CN115216860B - 一种保健杀菌薰衣草纤维及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及D01F功能纤维领域，更具体地，本发明提供了一种保健杀菌薰衣草纤维及其制备方法。本发明以莱赛尔纤维、甲壳素纤维为纤维基体，采用微胶囊技术将植物提取物引入纤维基体中，制备得到的薰衣草纤维具有优异的助眠功效，且抑菌防螨，吸附异味，亲肤柔软，被广泛应用于纺织领域。
Description
技术领域
本发明涉及D01F功能纤维领域，更具体地，本发明提供了一种保健杀菌薰衣草纤维及其制备方法。
背景技术
再生纤维素纤维因具有优异的吸湿性、透气性在纺织品领域受到了人们的认可，但随着人们的生活水平不断增高，对纺织品的要求也日益提高。尤其对于婴幼儿和肌肤敏感的人来说，纺织品的舒适度、安全性和抑菌性越来越重要。因此，纺织领域的科研工作者们将工作重心转移到了如何研发一种同时具有优异抑菌性、舒适度的再生纤维素纤维上。
专利公开号为CN109267163A的中国发明专利公开了一种薰衣草纤维素纤维及其制备方法，在本公开专利中以纤维素为纺丝原液，向其中引入了聚六亚甲基双胍盐酸盐、季戊四醇酯、薰衣草提取物等助剂，在提升纤维抗菌性的同时，还增强了纤维素纤维的生产效率，但其工艺可能存在薰衣草纤维的流失，造成原料的损耗，进一步加大成本，限制了其纤维在纺织领域的应用；同时其整个合成工艺步骤繁多，不利于工业化大规模推广。
专利公开号为CN107419361A的中国发明专利公开了一种改性再生纤维素纤维，在家本公开专利中将再生纤维素纤维、合成纤维、天然纤维和动物纤维进行混纺，着重提升了再生纤维素纤维的耐磨性和透气性，但其纤维的抑菌性并未得到充分体现，导致其纤维在纺织领域应用范围受到限制。
因此，开发一种具有优异抑菌性能、耐磨性能、透气性能，且吸附异味、亲肤柔软的纤维具有深远的意义。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明第一方面提供了一种保健杀菌薰衣草纤维，按重量份计，制备原料包括以下组分：再生纤维素纤维80-100份，植物提取物5-10份，稳定促进剂1-5份，有机硅类整理剂3-5份，改性助剂2-5份，无机增强剂6-8份，抗静电剂1-5份。
作为本发明一种优选的技术方案，所述再生纤维素纤维选自莱赛尔纤维、莫代尔纤维、竹纤维、甲壳素纤维、铜氨纤维中的至少一种。
作为本发明一种更优选的技术方案，所述再生纤维素纤维选自莱赛尔纤维、甲壳素纤维，莱赛尔纤维、甲壳素纤维的质量比为(1.2-1.8)：(0.5-0.9)。
作为本发明一种最优选的技术方案，所述莱赛尔纤维、甲壳素纤维的质量比为1.6：0.7。
作为本发明一种优选的技术方案，所述植物提取物选自薰衣草提取物、茉莉提取物、玫瑰提取物、紫罗兰提取物、芦荟提取物、吊兰提取物中的至少一种。
作为本发明一种更优选的技术方案，所述植物提取物为薰衣草提取物、玫瑰提取物、芦荟提取物，薰衣草提取物、玫瑰提取物、芦荟提取物的质量比为(2-3)：(0.5-1)：(1-1.5)。
作为本发明一种最优选的技术方案，所述薰衣草提取物、玫瑰提取物、芦荟提取物的质量比为2.5：0.7：1.2。
作为本发明一种优选的技术方案，所述稳定促进剂选自改性淀粉、麦芽糊精、改性环糊精、阿拉伯胶、黄原胶中的至少一种。
作为本发明一种更优选的技术方案，所述稳定促进剂为改性环糊精。
作为本发明一种优选的技术方案，所述改性环糊精选自甲基化环糊精、羟乙基环糊精、羟丙基环糊精、乙基环糊精、乙酰基环糊精、羧甲基环糊精中的至少一种。
作为本发明一种更优选的技术方案，所述改性环糊精为羟乙基环糊精、羧甲基环糊精，羟乙基环糊精、羧甲基环糊精的质量比为(1.2-1.8)：(0.2-0.4)。
作为本发明一种最优选的技术方案，所述羟乙基环糊精、羧甲基环糊精的质量比为1.6：0.3。
本申请人意外发现，当向体系中引入质量比为1.6：0.3的羟乙基环糊精、羧甲基环糊精时，可以与薰衣草提取物中的芳樟醇、玫瑰提取物中的香茅醇、芦荟提取物中的芦荟大黄素等活性成分以竞争机制来缓解本体系中植物提取物活性成分间相互作用导致体系粘度增加的现象，改善了体系的稳定性；另一方面改性环糊精的存在显著降低了薰衣草提取物、玫瑰提取物、芦荟提取物的流失，在提升纤维基体抑菌性的同时，还增强了植物提取物在莱赛尔纤维、甲壳素纤维表面的相互作用力，改善了纤维基体的耐磨性和拉伸强度。
作为本发明一种优选的技术方案，所述有机硅类整理选自羟基改性硅油、氨基改性硅油、环氧基改性硅油、聚醚改性硅油中的至少一种。
作为本发明一种更优选的技术方案，所述有机硅类整理剂为氨基改性硅油、聚醚改性硅油，氨基改性硅油、聚醚改性硅油的质量比为(0.2-0.6)：(0.8-1.2)。
作为本发明一种最优选的技术方案，所述氨基改性硅油、聚醚改性硅油的质量比为0.4：1。
作为本发明一种优选的技术方案，所述聚醚改性硅油的折光率为1.2-1.6。
作为本发明一种优选的技术方案，所述改性助剂选自壳聚糖、沸石抗菌剂、羟基氯代二苯醚、十六烷基二甲基苄基氯化铵、滑石粉、玉石粉中的至少一种。
作为本发明一种更优选的技术方案，所述改性助剂为壳聚糖、十六烷基二甲基苄基氯化铵、玉石粉，壳聚糖、十六烷基二甲基苄基氯化铵、玉石粉的质量比为(1.2-1.6)：(0.5-1)：(0.1-0.5)。
作为本发明一种最优选的技术方案，所述壳聚糖、十六烷基二甲基苄基氯化铵、玉石粉的质量比为1.4：0.7：0.2。
作为本发明一种优选的技术方案，所述玉石粉的粒度为1000-1500目。
本申请人经过大量的具有创造性的实验研究意外发现，当向体系中加入质量比为1.4；0.7：0.2的壳聚糖、十六烷基二甲基苄基氯化铵、玉石粉，被吸附于莱赛尔纤维、甲壳素纤维基体表面，增加了纤维基体分子链两侧的极性差异，促进了水分在纤维基体表面的透过率，保持纤维表面的干爽，降低了细菌滋生率，提升了其抗菌性，另一方面特定粒径的玉石粉改善了纤维表面的孔隙率，在不影响纤维基体透气的同时，改善了纤维基体表面的摩擦系数，提升了纤维基体的耐磨度，赋予了莱赛尔纤维、甲壳素纤维优异的综合性能，进一步拓展了其作为纺织原料在纺织品领域的应用范围。
作为本发明一种优选的技术方案，所述无机增强剂的粒径为400-600nm。
作为本发明一种优选的技术方案，所述无机增强剂选自纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米三氧化二铝、纳米碳酸钙中的至少一种。
作为本发明一种更优选的技术方案，所述无机增强剂为纳米二氧化硅、纳米氧化锌，纳米二氧化硅、纳米氧化锌的质量比为(1-2)：(0.5-1)。
作为本发明一种最优选的技术方案，所述纳米二氧化硅、纳米氧化锌的质量比为1.5：0.8。
作为本发明一种优选的技术方案，所述抗静电剂选自烷基甜菜碱类化合物、咪唑啉类化合物、烷基磺酸盐类化合物、烷基硫酸酯类化物、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚乙二醇脂肪酸酯中的至少一种。
本发明第二方面提供了一种保健杀菌薰衣草纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)将植物提取物，稳定促进剂，有机硅类整理剂，改性助剂，无机增强剂，抗静电剂在20-30℃搅拌30-40min后，得到纤维整理剂；
(2)将再生纤维素纤维和步骤(1)所述纤维整理剂溶于质量百分数为82-88％的NMMO的水溶液中，在85-95℃下充分混合，得到均匀的纺丝液；
(3)将步骤(2)所述纺丝液经过纺丝、凝固浴、卷绕，即得所述薰衣草纤维。
步骤(3)所述凝固浴为质量百分数为15-25％的NMMO水溶液。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明制备得到的保健杀菌薰衣草纤维，通过向体系中加入质量比为2.5：0.7：1.2的薰衣草提取物、玫瑰提取物、芦荟提取物，安全无刺激，与本体系中的改性环糊精以及其他组分相互作用，在保证不影响纤维基体优异吸湿性、透气性的同时，提升了莱赛尔纤维、甲壳素纤维基体的抗菌性能，同时赋予莱赛尔纤维、甲壳素纤维基体优异的助眠功效、除异味性能，且亲肤柔软，拓展了其作为纺织原料在纺织品领域的应用范围；
2、本发明制备得到的保健杀菌薰衣草纤维，通过向体系中加入质量比为1.6：0.3的羟乙基环糊精、羧甲基环糊精，可以有效降低本体系中薰衣草提取物、玫瑰提取物、芦荟提取物的流失，在提升纤维基体抑菌性的同时，还增强了植物提取物在莱赛尔纤维、甲壳素纤维表面的相互作用力，改善了纤维基体的耐磨性和拉伸强度；
3、本发明制备得到保健杀菌薰衣草纤维，通过向体系中加入质量比为0.4：1的氨基改性硅油、聚醚改性硅油，尤其当聚醚改性硅油的折光率为1.2-1.6时，可以与本体系中的薰衣草提取物、玫瑰提取物、芦荟提取物通过协同作用在提升莱赛尔纤维、甲壳素纤维基体的抑菌性的同时，还改善纤维基体的亲肤舒适度；
4、本发明制备得到保健杀菌薰衣草纤维，通过向体系中加入质量比为1.4；0.7：0.2的壳聚糖、十六烷基二甲基苄基氯化铵、玉石粉，通过改善纤维基体分子链两侧的极性差异性，降低了细菌滋生率，在提升纤维基体抑菌性能的同时，还增强了莱赛尔纤维、甲壳素纤维的耐磨度；
5、本发明制备得到保健杀菌薰衣草纤维，通过向体系中加入特定粒径质量比为1.5：0.8的纳米二氧化硅、纳米氧化锌，其与本体系中其它组分通过协同作用，在提升纤维基体耐磨性的同时，由于其特有的空间结构，还改善了纤维基体的吸附异味的功能。
具体实施方式
实施例
实施例1
实施例1提供了一种保健杀菌薰衣草纤维，按重量份计，制备原料包括以下组分：再生纤维素纤维80份，植物提取物5份，稳定促进剂1份，有机硅类整理剂3份，改性助剂2份，无机增强剂6份，抗静电剂1份。
所述再生纤维素纤维选自莱赛尔纤维、甲壳素纤维，莱赛尔纤维、甲壳素纤维的质量比为1.6：0.7；所述莱赛尔纤维购自青岛东豫宝盛国际贸易有限公司；甲壳素纤维购自海斯摩尔生物科技有限公司；
所述植物提取物为薰衣草提取物、玫瑰提取物、芦荟提取物，薰衣草提取物、玫瑰提取物、芦荟提取物的质量比为2.5：0.7：1.2；所述薰衣草提取物购自扶风斯诺特生物科技有限公司；玫瑰提取物购自陕西汇能达生物科技有限公司；芦荟提取物购自扶风斯诺特生物科技有限公司；
所述稳定促进剂为羟乙基环糊精、羧甲基环糊精，羟乙基环糊精、羧甲基环糊精的质量比为1.6：0.3；所述羟乙基环糊精购自武汉华翔科洁生物技术有限公司；羧甲基环糊精购自湖北康迪斯化工有限公司；
所述有机硅类整理剂为氨基改性硅油、聚醚改性硅油，氨基改性硅油、聚醚改性硅油的质量比为0.4：1；所述氨基改性硅油购自山东多聚化学有限公司；聚醚改性硅油购自安徽艾约塔硅油有限公司，折光率为1.449-1.451；
所述改性助剂为壳聚糖、十六烷基二甲基苄基氯化铵、玉石粉，壳聚糖、十六烷基二甲基苄基氯化铵、玉石粉的质量比为1.4：0.7：0.2；所述壳聚糖购自河北仟盛生物科技有限公司；十六烷基二甲基苄基氯化铵的CAS号为122-18-9；玉石粉购自灵寿县顺诚矿产品加工厂，粒度为1250目；
所述无机增强剂为纳米二氧化硅、纳米氧化锌，纳米二氧化硅、纳米氧化锌的质量比为1.5：0.8；所述纳米二氧化硅购自东海县富彩矿物制品有限公司，粒径为500nm；所述纳米氧化锌购自杭州新乔生物科技有限公司，粒径为500nm；
所述抗静电剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，脂肪醇聚氧乙烯醚购自上海邦成化工有限公司；
所述保健杀菌薰衣草纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)将植物提取物，稳定促进剂，有机硅类整理剂，改性助剂，无机增强剂，抗静电剂在25℃搅拌35min后，得到纤维整理剂；
(2)将再生纤维素纤维和步骤(1)所述纤维整理剂溶于质量百分数为85％的NMMO的水溶液中，在90℃下充分混合，得到均匀的纺丝液；
(3)将步骤(2)所述纺丝液经过纺丝、凝固浴、卷绕，即得所述薰衣草纤维。
步骤(3)所述凝固浴为质量百分数为20％的NMMO水溶液。
实施例2
实施例2提供了一种保健杀菌薰衣草纤维，按重量份计，制备原料包括以下组分：再生纤维素纤维100份，植物提取物10份，稳定促进剂5份，有机硅类整理剂5份，改性助剂5份，无机增强剂8份，抗静电剂5份。
所述再生纤维素纤维选自莱赛尔纤维、甲壳素纤维，莱赛尔纤维、甲壳素纤维的质量比为1.6：0.7；所述莱赛尔纤维购自青岛东豫宝盛国际贸易有限公司；甲壳素纤维购自海斯摩尔生物科技有限公司；
所述植物提取物为薰衣草提取物、玫瑰提取物、芦荟提取物，薰衣草提取物、玫瑰提取物、芦荟提取物的质量比为2.5：0.7：1.2；所述薰衣草提取物购自扶风斯诺特生物科技有限公司；玫瑰提取物购自陕西汇能达生物科技有限公司；芦荟提取物购自扶风斯诺特生物科技有限公司；
所述稳定促进剂为羟乙基环糊精、羧甲基环糊精，羟乙基环糊精、羧甲基环糊精的质量比为1.6：0.3；所述羟乙基环糊精购自武汉华翔科洁生物技术有限公司；羧甲基环糊精购自湖北康迪斯化工有限公司；
所述有机硅类整理剂为氨基改性硅油、聚醚改性硅油，氨基改性硅油、聚醚改性硅油的质量比为0.4：1；所述氨基改性硅油购自山东多聚化学有限公司；聚醚改性硅油购自安徽艾约塔硅油有限公司，折光率为1.449-1.451；
所述改性助剂为壳聚糖、十六烷基二甲基苄基氯化铵、玉石粉，壳聚糖、十六烷基二甲基苄基氯化铵、玉石粉的质量比为1.4：0.7：0.2；所述壳聚糖购自河北仟盛生物科技有限公司；十六烷基二甲基苄基氯化铵的CAS号为122-18-9；玉石粉购自灵寿县顺诚矿产品加工厂，粒度为1250目；
所述无机增强剂为纳米二氧化硅、纳米氧化锌，纳米二氧化硅、纳米氧化锌的质量比为1.5：0.8；所述纳米二氧化硅购自东海县富彩矿物制品有限公司，粒径为500nm；所述纳米氧化锌购自杭州新乔生物科技有限公司，粒径为500nm；
所述抗静电剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，脂肪醇聚氧乙烯醚购自上海邦成化工有限公司；
所述保健杀菌薰衣草纤维的制备方法同实施例1。
实施例3
实施例3提供了一种保健杀菌薰衣草纤维，按重量份计，制备原料包括以下组分：再生纤维素纤维90份，植物提取物8份，稳定促进剂3份，有机硅类整理剂4份，改性助剂3份，无机增强剂7份，抗静电剂3份。
所述再生纤维素纤维选自莱赛尔纤维、甲壳素纤维，莱赛尔纤维、甲壳素纤维的质量比为1.6：0.7；所述莱赛尔纤维购自青岛东豫宝盛国际贸易有限公司；甲壳素纤维购自海斯摩尔生物科技有限公司；
所述植物提取物为薰衣草提取物、玫瑰提取物、芦荟提取物，薰衣草提取物、玫瑰提取物、芦荟提取物的质量比为2.5：0.7：1.2；所述薰衣草提取物购自扶风斯诺特生物科技有限公司；玫瑰提取物购自陕西汇能达生物科技有限公司；芦荟提取物购自扶风斯诺特生物科技有限公司；
所述稳定促进剂为羟乙基环糊精、羧甲基环糊精，羟乙基环糊精、羧甲基环糊精的质量比为1.6：0.3；所述羟乙基环糊精购自武汉华翔科洁生物技术有限公司；羧甲基环糊精购自湖北康迪斯化工有限公司；
所述有机硅类整理剂为氨基改性硅油、聚醚改性硅油，氨基改性硅油、聚醚改性硅油的质量比为0.4：1；所述氨基改性硅油购自山东多聚化学有限公司；聚醚改性硅油购自安徽艾约塔硅油有限公司，折光率为1.449-1.451；
所述改性助剂为壳聚糖、十六烷基二甲基苄基氯化铵、玉石粉，壳聚糖、十六烷基二甲基苄基氯化铵、玉石粉的质量比为1.4：0.7：0.2；所述壳聚糖购自河北仟盛生物科技有限公司；十六烷基二甲基苄基氯化铵的CAS号为122-18-9；玉石粉购自灵寿县顺诚矿产品加工厂，粒度为1250目；
所述无机增强剂为纳米二氧化硅、纳米氧化锌，纳米二氧化硅、纳米氧化锌的质量比为1.5：0.8；所述纳米二氧化硅购自东海县富彩矿物制品有限公司，粒径为500nm；所述纳米氧化锌购自杭州新乔生物科技有限公司，粒径为500nm；
所述抗静电剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，脂肪醇聚氧乙烯醚购自上海邦成化工有限公司；
所述保健杀菌薰衣草纤维的制备方法同实施例1。
对比例1
对比例1具体的实施方式同实施例3，不同之处在于，所述稳定促进剂为环糊精。
对比例2
对比例2具体的实施方式同实施例3，不同之处在于，没有加入有机硅类整理剂。
对比例3
对比例3具体的实施方式同实施例3，不同之处在于，没有加入改性助剂。
性能评价
对实施例1-3、对比例1-3制备得到的薰衣草纤维进行性能测试。
(1)抗菌性能测试：
将实施例1-3、对比例1-3制备得到的薰衣草纤维制成80×100cm的织物，按照FZ/T73023-2006《抗菌针织品》方法进行抗菌性能测试，测试数据见表1；
表1
Claims (5)
1.一种保健杀菌薰衣草纤维，其特征在于，按重量份计，制备原料包括以下组分：再生纤维素纤维80-100份，植物提取物5-10份，稳定促进剂1-5份，有机硅类整理剂3-5份，改性助剂2-5份，无机增强剂6-8份，抗静电剂1-5份；
所述植物提取物为薰衣草提取物、玫瑰提取物、芦荟提取物；
所述稳定促进剂为改性环糊精；所述改性环糊精为羟乙基环糊精、羧甲基环糊精；所述羟乙基环糊精、羧甲基环糊精的质量比为1.6：0.3；
所述改性助剂为壳聚糖、十六烷基二甲基苄基氯化铵、玉石粉，壳聚糖、十六烷基二甲基苄基氯化铵、玉石粉的质量比为（1.2-1.6）：（0.5-1）：（0.1-0.5）；
所述玉石粉的粒度为1000-1500目。
2.根据权利要求1所述薰衣草纤维，其特征在于，所述薰衣草提取物、玫瑰提取物、芦荟提取物的质量比为2.5：0.7：1.2。
3.根据权利要求1所述薰衣草纤维，其特征在于，所述稳定促进剂还可以选自改性淀粉、麦芽糊精、阿拉伯胶、黄原胶中的至少一种。
4.根据权利要求1所述薰衣草纤维，其特征在于，所述无机增强剂为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米三氧化二铝、纳米碳酸钙中的至少一种。
5.一种如权利要求1~4任一项所述薰衣草纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将植物提取物，稳定促进剂，有机硅类整理剂，改性助剂，无机增强剂，抗静电剂在20-30℃搅拌30-40min后，得到纤维整理剂；
（2）将再生纤维素纤维和步骤（1）所述纤维整理剂溶于质量百分数为82-88%的NMMO的水溶液中，在85-95℃下充分混合，得到均匀的纺丝液；
（3）将步骤（2）所述纺丝液经过纺丝、凝固浴、卷绕，即得所述薰衣草纤维。
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