[0001] 本发明涉及一种新型纤维，尤其涉及一种环境友好可降解的优异改性竹纤维及其制备方法。

[0002] 竹浆纤维目前主要采用粘胶工艺加工，因此也存在制造过程中的环境污染问题，不利于国家经济的可持续发展，污水处理本身也加大了生产制造成本。目前已在开发采用Lyocell工艺进行竹浆纤维生产，能减少在生产过程中对环境的污染，其服用性能也接近于Lyocell纤维，具有良好的发展前景，但工艺的成熟度需要进一步实践和探索。采用竹原纤维则可以避免对环境的污染，但竹原料必须经过脱胶细化后才能变成竹纤维。生产工艺参考麻纤维生产工艺，技术落后，产率很低，纤维质量不稳定，浪费大。完全脱胶后其纤维细度约为0.05tex，且长度不足5mm，不能在环锭纺纱机上加工。因此，纤维制备时不能将胶全部脱完，需利用余胶使竹纤维相互连接，制成需要的竹纤维束。在竹原纤维的加工中，存在细度与长度之间的矛盾，要获得一定细度的竹纤维，纤维的长度达不到要求；而纤维长度达到要求时，纤维的细度又不够要求。这个矛盾是目前各生产竹原纤维的厂家需要攻克的一个难题。同时由于采用半脱胶的纤维加工工艺，因此不能用于生产高支数的轻薄型面料和服饰。目前对竹原纤维的细化主要有超声波细化、生物酶细化及机械轧压和牵伸细化3种方法。超声波可缩短竹原纤维的脱胶时间，但作用比较弱；生物酶对竹原纤维的细化有一定的作用，但由于目前市场上没有专门用于竹纤维脱胶的生物酶，而只能用亚麻纤维的酶制剂，效果不太理想；机械轧压和牵伸对竹原纤维的细化有显著的作用，机械轧压可以保证竹原纤维细度的均匀性，但机械牵伸的结果还不太稳定，有待进一步进行实验研究。

[0003] 现有技术已经发现，微生物对天然纤维进行处理，以提高天然纤维的性能，具有成本低廉、环保、效率高、工艺简单易操作的优点。有人利用复合微生物处理天然竹纤维，将粗竹纤维原料分层堆积，堆积25cm厚时，喷洒一遍菌液；在室温下放置3天从而获得改性的竹纤维。然而该工艺并不能解决竹纤维细度与长度之间的矛盾，而且发酵方式粗犷，时间长，不易控制。此外，对竹纤维面料手感和外观的改进非常有限，并不能真的达到真丝的手感和外观。

[0004] 本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种环境友好可降解的优异改性竹纤维及其制备方法，用该方法生产出来的竹纤维，可以达到超细，超长的竹纤维，纺织出来的面料相对普通竹纤维面料，具有媲美真丝的光泽度，并且超柔，细腻，抗菌性能好且耐水洗。

[0005] 本发明采用的技术方案如下：

[0006] 一种环境友好可降解的优异改性竹纤维的制备方法，其制备步骤如下：

[0007] (1)预处理：取1.5-2.5年生青皮竹，去梢部，根部，竹节，去青，将竹筒劈成宽5cm的竹片，置于水煮处理液中煮20-25min后取出，对竹片进行捶打使其松散；

[0008] 所述水煮处理液的配方为，按照质量百分比，茶皂素2-2.3％，木瓜蛋白酶0.2-0.3％，0.5％氯化钠，其余为水；

[0009] (2)生物发酵处理：

[0010] 将枯草芽孢杆菌、鞘氨醇单胞菌、乳酸乳球菌按照数量比为1:0.5:8配制成复合菌剂；

[0011] 将预处理后的竹纤维投入培养液中完全浸没，所述培养液的配方为：

[0012] 玉米浆1-2g/L、维生素B2：20ug/L，维生素C：10ug/L；

[0013] 按照接种量0.3％的比例接种复方菌剂，搅拌均匀后，恒温38℃发酵30min后，迅速加热到48-50℃，保持1-1.6s，然后迅速恢复到38℃后，继续发酵3-5hr；

[0014] 发酵结束后取出竹纤维，用清水漂净；

[0015] (3)进一步捶打分丝：发酵改性处理后的竹纤维进一步捶打并进行手工分丝，如此重复操作3次，60℃干燥，得到直径0.2-0.6mm的生物改性竹纤维。

[0016] 本发明的工艺可以制得细度很细，各项性能都有很显著的提高。

[0017] 本发明与现有技术相比，其有益效果为：

[0018] (1)本发明使用优化的生物改性工艺，时间短，可控性强，生产出来的改性竹纤维性能更稳定。

[0019] (2)本发明制得的改性竹纤维环境友好可降解，可以达到超细，超长，并且纺织出来的面料相对普通竹纤维面料，具有媲美真丝的光泽度，并且超柔，细腻，抗菌性能好且耐水，迎合高端市场需求。

[0020] (3)本发明的工艺使用微生物替代化学方法改性，全生物方法，天然环保，无残留。

[0021] 实施例1：

[0022] 本发明使用的菌剂均为购买得到。

[0023] 环境友好可降解的优异改性竹纤维的制备方法，其制备步骤如下：

[0024] (1)预处理：取1.5年生青皮竹，去梢部，根部，竹节，去青，将竹筒劈成宽5cm的竹片，置于水煮处理液中煮20min后取出，对竹片进行捶打使其松散；

[0025] 所述水煮处理液的配方为，按照质量百分比，茶皂素2％，木瓜蛋白酶0.3％，0.5％氯化钠，其余为水；

[0026] (2)生物发酵处理：

[0027] 将枯草芽孢杆菌、鞘氨醇单胞菌、乳酸乳球菌按照数量比为1:0.5:8配制成复合菌剂；

[0028] 将预处理后的竹纤维投入培养液中完全浸没，所述培养液的配方为：

[0029] 玉米浆2g/L、维生素B2：20ug/L，维生素C：10ug/L；

[0030] 按照接种量0.3％的比例接种复方菌剂，搅拌均匀后，恒温38℃发酵30min后，迅速加热到48℃，保持1s，然后迅速恢复到38℃后，继续发酵3hr；

[0031] 发酵结束后取出竹纤维，用清水漂净；

[0032] (3)进一步捶打分丝：发酵改性处理后的竹纤维进一步捶打并进行手工分丝，如此重复操作3次，60℃干燥，得到直径0.2mm的生物改性竹纤维。

[0033] 实施例2:

[0034] 环境友好可降解的优异改性竹纤维的制备方法，其制备步骤如下：

[0035] (1)预处理：取1.5年生青皮竹，去梢部，根部，竹节，去青，将竹筒劈成宽5cm的竹片，置于水煮处理液中煮20-25min后取出，对竹片进行捶打使其松散；

[0036] 所述水煮处理液的配方为，按照质量百分比，茶皂素2.3％，木瓜蛋白酶0.2％，0.5％氯化钠，其余为水；

[0037] (2)生物发酵处理：

[0038] 将枯草芽孢杆菌、鞘氨醇单胞菌、乳酸乳球菌按照数量比为1:0.5:8配制成复合菌剂；

[0039] 将预处理后的竹纤维投入培养液中完全浸没，所述培养液的配方为：

[0040] 玉米浆2g/L、维生素B2：20ug/L，维生素C：10ug/L；

[0041] 按照接种量0.3％的比例接种复方菌剂，搅拌均匀后，恒温38℃发酵30min后，迅速加热到48℃，保持1s，然后迅速恢复到38℃后，继续发酵3hr；

[0042] 发酵结束后取出竹纤维，用清水漂净；

[0043] (3)进一步捶打分丝：发酵改性处理后的竹纤维进一步捶打并进行手工分丝，如此重复操作3次，60℃干燥，得到直径0.2mm的生物改性竹纤维。

[0044] 实施例3:

[0045] 环境友好可降解的优异改性竹纤维的制备方法，其制备步骤如下：

[0046] (1)预处理：取2.5年生青皮竹，去梢部，根部，竹节，去青，将竹筒劈成宽5cm的竹片，置于水煮处理液中煮25min后取出，对竹片进行捶打使其松散；

[0047] 所述水煮处理液的配方为，按照质量百分比，茶皂素2.1％，木瓜蛋白酶0.2％，0.5％氯化钠，其余为水；

[0048] (2)生物发酵处理：

[0049] 将枯草芽孢杆菌、鞘氨醇单胞菌、乳酸乳球菌按照数量比为1:0.5:8配制成复合菌剂；

[0050] 将预处理后的竹纤维投入培养液中完全浸没，所述培养液的配方为：

[0051] 玉米浆1.2g/L、维生素B2：20ug/L，维生素C：10ug/L；

[0052] 按照接种量0.3％的比例接种复方菌剂，搅拌均匀后，恒温38℃发酵30min后，迅速加热到49℃，保持1.2s，然后迅速恢复到38℃后，继续发酵4hr；

[0053] 发酵结束后取出竹纤维，用清水漂净；

[0054] (3)进一步捶打分丝：发酵改性处理后的竹纤维进一步捶打并进行手工分丝，如此重复操作3次，60℃干燥，得到直径0.2mm的生物改性竹纤维。

[0055] 实施例4:

[0056] 环境友好可降解的优异改性竹纤维的制备方法，其制备步骤如下：

[0057] (1)预处理：取1.5年生青皮竹，去梢部，根部，竹节，去青，将竹筒劈成宽5cm的竹片，置于水煮处理液中煮22min后取出，对竹片进行捶打使其松散；

[0058] 所述水煮处理液的配方为，按照质量百分比，茶皂素2.3％，木瓜蛋白酶0.3％，0.5％氯化钠，其余为水；

[0059] (2)生物发酵处理：

[0060] 将枯草芽孢杆菌、鞘氨醇单胞菌、乳酸乳球菌按照数量比为1:0.5:8配制成复合菌剂；

[0061] 将预处理后的竹纤维投入培养液中完全浸没，所述培养液的配方为：

[0062] 玉米浆1.8g/L、维生素B2：20ug/L，维生素C：10ug/L；

[0063] 按照接种量0.3％的比例接种复方菌剂，搅拌均匀后，恒温38℃发酵30min后，迅速加热到50℃，保持1.6s，然后迅速恢复到38℃后，继续发酵4hr；

[0064] 发酵结束后取出竹纤维，用清水漂净；

[0065] (3)进一步捶打分丝：发酵改性处理后的竹纤维进一步捶打并进行手工分丝，如此重复操作3次，60℃干燥，得到直径0.2mm的生物改性竹纤维。

[0066] 实施例5:

[0067] 环境友好可降解的优异改性竹纤维的制备方法，其制备步骤如下：

[0068] (1)预处理：取2.5年生青皮竹，去梢部，根部，竹节，去青，将竹筒劈成宽5cm的竹片，置于水煮处理液中煮23min后取出，对竹片进行捶打使其松散；

[0069] 所述水煮处理液的配方为，按照质量百分比，茶皂素2.3％，木瓜蛋白酶0.2％，0.5％氯化钠，其余为水；

[0070] (2)生物发酵处理：

[0071] 将枯草芽孢杆菌、鞘氨醇单胞菌、乳酸乳球菌按照数量比为1:0.5:8配制成复合菌剂；

[0072] 将预处理后的竹纤维投入培养液中完全浸没，所述培养液的配方为：

[0073] 玉米浆1.6g/L、维生素B2：20ug/L，维生素C：10ug/L；

[0074] 按照接种量0.3％的比例接种复方菌剂，搅拌均匀后，恒温38℃发酵30min后，迅速加热到49℃，保持1.5s，然后迅速恢复到38℃后，继续发酵5hr；

[0075] 发酵结束后取出竹纤维，用清水漂净；

[0076] (3)进一步捶打分丝：发酵改性处理后的竹纤维进一步捶打并进行手工分丝，如此重复操作3次，60℃干燥，得到直径0.2mm的生物改性竹纤维。

[0077] 实施例6:

[0078] 对比例1，使用纯水进行预处理

[0079] 环境友好可降解的优异改性竹纤维的制备方法，其制备步骤如下：

[0080] (1)预处理：取2.5年生青皮竹，去梢部，根部，竹节，去青，将竹筒劈成宽5cm的竹片，置于水中煮60min后取出，对竹片进行捶打使其松散；

[0081] (2)生物发酵处理：

[0082] 将枯草芽孢杆菌、鞘氨醇单胞菌、乳酸乳球菌按照数量比为1:0.5:8配制成复合菌剂；

[0083] 将预处理后的竹纤维投入培养液中完全浸没，所述培养液的配方为：

[0084] 玉米浆1g/L、维生素B2：20ug/L，维生素C：10ug/L；

[0085] 按照接种量0.3％的比例接种复方菌剂，搅拌均匀后，恒温38℃发酵30min后，迅速加热到50℃，保持1.6s，然后迅速恢复到38℃后，继续发酵3hr；

[0086] 发酵结束后取出竹纤维，用清水漂净；

[0087] (3)进一步捶打分丝：发酵改性处理后的竹纤维进一步捶打并进行手工分丝，如此重复操作3次，60℃干燥，得到直径0.5mm的生物改性竹纤维。

[0088] 实施例7:

[0089] 对比例2，不进行发酵热激处理

[0090] 环境友好可降解的优异改性竹纤维的制备方法，其制备步骤如下：

[0091] (1)预处理：取1.5年生青皮竹，去梢部，根部，竹节，去青，将竹筒劈成宽5cm的竹片，置于水中煮60min后取出，对竹片进行捶打使其松散；

[0092] 所述水煮处理液的配方为，按照质量百分比，茶皂素2.3％，木瓜蛋白酶0.2％，0.5％氯化钠，其余为水；

[0093] (2)生物发酵处理：

[0094] 将枯草芽孢杆菌、鞘氨醇单胞菌、乳酸乳球菌按照数量比为1:1:2配制成复合菌剂；

[0095] 将预处理后的竹纤维投入培养液中完全浸没，所述培养液的配方为：

[0096] 玉米浆1.8g/L、维生素B2：20ug/L，维生素C：10ug/L；

[0097] 按照接种量0.3％的比例接种复方菌剂，搅拌均匀后，恒温38℃发酵5hr；

[0098] 发酵结束后取出竹纤维，用清水漂净；

[0099] (3)进一步捶打分丝：发酵改性处理后的竹纤维进一步捶打并进行手工分丝，如此重复操作3次，60℃干燥，得到直径0.6mm的生物改性竹纤维。

[0100] 实施例8:检测分析

[0101] 将未经处理的竹纤维按照常规的方法单独编制成空白对照面料；

[0102] 抗菌能力检测：

[0103] 采用“振荡瓶法”测试,将抗菌织物和试样菌加到盛有缓冲液的烧瓶中,用振荡器在25摄氏度以下以320-340r/min的速度振荡1h后,分别计算振荡前后的活菌数,再按下式计算抗菌率:抗菌率＝(A-B/A)*100％

[0104] 式中:A为振荡前的活菌数；B为振荡后的活菌数。

[0105] 试验菌种:金黄色葡萄球菌。

[0106] 菌种浓度:6h培养液稀释1万倍。

[0107] 耐磨性检测：

[0108] 将面料在Y522织物耐磨试验机上磨20次,再将试样放在洗涤剂5g/L(浴比1B50)的溶液中,于40e下洗涤10min；然后用清水冲洗干净,甩干,反复洗涤10次；最后在80e条件下烘干。

[0109] 表1性能测试数据

[0110]

[0111]

[0112] 对比显示，本发明获得的竹纤维可纺性好，并且制得的面料性能优异，抗菌性好，有真正真丝的外观，手感甚至比真丝还细腻柔软，并且克服了竹纤维面料拉伸后容易变形的问题。

[0113] 本发明的工艺中，不管是菌株的配比，还是发酵的具体条件都非常重要，否则都会严重影响效果，尤其是对面料外观和手感的改性效果，限于篇幅，对比例只列出2个。