一种高效整理艾草成分的水刺非织造布生产方法 |
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| 申请号 | CN202311677468.X | 申请日 | 2023-12-08 | 公开(公告)号 | CN117721592A | 公开(公告)日 | 2024-03-19 |
| 申请人 | 武汉纺织大学; 天津工业大学; 稳健医疗(武汉)有限公司; 稳健医疗(黄冈)有限公司; | 发明人 | 张如全; 刘骏韬; 钱晓明; 师云龙; 纪华; 赵炜; 孙雷; 罗霞; | ||||
| 摘要 | 一种高效 整理 艾 草成分的 水 刺非织造布生产方法，所述高效整理艾草成分的 水刺 非织造布生产方法包括以下步骤：步骤一、先使用双 氧 水活化处理液对原 棉 纤维 进行脱漂处理，然后梳理成网，再水刺加固得到加固后水刺布；步骤二、先对加固后水刺布进行第一次喷雾处理，喷洒材料为壳聚糖改性液与非离子型乳化剂，待第一次喷雾反应完成后，再进行第二次喷洒，喷洒材料为微胶囊溶液，待喷雾完成后得到喷雾后的水刺布，所述微胶囊溶液中的微胶囊内含有艾草有效成分；步骤三、将喷雾后的水刺布进行烘干，得到最终的产品，即所述高效整理艾草成分的水刺非织造布。本设计艾草有效成分与原棉纤维结合的牢固性更强。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种高效整理艾草成分的水刺非织造布生产方法，其特征在于：所述高效整理艾草成分的水刺非织造布生产方法包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 一种高效整理艾草成分的水刺非织造布生产方法技术领域背景技术[0002] 水刺非织造布（也称为水刺无纺布或水针无纺布）是一种以水为介质，通过高压微细水流喷射，对纤维网进行预湿润、分梳、水力牵伸、成网并加固处理后得到的一种无纺布。这种非织造布具有纤维网交织、结构稳定、多层次、分布均匀、纵横向强度一致、耐磨损、质轻、柔韧、抗静电、不易撕裂等特点。水刺非织造布在许多领域都有广泛的应用，如卫生用品（如卫生巾和湿巾）、医疗用品（如手术服和口罩）、过滤材料（如空气过滤器和液体过滤器）、包装材料（如缓冲包装和食品包装）等。 [0003] 艾草，又称艾蒿或香艾，是一种有着浓烈香气的植物，属于蒿属。其特征是有着灰白色的短绒毛覆盖在茎秆和叶面上，叶片厚纸质，具有缺刻状的齿裂，裂片边缘有细锯齿。艾草属于多年生草本植物，通常在夏季开花，花色多为淡黄色或黄绿色。现代研究表明，艾草具有多种药理作用，如抗菌、抗炎、抗氧化、抗肿瘤、抗病毒等。艾草中含有挥发油、黄酮类化合物、苯丙素类化合物、脂肪酸类和微量元素等成分，其中挥发油是其主要活性成分之一，而目前将艾草与棉纤维的结合大多采用物理压缩的方式，导致其结合的稳定性较差。 [0004] 申请号为CN202010237521.4，申请日为2020年3月20日的中国专利申请揭示了一种艾草改性纤维面料。本发明公开的艾草改性纤维面料由三层功能纤维混纺而成，内层和外层纤维由艾草抗菌因子改性棉纤维作为经线和纬线纺织而成，中间层纤维是由超吸水淀粉改性聚酯纤维作为经线和纬线纺织而成。由本发明制备而成的纤维面料具有抗菌性能持久、使用寿命长、透气性、吸水和吸湿性能优异的特点，且制备方法简单、成本低、适于工业化生产；但是上述技术方案依旧没有解决艾草与棉纤维结合稳定性较差的问题。 [0005] 公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本专利申请的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。 发明内容[0006] 本发明的目的是克服现有技术中存在艾草与棉纤维结合稳定性较差的问题，提供了艾草与棉纤维结合稳定性较强的一种高效整理艾草成分的水刺非织造布生产方法。 [0007] 为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种高效整理艾草成分的水刺非织造布生产方法，所述高效整理艾草成分的水刺非织造布生产方法包括以下步骤：步骤一、先使用双氧水活化处理液对原棉纤维进行脱漂处理，然后梳理成网，再水刺加固得到加固后水刺布； 步骤二、先对加固后水刺布进行第一次喷雾处理，喷洒材料为包括壳聚糖与非离子型乳化剂的溶液，待第一次喷雾反应完成后，再进行第二次喷洒，喷洒材料为微胶囊溶液，待喷雾完成后得到喷雾后的水刺布，所述微胶囊溶液中的微胶囊内含有艾草有效成分； 步骤三、将喷雾后的水刺布进行烘干，得到最终的产品，即所述高效整理艾草成分的水刺非织造布。 [0010] 所述将原棉纤维放置在双氧水活化处理液中浸泡4h，浸泡时的温度为60℃。 [0011] 所述步骤一中梳理成网具体为：先用梳理机将脱漂后的原棉纤维梳理成单纤维，再铺网以得到纤维网，然后纤维网传送入水刺区，高压水流连续喷射形成水针，穿过纤维网并对其进行水刺缠结，在缠结后定型。 [0012] 所述步骤二中包括壳聚糖与非离子型乳化剂的溶液中：壳聚糖的质量百分比浓度为25%—35%，非离子型乳化剂的浓度为6‑12 g/L，非离子型乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯醚类、聚氧丙烯醚类中的任意一种或者任意混合，溶剂为水；所述微胶囊溶液指：微胶囊溶液中的溶质为艾草有效成分，艾草有效成分浓度为10—30g/L。 [0013] 所述微胶囊溶液中各成分的含量为：艾草有效成分为10—30g/L、麦芽糊精为50—100g/L、乳清蛋白为50—100g/L、海藻糖为50—100g/L，所述麦芽糊精、乳清蛋白、海藻糖构成微胶囊的囊壁材料。 [0014] 所述艾草有效成分为20g/L、麦芽糊精为75g/L、乳清蛋白为100g/L、海藻糖为50g/L。 [0015] 所述步骤二中待第一次喷雾反应完成后，再进行第二次喷洒之间的间隔时间为5到10分钟。 [0016] 所述步骤二中，所述第一次喷雾的喷头进料流量为0.5—0.8L/h，第二次喷雾的喷头进料流量为0.3—0.6L/h；所述步骤三中，采用烘干箱进行烘干，烘干箱中鼓风设备流量为20—30m3/h，烘干箱温度为80—120℃，布料行进速度为40—60m/min。 [0017] 与现有技术相比，本发明的有益效果为：1、本发明一种高效整理艾草成分的水刺非织造布生产方法中，先使用双氧水活化处理液对原棉纤维进行脱漂处理，然后梳理成网，再水刺加固得到加固后水刺布，先对加固后水刺布进行第一次喷雾处理，喷洒材料为包括壳聚糖与非离子型乳化剂的溶液，待第一次喷雾反应完成后，再进行第二次喷洒，喷洒材料为微胶囊溶液，待喷雾完成后得到雾后的水刺布，所述微胶囊溶液中的微胶囊内含有艾草有效成分，应用时，双氧水活化液可以良好地去除棉纤维表面的果胶以及脂肪等杂质，将原棉纤维的表面清理干净，使得后续双氧水活化液中的纤维素酶刻蚀棉纤维表面，为微胶囊整理提供附着位点，而由于棉纤维表面还存在电荷层，此时第一喷雾喷洒壳聚糖改性液与非离子型乳化剂，其中，壳聚糖改变原棉纤维表面的电荷，使得第二次喷洒的微胶囊进入到对应的附着位点中，随着烘干的进行，微胶囊与原棉纤维之间的水分蒸发，微胶囊与原棉纤维间的范德华力增强，结合的效果更好，艾草有效成分与原棉纤维结合的牢固性更强，同时，乳化稳定剂能防止微胶囊在液体环境中早早瓦解，此外，提取的艾草有效成分除去了杂质，使得其药理成分可以更好的发挥作用，药理效果更好。因此，本设计结合的牢固性更强，药理效果好。 [0018] 2、本发明一种高效整理艾草成分的水刺非织造布生产方法中，艾草有效成分为10—30g/L、麦芽糊精为50—100g/L、乳清蛋白为50—100g/L、海藻糖为50—100g/L，且艾草有效成分位于微胶囊内，应用时，艾草的有效成分在胶囊内部，而有效成分在散发出来的过程中，只能依赖其分子运动，属于一种缓释过程，药物作用可以缓慢且持续的发挥效果，药理效果的持久性更强，此外，乳清蛋白比例大，可以增加被包埋物的抗氧化性，更好的保证艾草成分的药理活性，海藻糖比例小，可以提高微胶囊中艾草成分的含量。因此，本设计药效持久，药效稳定。 [0019] 3、本发明一种高效整理艾草成分的水刺非织造布生产方法中，将艾草整理整合到水刺流程中，水刺之后的布料直接进行第一次喷雾处理，在第二次喷雾的时候进行烘干，减少了水刺之后的烘干过程，在水刺布改性后再进行烘干，节省了工序，节约了成本，而喷雾改性所需的液体远小于采用浸泡方式所需的液体，节约了用水，同时，烘干喷雾状态下的水刺布也比烘干浸泡状态下的水刺布所需的能耗少，更加的节水节能。因此，本设计节水节能，成本较低。 [0020] 4、本发明一种高效整理艾草成分的水刺非织造布生产方法中，双氧水活化体系脱漂可以良好地去除棉纤维表面的杂质，同时纤维素酶也可以帮助棉纤维表面棉籽壳的瓦解，辅助脱漂，优先进行脱漂得到的布料断裂强度和伸长率相对较高。因此，本设计布料柔韧性强，除杂效果好。 [0021] 5、本发明一种高效整理艾草成分的水刺非织造布生产方法中，喷雾喷头为一排或多排排列，位于布面上方和下方，排列方向与水刺布幅宽平行，根据生产线车速及幅宽大小可单独关闭各个喷头，使得覆盖面广。因此，本设计可调性强，喷雾覆盖面广。附图说明 [0022] 图1是本发明的喷雾示意图。 具体实施方式[0023] 以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。 [0024] 如图1所示，一种高效整理艾草成分的水刺非织造布生产方法，所述高效整理艾草成分的水刺非织造布生产方法包括以下步骤：步骤一、先使用双氧水活化处理液对原棉纤维进行脱漂处理，然后梳理成网，再水刺加固得到加固后水刺布； 步骤二、先对加固后水刺布进行第一次喷雾处理，喷洒材料为包括壳聚糖与非离子型乳化剂的溶液，待第一次喷雾反应完成后，再进行第二次喷洒，喷洒材料为微胶囊溶液，待喷雾完成后得到喷雾后的水刺布，所述微胶囊溶液中的微胶囊内含有艾草有效成分； 步骤三、将喷雾后的水刺布进行烘干，得到最终的产品，即所述高效整理艾草成分的水刺非织造布。 [0025] 所述步骤一中使用双氧水活化处理液对原棉纤维进行脱漂处理是指：将原棉纤维放置在双氧水活化处理液中浸泡4‑6h，浸泡时的温度为40‑60℃。 [0026] 所述双氧水活化处理液含有浓度为4—6g/L的过氧化氢，浓度为3—6g/L的碳酸氢钠，浓度为2—3g/L的四乙酰乙二胺，浓度为2—3g/L的纤维素酶。 [0027] 所述将原棉纤维放置在双氧水活化处理液中浸泡4h，浸泡时的温度为60℃。 [0028] 所述步骤一中梳理成网具体为：先用梳理机将脱漂后的原棉纤维梳理成单纤维，再铺网以得到纤维网，然后纤维网传送入水刺区，高压水流连续喷射形成水针，穿过纤维网并对其进行水刺缠结，在缠结后定型。 [0029] 所述步骤二中包括壳聚糖与非离子型乳化剂的溶液中：壳聚糖的质量百分比浓度为25%—35%，非离子型乳化剂的浓度为6‑12 g/L，非离子型乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯醚类、聚氧丙烯醚类中的任意一种或者任意混合，溶剂为水；所述微胶囊溶液指：微胶囊溶液中的溶质为微胶囊，溶剂为水，且艾草有效成分在微胶囊溶液中的浓度为10—30g/L。 [0030] 所述微胶囊溶液中各成分的含量为：艾草有效成分为10—30g/L、麦芽糊精为50—100g/L、乳清蛋白为50—100g/L、海藻糖为50—100g/L，所述麦芽糊精、乳清蛋白、海藻糖构成微胶囊的囊壁材料。 [0031] 所述艾草有效成分为20g/L、麦芽糊精为75g/L、乳清蛋白为100g/L、海藻糖为50g/L。 [0032] 所述步骤二中待第一次喷雾反应完成后，再进行第二次喷洒之间的间隔时间为5到10分钟。 [0033] 所述步骤二中，所述第一次喷雾的喷头进料流量为0.5—0.8L/h，第二次喷雾的喷头进料流量为0.3—0.6L/h；所述步骤三中，采用烘干箱进行烘干，烘干箱中鼓风设备流量为20—30m3/h，烘干箱温度为80—120℃，布料行进速度为40—60m/min。 [0034] 本发明的原理说明如下：双氧水活化液中的纤维素酶刻蚀棉纤维表面，为微胶囊整理提供附着位点，壳聚糖改性液改变棉纤维表面的电荷，使得微胶囊进入到对应的附着位点中，使微胶囊与棉纤维表面化学键结合，随着烘干的进行，微胶囊与棉纤维之间的水分蒸发，微胶囊与棉纤维间的次键力增强，结合的牢固性更强。 [0035] 实施例1：一种高效整理艾草成分的水刺非织造布生产方法，所述高效整理艾草成分的水刺非织造布生产方法包括以下步骤： 步骤一、先使用双氧水活化处理液对原棉纤维进行脱漂处理，然后梳理成网，再水刺加固得到加固后水刺布； 步骤二、先对加固后水刺布进行第一次喷雾处理，喷洒材料为包括壳聚糖与非离子型乳化剂的溶液，待第一次喷雾反应完成后，再进行第二次喷洒，喷洒材料为微胶囊溶液，待喷雾完成后得到喷雾后的水刺布，所述微胶囊溶液中的微胶囊内含有艾草有效成分； 步骤三、将喷雾后的水刺布进行烘干，得到最终的产品，即所述高效整理艾草成分的水刺非织造布。 [0036] 应用时：双氧水活化体系脱漂可以良好地去除棉纤维表面的杂质，使其具有良好的吸湿性能，然后经过水刺加固得到水刺布，然后进行喷雾处理，而由于水刺加固后布料本来就是湿润的，湿润的水刺布进入烘干机再出布可以达到完全烘干的效果，因此将原有的烘干流程与喷雾整理整合到一起，两次喷雾分别安排在烘干流程的前半程和后半程，当水刺布从烘干机入布时，整合在烘干流程中的喷雾操作开始喷雾，因为壳聚糖改性液在前半程，会率先接触到布料，等布料到达后半程时再接收艾草整理，将艾草微胶囊整理整合到水刺流程中，节约了工艺流程，提高了制备效率，同时艾草与棉纤维结合的稳定性更强。 [0037] 实施例2：实施例2与实施例1基本相同，其不同之处在于： 一种高效整理艾草成分的水刺非织造布生产方法，双氧水活化处理液含有浓度为 4—6g/L的过氧化氢，浓度为3—6g/L的碳酸氢钠，浓度为2—3g/L的四乙酰乙二胺，浓度为 2—3g/L的纤维素酶，将原棉纤维放置在双氧水活化处理液中浸泡4‑6h，浸泡时的温度为 40‑60℃。 [0038] 应用时：实验数据显示，通常6g/L的过氧化氢处理效果是最好的；浓度过低其脱漂效果不好，白度不佳，浓度过高会对棉纤维造成较大损伤；但考虑到后续还要进行喷雾整理，故不用追求很高的白度，但其它一些杂质如棉籽壳、半纤维素等还是需要一定的氧化作用才能去除，所以这里的过氧化氢用量可适当减少； 碳酸氢钠碱性物质的主要作用还是帮助过氧化氢分解出氧化成分，并通过皂化反应去除油脂类物质；浓度过低的话，原棉纤维的白度和吸湿性都会降低，浓度过高则会使过氧化氢分解速度太快，形成无效分解，不仅损伤纤维，分解出的氧化成分还不能全部用于漂白，白度甚至会降低； 四乙酰乙二胺活化剂的作用同样是帮助过氧化氢分解出氧化成分，它的用量是根据过氧化氢的用量来调整的，通常他们的比例为2：1的关系；浓度过低，起不到辅助过氧化氢分解的作用，白度会降低，除杂效果也会受影响；浓度过高，会是过氧化氢发生无效分解； 棉纤维中90%以上的成分都是纤维素，纤维素酶作用于原棉纤维会分解掉部分纤维素来达到整理纤维表面，提高后续喷雾效果的作用，故浓度过低，达不到这一效果，而浓度过高，过多的纤维素被分解，纤维结构被过大地损伤，不利于产品的质量； 这里温度控制还是为了服务于节能，温度越高，脱漂效果会跟好。同时较温和的温度也可以保证酶的活性；因此，温度过低，脱漂效果会不好，吸水性得不到保证，温度太高，能耗高，酶活性受到影响；最好在60℃左右； 温度控制在较低水平的前提下，如果反应时间太短，则脱漂效果不好，反应时间太长，这损伤纤维；通常4小时左右可达到较好的效果。 [0039] 实施例3：实施例3与实施例1基本相同，其不同之处在于： 一种高效整理艾草成分的水刺非织造布生产方法，先对加固后水刺布进行第一次喷雾处理，喷洒材料为壳聚糖改性液，待第一次喷雾完成后，再进行第二次喷洒，喷洒材料为微胶囊溶液，待喷雾完成后得到雾后的水刺布，所述步骤二中包括壳聚糖与非离子型乳化剂的溶液中：壳聚糖的质量百分比浓度为25%—35%，非离子型乳化剂的浓度为6‑12 g/L，非离子型乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯醚类、聚氧丙烯醚类中的任意一种或者任意混合，溶剂为水；所述微胶囊溶液指：微胶囊溶液中的溶质为艾草有效成分，艾草有效成分浓度为10—30g/L。 [0040] 优选所述微胶囊溶液中各成分的含量为：艾草有效成分为10—30g/L、麦芽糊精为50—100g/L、乳清蛋白为50—100g/L、海藻糖为50—100g/L，所述麦芽糊精、乳清蛋白、海藻糖构成微胶囊的囊壁材料；。 [0041] 应用时：原棉脱漂处理保证水刺布基本性能的同时，起到改性作用，纤维素酶刻蚀原棉纤维表面，为微胶囊整理提供附着位点，同时纤维素酶也可以帮助原棉纤维表面棉籽壳的瓦解，辅助脱漂，壳聚糖整理后使微胶囊与原棉纤维表面结合，同时喷雾整理，用水少，易于烘干，在快速烘干的过程中水分脱除，微胶囊与原棉纤维间的范德华力增强，结合效果更好，而提取的艾草有效成分除去了杂质，使得其药理成分可以更好的发挥作用，药理效果更好。 [0042] 实施例4：实施例4与实施例1基本相同，其不同之处在于： 所述步骤二中待第一次喷雾反应完成后，再进行第二次喷洒之间的间隔时间为5到10分钟；所述步骤二中，所述第一次喷雾的喷头进料流量为0.5—0.8L/h，第二次喷雾的喷头进料流量为0.3—0.6L/h；所述步骤三中，采用烘干箱进行烘干，烘干箱中鼓风设备流量为20—30m3/h，烘干箱温度为80—120℃，布料行进速度为40—60m/min。 [0043] 第一次喷雾到第二次喷雾间，存在一定的时间间隔，因为两次喷雾之间存在时间间隔，保证改性剂和乳化剂充分渗透布料，而水刺加固后的布料本身含水，将微胶囊喷洒上去后，微胶囊有可能会在布料本身的液体环境中瓦解，乳化稳定剂可以解决这一问题，使微胶囊喷洒到水刺布上后稳定的存在，同时，选用非离子型的乳化剂，可以避免乳化剂影响壳聚糖改性效果。 [0044] 实施例4：实施例4与实施例1基本相同，其不同之处在于： 一种高效整理艾草成分的水刺非织造布生产方法，所述微胶囊溶液采用喷雾干燥法制备，所述高效整理艾草成分的水刺非织造布生产方法包括以下步骤； 步骤一、先使用双氧水活化处理液对原棉纤维进行脱漂处理，然后梳理成网，再水刺加固得到加固后水刺布； 步骤二、先对加固后水刺布进行第一次喷雾处理，喷洒材料为包括壳聚糖与非离子型乳化剂的溶液，待第一次喷雾反应完成后，再进行第二次喷洒，喷洒材料为艾草有效成分与囊壁材料混合的溶液，通过雾化手段喷雾，喷出的雾滴在高温干燥的空气作用下干燥，在落到水刺布的同时，形成微胶囊的结构与水刺布上的棉材料结合，待喷雾完成后得到雾后的水刺布； 步骤三、将雾后的水刺布进行烘干，得到最终的产品，即所述高效整理艾草成分的水刺非织造布。 [0045] 实施例5：实施例5与实施例1基本相同，其不同之处在于： 一种高效整理艾草成分的水刺非织造布生产方法，所述高效整理艾草成分的水刺非织造布生产方法包括以下步骤： 步骤一、将原棉纤维进行开松梳理成网，并水刺加固得到加固后水刺布； 步骤二、将加固后水刺布放置氧化氢的浓度为4g/L，碳酸氢钠的浓度为5g/L，四乙酰乙二胺的浓度为2g/L，纤维素酶2g/L的双氧水活化处理液中浸泡4h，浸泡时的温度为60℃，得到脱漂后的水刺布； 步骤三、先对脱漂后的水刺布进行第一次喷雾处理喷洒材料为包括壳聚糖与非离子型乳化剂的溶液，待第一次喷雾反应完成后，再进行第二次喷洒，喷洒材料为微胶囊溶液，待喷雾完成后得到雾后的水刺布，所述微胶囊溶液中的微胶囊内含有艾草有效成分； 步骤四、将雾后的水刺布进行烘干，得到最终的产品，即所述高效整理艾草成分的水刺非织造布。 |
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