专利汇可以提供天然纤维的原纤维化专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且人们已经广泛研究了某些 纤维 素纤维的原纤维化,原纤维化作用可用来改善织物性能,例如强度、吸收性、表面积以及手感和不透明性。然而,可以相信,至今还没有人用这种方法处理过诸如羊毛之类的 角 质纤维。本 发明 寻求提供一种 原纤化 角质纤维织物和天然纤维的原纤维化方法。公开了一种角质纤维的织物,其特征在于存在原纤维、微原纤维和原生原纤。原纤维可以进一步表征为具有3-5μm直径和25-60μm长度的纤维。优选,所述织物是一种织造的、针织的、非织造的织物或复合织物。还公开了一种处理天然纤维的方法,包括例如用一种 氧 化剂进行预处理以除去表面脂质物质或鳞片;例如用一种酶进行处理以除去或部分除去细胞间胶接物;以及例如采用 水 力 缠结法在含水条件下施加机械搅拌,以完成原纤维化。,下面是天然纤维的原纤维化专利的具体信息内容。
1.一种原纤维化的角质纤维的织物,其特征在于存在原纤维、微 原纤维和原生原纤。
2.如权利要求1所要求的织物,其中原纤维进一步表征为具有3~ 5μm的直径和25~60μm的长度。
3.如权利要求1或2所要求的织物,其中所述织物是一种织造的、 针织的、非织造的织物或复合织物。
4.一种处理天然纤维的方法,该方法包含下列步骤:
预处理,以除去表面脂质物质或鳞片;
处理,以除去或部分除去细胞间胶接物;和
施加机械搅拌,以完成原纤维化。
5.如权利要求4所要求的方法,其中第一步骤用一种氧化剂实 施。
6.如权利要求5所要求的方法,其中所述氧化剂过一硫酸或其 盐、二氯异氰脲酸或其盐或次氯酸钠。
7.如权利要求4或5所要求的方法,其中第一步骤是用放电处理 实施的。
8.如权利要求4~6中任何一项所要求的方法,其中该方法的第 二步骤,即除去细胞间胶接物的步骤是用一种酶处理实施的。
9.如权利要求8所要求的方法,其中所述的酶是木瓜蛋白酶。
10.如权利要求4~6或9中任何一项所要求的方法,其中机械搅 拌在含水条件下实施。
11.如权利要求4~6或9中任何一项所要求的方法,其中所述 能量是通过称为“水力缠结”的工艺引入的,其中使用水喷射方法 来搅动纤维,并使其部分地破碎成较小、较细的纤维、原纤维或微 原纤维。
12.如权利要求4~6或9中任何一项所要求的方法,其中所述能 量是通过包括激光浸蚀、超声波、等离子、机械拉绒或金刚砂起绒单 独或组合的方法引入的。
13.如权利要求4~6或9中任何一项所要求的方法,其中所述纤 维是角质纤维。
14.如权利要求13所要求的方法,其中所述纤维选自羊绒、鸵毛、 阿尔帕卡毛、马海毛,尤其羊毛。
15.如权利要求4~6、9或14中任何一项所要求的方法,其中该 纤维首先用一种洗涤剂或表面活性剂进行洗涤脱胶。
16.如权利要求4~6、9或14中任何一项所要求的方法,其中第 一和第二步骤中的化学处理采用大浴比的“尽染”技术实施。
17.如权利要求4~6、9或14中任何一项所要求的方法,其中在 步骤2之后使用一种还原剂。
18.如权利要求17所要求的方法,其中所述还原剂是亚硫酸钠或 亚硫酸氢钠。
19.如权利要求7所要求的方法,其中所述放电是等离子放电。
原纤维化是指将羊毛纤维分离成直径较小的较细的纤维或原纤维 的过程。这些纤维可以是大原纤、原生原纤或其组合。人们已经广泛 研究了某些纤维素纤维的原纤维化,原纤维化作用可用来改善织物性 能,例如强度、吸收性、表面积以及手感和不透明性。然而,可以相 信,至今还没有人用这种方法处理过诸如羊毛之类的角质纤维。
本发明寻求提供一种原纤化角质纤维织物和天然纤维的原纤维化 方法。
按照本发明最广义的方面,提供一种角质纤维的织物,其特征在 于存在原纤维、微原纤维和原生原纤。
原纤维可以进一步表征为具有3-5μm直径和25-60μm长度的纤 维。
优选,所述织物是一种织造的、针织的、非织造的织物或复合织 物。
本发明还提供一种处理天然纤维的方法,该方法包含下列步骤:
预处理,以除去脂质物质或鳞片;
处理,以除去或部分除去细胞间胶接物;和
在含水条件下施加机械搅拌,以完成原纤维化。
为了达到对纤维原纤维化的最佳控制,必须进行预处理,以除去 脂质,使角质纤维表面化学改性或改变。
为了除去包围纤维芯层的脂质物质或鳞片,对羊毛纤维进行预处 理是必须的。这可用一种氧化剂,优选用任何一种广为人知的羊毛处 理(例如赋予其抗收缩特性)氧化剂进行。这类氧化剂的例子是过一 硫酸或其盐(PMS)、二氯异氰脲酸或其盐(DCCA)、次氯酸钠、气体 或液体的氯、过乙酸、过氧化氢、含水的溴,或者放电(等离子)处 理,可单独或组合使用。
该方法的第二步骤,即除去细胞间胶接物的步骤,可用一种酶, 例如Papain(木瓜蛋白酶)进行处理而方便地实施,这种酶源于植物, 且在工业上成功地用于其它用途。其它替代物包括,但不限于 Scintillase,Esperase 8.0L,Durazyme 16.0L,Bactosol WO, Pronase,Alcalase,Savinase,Novozyme 735,Trypsin or Pepsin, 单独或组合使用,酶浴中可以使用还原剂,例如连二亚硫酸盐、L-半 胱氨酸或巯基乙酸。
机械搅拌优选在含水条件下实施。能量可通过称为“水力缠结” (hydroentanglement)的工艺引入,其中使用水喷射方法来搅动纤 维,并使其部分地破碎成较小、较细的纤维、原纤维或微原纤维。其 它有效的处理方法包括激光浸蚀、超声波、等离子、机械拉绒或金刚 砂起绒。对织物的机械处理可采用这些方法中的任何一种方法或其组 合进行。
本发明的方法对于角质纤维,例如羊毛是特别有效的,这种纤维 通常不能单独采用化学处理或机械搅拌来达到原纤维化。现已发现, 本发明的方法在角质纤维的原纤维化作用中是成功的。虽然本发明主 要涉及角质纤维,但也发现,当本发明的方法用于其它天然纤维如丝 和天然纤维素纤维时也能得到极好的效果。虽然,某些纤维,尤其是 纤维素纤维不用本发明的方法也能达到原纤维化,但是已经发现,本 发明的方法产生了增强的效果.
可用于本发明的织物和方法中的角质纤维包括,但不限于羊绒、 鸵毛、阿尔帕卡毛(即羊鸵毛)、马海毛,尤其羊毛。
为了便于实施本发明的方法,最好是该纤维首先用纺织领域中通 常使用的洗涤剂或表面活性剂进行洗涤脱胶。
优选的是,本发明第一和第二步骤中的化学处理用大浴比的“尽 染(exhaustion)”技术实施。
优选在本方法步骤2的酶处理之后使用还原剂。适用的还原剂是 纺织加工中广为人知的那些还原剂,如亚硫酸钠或亚硫酸氢钠。
下面实施例进一步描述本发明,这些实施例仅用于说明的目的。 参考下列附图,其中:
图1包含原纤直径频率分布的4个条形图;和
图2包含原纤长度频率分布的4个条形图。
实施例
曾经观察到,依次用化学和机械方法处理纤维样品可以达到纤维 的原纤维化。化学预处理步骤除去纤维表面上的表面脂质物质或鳞 片,然后破坏细胞间胶接物。高压水喷射形式的机械能的引入破坏了 细胞间胶接物,导致从外皮细胞中露出大原纤。这清楚地证明达到了 原纤维化,这种原纤维化对织物手感有显著的效果。
1.羊毛纤维
依次用化学和机械方法处理纤维样品,达到纤维原纤化或分离成 较细的纤维。
2.开士米(羊绒)
该纤维用与对羊毛处理所用的相同化学试剂进行处理。然后经受 机械能,优选水力缠结处理。
可以采用的化学处理列于表1。
所有样品均通过采用4个喷射器的水力缠结机,每个喷射器以100 巴水压(3.04mj/kg)的织物比能处理进行操作。
表1:用于达到纤维原纤化的某些组合的化学和机械处理方法 处理 化学试剂 机械处理 (见表2) 氧化剂 酶试剂 还原剂 温度 A DCCA(6%owt) 木瓜酶(4%owt)+ (NH4)2SO4 Na2SO2.7H2o/Na2S2O5 10/10(%owt) 20℃ 是 B PSA(6%owt) 木瓜酶(3.5%owt) Na2SO3.7H2o/Na2S2O5 10/10(%owt) 20℃ 是 C DCCA(7%owt) 木瓜酶(1.5%owt) Na2SO3.7H2o/Na2S2O5 10/10(%owt) 20℃ 是 D DCCA(5%owt) 木瓜酶(3.0%owt) Na2SO3.7H2o/Na2S2O5 10/10(%owt) 20℃ 是
纤维原纤化的测定还没有通用的可接受的标准方法。泰勒(Taylor, 1993年)引入了一个原纤化指数,该指数基于使用显微镜来数出纤维 表面上单根原纤的数目。显然,这是一种冗长乏味的方法,因为原纤 维化不需要横跨织物均匀分布,从样品中无规选择的纤维可能得出有 偏见的结果。
为了评估原纤维化,可采用一种基于扫描电子显微镜(SEM)成象 的成象分析的光学方法。可用沿该线(它横跨垂直于其轴的纤维)的 光强度变化来获得原纤直径的直接测量。
处理A-D(表1)的结果示于图1。已经确立,采用处理A时,50% 原纤的直径为约3μm,平均原纤直径为5μm。采用处理B时导致4.8μm 的平均原纤直径,而采用处理C时则得到平均3.2μm的较窄的原纤平 均直径范围。另一方面,处理D导致平均直径4.4μm的明显的正常分 布。
应当注意的是,某些分布的扭曲形状可能是由于测量系统限制在 650倍的放大倍数而造成的。在该放大倍数的情况下,较细的原纤无法 被显微镜清晰地分辨开。因此采用成象分析测定。
SEM成象和成象分析用于测定从母体纤维上脱离开的原纤维的长 度。这些测定的结果示于图2。处理A导致50%原纤维具有45μm的长 度和扭曲的分布。平均长度为40μm。采用处理B得到的平均原纤维长 度为41μm。与其它处理方法相比,处理C得到平均31μm的较短的原 纤维长度,而处理D则显示出平均长度为51μm的较宽范围的原纤维长 度。
单独的化学处理可以除去羊毛的鳞片结构,但不能同时达到原纤 维化。单独引入高压水喷射形式的机械处理也不能达到纤维的原纤维 化。另一方面,当依次施加化学和机械处理时就可获得显著的纤维原 纤维化。
尽管不这样限制,然而可以相信,本发明的织物和方法有2个主 要用途。首先,该方法可用于处理织造的、针织的、非织造的或复合 的织物,给出一种柔软“茸毛状”纤维表面或绒毛。的确,可以得到 一种非常细的“桃皮”效果。例如通过选择性施加化学处理对具有原 纤维、微原纤和/或原生原纤的面积进行定位可以得到织物表面外观图 案和纹理。
该方法也可用来制造非织造布。这种布由于存在微原纤因而可以 是比以前的较细和/或较密实。这表示对于某一特定织物而言,只需要 较少的纤维,或者说,用同样数量的纤维可以生产出较密实的织物。 一个具体实施方案包括在纤维网形成之前对纤维进行预处理,接着进 行水力缠结,后者既用于压实纤维网,同时也用于撕裂纤维。
在对角质纤维如羊毛进行水力缠结时可同时或依次达到压实和纤 维撕裂。
在随后施加机械能时,由诸如梳理之类的制造工艺产生的纤维预 应变(贮存应变)程度也可能会影响该纤维的原纤维化或撕裂程度。 因此,在施加机械能之前或其间对织物施加张力(例如用织物拉幅机) 以增加纤维的应变可能是有利的。如上面所提到的,本发明主要用于 角质纤维,如羊毛。本发明的方法对于直径为21微米或以上的纤维, 特别是粗羊毛如英国羊毛或新西兰羊毛也是特别有用的,能产生实质 性的有利效果。
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