴于此，除臭纤维及其纺织品应运而生。消臭纤维及其纺织品在有限的空间范围内，能消除、减少或者削弱空气中含有的不纯洁、令人不愉快的气味。随着防臭技术的不断发展，近年来出现了许多新型的物质，如天然抗菌除臭剂、特殊粘度矿物等，对纺织品的进行消臭改性，取得了一定效果。
申请号为CN201710080843.0的中国专利公开了一种抗菌防螨消臭胶粘纤维及其制备方法。该专利技术是将艾蒿-苦楝混合提取物、活性白土制成复合浆液后制浆添加到粘胶纤维纺丝原液中，由于上述功能添加物质没有经过保护直接添加，纤维素纤维制备过程中大量酸、碱两性物质的存在会造成有效物质的破坏和流失，影响最终纤维的功能性。
申请号为CN201710080843.0的中国专利公开了一种止血抗菌防臭粘胶纤维及其制备方法。该技术是将紫珠草提取物溶于水制成水溶液、海螵蛸预粉碎成较大颗粒后再通过研磨机研磨成超细微粉，然后将紫珠草水溶液、海螵蛸超细微粉按一定的比例与粘胶纺丝液共混通过湿法纺丝方法制成共混纤维。同样存在有效物质破坏和流失的问题，使得纤维的功能性降低。
申请号为CN201210349910.1的中国专利公开了一种消汗臭粘胶纤维及其制备方法。本专利以硅酸盐矿物及酸、盐两性物质为功能性组份生产功能性粘胶纤维。由于公知的纤维素纤维湿法纺丝成型工艺特点，大量酸、碱两性物质的存在会造成有效物质的流失，使纤维的抗菌除臭功能性降低。
申请号为CN200610069129.3的中国专利公开了一种具有茶叶抗菌防臭功能的粘胶纤维及其制备方法。该专利技术将茶色素、茶多酚或儿茶素以微细粉粒状态或溶液状态混入粘胶纺丝原液中进行直接纺丝制备。由于所添加功能性物质的耐碱耐酸性较差，会对功能性物质进行破坏，影响纤维的抗菌除臭性能。同时，溶液添加使得流失量加大，会进一步减少纤维中有效成分的含量，使得性能进一步降低。
申请号为CN200680008036.8的中国专利公开了一种除臭抗菌纤维制品，是以具有抗菌性的金属的钙霞石类矿物和粘土矿物为功能性组分制备的除臭抗菌纤维制品。该专利中用具有抗菌性的金属元素置换钙霞石类矿物中的金属元素，工艺复杂，并存在金属元素置换后除臭抗菌作用降低的缺点。同时，可能存在后续洗涤过程中金属离子置换的问题，影响功能性。
因此，如何减少纤维素制品中有效成分的流失，是提高纤维素制品功能性亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗菌消臭、护肤保健纤维素纤维及其制备方法，该纤维素纤维具有良好的抗菌消臭、护肤保健功能，结构稳定，可有效避免使用过程中有效成分的流失。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种抗菌消臭、护肤保健纤维素纤维的制备方法，包括以下步骤：
将尿素溶液、胶原蛋白和二氧化钛混合，得到二氧化钛/胶原蛋白分散体系；
将纤维素纺丝原液、二氧化钛/胶原蛋白分散体系和成孔剂混合，得到共混纺丝原液；所述成孔剂为碳酸盐或碳酸氢盐；
将所述共混纺丝原液通过凝固浴进行纺丝，将所得初生丝束经过牵伸后得到成型丝束；所述凝固浴包括：硫酸100～110g/L和硫酸钠290～310g/L；
将所述成型丝束进行脱硫，得到脱硫丝束；
将所述脱硫丝束依次吸附第一助剂和第二助剂，得到吸附有助剂的丝束；所述第一助剂为海藻多糖，第二助剂为可溶性锌盐；
将所述吸附有助剂的丝束依次进行上油和烘干，得到抗菌消臭、护肤保健纤维素纤维。
优选的，所述将尿素溶液、胶原蛋白和二氧化钛混合为：将胶原蛋白加入到尿素溶液中，升温至70℃～85℃溶解2.0～3.5h，得到胶原蛋白溶解液；将所述二氧化钛加入到胶原蛋白溶解液中搅拌分散30～60min，得到二氧化钛/胶原蛋白分散体系。
优选的，所述尿素溶液的浓度为2.0～5.0mol/L；所述胶原蛋白的质量为所述尿素溶液质量的10.0％～20.0％；所述二氧化钛与胶原蛋白的质量比为1:(2～5)。
优选的，以质量百分含量计，所述纤维素纺丝原液包括甲种纤维素8.72％～9.65％、氢氧化钠4.35％～5.80％和水余量。
优选的，所述二氧化钛/胶原蛋白分散体系中胶原蛋白的质量为所述纤维素纺丝原液中甲种纤维素质量的5.0％～15.0％；所述成孔剂的质量为所述纤维素纺丝原液中甲种纤维素质量的3.0％～6.0％。
优选的，所述脱硫采用脱硫浴进行，所述脱硫浴为Na2SO3溶液，所述Na2SO3溶液的浓度为5.0～8.5g/L，温度为60～85℃；所述脱硫的时间为10～15min。
优选的，所述海藻多糖以海藻多糖溶液的形式使用，所述海藻多糖溶液的质量分数为10.0％～15.0％；所述吸附第一助剂的时间为15～20min；
所述可溶性锌盐以可溶性锌盐水溶液的形式使用，所述可溶性锌盐水溶液的质量分数为5.0％～12.0％，所述吸附第二助剂的时间为15～20min。
优选的，所述可溶性锌盐为氯化锌、硫酸锌或醋酸锌。
优选的，所述烘干的方式为微波烘干，微波频率为1360～1980MHz，烘干时间为15～36min；所述微波烘干后所得纤维丝束的含水率为9.0％～12％。
本发明提供了上述方案所述制备方法制备得到的抗菌消臭、护肤保健纤维素纤维；所述抗菌消臭、护肤保健纤维素纤维包括二氧化钛、胶原蛋白和海藻多糖-Zn络合物。
本发明提供了一种抗菌消臭、护肤保健纤维素纤维的制备方法，包括以下步骤：将尿素溶液、胶原蛋白和二氧化钛混合，得到二氧化钛/胶原蛋白分散体系；将纤维素纺丝原液、二氧化钛/胶原蛋白分散体系和成孔剂混合，得到共混纺丝原液；所述成孔剂为碳酸盐或碳酸氢盐；将所述共混纺丝原液通过凝固浴进行纺丝，将所得初生丝束经过牵伸后得到成型丝束；所述凝固浴包括：硫酸100～110g/L和硫酸钠290～310g/L；将所述成型丝束进行脱硫，得到脱硫丝束；将所述脱硫丝束依次吸附第一助剂和第二助剂，得到吸附有助剂的丝束；所述第一助剂为海藻多糖，第二助剂为可溶性锌盐；将所述吸附有助剂的丝束依次进行上油和烘干，得到抗菌消臭、护肤保健纤维素纤维。
本发明的二氧化钛和胶原蛋白在纺丝之前加入到纤维素纺丝原液中，并混合均匀，然后在纤维素纤维成型过程中在其内部和表面均匀存在，比之后整理添加，更能够提高纤维素纤维功能的持久性；通过在共混纺丝原液中添加成孔剂，成孔剂与凝固浴中的硫酸发生化学反应，生成二氧化碳和硫酸钠，硫酸钠则留在凝固浴中，而二氧化碳溢出，使得成型纤维表面和内部含有大量孔洞，增加了后续功能性助剂(海藻多糖和可溶性锌盐)的吸附量，使得有效成分的含量得以提高，而且海藻多糖和可溶性锌盐可以实现络合，提高了纤维的稳定性，并减少了后续使用过程中的流失，使得功能性增加。
本发明利用二氧化钛光触媒强氧化作用实现有机物的分解，具有杀菌、消毒作用；利用胶原蛋白赋予纤维护肤保健功能；利用海藻多糖-锌络合物赋予纤维良好的抗菌消臭和防过敏功能，使得制备的纤维素纤维具有良好的抗菌消臭、护肤保健功能。
实施例的结果表明，本发明制备的纤维素纤维具有抗菌消臭、护肤保健的功能，对金黄色葡萄球菌的抑制率为≥92.6％，对大肠杆菌的抑制率为≥93.8％，对白色念珠菌的抑制率为≥90.3％(GB/T 20944.3-2008《纺织品抗菌性能的评价》第3部分：振荡法)，其对氨气减少率为≥96.5％，对醋酸减少率为≥93.9％(GB/T 33610.2-2017纺织品消臭性能的测定第2部分：检知管法)，对异戊酸减少率为≥93.5％(GB/T 33610.3-2019纺织品消臭性能的测定第3部分：气相色谱法)。经过水洗20次后，对金黄色葡萄球菌的抑制率为≥90.9％，对大肠杆菌的抑制率为≥92.0％，对白色念珠菌的抑制率为≥89.5％，其对氨气减少率为≥94.9％，对醋酸减少率为≥92.5％，对异戊酸减少率为≥93.1％，说明本发明的纤维素纤维结构稳定，功能持久。
具体实施方式
本发明提供了一种抗菌消臭、护肤保健纤维素纤维的制备方法，包括以下步骤：
将尿素溶液、胶原蛋白和二氧化钛混合，得到二氧化钛/胶原蛋白分散体系；
将纤维素纺丝原液、二氧化钛/胶原蛋白分散体系和成孔剂混合，得到共混纺丝原液；所述成孔剂为碳酸盐或碳酸氢盐；
将所述共混纺丝原液通过凝固浴进行纺丝，将所得初生丝束经过牵伸后得到成型丝束；所述凝固浴包括：硫酸100～110g/L和硫酸钠290～310g/L；
将所述成型丝束进行脱硫，得到脱硫丝束；
将所述脱硫丝束依次吸附第一助剂和第二助剂，得到吸附有助剂的丝束；所述第一助剂为海藻多糖，第二助剂为可溶性锌盐；
将所述吸附有助剂的丝束依次进行上油和烘干，得到抗菌消臭、护肤保健纤维素纤维。
在本发明中，未经特殊说明，所用原料均为本领域熟知的市售商品。
本发明将尿素溶液、胶原蛋白和二氧化钛混合，得到二氧化钛/胶原蛋白分散体系。
在本发明中，所述混合的过程优选为：将胶原蛋白加入到尿素溶液中，升温至70℃～85℃溶解2.0～3.5h，得到胶原蛋白溶解液；将所述二氧化钛加入到胶原蛋白溶解液中搅拌分散30～60min，得到二氧化钛/胶原蛋白分散体系。本发明利用胶原蛋白溶解液的粘度对二氧化钛分散起到稳定作用。
在本发明中，所述尿素溶液的浓度优选为2.0～5.0mol/L，更优选为3.0～4.0mol/L；所述胶原蛋白的质量优选为所述尿素溶液质量的10.0％～20.0％，更优选为12.0％～18.0％，进一步优选为14.0％～16.0％。在本发明中，所述胶原蛋白溶解液的落球粘度优选为25～43s，更优选为30～40s。本发明利用胶原蛋白溶解液的粘度对二氧化钛分散起到稳定作用。
在本发明中，所述二氧化钛与胶原蛋白的质量比优选为1:(2～5)，更优选为1:(2.5～4.5)，进一步优选为1:(3～4)。所述搅拌分散的转速优选为1500～2550r/min。在本发明中，所述二氧化钛的粒径D90优选≤0.561μm。本发明利用二氧化钛光触媒强氧化作用实现有机物的分解，具有杀菌、消毒作用；利用胶原蛋白赋予纤维护肤保健功能。在本发明中，所述尿素作为胶原蛋白的溶剂成分以及后续纤维素纤维成型时的变性剂，改善纤维素的可纺性，延缓纤维素纤维成型，从而提高纤维的物理机械性能。
本发明的二氧化钛和胶原蛋白在纺丝之前加入到纤维素纤维纺丝原液中，并混合均匀，然后在纤维素纤维成型过程中在其内部和表面均匀存在，比之后整理添加，更能够提高纤维素纤维功能的持久性。
本发明将纤维素纺丝原液、二氧化钛/胶原蛋白分散体系和成孔剂混合，得到共混纺丝原液。
以质量百分含量计，所述纤维素纺丝原液优选包括甲种纤维素8.72％～9.65％、氢氧化钠4.35％～5.80％和水余量。作为进一步优选的方案，所述纤维素纺丝原液中甲种纤维素的质量含量更优选为8.9％～9.5％，进一步优选为9.0％～9.3％，氢氧化钠的质量含量更优选为4.5％～5.5％，进一步优选为4.8％～5.2％。
在本发明中，所述纤维素纺丝原液优选由纤维素浆粕经过常规粘胶制备工艺制得，此为本领域公知的技术知识，这里不再赘述。
在本发明中，所述成孔剂为碳酸盐或碳酸氢盐；所述碳酸盐优选为碳酸钠；所述碳酸氢盐优选为碳酸氢钠。
在本发明中，所述二氧化钛/胶原蛋白分散体系中胶原蛋白的质量优选为所述纤维素纺丝原液中甲种纤维素质量的5.0％～15.0％，更优选为8.0％～13.0％，进一步优选为9.0％～11.0％；所述成孔剂的质量优选为所述纤维素纺丝原液中甲种纤维素质量的3.0％～6.0％，更优选为4～5％。
本发明对所述纤维素纺丝原液、二氧化钛/胶原蛋白分散体系和成孔剂混合的过程没有特殊要求，任意能够将三者混合均匀的方式均可。
得到共混纺丝原液后，本发明将所述共混纺丝原液通过凝固浴进行纺丝，将所得初生丝束经过牵伸后得到成型丝束。
在本发明中，所述凝固浴包括：硫酸100～110g/L和硫酸钠290～310g/L；进一步的，所述硫酸的浓度优选为102～107g/L，所述硫酸钠的浓度优选为295～305g/L。本发明所述凝固浴采用的溶剂为水。
在本发明中，所述凝固浴的温度优选为40～55℃，更优选为45～50℃。本发明在凝固浴中，成孔剂与凝固浴中的硫酸发生化学反应，生成二氧化碳和硫酸钠，硫酸钠留在凝固浴中，而二氧化碳溢出，使得成型纤维表面和内部含有大量孔洞；此外，本发明的凝固浴不使用硫酸锌，避免了后续造成的锌污染。
本发明对所述成型丝束的规格没有特殊要求，本领域熟知的规格均可。
得到成型丝束后，本发明将所述成型丝束进行脱硫，得到脱硫丝束。
在本发明中，所述脱硫所用脱硫浴优选为Na2SO3溶液，所述Na2SO3溶液的浓度优选为5.0～8.5g/L，更优选为6.0～7.5g/L；所述Na2SO3溶液的温度优选为60～85℃，更优选为65～80℃，进一步优选为70～75℃；所述脱硫的时间优选为10～15min，更优选为12～13min。本发明利用脱硫去除甲种纤维素纤维素中存在的硫，使得纤维素纤维变得柔软。
得到脱硫丝束后，本发明将所述脱硫丝束依次吸附第一助剂和第二助剂，得到吸附有助剂的丝束；所述第一助剂为海藻多糖，第二助剂为可溶性锌盐。
在本发明中，所述海藻多糖优选以海藻多糖溶液的形式使用，所述海藻多糖溶液的溶剂优选为水；所述海藻多糖溶液的质量分数优选为10.0％～15.0％，更优选为11.0％～14.0％，进一步优选为12.0％～13.0％；所述吸附第一助剂的时间优选为15～20min，更优选为16～18min。本发明优选将所述脱硫丝束浸没到海藻多糖溶液中进行第一助剂的吸附。本发明对所述海藻多糖溶液的用量没有特殊要求，能够将脱硫丝束完全浸没即可。本发明利用脱硫丝束具有的多孔结构，可以提高海藻多糖的吸附量，海藻多糖具有良好的抗菌消臭功能。
在本发明中，所述可溶性锌盐优选以可溶性锌盐水溶液的形式使用；所述可溶性锌盐优选为氯化锌、硫酸锌或醋酸锌。在本发明中，所述可溶性锌盐水溶液的质量分数优选为5.0％～12.0％，更优选为7.0％～10.0％，进一步优选为8.0％～9.0％；所述吸附第二助剂的时间优选为15～20min，更优选为16～18min。本发明优选将吸附第一助剂的脱硫丝束浸没到可溶性锌盐水溶液中进行第二助剂的吸附。本发明对所述可溶性锌盐水溶液的用量没有特殊要求，能够将吸附第一助剂的脱硫丝束完全浸没即可。本发明在所述吸附第二助剂的过程中，海藻多糖和可溶性锌盐形成海藻多糖-锌络合物，增加纤维素纤维功能的持久性和稳定性。锌元素具有抗过敏作用和抗菌消臭功能。
本发明优选在第一浴站中添加海藻多糖溶液进行第一助剂的吸附，在第二浴站中添加可溶性锌盐水溶液进行第二助剂的吸附。本发明先吸附海藻多糖，然后吸附锌离子，有利于锌离子与海藻多糖发生离子交换，形成海藻多糖-Zn络合物。
得到吸附有助剂的丝束后，本发明将所述吸附有助剂的丝束依次进行上油和烘干，得到抗菌消臭、护肤保健纤维素纤维。
在本发明中，所述上油采用的油浴浓度优选为2.5～6.0g/L，更优选为3.0～5.0g/L；温度优选为55～70℃，更优选为60～65℃；所述上油的时间为10～15min。本发明对所述油浴采用的油剂没有特殊要求，采用本领域熟知的油剂即可。在本发明的实施例中，所述油浴所用油剂是由13#锭子油(润滑剂)：聚氧乙烯蓖麻油酯(柔软剂)：烷基磷酸酯盐(抗静电剂)按照质量比为70:5:25的比例配制而成。本发明通过上油使纤维具有良好的手感、开松性和抗静电性，适当的集束性和抱合力，改善纤维的纺织加工性能。
在本发明中，所述烘干的方式优选为微波烘干，微波频率优选为1360～1980MHz，更优选为1400～1900MHz，进一步优选为1500～1800MHz；烘干时间优选为15～36min，更优选为20～30min。在本发明中，所述微波烘干后所得纤维丝束的含水率优选为9.0％～12％，更优选为10～11％。
完成所述烘干后，本发明优选还包括对烘干后的纤维丝束进行开松处理，得到抗菌消臭、护肤保健纤维素纤维。
本发明对所述开松处理的实施方式没有特殊要求，采用本领域熟知的开松处理方式即可。本发明对最终制得的抗菌消臭、护肤保健纤维素纤维的规格没有特殊要求，可根据需要进行调整。在本发明的实施例中，所述抗菌消臭、护肤保健纤维素纤维的规格为1.33dtex*38mm、1.56dtex*38mm、1.67dtex*38mm或2.22dtex*38mm。
本发明提供了上述方案制备方法制备得到的抗菌消臭、护肤保健纤维素纤维。本发明的抗菌消臭、护肤保健纤维素纤维包括胶原蛋白、二氧化钛、海藻多糖-Zn络合物，在离子交换不彻底的情况下，还不可避免的含有部分海藻多糖。在本发明中，所述抗菌消臭、护肤保健纤维素纤维中胶原蛋白的质量含量优选为4.68％～14.65％，二氧化钛的质量含量优选为0.88％～7.01％。在本发明的实施例中，所述胶原蛋白的质量含量具体为4.68％、7.63％、11.21％或14.65％；所述二氧化钛的质量含量具体为0.88％、2.34％、2.24％或7.01％。本发明利用二氧化钛光触媒强氧化作用实现有机物的分解，具有杀菌、消毒作用；利用胶原蛋白赋予纤维护肤保健功能；利用海藻多糖、可溶性锌盐和海藻多糖-锌络合物赋予纤维良好的抗菌消臭和防过敏功能，使得制备的纤维素纤维具有良好的抗菌消臭、护肤保健功能。
下面结合实施例对本发明提供的抗菌消臭、护肤保健纤维素纤维及其制备方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
一种规格为1.33dtex*38mm的抗菌消臭、护肤保健纤维素纤维的制备方法，采用以下步骤：
1、二氧化钛/胶原蛋白分散体系的制备
配制2.0mol/L的尿素溶液，将胶原蛋白按尿素溶液质量的10.0％加入到尿素溶液中，升温至85℃溶解2.0h，制得落球粘度为25s的胶原蛋白溶解液。然后将粒径D90为0.561μm的二氧化钛加入到上述配制的胶原蛋白溶液中，二氧化钛与胶原蛋白的质量之比为1:2，在转速为1500r/min的条件下搅拌分散30min，得到二氧化钛/胶原蛋白分散体系。
2、共混纺丝原液的制备
以纤维素浆粕为原料，经过常规粘胶制备工艺制得纤维素纺丝原液，以质量百分含量计，所述纤维素纺丝原液的组成：甲种纤维素：8.72％，氢氧化钠：4.35％，落球粘度为40s，利用纺前注射设备，将配制的二氧化钛/胶原蛋白分散体系和成孔剂按胶原蛋白占纺丝溶液中甲种纤维素的质量比为5.0％、成孔剂碳酸钠占纺丝溶液中甲种纤维素的质量比为3.0％添加到纤维素纤维纺丝原液中，得到共混纺丝原液。
3、纺丝及后处理
将所述共混纺丝原液通过凝固浴进行纺丝，将所得初生丝束经过牵伸后得到成型丝束；所用凝固浴为硫酸100g/L和硫酸钠290g/L的混合水溶液，所述凝固浴的温度为55℃。
将所述成型丝束进行脱硫，得到脱硫丝束；所用脱硫浴：Na2SO35.0g/L，温度60℃，时间10min。
将所述脱硫丝束依次吸附第一助剂和第二助剂，得到吸附有助剂的丝束；助剂吸附工艺分为两个站浴，第一站浴所用的第一助剂为海藻多糖，质量分数为10.0％，时间为15min。第二站浴所用第二助剂为氯化锌，质量分数为5.0％，时间为15min。
将所述吸附有助剂的丝束依次进行上油(油浴：2.5g/L，温度55℃，时间10min，油剂是由13#锭子油(润滑剂)：聚氧乙烯蓖麻油酯(柔软剂)：烷基磷酸酯盐(抗静电剂)按照质量比为70:5:25的比例配制而成)和烘干(微波频率为1360MHz，微波烘干的时间为36min)，最后开松处理，得到抗菌消臭、护肤保健纤维素纤维(含水率12％)。
通过凯氏定氮法测得实施例1制备的抗菌消臭、护肤保健纤维素纤维中胶原蛋白的质量含量为4.68％，通过灼烧残留物法测得二氧化钛的质量含量为0.88％。经过水洗20次后，胶原蛋白的质量含量为4.55％，二氧化钛的质量含量为0.85％。
采用GB/T 20944.3-2008《纺织品抗菌性能的评价》第3部分：振荡法测试对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和白色念珠菌的抑制率；采用GB/T33610.2-2017纺织品消臭性能的测定第2部分：检知管法测试对氨气和醋酸的减少率；采用GB/T 33610.3-2019纺织品消臭性能的测定第3部分：气相色谱法测试对异戊酸的减少率。
结果表明，实施例1制备的纤维素纤维具有抗菌消臭、护肤保健的功能，对金黄色葡萄球菌的抑制率为92.6％，对大肠杆菌的抑制率为93.8％，对白色念珠菌的抑制率为90.3％，对氨气减少率为96.5％，对醋酸减少率为93.9％，对异戊酸减少率为93.5％。经过水洗20次后，对金黄色葡萄球菌的抑制率为90.9％，对大肠杆菌的抑制率为92.0％，对白色念珠菌的抑制率为89.5％，其对氨气减少率为94.9％，对醋酸减少率为92.5％，对异戊酸减少率为93.1％，说明本发明制备的抗菌消臭、护肤保健纤维素纤维功能持久。
实施例2
一种规格为1.56dtex*38mm的抗菌消臭、护肤保健纤维素纤维的制备方法，采用以下步骤：
1、二氧化钛/胶原蛋白分散体系的制备
配制3.0mol/L的尿素溶液，将胶原蛋白按尿素溶液质量的12.5％加入到尿素溶液中，升温至80℃溶解2.5h，制得落球粘度为30s的胶原蛋白溶解液。然后将粒径D90为0.505μm的二氧化钛加入到上述配制的胶原蛋白溶液中，二氧化钛与胶原蛋白的质量之比为1:3，在转速为1850r/min的条件下搅拌分散41min，得到二氧化钛/胶原蛋白分散体系。
2、共混纺丝原液的制备
以纤维素浆粕为原料，经过常规粘胶制备工艺制得纤维素纺丝原液，以质量百分含量计，所述纤维素纺丝原液的组成：甲种纤维素：8.98％，氢氧化钠：4.82％，落球粘度为45s，利用纺前注射设备，将配制的二氧化钛/胶原蛋白分散体系和成孔剂按胶原蛋白占纺丝溶液中甲种纤维素的质量比为8.0％、成孔剂碳酸钠占纺丝溶液中甲种纤维素的质量比为4.2％添加到纤维素纤维纺丝原液中，得到共混纺丝原液。
3、纺丝及后处理
将所述共混纺丝原液通过凝固浴进行纺丝，将所得初生丝束经过牵伸后得到成型丝束；所用凝固浴为硫酸103g/L和硫酸钠298g/L的混合水溶液，所述凝固浴的温度为50℃。
将所述成型丝束进行脱硫，得到脱硫丝束；所用脱硫浴：Na2SO36.5g/L，温度68℃，时间12min。
将所述脱硫丝束依次吸附第一助剂和第二助剂，得到吸附有助剂的丝束；助剂吸附工艺分为两个站浴，第一站浴所用的第一助剂为海藻多糖，质量分数为11.5％，时间为16min。第二站浴所用第二助剂为硫酸锌，质量分数为7.5％，时间为16min。
将所述吸附有助剂的丝束依次进行上油(油浴：3.8g/L，温度60℃，时间12min，油剂是由13#锭子油(润滑剂)：聚氧乙烯蓖麻油酯(柔软剂)：烷基磷酸酯盐(抗静电剂)按照质量比为70:5:25的比例配制而成)和烘干(微波频率为1500MHz，微波烘干的时间为28min)，最后开松处理，得到抗菌消臭、护肤保健纤维素纤维(含水率10.5％)。
参照实施例1的测试方法，对实施例2制备的抗菌消臭、护肤保健纤维素纤维进行二氧化钛和胶原蛋白含量的检测，并进行性能测试，结果表明，实施例2制备的纤维素纤维具有抗菌消臭、护肤保健的功能，对金黄色葡萄球菌的抑制率为93.8％，对大肠杆菌的抑制率为95.0％，对白色念珠菌的抑制率为91.5％，对氨气减少率为97.1％，对醋酸减少率为95.0％，对异戊酸减少率为94.3％；二氧化钛的质量含量为2.34％，胶原蛋白的质量含量为7.63％。经过水洗20次后，对金黄色葡萄球菌的抑制率为91.3％，对大肠杆菌的抑制率为92.8％，对白色念珠菌的抑制率为91.0％，其对氨气减少率为95.7％，对醋酸减少率为93.1％，对异戊酸减少率为94.0％，二氧化钛的质量含量为2.30％，胶原蛋白的质量含量为7.61％。说明本发明制备的抗菌消臭、护肤保健纤维素纤维功能持久。
实施例3
一种规格为1.67dtex*38mm的抗菌消臭、护肤保健纤维素纤维的制备方法，采用以下步骤：
1、二氧化钛/胶原蛋白分散体系的制备
配制4.0mol/L的尿素溶液，将胶原蛋白按尿素溶液质量的16.8％加入到尿素溶液中，升温至75℃溶解3.0h，制得落球粘度为36s的胶原蛋白溶解液。然后将粒径D90为0.439μm的二氧化钛加入到上述配制的胶原蛋白溶液中，二氧化钛与胶原蛋白的质量之比为1:5，在转速为2150r/min的条件下搅拌分散52min，得到二氧化钛/胶原蛋白分散体系。
2、共混纺丝原液的制备
以纤维素浆粕为原料，经过常规粘胶制备工艺制得纤维素纺丝原液，以质量百分含量计，所述纤维素纺丝原液的组成：甲种纤维素：9.35％，氢氧化钠：5.28％，落球粘度为51s，利用纺前注射设备，将配制的二氧化钛/胶原蛋白分散体系和成孔剂按胶原蛋白占纺丝溶液中甲种纤维素的质量比为11.5％、成孔剂碳酸钠占纺丝溶液中甲种纤维素的质量比为5.3％添加到纤维素纤维纺丝原液中，得到共混纺丝原液。
3、纺丝及后处理
将所述共混纺丝原液通过凝固浴进行纺丝，将所得初生丝束经过牵伸后得到成型丝束；所用凝固浴为硫酸106g/L和硫酸钠305g/L的混合水溶液，所述凝固浴的温度为45℃。
将所述成型丝束进行脱硫，得到脱硫丝束；所用脱硫浴：Na2SO37.5g/L，温度75℃，时间13min。
将所述脱硫丝束依次吸附第一助剂和第二助剂，得到吸附有助剂的丝束；助剂吸附工艺分为两个站浴，第一站浴所用的第一助剂为海藻多糖，质量分数为10.5％，时间为18min。第二站浴所用第二助剂为醋酸锌，质量分数为13.5％，时间为18min。
将所述吸附有助剂的丝束依次进行上油(油浴：4.9g/L，温度65℃，时间14min，油剂是由13#锭子油(润滑剂)：聚氧乙烯蓖麻油酯(柔软剂)：烷基磷酸酯盐(抗静电剂)按照质量比为70:5:25的比例配制而成)和烘干(微波频率为1820MHz，微波烘干的时间为21min)，最后开松处理，得到抗菌消臭、护肤保健纤维素纤维(含水率9.8％)。
参照实施例1的测试方法，对实施例2制备的抗菌消臭、护肤保健纤维素纤维进行二氧化钛和胶原蛋白含量的检测，并进行性能测试，结果表明，实施例3制备的纤维素纤维具有抗菌消臭、护肤保健的功能，对金黄色葡萄球菌的抑制率为94.9％，对大肠杆菌的抑制率为95.8％，对白色念珠菌的抑制率为92.8％，对氨气减少率为98.2％，对醋酸减少率为95.5％，对异戊酸减少率为95.8％；纤维素纤维中二氧化钛的质量分数为2.24％，胶原蛋白的质量分数为11.21％。经过水洗20次后，对金黄色葡萄球菌的抑制率为92.8％，对大肠杆菌的抑制率为93.5％，对白色念珠菌的抑制率为92.1％，其对氨气减少率为96.2％，对醋酸减少率为94.1％，对异戊酸减少率为95.2％，纤维素纤维中二氧化钛的质量分数为2.19％，胶原蛋白的质量分数为11.09％。说明本发明制备的抗菌消臭、护肤保健纤维素纤维功能持久。
实施例4
一种规格为2.22dtex*38mm的抗菌消臭、护肤保健纤维素纤维的制备方法，采用以下步骤：
1、二氧化钛/胶原蛋白分散体系的制备
配制5.0mol/L的尿素溶液，将胶原蛋白按尿素溶液质量的20.0％加入到尿素溶液中，升温至85℃溶解3.5h，制得落球粘度为43s的胶原蛋白溶解液。然后将粒径D90为0.305μm的二氧化钛加入到上述配制的胶原蛋白溶液中，二氧化钛与胶原蛋白的质量之比为1:2，在转速为2550r/min的条件下搅拌分散60min，得到二氧化钛/胶原蛋白分散体系。
2、共混纺丝原液的制备
以纤维素浆粕为原料，经过常规粘胶制备工艺制得纤维素纺丝原液，以质量百分含量计，所述纤维素纺丝原液的组成：甲种纤维素：9.65％，氢氧化钠：5.80％，落球粘度为58s，利用纺前注射设备，将配制的二氧化钛/胶原蛋白分散体系和成孔剂按胶原蛋白占纺丝溶液中甲种纤维素的质量比为15.0％、成孔剂碳酸氢钠占纺丝溶液中甲种纤维素的质量比为6.0％添加到纤维素纤维纺丝原液中，得到共混纺丝原液。
3、纺丝及后处理
将所述共混纺丝原液通过凝固浴进行纺丝，将所得初生丝束经过牵伸后得到成型丝束；所用凝固浴为硫酸110g/L和硫酸钠310g/L的混合水溶液，所述凝固浴的温度为40℃。。
将所述成型丝束进行脱硫，得到脱硫丝束；所用脱硫浴：Na2SO38.5g/L，温度85℃，时间15min。
将所述脱硫丝束依次吸附第一助剂和第二助剂，得到吸附有助剂的丝束；助剂吸附工艺分为两个站浴，第一站浴所用的第一助剂为海藻多糖，质量分数为15.0％，时间为20min。第二站浴所用第二助剂为醋酸锌，质量分数为12.0％，时间为20min。
将所述吸附有助剂的丝束依次进行上油(油浴：6.0g/L，温度70℃，时间15min，油剂是由13#锭子油(润滑剂)：聚氧乙烯蓖麻油酯(柔软剂)：烷基磷酸酯盐(抗静电剂)按照质量比为70:5:25的比例配制而成)和烘干(微波频率为1980MHz，微波烘干的时间为15min)，最后开松处理，得到抗菌消臭、护肤保健纤维素纤维(含水率9.0％)。
参照实施例1的测试方法，对实施例2制备的抗菌消臭、护肤保健纤维素纤维进行二氧化钛和胶原蛋白含量的检测，并进行性能测试，结果表明，实施例4制备的纤维素纤维具有抗菌消臭、护肤保健的功能，对金黄色葡萄球菌的抑制率为96.0％，对大肠杆菌的抑制率为97.2％，对白色念珠菌的抑制率为94.1％，对氨气减少率为99.0％，对醋酸减少率为96.5％，对异戊酸减少率为97.1％；纤维素纤维中二氧化钛的质量分数为7.01％，胶原蛋白的质量分数为14.65％。经过水洗20次后，对金黄色葡萄球菌的抑制率为93.6％，对大肠杆菌的抑制率为94.9％，对白色念珠菌的抑制率为92.8％，其对氨气减少率为97.1％，对醋酸减少率为95.0％，对异戊酸减少率为95.8％，纤维素纤维中二氧化钛的质量分数为6.96％，胶原蛋白的质量分数为14.50％。说明本发明制备的抗菌消臭、护肤保健纤维素纤维功能持久。
对比例1
与实施例1的不同之处仅在于“2、共混纺丝原液的制备中不添加成孔剂”，其余步骤同实施例1。
参照实施例1的测试方法，对对比例1制备的抗菌消臭、护肤保健纤维素纤维进行二氧化钛和胶原蛋白含量的检测，并进行性能测试，结果表明，对比例1制备的纤维素纤维具有抗菌消臭、护肤保健的功能，对金黄色葡萄球菌的抑制率为87.7％，对大肠杆菌的抑制率为87.3％，对白色念珠菌的抑制率为84.2％，对氨气减少率为93.8％，对醋酸减少率为92.8％，对异戊酸减少率为92.6％，纤维中胶原蛋白的质量含量为4.65％，通过灼烧残留物法测得二氧化钛的质量含量为0.89％。经过水洗20次后，对金黄色葡萄球菌的抑制率为85.6％，对大肠杆菌的抑制率为85.8％，对白色念珠菌的抑制率为82.1％，其对氨气减少率为92.5％，对醋酸减少率为91.9％，对异戊酸减少率为91.5％，胶原蛋白的质量含量为4.56％，二氧化钛的质量含量为0.84％。
由实施例1和对比例1的结果可知，由于没有添加成孔剂，使得后续吸附的功能性助剂减少，最终影响了制备的制备纤维的功能性。
对比例2
与实施例1的不同之处仅在于“3、纺丝及后处理中不进行第一助剂和第二助剂的吸附，即不进行海藻多糖的吸附和锌离子的络合”，其余步骤同实施例1。
参照实施例1的测试方法，对对比例2制备的抗菌消臭、护肤保健纤维素纤维进行二氧化钛和胶原蛋白含量的检测，并进行性能测试，结果表明，对比例2制备的纤维素纤维具有抗菌消臭、护肤保健的功能，对金黄色葡萄球菌的抑制率为84.6％，对大肠杆菌的抑制率为83.5％，对白色念珠菌的抑制率为81.3％，对氨气减少率为92.1％，对醋酸减少率为90.1％，对异戊酸减少率为90.6％，纤维中胶原蛋白的质量含量为4.70％，通过灼烧残留物法测得二氧化钛的质量含量为0.87％。经过水洗20次后，对金黄色葡萄球菌的抑制率为82.8％，对大肠杆菌的抑制率为82.2％，对白色念珠菌的抑制率为80.1％，其对氨气减少率为90.3％，对醋酸减少率为88.9％，对异戊酸减少率为88.7％，胶原蛋白的质量含量为4.61％，二氧化钛的质量含量为0.82％。
由实施例1和对比例2的结果可知，由于不进行海藻多糖和锌离子的吸附和络合，使得制备的纤维素纤维的抗菌消臭物质含量受到明显影响，最终影响了制备纤维的功能性。
由以上实施例可知，本发明提供了一种抗菌消臭、护肤保健纤维素纤维，具有良好的抗菌消臭、护肤保健功能，结构稳定，可有效避免使用过程中有效成分的流失。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种抗菌消臭、护肤保健纤维素纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将尿素溶液、胶原蛋白和二氧化钛混合，得到二氧化钛/胶原蛋白分散体系；
将纤维素纺丝原液、二氧化钛/胶原蛋白分散体系和成孔剂混合，得到共混纺丝原液；所述成孔剂为碳酸盐或碳酸氢盐；
将所述共混纺丝原液通过凝固浴进行纺丝，将所得初生丝束经过牵伸后得到成型丝束；所述凝固浴包括：硫酸100～110g/L和硫酸钠290～310g/L；
将所述成型丝束进行脱硫，得到脱硫丝束；
将所述脱硫丝束依次吸附第一助剂和第二助剂，所述第一助剂为海藻多糖，第二助剂为可溶性锌盐，所述海藻多糖和可溶性锌盐络合形成海藻多糖-Zn络合物，得到吸附有助剂的丝束；
将所述吸附有助剂的丝束依次进行上油和烘干，得到抗菌消臭、护肤保健纤维素纤维。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述将尿素溶液、胶原蛋白和二氧化钛混合为：将胶原蛋白加入到尿素溶液中，升温至70℃～85℃溶解2.0～3.5h，得到胶原蛋白溶解液；将所述二氧化钛加入到胶原蛋白溶解液中搅拌分散30～60min，得到二氧化钛/胶原蛋白分散体系。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述尿素溶液的浓度为2.0～5.0mol/L；所述胶原蛋白的质量为所述尿素溶液质量的10.0％～20.0％；所述二氧化钛与胶原蛋白的质量比为1:(2～5)。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以质量百分含量计，所述纤维素纺丝原液包括甲种纤维素8.72％～9.65％、氢氧化钠4.35％～5.80％和水余量。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述二氧化钛/胶原蛋白分散体系中胶原蛋白的质量为所述纤维素纺丝原液中甲种纤维素质量的5.0％～15.0％；所述成孔剂的质量为所述纤维素纺丝原液中甲种纤维素质量的3.0％～6.0％。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述脱硫采用脱硫浴进行，所述脱硫浴为Na2SO3溶液，所述Na2SO3溶液的浓度为5.0～8.5g/L，温度为60～85℃；所述脱硫的时间为10～15min。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述海藻多糖以海藻多糖溶液的形式使用，所述海藻多糖溶液的质量分数为10.0％～15.0％；所述吸附第一助剂的时间为15～20min；
所述可溶性锌盐以可溶性锌盐水溶液的形式使用，所述可溶性锌盐水溶液的质量分数为5.0％～12.0％，所述吸附第二助剂的时间为15～20min。
8.根据权利要求1或7所述的制备方法，其特征在于，所述可溶性锌盐为氯化锌、硫酸锌或醋酸锌。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述烘干的方式为微波烘干，微波频率为1360～1980MHz，烘干时间为15～36min；所述微波烘干后所得纤维丝束的含水率为9.0％～12％。
10.权利要求1～9任一项所述制备方法制备得到的抗菌消臭、护肤保健纤维素纤维；所述抗菌消臭、护肤保健纤维素纤维包括二氧化钛、胶原蛋白和海藻多糖-Zn络合物。
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