CN1908266A - 一种高纯度甲壳素纤维织物及其生产方法和使用的纱线 - Google Patents

一种高纯度甲壳素纤维织物及其生产方法和使用的纱线 Download PDF

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沈焕军
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本发明涉及一种高纯度甲壳素纤维织物及其生产方法，属于纺织工程技术领域。本发明所述的高纯度甲壳素纤维织物只含有甲壳素纤维。因甲壳素纤维的单纤维强度低、抱合性差，很难进行纯纺，故本发明改变传统的做法，采用可溶性维纶与甲壳素纤维进行混纺，织成所需的织物，最后进行清洗去除可溶性维纶，得到了100％的纯甲壳素纤维织物，能完全生物降解，吸湿透气，外观光洁平整，具有甲壳素所特有的抑菌、防臭、镇痛、止痒等功能，是一种非常有前景的医用卫生材料。

Description

一种高纯度甲壳素纤维织物及其生产方法和使用的纱线
技术领域
本发明涉及一种高纯度甲壳素纤维织物及其生产方法，属于纺织工程技术领域。
背景技术
甲壳素又称几丁质(Chitin)，广泛存在于昆虫类、水生甲壳类的外壳和海藻的细胞壁中，如蟹、虾、鱿鱼骨、蛋壳、蟑螂、真菌等，其蕴藏量仅次于植物纤维。甲壳素是一种特殊的纤维素，全球每年有近千亿吨的甲壳素在进行生成和分解，也是自然界中迄今为止被发现的唯一带正电荷的动物纤维素。由于它的分子结构中带有不饱和的阳离子基团，因而它对带有负电荷的各类有害物质、有害细菌具有强大的吸附作用，这样它就能对有害细菌的活动进行抑制，使其失去活性，从则达到抗菌的目的；并且甲壳素既具有植物纤维的结构，又具有与人体骨胶原组织相似的结构，与人体有很好的相容性，可以被人体的溶菌酶分解吸收，对人体受损的细胞进行修复和活化，从而使这种物质有很好的医学特性。
甲壳素纤维目前分为两大类，第一类为甲壳质纤维，代号ACT(原料为甲壳素)；另一类为甲壳胺纤维，代号CS(原料为甲壳素碱解生产的壳聚糖，又名壳聚胺)。纤维生产一般要经过两步，第一步是将虾蟹壳经稀盐酸脱碳酸钙再经碱脱蛋白质后制成甲壳素，如果经碱进一步对甲壳素处理可制成壳聚糖；第二步是将甲壳素或壳聚糖经过一定的溶解液溶解，喷丝凝固等过程处理即可制成壳聚糖纤维。
甲壳素纤维主要有如下一些功能：
(1)、增强免疫力作用；
(2)、保湿性；
(3)、促进皮肤再生作用；
(4)、通过活化人体抗菌酶、溶解酵素，促进新陈代谢；
(5)、抗霉作用；
(6)、抑制细菌繁殖作用；
(7)、除臭性；
(8)、防止静电。
所以甲壳素纤维可制成各种抑菌防臭的甲壳素保健纺织品；在医用方面主要用作甲壳素缝线和人造皮肤；由于这种纤维可以生物降解，不污染环境，是新世纪开发的又一种绿色纤维。近十年来国内外科学家都将甲壳素的研究作为人类生命的第六要素来开发(蛋白质、脂肪、糖类、维生素、矿物质、甲壳素)。
由于目前生产的高纯度甲壳素纤维的单纤维强度很低(特别湿强、主要原因是多孔纤维)、体积重量较大，导致甲壳素纤维的可纺性很差，另外甲壳素纤维内分子中含正电荷，同性电荷互相排斥，条子内纤维不能抱合在一起，也给纺纱带来了难度。故高纯度甲壳素纤维在纺织上很少进行纯纺，大多与其它纤维(如棉、毛、麻、丝及其它化纤等)混纺，开发民用保健纺织品，实质上这也是降低了高纯度甲壳素纤维(特别在医用领域)的使用价值。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种甲壳素纤维与可溶性维纶混纺而成的纱线。
本发明的目的之二是提供一种高纯度甲壳素纤维的织物，该织物为高纯度甲壳素纤维含量为100％的机织或针织织物。所用的纱线采用上述的甲壳素纤维与可溶性维纶混纺而成的纱线，通过机织或针织加工成织物。做成织物后，再在热水中清洗除去可溶性维纶，即可得到高纯度甲壳素纤维含量为100％的织物。这种织物能广泛应用于各种行业，特别是医疗领域，是一种非常有前景的生物可降解医用材料。
本发明还有一个目的是提供上述高纯度甲壳素纤维织物的生产方法。
为达上述目的，本发明所采取的具体技术方案是：
一种甲壳素纤维混纺纱线，包含40～70％重量的甲壳素纤维和60～30％重量的可溶性维纶。
上述甲壳素纤维与可溶性维纶混纺纱线纺纱支数可为10Ne～40Ne的单纱或股线；单纱捻度为500～1300T/m，股线捻度为270～1300T/m。甲壳素纤维规格可以是1.5D×38mm的棉型纤维等，其有效物质含量≥99％。
一种高纯度甲壳素纤维的织物，该织物只含有甲壳素纤维，即含有重量比为100％的甲壳素纤维。
本发明所述的高纯度甲壳素纤维织物，可以是平纹、斜纹及其它各种变化组织的机织织物，也可以是采用针织圆机、横机或袜机进行织布的针织织物等。织物的克重可以根据需要进行调节，一般在40-210g/m2。
由于甲壳素纤维内分子中含有正电荷，同性电荷互相排斥，条子内的纤维抱合不好；且纤维几乎没有卷曲，使得纤维间的抱合力很低。如果采用甲壳素纤维100％纯纺，则很难纺成纱线。为提高其可纺性，增加纤维间的抱合力，减少纺纱过程中的静电，进而提高甲壳素纤维的制成率，本发明采用了如下措施：做成甲壳素纤维与可溶性维纶混纺的坯布后，对其进行热水清洗，除去可溶性维纶，最后得到高纯度甲壳素纤维100％的织物。
本发明所述的高纯度甲壳素纤维织物的生产方法，该方法的具体步骤是：
a、按照配比采用可溶性维纶与甲壳素纤维一起进行混纺；
b、将混纺好的纱线进行织布，织布后的织物在热水中清洗除去可溶性维纶。
步骤a中，对甲壳素纤维在纺纱前进行油剂预处理，该油剂为毛纺用的水溶性良好的非离子型和毛油、抗静电剂与水复配而成的混和液，参考处理方法如下：
油剂混合液配方：和毛油5～15％，抗静电剂5～15％，水70～90％，以上均为重量百分比。
和毛油可以是各种毛纺用和毛油，如绍兴中纺化工有限公司的FK2880等，以提高甲壳素纤维间的抱合力，提高其可纺性；配入一定数量的抗静电剂，如浙江传化的TF480A等，以减少甲壳素纤维在纺纱过程中的静电。
使用时，加入的油剂混和液为甲壳素纤维干重量的3～7％。
步骤a中，因甲壳素纤维抱合力差，不能单独成卷成条，故在与可溶性维纶进行混纺时，需与可溶性维纶进行全混加工，工艺流程如下：原料准备→原料混和→清花→梳棉→两道并条→粗纱→细纱→络筒→捻线→络筒。
为使甲壳素纤维与可溶性维纶充分混和均匀，及避免纤维中的束状纤维形成棉结，采用对混和好的原料进行预开松的方法，将甲壳素纤维与可溶性维纶一起开松成单纤维状态，也为后道工序能顺利加工创造条件。
清花要求多梳、轻打、少落。应采用短流程，打手速度放慢，以减少纤维损伤；主要开清点的尘棒全部反装，以减少落棉。
为防止在梳棉机加工过程中，因转移困难而出现绕锡林、刺辊和道夫，造成生条中棉结增加，并影响成纱质量，应采用化纤针布进行梳理加工，并适当加长给棉板工作面长度，可减少纤维损伤；因甲壳素纤维抱合性差，为节约原料，减少消耗，在梳棉时将小漏底弦长加长、进口隔距放大，同时降低盖板速度，以提高制成率。
可溶性维纶可用四川维尼纶厂生产的可溶性维纶，该厂生产的可溶性维纶短纤维的溶解温度一般有80℃(S-8W型)和90℃(S-9W型)两种规格，纤维规格为1.5D×38mm。纤维干断裂强度一般在3.0cN/dtex以上，可纺性好，质量稳定。在棉纺设备上采用化纤工艺对可溶性维纶与甲壳素纤维进行混纺。
步骤b中，可溶性维纶可在热水中清洗除去。织布后的织物在热水中清洗除去可溶性维纶的工艺条件为：S-8W型可溶性维纶优选水温80-85℃，S-9W型可溶性维纶优选水温90-95℃，时间均为20～30min。
本发明的有益效果：本发明改变传统的做法，采用可溶性维纶与甲壳素纤维进行混纺，织成所需的织物，最后进行清洗，得到了100％的纯甲壳素纤维织物。本发明的高纯度甲壳素纤维纺织品，完全能生物降解，吸湿透气，外观光洁平整，具有甲壳素所特有的抑菌、防臭、镇痛、止痒等功能，能广泛应用医疗领域，可做成各种医用敷料、绷带、纱布、创口贴等，经高温消毒，用于各种烧伤烫伤，是一种非常有前景的医用卫生材料。
具体实施方式
以下通过实施例具体说明本发明，但实施例仅用于说明，并不限制本发明的范围。
实施例1～2
生产步骤如下：
1、根据产品纱支要求，设计合适的混纺比，按比例称取甲壳素纤维与可溶性维纶。
2、称取好的甲壳素纤维在投料前应首先进行油剂预处理，该油剂为毛纺用的和毛油(绍兴中纺化工有限公司的FK2880)、抗静电剂(浙江传化的TF480A)与水复配而成的混和液，加入的油剂混和液为甲壳素纤维干重量的3～7％，油剂混和液中含和毛油5～15％，含抗静电剂5～15％，含水70～90％。经过油剂预处理的纤维闷放24小时左右再上机生产。
3、油剂预处理过的甲壳素纤维闷放一时间后，按规定的比例与可溶性维纶进行铺层混和，两种纤维间隔铺层，如果投料批量较大，则分成若干小批进行混和。
4、原料混和好后，进行预开松，在混开棉机(GBR-1200)上进行。
5、在清花工序进行更进一步的混和并定量成卷。棉卷干定量为350～450克/米；棉卷长度为25～40米。
6、在梳棉机(FA201B)上将棉卷梳理成条。生条干定量为12～22克/5米；道夫速度33～50米/分。
7、在并条机(FA311F)上进行两道并合牵伸，使纤维条定量一致，条干均匀，纤维平行顺直。干定量为16～25克/5米；并合数为6～8根；牵伸6～8倍；罗拉隔距10/5/15mm；车速150～250m/min。
8、在粗纱机(FA421A)上牵伸成粗纱，同时加上一定的捻度，以使粗纱具有一定的抱合力。粗纱干定量4～6.5克/10米；牵伸5～12倍；罗拉隔距9/23/29mm；捻系数65～85；锭速600～900转/分。
9、在细纱机(FA507A)上纺制成细纱。细纱干定量1.05～5.45克/100米；牵伸15～45倍；捻度500～1300T/m；锭速9000～13000转/分；罗拉隔距18/25mm。
10、在自动络筒机(AutoConer 338)上络成锥形筒纱。络纱速度700～1000米/分。
11、在捻线机(FA721)上进行合股加捻。捻度270～1300T/m；锭速7000～10000转/分。
12、再在自动络筒机(AutoConer 338)上络成锥形筒纱。络纱速度700～1100米/分。
13、根据产品要求，对得到的甲壳素纤维与可溶性维纶混纺的纱线进行织造。
(1)、机织：经密180～600根/10cm，纬密150～600根/10cm，织物克重100～300g/m2(含可溶性维纶)。
(2)、针织：圆机织物克重100～250g/m2；横机织物克重150～300g/m2(含可溶性维纶)。
14、最后对坯布进行热水清洗，以除去可溶性维纶；热水清洗除去可溶性维纶的工艺为：S-8(W)水温80～85℃，S-9(W)水温90～95℃；时间20～30min；经烘干、定型，最后即可得到高纯度甲壳素纤维100％的织物。
可溶性维纶溶解于水后能够自然生物降解或在活性污泥中迅速降解，对环境不产生任何污染。
实施例1和2的品种、原料比例、纺纱支数、单纱、股线捻度等参数见表一
                                    表一
  实施例   实施例1   实施例2
  原料比例   甲壳素纤维50％/S-8W 50％   甲壳素纤维67％/S-8W 33％
  纺纱支数   30S/2   20S
  粗纱捻系数   75   80
  单纱捻度   1000T/m   760T/m
  股线捻度   550T/m   -
实施例1和2品种的工艺设计掺数见表二：
                                    表二
  流程   工艺参数   取值范围   实施例1   实施例2
  油剂预处理 油剂混和液配方   含和毛油   5～15％   8％   10％
  含抗静电剂   5～15％   10％   10％
  含水   70～90％   82％   80％
  加入量(占甲壳素纤维干重量的百分比) 3～7％ 5％ 6％
清花   棉卷干定量(克/米)   350～450   410   410
  棉卷长度(米)   25～40   28   28
梳棉   生条干定量(克/5米)   12～22   16.7   16.5
  道夫速度(米/分)   33～50   40   35
并条(两道并合)   干定量(克/5米)   16～25   17.6/18.1   17.8/18.7
  并合数(根)   6～8   6/8   6/8
  牵伸倍数   6～8   5.7/7.8   5.6/7.6
  车速(m/min)   150～250   200/180   200/180
粗纱   干定量(克/10米)   4.0～6.5   4.71   5.61
  牵伸倍数   5～12   7.69   6.67
  捻系数   65～85   75   80
  锭速(转/分)   600～900   800   700
细纱   干定量(克/100米)   1.05～5.45   1.78   2.63
  牵伸倍数   15～45   26.4   21.4
  捻度(T/m)   500～1300   1000   760
  锭速(转/分)   9000～13000   13000   12000
 络筒   络纱速度(米/分)   700～1000   900   800
捻线   捻度(T/m)   270～1300   550   -
  锭速(转/分)   7000～10000   8000   -
 络筒   络纱速度(米/分)   700～1100   1000   -
 机织   经密(根/10cm)   180～600   -   276
  经密(根/10cm)   150～600   -   236
  织物克重(g/m2)   100～300g/m2   -   160
针织   圆机织物克重(g/m2)   100～250g/m2   130   -
  横机织物克重(g/m2)   150～300g/m2   -   -
 热水清洗   温度(℃)   80～95℃   85   85
  时间(min)   20～30min   30   25
本发明的甲壳素纤维纺织品，为高纯度甲壳素纤维100％织物，完全能生物降解，吸湿透气，外观光洁平整，具有甲壳素所特有的抑菌、防臭、镇痛、止痒等功能，能广泛应用医疗领域，可做成各种医用敷料、绷带、纱布、创口贴等，经高温消毒，用于各种烧伤烫伤，是一种非常有前景的医用卫生材料。

Claims (9)

1、一种甲壳素纤维混纺纱线，包含40～70％重量的甲壳素纤维和60～30％重量的可溶性维纶。
2、如权利要求1所述的甲壳素纤维混纺纱线，其特征在于：甲壳素纤维与可溶性维纶混纺纱线纺纱支数为10Ne～40Ne的单纱或股线；单纱捻度为500～1300T/m，股线捻度为270～1300T/m。
3、如权利要求1所述的甲壳素纤维混纺纱线，其特征在于：甲壳素纤维有效物质含量≥99％。
4、一种高纯度甲壳素纤维织物，该织物只含有甲壳素纤维。
5、如权利要求4所述的高纯度甲壳素纤维织物，其特征在于：该织物为平纹、斜纹及其它各种变化组织的机织织物，或是采用针织圆机、横机或袜机进行织布的针织织物。
6、权利要求4～5所述的任一高纯度甲壳素纤维织物，其特征在于：该织物是由权利要求1～3所述的任一甲壳素纤维混纺纱线织成的。
7、权利要求4～6所述的任一高纯度甲壳素纤维织物的生产方法，该方法的具体步骤是：
a、按照配比采用可溶性维纶与甲壳素纤维一起进行混纺；
b、将混纺好的纱线进行织布，织布后的织物在热水中清洗除去可溶性维纶。
8、如权利要求7所述的高纯度甲壳素纤维织物的生产方法，其特征在于：步骤a中，对甲壳素纤维在纺纱前进行油剂预处理，使用时，加入的油剂混和液为甲壳素纤维干重量的3～7％；该油剂混和液配比为：毛纺用和毛油5～15％，抗静电剂5～15％，水70～90％，以上均为重量百分比。
9、如权利要求7所述的高纯度甲壳素纤维织物的生产方法，其特征在于：步骤b中，织布后的织物在热水中清洗除去可溶性维纶的水温为80-95℃。
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