專利名稱：納米細(xì)菌纖維素超細(xì)纖維紗的加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本專利涉及一種納米細(xì)菌纖維素超細(xì)纖維紗加工方法。
背景技術(shù)：
自然界中的纖維素有植物纖維素、海藻纖維素和細(xì)菌纖維素(BacterialCellulose, BC)等。細(xì)菌纖維素是微生物生物合成的纖維素的統(tǒng)稱。細(xì)菌纖維素是由純的D-葡萄糖聚合而成，純度極高，不摻雜其它多糖。作為一種新型材料，細(xì)菌纖維素有許多獨(dú)特的性質(zhì)，具有誘人的商業(yè)潛力。細(xì)菌纖維素(Bacterial Cellulose,簡稱BC)的分子結(jié)構(gòu)與植物纖維素基本相同，但其重要的結(jié)構(gòu)特征和性質(zhì)使它的實(shí)際應(yīng)用意義遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于植物纖維素。它不僅具有良好的力學(xué)性，透氣性，生物親和性，生物相容性，生物適應(yīng)性和良好的生物可降解性，而且還具有有聞純度、聞聚合度、聞結(jié)晶度、聞含水量和聞力學(xué)穩(wěn)定性等理化性能方面均優(yōu)于植物纖維素，這些性質(zhì)都是由于它在水介質(zhì)中形成的特定網(wǎng)狀納米超分子結(jié)構(gòu)所引起的。因此被公認(rèn)為是性能優(yōu)異的新型天然生物納米高技術(shù)材料。目前，BC在很多領(lǐng)域，特別在是醫(yī)藥、生物醫(yī)學(xué)工程、造紙、食品中具有十分廣泛的商業(yè)化應(yīng)用潛力。細(xì)菌纖維素是一種食品產(chǎn)業(yè)的副產(chǎn)品，來源廣，價(jià)格底，面對細(xì)菌纖維素纖維產(chǎn)業(yè)的巨大的市場潛力和國際競爭的壓力，迫切需要開展細(xì)菌纖維素纖維發(fā)酵技術(shù)產(chǎn)業(yè)化升級及深加工產(chǎn)品研究，促進(jìn)細(xì)菌纖維素纖誰產(chǎn)業(yè)進(jìn)步和技術(shù)優(yōu)化、通過采用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，改革傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝及其相應(yīng)的加工設(shè)備，提高產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平，推動(dòng)細(xì)菌纖維素行業(yè)向現(xiàn)代化、工業(yè)化和自動(dòng)化方面發(fā)展，開拓細(xì)菌纖維素產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域，增素細(xì)菌纖維素產(chǎn)品的附加值，使生產(chǎn)技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量都有一個(gè)飛躍式的提高，以提高我國細(xì)菌纖維素產(chǎn)業(yè)在世界范圍內(nèi)的整體競爭力。隨著人們對纖維素生物合成機(jī)理認(rèn)識的加深，以及細(xì)菌纖維素在食品、醫(yī)藥、化工、造紙、高級音響設(shè)備、濾膜滲透膜和精紡等方面的成功應(yīng)用。展示了它作為目前世界上性能最佳的纖維素材料進(jìn)行深入研究和實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的美好前景。一些利用細(xì)菌纖維素為原料制備的產(chǎn)品已商品化或已獲取專利，例如Sony等公司的音響振動(dòng)材料！Weyerhaeuser、Cetus等公司的生物衣腸和臨時(shí)皮膚替代物,其商品名為Cellulon ；Dupont公司的紡織品強(qiáng)化纖維等。但目前，有關(guān)細(xì)菌纖維素纖維紗的生產(chǎn)方法及細(xì)菌纖維素纖維紗的產(chǎn)品方面的技術(shù)及相關(guān)專利還未查見。細(xì)菌纖維素在食品、醫(yī)藥、化工、造紙、高級音響設(shè)備、濾膜滲透膜和精紡等方面的應(yīng)用也僅局限于細(xì)菌纖維素膜為基礎(chǔ)材料的加工、生產(chǎn)，用細(xì)菌纖維素紗為基礎(chǔ)材料來生產(chǎn)、加工各種細(xì)菌纖維素材料，為細(xì)菌纖維素在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用提供了廣闊的空間。而目前用植物纖維素紗為基礎(chǔ)生產(chǎn)的各種材料在醫(yī)藥、生物醫(yī)學(xué)工程、造紙、食品等方面中具有十分廣泛應(yīng)用，作為一種新型紗線材料，細(xì)菌纖維素紗，將為細(xì)菌纖維素纖維素材料的進(jìn)一步深加工了提供理論與據(jù)，具有誘人的商業(yè)潛力，從而提高了我國細(xì)菌纖維素產(chǎn)業(yè)在世界范圍內(nèi)的整體競爭力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目是提供一種納米細(xì)菌纖維素超細(xì)纖維紗加工方法。本發(fā)明的納米細(xì)菌纖維素超細(xì)纖維紗的加工方法，包括如下步驟:
(1)將漂白處理后的細(xì)菌纖維素濕膜置于一對直徑為2(T80mm的握持羅拉之間，以10mm/min^l00m/min 的速度喂入；
(2)從羅拉之間輸出的纖維素膜經(jīng)刺輥表面針刺高速穿刺、割裂以及梳理作用，將細(xì)菌纖維素濕膜變成細(xì)菌纖維素纖維；
(3)將細(xì)菌纖維素纖維經(jīng)壓濾機(jī)壓濾處理，制備出含水率為159^50000%的細(xì)菌纖維素超細(xì)纖維，超細(xì)纖維直徑l(T500nm，超細(xì)纖維長度200nnTl00mm ；
(4)將以上加工好的細(xì)菌纖維素纖維經(jīng)梳棉機(jī)成條，成條后，經(jīng)紡紗機(jī)紡制成納米細(xì)菌纖維素超細(xì)纖維紗。所述的刺輥包括中心軸，中心軸上套有滾筒，滾筒的外壁上設(shè)有針狀梳理針刺，滾筒直徑為30(T600mm，針刺長度0.f 5cm，針刺桿部直徑為0.0Of 3mm，針刺尖部直徑為f lOOum，針刺尖部長度為flOmm，針刺密度2 1000根/cm2。所述的針刺為針狀、超硬、彈性不銹鋼絲或合金絲。所述的細(xì)菌纖維素膜為漂白處理后的細(xì)菌纖維素濕膜，細(xì)菌纖維素濕膜是利用木醋桿菌為主要菌種得到的細(xì)菌纖維素原膜，該原膜經(jīng)NaOH溶液處理后得到細(xì)菌纖維素濕 膜。所述的一對握持羅拉直徑為2(T3000mm。所述的紡紗工藝為傳統(tǒng)環(huán)錠紡紡紗工藝、噴氣紡紡紗工藝，氣流紡紡紗工藝，摩擦紡紡紗工藝等新型紡紗工藝、毛紡工藝、絹紡工藝等其中一種。本發(fā)明采用物理細(xì)化細(xì)菌纖維素的方法，把細(xì)菌纖維素膜處理成超細(xì)，超長的纖維狀態(tài)，再采用現(xiàn)有的紡紗工藝進(jìn)行加工，經(jīng)梳棉機(jī)梳理、成條，成條后，經(jīng)紡紗機(jī)紡制成納米細(xì)菌纖維素超細(xì)纖維紗。利用本加工方法進(jìn)行加工，生產(chǎn)過程無毒，加工方法清潔，簡單經(jīng)濟(jì)，效率高，加工得到的纖維應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。為細(xì)菌纖維素纖維素材料的進(jìn)一步深加工了提供可行性；為實(shí)現(xiàn)細(xì)菌纖維素纖維素材料的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)；為增強(qiáng)我國細(xì)菌纖維素產(chǎn)業(yè)在世界范圍內(nèi)的整體競爭力提供了理論和實(shí)踐保障。本發(fā)明提供的細(xì)菌纖維素紗加工方法生產(chǎn)環(huán)境清潔、無毒性，生產(chǎn)方式簡單、經(jīng)濟(jì)，生產(chǎn)加工效率高，生產(chǎn)出來的細(xì)菌纖維素紗應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，環(huán)保，成本低，經(jīng)濟(jì)效率高。


圖1細(xì)菌纖維素超細(xì)纖維加工方法流程示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。實(shí)施例1
采用直徑25mm的握持羅拉握持并喂入細(xì)菌纖維素濕膜，在直徑為300mm，轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分鐘，植有長度10mm，密度為10根/cm2針刺的刺輥?zhàn)饔孟?，對?xì)菌纖維素濕膜進(jìn)行梳理，分割得到纖維直徑450nm，長度5 100mm的超細(xì)細(xì)菌纖維素纖維。為方便下道工序的要求，利用風(fēng)嘴纖維剝離裝置，將刺輥上的纖維剝離下來，經(jīng)纖維壓榨成條裝置將纖維壓榨成條，成條后的細(xì)菌纖維素纖維條直接導(dǎo)入直徑為400mm的圈條器內(nèi)。當(dāng)圈條桶滿桶后，圈條桶直接送到紡紗工序，經(jīng)傳統(tǒng)環(huán)錠紡紡紗工藝紡制成納米細(xì)菌纖維素超細(xì)纖維紗。實(shí)施例2
采用直徑25mm的握持羅拉握持并喂入細(xì)菌纖維素濕膜，在直徑為300mm，轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分鐘，植有長度10mm，密度為10根/cm2針刺的刺輥?zhàn)饔孟拢瑢?xì)菌纖維素濕膜進(jìn)行梳理，分割得到纖維直徑400nm，長度5 100mm的超細(xì)細(xì)菌纖維素纖維。為方便下道工序的要求，利用風(fēng)嘴纖維剝離裝置，將刺輥上的纖維剝離下來，經(jīng)纖維壓榨成條裝置將纖維壓榨成條，成條后的細(xì)菌纖維素纖維條直接導(dǎo)入直徑為400_的圈條器內(nèi)。當(dāng)圈條桶滿桶后，圈條桶直接送到紡紗工序。上氣流紡紗機(jī)成納米細(xì)菌纖維素超細(xì)纖維紗。實(shí)施例3
采用直徑25mm的握持羅拉握持并喂入細(xì)菌纖維素濕膜，在直徑為300mm，轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分鐘，植有長度10mm，密度為10根/cm2針刺的刺輥?zhàn)饔孟?，對?xì)菌纖維素濕膜進(jìn)行梳理，分割得到纖維直徑400nm，長度5 100mm的超細(xì)細(xì)菌纖維素纖維。為方便下道工序的要求，利用風(fēng)嘴纖維剝離裝置，將刺輥上的纖維剝離下來，經(jīng)纖維壓榨成條裝置將纖維壓榨成條，成條后的細(xì)菌纖維素纖維條直接導(dǎo)入直徑為400_的圈條器內(nèi)。當(dāng)圈條桶滿桶后，圈條桶直接送到紡紗工序。經(jīng)毛紡走錠紡紗工藝紡制成納米細(xì)菌纖維素超細(xì)纖維紗。實(shí)施例4
采用直徑25mm的握持羅拉握持并喂入細(xì)菌纖維素濕膜，在直徑為300mm，轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分鐘，植有長度10mm，密度為10根/cm2針刺的刺輥?zhàn)饔孟?，對?xì)菌纖維素濕膜進(jìn)行梳理，分割得到纖維直徑400nm，長度5 100mm的超細(xì)細(xì)菌纖維素纖維。為方便下道工序的要求，利用風(fēng)嘴纖維剝離裝置，將刺輥上的纖維剝離下來，經(jīng)纖維壓榨成條裝置將纖維壓榨成條，成條后的細(xì)菌纖維素纖維條直接導(dǎo)入直徑為400mm的圈條器內(nèi)。當(dāng)圈條桶滿桶后，圈條桶直接送到紡紗工序。經(jīng)噴氣紡紡紗工藝紡制成納米細(xì)菌纖維素超細(xì)纖維紗。上述實(shí)施例中所述的紡紗工藝為傳統(tǒng)環(huán)錠紡紗工藝、噴氣紡紡紗工藝，氣流紡紡紗工藝，摩擦紡紡紗工藝等新型紡紗工藝、毛紡工藝、絹紡工藝等其中一種。
權(quán)利要求
1.一種納米細(xì)菌纖維素超細(xì)纖維紗的加工方法，其特征在于:包括如下步驟: (1)將漂白處理后的細(xì)菌纖維素濕膜置于一對直徑為2(T3000mm的握持羅拉之間，以10 mm/mi η 100m/mi η的速度喂入； (2)從羅拉之間輸出的纖維素膜經(jīng)刺輥表面針刺高速穿刺、割裂以及梳理作用，將細(xì)菌纖維素濕膜變成細(xì)菌纖維素纖維； (3)將細(xì)菌纖維素纖維經(jīng)壓濾機(jī)壓濾處理，制備出含水率為159^50000%的細(xì)菌纖維素超細(xì)纖維，超細(xì)纖維直徑l(T500nm，超細(xì)纖維長度200nnTl00mm ； (4)將以上加工好的細(xì)菌纖維素纖維經(jīng)梳棉機(jī)梳理成條，成條后，經(jīng)紡紗機(jī)紡制成納米細(xì)菌纖維素超細(xì)纖維紗。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米細(xì)菌纖維素超細(xì)纖維紗的加工方法，其特征在于:所述的刺輥包括中心軸，中心軸上套有滾筒，滾筒的外壁上設(shè)有針狀梳理針刺，滾筒直徑為30(T600mm，針刺長度0.f 5cm，針刺桿部直徑為0.0Of 3mm，針刺尖部直徑為Γ ΟΟιιπι，針刺尖部長度為廣10_，針刺密度2 1000根/cm2。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的納米細(xì)菌纖維素超細(xì)纖維紗的加工方法，其特征在于:所述的針刺為針狀、超硬、彈性不銹鋼絲或合金絲。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米細(xì)菌纖維素超細(xì)纖維紗的加工方法，其特征在于:所述的細(xì)菌纖維素膜為漂白處理后的細(xì)菌纖維素濕膜，細(xì)菌纖維素濕膜是利用木醋桿菌為主要菌種得到的細(xì)菌纖維素原膜，該原膜經(jīng)NaOH溶液處理后得到細(xì)菌纖維素濕膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米細(xì)菌纖維素超細(xì)纖維紗的加工方法，其特征在于:所述的一對握持羅拉直徑為2( T3000mm。
全文摘要
一種納米細(xì)菌纖維素超細(xì)纖維紗的加工方法，為細(xì)菌纖維素纖維素材料的深入研究提供了科學(xué)依據(jù)；以細(xì)菌纖維素濕膜為基體原料，經(jīng)過高速穿刺、割裂以及梳理作用，將細(xì)菌纖維素濕膜變成細(xì)菌纖維素纖維；將所得細(xì)菌纖維素纖經(jīng)梳棉機(jī)成條，成條后，采用紡紗工藝進(jìn)行加工紡制成納米細(xì)菌纖維素超細(xì)纖維紗。本發(fā)明為細(xì)菌纖維素纖維素材料的進(jìn)一步深加工了提供可行性；為實(shí)現(xiàn)細(xì)菌纖維素纖維素材料的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)；為增強(qiáng)我國細(xì)菌纖維素產(chǎn)業(yè)在世界范圍內(nèi)的整體競爭力提供了理論和實(shí)踐保障。本發(fā)明提供的細(xì)菌纖維素紗加工方法生產(chǎn)環(huán)境清潔、無毒性，生產(chǎn)方式簡單、經(jīng)濟(jì)，生產(chǎn)加工效率高，生產(chǎn)出來的細(xì)菌纖維素紗應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，環(huán)保，成本低，經(jīng)濟(jì)效率高。
文檔編號D01D5/42GK103173899SQ201110441440
公開日2013年6月26日 申請日期2011年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者張迎晨, 吳紅艷 申請人:中原工學(xué)院