本發(fā)明一種含羅布麻的纖維素纖維及其制備方法，屬于紡織技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
功能纖維的發(fā)展是現(xiàn)代纖維科學(xué)進(jìn)步的象征。功能纖維、差別化纖維和高性能纖維的發(fā)展為傳統(tǒng)紡織工業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新，向高科技產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)化創(chuàng)造了有利條件,為人類生活水平的提高作出了貢獻(xiàn)。功能纖維是指除一般纖維所具有的物理機(jī)械性能以外，還具有某種特殊功能的新型纖維。
申請(qǐng)?zhí)?01210454096.x的中國(guó)專利公布了一種含有天然抗菌劑的粘膠纖維及其制備方法，該專利將大青葉提取物作為抗菌劑以粉末溶液的形式添加到粘膠紡絲原液中，其中大青葉提取物的添加量為紡絲原液的1%-7%。然后按常規(guī)濕法紡絲噴絲工藝成型得到粘膠纖維。
專利號(hào)為200910183278.6的中國(guó)專利公開(kāi)了一種薄荷纖維生產(chǎn)工藝，它是將薄荷油微粉在二硫化碳黃化過(guò)程中添加到粘膠纖維紡絲原液中，添加量為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的1%-20%，實(shí)現(xiàn)了薄荷和纖維的有效結(jié)合。
中國(guó)專利cn104805520a公開(kāi)了一種含羅布麻提取物的粘膠纖維的制備方法，直接將羅布麻提取物粉末溶于水制備溶液，和紡絲原液共混，制備功能性粘膠纖維。
目前含羅布麻的功能性纖維的生產(chǎn)技術(shù)，存在以下不足：
（1）將羅布麻功能性成分直接或配成溶液添加到紡絲原液中，不可避免的存在強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高溫等問(wèn)題造成植物成分有效物質(zhì)流失的問(wèn)題，不但影響了產(chǎn)品品質(zhì)，還會(huì)造成資源的極大浪費(fèi)；
（2）現(xiàn)有技術(shù)中一般是將羅布麻功能性成分和紡絲原液共混，然后噴入凝固浴進(jìn)行紡絲，因?yàn)榱_布麻功能性成分在纖維中的分布是隨機(jī)的，也就是說(shuō)大量功能性成分會(huì)分布在纖維的芯層，分布在纖維表面的或皮層較少；因此功能性成分大量分布在纖維芯層內(nèi)部，不僅無(wú)法發(fā)揮其功能效果，并且會(huì)造成功能成分的大量浪費(fèi)，也會(huì)增加生產(chǎn)成本；
（3）纖維表面的功能性成分在水洗和摩擦過(guò)程中也會(huì)造成流失，進(jìn)而降低纖維的功能效果。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種含羅布麻的纖維素纖維及其制備方法，以實(shí)現(xiàn)以下發(fā)明目的：
（1）在纖維制備過(guò)程中，減少功能性成分的流失或損失；
（2）本發(fā)明制備的纖維，功能性成分分布在纖維皮層及表面部位，且最外層表面物質(zhì)有很強(qiáng)的吸附性；
（3）本發(fā)明制備的纖維，以顆粒狀嵌在纖維皮層或表面的功能性成分與纖維結(jié)合牢固，在水洗和摩擦過(guò)程中流失少。
為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
一種含羅布麻的纖維素纖維，所述纖維，改性的功能性成分復(fù)合粒子的含量為10-10.3%，硅酸復(fù)合膠體的含量在3.2-3.6%。
以下是對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：
所述改性的功能性成分復(fù)合粒子由功能性成分、殼聚糖、季銨淀粉醚三者組成；所述功能性成分由羅布麻提取物、草珊瑚提取物、板藍(lán)根提取物復(fù)合；所述羅布麻提取物、草珊瑚提取物、板藍(lán)根提取物的質(zhì)量比例為4:1:2；
所述羅布麻提取物、草珊瑚提取物、板藍(lán)根提取物的質(zhì)量之和，與殼聚糖的質(zhì)量比例為1:3；
所述季銨淀粉醚與殼聚糖的質(zhì)量比例為1:2.8-3.1。
一種含羅布麻的纖維素纖維的制備方法，包括制備改性的功能性成分復(fù)合粒子、制備硅酸復(fù)合膠體、共混、紡絲成型。
所述制備改性的功能性成分復(fù)合粒子，將羅布麻提取物、草珊瑚提取物、板藍(lán)根提取物溶于純凈水中，得到質(zhì)量濃度為1.3-1.5mg/ml的功能性成分溶液；將功能性成分溶液以20-25ml/h的速率加入質(zhì)量濃度為1.1-1.5mg/ml的殼聚糖醋酸溶液中，控制攪拌速度為350-450r/min，加入季銨淀粉醚，然后攪拌均勻后過(guò)濾、脫泡，得到含有功能性成分的殼聚糖醋酸溶液；然后以7-9ml/min的速度噴入氫氧化鈉溶液中，造粒，生成1-2微米的改性的功能性成分復(fù)合粒子。
所述殼聚糖醋酸溶液的制備方法，將殼聚糖溶于1.2%的醋酸溶液中，得到質(zhì)量濃度為1.1-1.5mg/ml的殼聚糖醋酸溶液，用10%的醋酸調(diào)節(jié)ph為4。
所述羅布麻提取物、草珊瑚提取物、板藍(lán)根提取物的質(zhì)量比例為4:1:2；
所述羅布麻提取物、草珊瑚提取物、板藍(lán)根提取物的質(zhì)量之和，與殼聚糖的質(zhì)量比例為1:3；
所述季銨淀粉醚與殼聚糖的質(zhì)量比例為1:2.8-3.1。
本發(fā)明制備的改性的功能性成分復(fù)合粒子，帶正電荷。
所述制備硅酸復(fù)合膠體，將5%的硅酸鈉水溶液與卡拉膠、透明質(zhì)酸鈉、淀粉順丁二酸單酯混合均勻，加入交聯(lián)劑n，n，-亞甲基雙丙烯酰胺，混合物料在反應(yīng)器中在52-55℃，充入氮?dú)饧訅?，控制反?yīng)壓力在0.20-0.25mpa以下反應(yīng)2h；然后升溫至65-68℃，加入聚合引發(fā)劑過(guò)硫酸鈉，加入dl-2000d聚醚多元醇，反應(yīng)壓力在0.31-0.33mpa以下反應(yīng)1h，然后加入酸浴中，制得硅酸復(fù)合膠體，并均勻的分散于酸浴中。
所述硅酸鈉與卡拉膠、透明質(zhì)酸鈉、淀粉順丁二酸單酯的質(zhì)量比例為4:2:1:1；
所述n，n，-亞甲基雙丙烯酰胺的質(zhì)量與硅酸鈉的質(zhì)量比為：0.67-0.72:100；
所述聚合引發(fā)劑過(guò)硫酸鈉的質(zhì)量與硅酸鈉的質(zhì)量比為0.37-0.40:100；
所述聚醚多元醇的質(zhì)量與硅酸鈉的質(zhì)量比為1.2-1.5:100。
本發(fā)明制備的硅酸復(fù)合膠體，帶負(fù)電荷。
所述共混，將制得的改性的功能性成分復(fù)合粒子，按比例加入粘膠紡絲液，得到共混紡絲液；
所述改性的功能性成分復(fù)合粒子，與粘膠原液中甲種纖維素的質(zhì)量比為0.103-0.107：1；
所述粘膠原液，甲種纖維素含量為9.2-9.5%，總堿含量為3.2-3.4%，粘度33-36s，熟成度為15-17ml(10%氯化銨值)。
所述紡絲成型，酸浴中含有6.7-7.5%的硅酸復(fù)合膠體，噴頭牽伸：-2～2%、盤(pán)間牽伸27-30%，三浴47-50%，四浴牽伸22-25%，紡速28-33m/min，浸長(zhǎng)：1170-1200毫米，酸浴中，硫酸濃度107-110g/l，硫酸鈉375-380g/l，硫酸鋅6-8g/l，酸溫：45-46℃，成品纖維采用亞硫酸鈉脫硫，后處理得纖維成品。
本發(fā)明采用特定的噴頭牽伸和浸長(zhǎng)，使得絲條在酸浴中停留時(shí)間長(zhǎng)，增加殼聚糖離子和硅酸復(fù)合膠體相吸的時(shí)間，減少功能成分的流失；
在紡絲成型時(shí)，如何保證共混紡絲液中的改性的功能性成分復(fù)合粒子與酸浴中的硅酸復(fù)合膠體粒子相互吸引，并最終均勻的附著在初生的纖維表面，是本發(fā)明需要解決的技術(shù)難題之一。
本發(fā)明采用特定的改性的功能性成分復(fù)合粒子、制備的特定的硅酸復(fù)合膠體、并控制酸浴中硅酸復(fù)合膠體的合適濃度、紡絲原液較低的粘度、特定的酸浴組成和紡絲成型條件，使得改性的功能性成分的復(fù)合粒子、硅酸復(fù)合膠體剛好均勻分散在纖維的皮層及表面，且不易脫落。
具體的紡絲成型過(guò)程為：在紡絲成型時(shí)，當(dāng)改性的功能性成分的復(fù)合粒子/粘膠紡絲液共混體系從噴絲頭噴入凝固浴后，初生的絲條處于粘流態(tài)，內(nèi)部的改性的功能性成分的復(fù)合粒子受到酸浴中硅酸復(fù)合膠體粒子的吸引，從初成型的粘流態(tài)的芯層向絲條的皮層運(yùn)動(dòng)，凝固浴中硅酸復(fù)合膠體受到絲條中改性的功能性成分的復(fù)合粒子的吸引向絲條皮層運(yùn)動(dòng)，隨著絲條在酸浴中的逐漸成型固化，改性的功能性成分的復(fù)合粒子與硅酸復(fù)合膠體最終分布于絲條的皮層部分及表面，絲條出浴面后，相對(duì)運(yùn)動(dòng)徹底結(jié)束了，改性的功能性成分的復(fù)合粒子與硅酸復(fù)合膠體被纖維固化后，以顆粒的形式牢牢的包覆在纖維皮層部分，不容易溶出或脫落。
由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明達(dá)到的技術(shù)效果是：
（1）本發(fā)明制備的纖維，纖維中改性的功能性成分復(fù)合粒子的含量為10-10.3%，硅酸復(fù)合膠體的含量在3.2-3.6%；減少了功能性提取物的流失及遇強(qiáng)酸、堿分解。
（2）本發(fā)明纖維中，板藍(lán)根、草珊瑚和羅布麻提取物相結(jié)合，可以有效抵抗甲型流感病毒和乙型流感病毒，對(duì)金黃色葡萄球菌、白色念珠菌、傷寒桿菌也有較高的抑制率，對(duì)金黃色葡萄球菌抑菌率為99.6%-99.8%，對(duì)白色念珠菌的抑菌率為97.5-97.9%、對(duì)傷寒桿菌抑菌率為98.5%-98.8%，對(duì)甲型流感病毒、乙型流感病毒采用紅細(xì)胞凝集法檢測(cè)，效價(jià)均達(dá)到8-9。
（3）本發(fā)明制備的纖維，功能性成分均勻分布在纖維表面，抗病毒及抗菌能起到最大程度的發(fā)揮；并且功能性成分和纖維的結(jié)合牢固，可以避免纖維表面的有效物質(zhì)隨著水洗或摩擦而流失；經(jīng)過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，水洗50次后，改性的功能性成分復(fù)合粒子損失率僅為0.9-1.3%。
（4）本發(fā)明制備的纖維，纖維的干斷裂強(qiáng)度2.90-2.93cn/dtex，濕斷裂強(qiáng)度為1.82-1.85cn/dtex，斷裂伸長(zhǎng)率為23.2-23.5%，吸濕性好，纖維的回潮率為17.2-17.6%。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干調(diào)整和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
實(shí)施例1一種含羅布麻的纖維素纖維的制備方法
包括以下步驟：
（1）制備改性的功能性成分復(fù)合粒子
將羅布麻提取物、草珊瑚提取物、板藍(lán)根提取物溶于純凈水中，得到質(zhì)量濃度為1.3mg/ml的功能性成分溶液；將功能性成分溶液以20ml/h的速率加入質(zhì)量濃度為1.1mg/ml的殼聚糖醋酸溶液中，控制攪拌速度為350r/min，加入季銨淀粉醚，然后攪拌均勻后過(guò)濾、脫泡，得到含有功能性成分的殼聚糖醋酸溶液；然后以7ml/min的速度噴入氫氧化鈉溶液中，造粒，生成1-2微米的改性的功能性成分復(fù)合粒子。
所述殼聚糖醋酸溶液的制備方法，將殼聚糖溶于1.2%的醋酸溶液中，得到質(zhì)量濃度為1.1mg/ml的殼聚糖醋酸溶液，用10%的醋酸調(diào)節(jié)ph為4。
所述羅布麻提取物、草珊瑚提取物、板藍(lán)根提取物的質(zhì)量比例為4:1:2；
所述羅布麻提取物、草珊瑚提取物、板藍(lán)根提取物的質(zhì)量之和，與殼聚糖的質(zhì)量比例為1:3；
所述季銨淀粉醚與殼聚糖的質(zhì)量比例為1:2.8。
（2）制備硅酸復(fù)合膠體
將5%的硅酸鈉水溶液與卡拉膠、透明質(zhì)酸鈉、淀粉順丁二酸單酯混合均勻，加入交聯(lián)劑n，n，-亞甲基雙丙烯酰胺，混合物料在反應(yīng)器中在52℃，充入氮?dú)饧訅海刂品磻?yīng)壓力在0.20mpa以下反應(yīng)2h；然后升溫至65℃，加入聚合引發(fā)劑過(guò)硫酸鈉，加入dl-2000d聚醚多元醇，反應(yīng)壓力在0.31mpa以下反應(yīng)1h，然后加入酸浴中，制得硅酸復(fù)合膠體，并均勻的分散于酸浴中。
所述硅酸鈉與卡拉膠、透明質(zhì)酸鈉、淀粉順丁二酸單酯的質(zhì)量比例為4:2:1:1；
所述n，n，-亞甲基雙丙烯酰胺的質(zhì)量與硅酸鈉的質(zhì)量比為：0.67:100；
所述聚合引發(fā)劑過(guò)硫酸鈉的質(zhì)量與硅酸鈉的質(zhì)量比為0.37:100；
所述聚醚多元醇的質(zhì)量與硅酸鈉的質(zhì)量比為1.2:100。
（3）共混
將制得的改性的功能性成分復(fù)合粒子，按比例加入粘膠紡絲液，得到共混紡絲液；
所述改性的功能性成分復(fù)合粒子，與粘膠原液中甲種纖維素的質(zhì)量比為0.103：1；
所述粘膠原液，甲種纖維素含量為9.2%，總堿含量為3.2%，粘度33s，熟成度為15ml(10%氯化銨值)。
（4）紡絲成型
酸浴中含有6.7%的硅酸復(fù)合膠體，噴頭牽伸：-2%、盤(pán)間牽伸27%，三浴47%，四浴牽伸22%，紡速28m/min，浸長(zhǎng)：1170毫米，酸浴中，硫酸濃度107g/l，硫酸鈉375g/l，硫酸鋅6g/l，酸溫：45℃，成品纖維采用亞硫酸鈉脫硫，后處理得纖維成品。
本發(fā)明實(shí)施例1制備的纖維，纖維中改性的功能性成分復(fù)合粒子的含量為10%，硅酸復(fù)合膠體的含量在3.2%；減少了功能性提取物的流失及遇強(qiáng)酸、堿分解；
本發(fā)明實(shí)施例1制備的纖維中，板藍(lán)根、草珊瑚和羅布麻提取物相結(jié)合，可以有效抵抗甲型流感病毒和乙型流感病毒，對(duì)金黃色葡萄球菌、白色念珠菌、傷寒桿菌也有較高的抑制率，對(duì)金黃色葡萄球菌抑菌率為99.6%，對(duì)白色念珠菌的抑菌率為97.5、對(duì)傷寒桿菌抑菌率為98.5%，對(duì)甲型流感病毒、乙型流感病毒采用紅細(xì)胞凝集法檢測(cè)，效價(jià)均達(dá)到8。
本發(fā)明實(shí)施例1制備的纖維，功能性成分均勻分布在纖維表面，抗病毒及抗菌能起到最大程度的發(fā)揮；并且功能性成分和纖維的結(jié)合牢固，可以避免纖維表面的有效物質(zhì)隨著水洗或摩擦而流失；經(jīng)過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，水洗50次后，改性的功能性成分復(fù)合粒子損失率僅為0.9%。
本發(fā)明實(shí)施例1制備的纖維，纖維的干斷裂強(qiáng)度2.90cn/dtex，濕斷裂強(qiáng)度為1.82cn/dtex，斷裂伸長(zhǎng)率為23.2%，吸濕性好，纖維的回潮率為17.2%。
實(shí)施例2一種含羅布麻的纖維素纖維的制備方法
包括以下步驟：
（1）制備改性的功能性成分復(fù)合粒子
將羅布麻提取物、草珊瑚提取物、板藍(lán)根提取物溶于純凈水中，得到質(zhì)量濃度為1.5mg/ml的功能性成分溶液；將功能性成分溶液以25ml/h的速率加入質(zhì)量濃度為1.5mg/ml的殼聚糖醋酸溶液中，控制攪拌速度為450r/min，加入季銨淀粉醚，然后攪拌均勻后過(guò)濾、脫泡，得到含有功能性成分的殼聚糖醋酸溶液；然后以9ml/min的速度噴入氫氧化鈉溶液中，造粒，生成1-2微米的改性的功能性成分復(fù)合粒子。
所述殼聚糖醋酸溶液的制備方法，將殼聚糖溶于1.2%的醋酸溶液中，得到質(zhì)量濃度為1.5mg/ml的殼聚糖醋酸溶液，用10%的醋酸調(diào)節(jié)ph為4。
所述羅布麻提取物、草珊瑚提取物、板藍(lán)根提取物的質(zhì)量比例為4:1:2；
所述羅布麻提取物、草珊瑚提取物、板藍(lán)根提取物的質(zhì)量之和，與殼聚糖的質(zhì)量比例為1:3；
所述季銨淀粉醚與殼聚糖的質(zhì)量比例為1:3.1。
（2）制備硅酸復(fù)合膠體
將5%的硅酸鈉水溶液與卡拉膠、透明質(zhì)酸鈉、淀粉順丁二酸單酯混合均勻，加入交聯(lián)劑n，n，-亞甲基雙丙烯酰胺，混合物料在反應(yīng)器中在55℃，充入氮?dú)饧訅海刂品磻?yīng)壓力在0.25mpa以下反應(yīng)2h；然后升溫至68℃，加入聚合引發(fā)劑過(guò)硫酸鈉，加入dl-2000d聚醚多元醇，反應(yīng)壓力在0.33mpa以下反應(yīng)1h，然后加入酸浴中，制得硅酸復(fù)合膠體，并均勻的分散于酸浴中。
所述硅酸鈉與卡拉膠、透明質(zhì)酸鈉、淀粉順丁二酸單酯的質(zhì)量比例為4:2:1:1；
所述n，n，-亞甲基雙丙烯酰胺的質(zhì)量與硅酸鈉的質(zhì)量比為：0.72:100；
所述聚合引發(fā)劑過(guò)硫酸鈉的質(zhì)量與硅酸鈉的質(zhì)量比為0.40:100；
所述聚醚多元醇的質(zhì)量與硅酸鈉的質(zhì)量比為1.5:100。
（3）共混
將制得的改性的功能性成分復(fù)合粒子，按比例加入粘膠紡絲液，得到共混紡絲液；
所述改性的功能性成分復(fù)合粒子，與粘膠原液中甲種纖維素的質(zhì)量比為0.107：1；
所述粘膠原液，甲種纖維素含量為9.5%，總堿含量為3.4%，粘度36s，熟成度為17ml(10%氯化銨值)。
（4）紡絲成型
酸浴中含有7.5%的硅酸復(fù)合膠體，噴頭牽伸：2%、盤(pán)間牽伸30%，三浴50%，四浴牽伸25%，紡速33m/min，浸長(zhǎng)：1200毫米，酸浴中，硫酸濃度110g/l，硫酸鈉380g/l，硫酸鋅8g/l，酸溫：46℃，成品纖維采用亞硫酸鈉脫硫，后處理得纖維成品。
本發(fā)明實(shí)施例2制備的纖維，纖維中改性的功能性成分復(fù)合粒子的含量為10.3%，硅酸復(fù)合膠體的含量在3.6%；減少了功能性提取物的流失及遇強(qiáng)酸、堿分解；
本發(fā)明實(shí)施例2制備的纖維中，板藍(lán)根、草珊瑚和羅布麻提取物相結(jié)合，可以有效抵抗甲型流感病毒和乙型流感病毒，對(duì)金黃色葡萄球菌、白色念珠菌、傷寒桿菌也有較高的抑制率，對(duì)金黃色葡萄球菌抑菌率為99.8%，對(duì)白色念珠菌的抑菌率為97.9%、對(duì)傷寒桿菌抑菌率為98.8%，對(duì)甲型流感病毒、乙型流感病毒采用紅細(xì)胞凝集法檢測(cè)，效價(jià)均達(dá)到9。
本發(fā)明實(shí)施例2制備的纖維，功能性成分均勻分布在纖維表面，抗病毒及抗菌能起到最大程度的發(fā)揮；并且功能性成分和纖維的結(jié)合牢固，可以避免纖維表面的有效物質(zhì)隨著水洗或摩擦而流失；經(jīng)過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，水洗50次后，改性的功能性成分復(fù)合粒子損失率僅為1.3%。
本發(fā)明實(shí)施例2制備的纖維，纖維的干斷裂強(qiáng)度2.93cn/dtex，濕斷裂強(qiáng)度為1.85cn/dtex，斷裂伸長(zhǎng)率為23.5%，吸濕性好，纖維的回潮率為17.6%。
實(shí)施例3功能性成分的協(xié)同效果
在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，只改變羅布麻提取物、草珊瑚提取物、板藍(lán)根提取物、質(zhì)量份數(shù)比例，改變見(jiàn)表1，每次試驗(yàn)的提取物的總量都是7質(zhì)量份；測(cè)定制備的纖維的抗菌效果。
表1功能性成分的協(xié)同效果
從表1可知，板藍(lán)根提取物、草珊瑚提取物和羅布麻提取物復(fù)配，對(duì)抑菌起到協(xié)同增效的作用。
除非另有說(shuō)明，本發(fā)明中所采用的百分?jǐn)?shù)均為重量百分?jǐn)?shù)，本發(fā)明所述的比例，均為質(zhì)量比例。
最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。