本發(fā)明涉及功能性水刺無紡布制備領(lǐng)域，具體涉及一種膠原蛋白纖維素纖維水刺無紡布及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
面膜是護膚最重要的工具，現(xiàn)如今，隨著保養(yǎng)、護膚的意識進入平民化，使得面膜市場愈發(fā)火爆，傳統(tǒng)無紡布面膜更是占據(jù)市場絕大部分的份額，絕大多數(shù)的面膜以其添加的營養(yǎng)成分來達到保濕、美白、抗衰老的作用，而對于作為面膜載體的面膜基材少有研究。
膠原蛋白由動物皮提取，含有大量極性基團，是保濕因子，且有阻止皮膚中的酪氨酸轉(zhuǎn)化為黑色素的作用，故膠原蛋白有純天然保濕、美白、防皺、祛斑等作用，廣泛應(yīng)用于美容用品中。
隨著功能性纖維技術(shù)的發(fā)展，膠原蛋白纖維的概念被提出，越來越多的膠原蛋白纖維技術(shù)陸續(xù)問世，如：專利申請?zhí)枮?01510431030.2的專利申請?zhí)峁┝艘环N膠原蛋白纖維的制程及制得的膠原蛋白纖維，膠原蛋白纖維的制程，包含步驟A：準備一個包含有纖維原料的纖維原料溶液，步驟B：準備一個包含有膠原蛋白的膠原蛋白溶液；其特征在于：在該步驟B中，以100重量份的該纖維原料為基準，該膠原蛋白為5～10重量份，該膠原蛋白纖維的制程還包含一個在該步驟B后的步驟C，在該步驟C中，混合該纖維原料溶液及該膠原蛋白溶液成為一種紡絲液，并以濕式紡絲法將該紡絲液制成膠原蛋白纖維，不難得出，膠原蛋白纖維的制程只是將膠原蛋白附著于纖維素而形成膠原蛋白纖維，纖維與膠原蛋白之間無化學(xué)連接，在使用過程中，膠原蛋白容易掉落，抗氧化、抗菌穩(wěn)定性不高，產(chǎn)品保質(zhì)期短；而且由于膠原蛋白是屬于高分子材料的一種，并由于高分子材料的分子量并無一定，且分子量影響材料的物理及機械性質(zhì)甚大，故該膠原蛋白的分子量應(yīng)予限定。當該膠原蛋白的平均分子量太大，則膠原蛋白不易與纖維原料均勻混合，會使制得的膠原蛋白纖維成品的品質(zhì)不佳，若該膠原蛋白的平均分子量太小，則代表膠原蛋白幾乎被裂解成胺基酸，會失去膠原蛋白本身所具有的機能性。此外，如果膠原蛋白的分子量分布過廣，也會因為分子間的差異性過大，使得成品的區(qū)域間的差異性大，并因此造成該成品在受力時容易因應(yīng)力不均而損壞，因而此種方法制得的膠原蛋白纖維品質(zhì)不能得到保證，斷絲率高，不符合經(jīng)濟效率；相應(yīng)的，若采用這種材料制得的面膜無紡布材料也存在易斷裂的現(xiàn)象，一方面在生產(chǎn)時，膠原蛋白纖維容易斷裂，使得生產(chǎn)的產(chǎn)品品質(zhì)差；另一方面，在使用生產(chǎn)的面膜時，微施力就可能拉破面膜，使用起來極為不便。
又比如：專利申請?zhí)枮?01310588899.9的專利申請?zhí)峁┝艘环N制備膠原蛋白纖維的方法及制得的產(chǎn)品和產(chǎn)品的應(yīng)用，本法以動物皮革為原料，直接提取天然的膠原蛋白纖維，在當今社會，動物皮革儼然不能滿足人們對膠原蛋白纖維對需求，且其成本遠大于人造纖維、棉纖維等。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的是提供一種膠原蛋白纖維素纖維水刺無紡布及其生產(chǎn)方法，提供優(yōu)質(zhì)的保濕面膜基材，以解決現(xiàn)有技術(shù)膠原蛋白纖維面膜基材易斷裂且不夠經(jīng)濟實惠的問題。
為解決上述問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：
一種膠原蛋白纖維素纖維水刺無紡布，由以下重量百分比的纖維組成：10-20％的膠原蛋白、80-90％的棉纖維或合成纖維，其中80-85％的膠原蛋白通過環(huán)氧氯丙烷接枝在纖維素上，剩余15-20％的膠原蛋白游離附著于纖維素上，纖維的纖度均為1.33—1.67dtex。
一種膠原蛋白纖維素纖維水刺無紡布的生產(chǎn)方法，包括如下步驟：
(1)制備膠原蛋白纖維素纖維：配制質(zhì)量分數(shù)為10-20％、pH值為9-10的膠原蛋白堿性水溶液，將膠原蛋白水溶液加熱至55-65℃，在攪拌條件下滴加環(huán)氧氯丙烷，滴加完后將體系溫度升至100-110℃，維持反應(yīng)2-3小時后即得到膠原蛋白預(yù)處理液，然后降到室溫后按照膠原蛋白占粘膠中甲纖質(zhì)量比的10-20％的比例加入粘膠中，充分混合后進入熟成中間桶，熟成中間桶中一直保持攪拌狀態(tài)，維持反應(yīng)6-10小時后直接進行紡絲得到濕膠原蛋白纖維素纖維；
(2)將步驟(1)得到的濕膠原蛋白纖維素纖維與棉纖維或合成纖維進行混合梳理得到濕無紡布纖維網(wǎng)；
(3)用步驟(1)中的膠原蛋白預(yù)處理液對步驟(2)得到的濕無紡布纖維網(wǎng)進行360度全維度水刺固結(jié)，共11道水刺工序，水刺壓力成螺旋式梯度逐步增加；在水刺工序的最后一道通過高壓水刺打孔技術(shù)，形成每平方厘米無紡布布面同時成形時平均分布60個導(dǎo)流孔，其中用于水刺的膠原蛋白預(yù)處理液在水刺過程中循環(huán)利用；
(4)將步驟(3)制得的水刺無紡布移入隧道式烘干機中，在90～100℃、傳動速度為0.2～0.3r/min的條件下，焙烤處理2.5～3h，焙烤完成后，再將水刺無紡布移入噴射清洗隧道中清洗，水刺無紡布的上下均設(shè)置噴射口，噴射水量與水刺無紡布面積比為10-15L∶1m2，清洗完成后再移入隧道式烘干機中，離心機轉(zhuǎn)速為500～1500r/min，收集離心沉淀，將其移入隧道式烘干機中，在80～100℃、傳動速度為0.1～0.5r/min的條件下，處理2～3h，最終無紡布的含水濕度7.5％-9.5％。
進一步的，步驟(1)中，環(huán)氧氯丙烷的用量為膠原蛋白質(zhì)量比的30-40％，滴加環(huán)氧氯丙烷的時間為20-30min。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點：
(1)本發(fā)明與膠原蛋白纖維素纖維的制備過程相結(jié)合，膠原蛋白纖維素纖維本身含有一定量的膠原蛋白，且水刺過程中也采用膠原蛋白預(yù)處理液進行處理，在水刺過程中進一步增加膠原蛋白的含量，最終可使無紡布中的膠原蛋白的含量高達10-20％，具有抑菌、防臭、驅(qū)螨等保健功能，且抗菌性能高，膠原蛋白與棉纖維以共價鍵連接，由于膠原蛋白與棉纖維以共價鍵連接，不影響棉纖維原有的力學(xué)性能，故而能在保持纖維素纖維優(yōu)良紡織性能的基礎(chǔ)上賦予其高吸水、高保濕、防皺防衰老、美容護膚等保健功能,這樣的膠原蛋白纖維素纖維制得的面膜無紡布自然不易斷裂，且原料為廉價易得的植物粘膠纖維，解決了現(xiàn)有技術(shù)膠原蛋白纖維面膜基材易斷裂且不夠經(jīng)濟實惠的問題；同時也由于膠原蛋白與棉纖維以共價鍵連接，多次洗滌后膠原蛋白也不容易脫落，穩(wěn)定性高；
(2)通過膠原蛋白接枝、前端紡絲工藝以及水刺過程有機結(jié)合，得到的纖維無需烘干直接進入水刺步驟，而且無需專門進行水刺預(yù)處理，一體化生產(chǎn)，大大縮短了工藝流程，簡化了工藝，方法簡便、易于規(guī)模化生產(chǎn)；
(3)僅在紡布后進行洗滌、烘干操作，從前到后整個工藝過程能耗以及水耗縮短至原來的三分之一，大大降低了生產(chǎn)成本；
(4)本發(fā)明制得的膠原蛋白纖維素纖維面膜基材的吸水率為10-15倍，比普通纖維高30-40％；
(5)本發(fā)明制得的膠原蛋白纖維素纖維面膜基材在常溫下保濕時間比普通纖維長40-50％，能夠長時間給予肌膚保濕、補水；
(6)本發(fā)明制得的膠原蛋白纖維素纖維面膜基材水溶性好，用它制成的纖維面膜能讓面部吸收部分膠原蛋白，使肌膚保持彈性、美白、減少皺紋；
(7)本發(fā)明制得的膠原蛋白纖維素纖維面膜基材經(jīng)權(quán)威機構(gòu)SGS檢測，證明其中的膠原蛋白纖維素纖維具有保持皮膚彈性、美白、防皺的功能，是專為面膜基材市場研究開發(fā)的具有多種保健功能的新型材料，其高吸水、高保濕性能優(yōu)異、柔軟性能良好，是生產(chǎn)膜布的最佳材料；
(8)粘膠與膠原蛋白預(yù)處理液相互混溶，纖維素與接枝膠原蛋白之間的接觸面積達到最大，接枝率高達5％以上。
具體實施方式
實施例1
一種膠原蛋白纖維素纖維水刺無紡布的生產(chǎn)方法，包括如下步驟：
(1)制備膠原蛋白纖維素纖維向搪玻璃反應(yīng)釜泵入50L水，開啟攪拌，并加入10Kg的膠原蛋白，滴加稀氫氧化鈉溶液將體系pH值調(diào)節(jié)至9-10后得到充分溶解的膠原蛋白水溶液，然后將膠原蛋白水溶液加熱至55-65℃，維持體系溫度55-65℃在攪拌條件下于20～30min內(nèi)在體系中滴加3.5L環(huán)氧氯丙烷，滴加完后將體系溫度升至100-110℃，維持體系溫度100-110℃反應(yīng)3小時后得到膠原蛋白預(yù)處理液，然后降到室溫后用注射系統(tǒng)將配制的膠原蛋白預(yù)處理液按照膠原蛋白預(yù)處理液與粘膠體積比1:10的比例加入粘膠中，經(jīng)過靜態(tài)混合器混合后進入熟成中間桶，熟成中間桶中一直保持攪拌狀態(tài)，維持反應(yīng)10小時后直接進行紡絲得到濕膠原蛋白纖維素纖維；
(2)將步驟(1)得到的濕膠原蛋白纖維素纖維與棉纖維或合成纖維進行混合梳理得到濕無紡布纖維網(wǎng)；
(3)用步驟(1)中的膠原蛋白預(yù)處理液對步驟(2)得到的濕無紡布纖維網(wǎng)進行360度全維度水刺固結(jié)，共11道水刺工序，水刺壓力成螺旋式梯度逐步增加；在水刺工序的最后一道通過高壓水刺打孔技術(shù)，形成每平方厘米無紡布布面同時成形時平均分布60個導(dǎo)流孔，其中用于水刺的膠原蛋白預(yù)處理液在水刺過程中循環(huán)利用；
(4)將步驟(3)制得的水刺無紡布移入隧道式烘干機中，在90～100℃、傳動速度為0.2～0.3r/min的條件下，焙烤處理2.5～3h，焙烤完成后，再將水刺無紡布移入噴射清洗隧道中清洗，水刺無紡布的上下均設(shè)置噴射口，噴射水量與水刺無紡布面積比為10-15L∶1m2，清洗完成后再移入隧道式烘干機中，離心機轉(zhuǎn)速為500～1500r/min，收集離心沉淀，將其移入隧道式烘干機中，在80～100℃、傳動速度為0.1～0.5r/min的條件下，處理2～3h，最終無紡布的含水濕度7.5％-9.5％。
本實施例制得的膠原蛋白纖維素纖維水刺無紡布由以下重量百分比的纖維組成：10.14％的膠原蛋白、84％的棉纖維或合成纖維，其中84％的膠原蛋白通過環(huán)氧氯丙烷接枝在纖維素上，剩余16％的膠原蛋白游離附著于纖維素上，纖維的纖度均為1.33—1.67dtex。
本實施例通過膠原蛋白接枝、前端紡絲工藝以及水刺過程有機結(jié)合，一體化生產(chǎn)，大大縮短了工藝流程，簡化了工藝，方法簡便、易于規(guī)?；a(chǎn)，制得的膠原蛋白纖維素纖維水刺無紡布，膠原蛋白的含量高達10-20％，高吸水、高保濕、防皺防衰老、美容護膚等保健功能，膠原蛋白與棉纖維以共價鍵連接，不容易脫落，穩(wěn)定性高。
經(jīng)本實例方法制得的水刺無紡布的各項具體指標如表1：
表1膠原蛋白纖維素纖維水刺無紡布產(chǎn)品參數(shù)
如表1所示，本實施例制備的水刺無紡布的撕裂強度與拉伸強度均在無紡布標準以內(nèi)，解決了現(xiàn)有技術(shù)膠原蛋白纖維面膜基材易斷裂的問題；大部分膠原蛋白以共價鍵接枝于纖維素上，穩(wěn)定、不易脫落，多次水洗后膠原蛋白含量依然維持較高的數(shù)值，鑒于本發(fā)明產(chǎn)品主要運用于面膜基材，故而首次使用時膠原蛋白含量達到最高，其次，本產(chǎn)品作為面膜使用后還可繼續(xù)洗滌后使用，達到充分利用的目的。
以上所述實施例僅表達了本申請的具體實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本申請保護范圍的限制。應(yīng)當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本申請技術(shù)方案構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本申請的保護范圍。