一種睡蓮抗菌纖維及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種睡蓮抗菌纖維及其制備方法，通過(guò)特殊工藝從睡蓮植物根莖中提取天然纖維束，再運(yùn)用睡蓮科植物的花、葉生物堿提取物結(jié)合胍類高分子聚合物對(duì)睡蓮纖維進(jìn)行抗菌后整理，從而使睡蓮抗菌纖維具有抗菌、抑菌、吸濕、放濕、柔順、防靜電、防輻射、解毒、凈水的作用?？捎糜谏a(chǎn)手工或機(jī)器編織用品，可作為生產(chǎn)抗菌紡織制品的次級(jí)原材料，還可廣泛應(yīng)用于消毒凈水器的濾芯、濾膜、生物半透膜以及城市管網(wǎng)水系的凈化除菌。
【專利說(shuō)明】一種睡蓮抗菌纖維及其制備方法
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】本發(fā)明涉及一種睡蓮抗菌纖維及其制備方法，是通過(guò)特殊工藝從睡蓮植物根莖中提取天然纖維束，再運(yùn)用睡蓮科植物的花、葉生物堿提取物結(jié)合胍類高分子聚合物對(duì)睡蓮纖維進(jìn)行抗菌后整理，從而使制備出的睡蓮纖維具有抗菌、抑菌性能。本發(fā)明涉及的睡蓮抗菌纖維應(yīng)用范圍廣泛，可用作消毒凈水器的濾芯、濾膜、生物半透膜以及城市管網(wǎng)水系的凈化除菌，可用于生產(chǎn)手工或機(jī)器編織用品，還可作為生產(chǎn)抗菌紡織制品的次級(jí)原材料。本發(fā)明涉及的睡蓮抗菌纖維制備方法，主要采用抗菌后整理工藝，將具有抗菌特性的睡蓮花、葉的生物堿提取物結(jié)合其他化學(xué)聚合物通過(guò)合理混配制備出抗菌整理劑，再經(jīng)過(guò)二浸二軋工藝，使睡蓮纖維附加抗菌、抑菌的功效。本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單，原料來(lái)源豐富，整個(gè)生產(chǎn)工藝環(huán)?？茖W(xué)，無(wú)毒無(wú)副作用，應(yīng)用行業(yè)廣泛，具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。
[0002]【背景技術(shù)】天然纖維是自然界原有的或經(jīng)人工培植的植物上、人工飼養(yǎng)的動(dòng)物上直接取得的紡織纖維，比如從農(nóng)作物中提取麻、棉纖維，從蠶繭(熟蠶結(jié)繭時(shí)分泌絲液凝固而成的連續(xù)長(zhǎng)纖維，也稱天然絲)中提取蠶絲纖維，從羊毛中提取羊毛纖維、羊絨纖維等。相比動(dòng)物纖維而言，植物纖維的種類和多樣性更加豐富，植物的可栽培性使它成為取之不盡用之不竭的原料來(lái)源。經(jīng)過(guò)不斷地認(rèn)知實(shí)踐，人類已經(jīng)成功開發(fā)出了多種植物纖維，從植物韌皮得到的纖維如亞麻、黃麻、羅布麻等；從植物葉上得到的纖維如劍麻、蕉麻等；從植物種子表皮細(xì)胞得到的種子纖維如棉、木棉；從植物果實(shí)得到的果實(shí)纖維如椰子纖維。隨著對(duì)纖維提取技術(shù)的不斷改進(jìn)，人們開始將目光投向那些未經(jīng)開發(fā)的植物。睡蓮，又稱子午蓮、水芹花，是屬于睡蓮科睡蓮屬的多年生水生植物。外型與荷花相似，不同的是荷花的葉子和花挺出水面，而睡蓮的葉子和花浮在水面上，因晝舒夜卷而被譽(yù)為“花中睡美人”。研究表明，睡蓮的莖桿中含有大量的天然纖維素，完全能夠?qū)⑵涮崛〕鰜?lái)作為一種新型纖維開發(fā)使用。睡蓮的根莖中含有大量的淀粉物質(zhì)，能吸收水中的汞、鉛、苯酚等有毒物質(zhì)，還能過(guò)濾水中的微生物，是難得的水體凈化的植物材料。睡蓮花、葉中含有大量的生物堿成分，無(wú)獨(dú)有偶，這些成分都或多或少地具有抗菌抑菌作用，這也從側(cè)面解釋了睡蓮花出淤泥而不染的原因。
[0003]陳東生等人的研究表明蓮纖維的初始模量為146.81 cN/dtex，比棉、羊毛和蠶絲的初始模量高，與苧麻接近；蓮纖維的斷裂強(qiáng)度為3.44 cN/dtex,優(yōu)于羊毛，與棉、蠶絲接近，僅次于苧麻；蓮纖維的斷裂伸長(zhǎng)率為2.75%，與苧麻相近，比棉、羊毛和蠶絲小；在小應(yīng)力下，蓮纖維的彈性較好；蓮纖維的靜、動(dòng)摩擦因數(shù)分別為0.5541,0.3203，屬于手感較澀糙的纖維。為了解蓮纖維的吸濕性能，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，分析蓮纖維結(jié)構(gòu)與吸濕性能的關(guān)系。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，測(cè)定了蓮纖維的吸、放濕特征曲線，并由此推導(dǎo)出蓮纖維在達(dá)到吸、放濕平衡過(guò)程中，回潮率對(duì)時(shí)間的回歸方程以及吸、放濕速率方程。結(jié)果表明:蓮纖維具有較好的吸、放濕性能，其吸、放濕回潮率均高于棉纖維和亞麻纖維；蓮纖維的吸濕速率最高，亞麻居中，棉纖維最低；3種纖維的放濕速率比較接近，蓮纖維略高于棉纖維和亞麻纖維。以上研究結(jié)果表明，睡蓮纖維具有彈性好，斷裂強(qiáng)度高，吸濕速率高，韌性好，手感較粗糙的特點(diǎn)。睡蓮花、葉提取物具有抗菌、解毒、凈水、抑制微生物生長(zhǎng)的作用。睡蓮纖維的提取開發(fā)目前仍處于初期摸索階段，目前見(jiàn)于文獻(xiàn)報(bào)道的較少。本發(fā)明旨在提供一種制備睡蓮抗菌纖維的方法，通過(guò)環(huán)保的生產(chǎn)工藝避免破壞纖維的結(jié)構(gòu)和性能，并利用睡蓮本身的抗菌生物堿結(jié)合其他化學(xué)物質(zhì)，對(duì)睡蓮纖維進(jìn)行抗菌后整理，從而最大限度地保留纖維原有的特性和功能，并賦予睡蓮纖維抗菌、柔順、凈水、解毒的功能和特性，使睡蓮抗菌纖維具備更多優(yōu)越性，為其后續(xù)開發(fā)應(yīng)用提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】
本發(fā)明提供了一種睡蓮抗菌纖維及其制備方法，本發(fā)明的要點(diǎn)在于利用睡蓮根莖通過(guò)特殊工藝提取睡蓮纖維，并通過(guò)浸潰后整理工藝使睡蓮纖維附帶抗菌性能，從而制備出純天然、抗菌環(huán)保的睡蓮抗菌纖維。本發(fā)明主要采用睡蓮花、睡蓮葉的天然提取物(葉黃酮、沒(méi)食子酸、紫槲皮甙)，結(jié)合多胍類高分子聚合物以及化學(xué)柔順劑，制備出以睡蓮植物提取物為主的抗菌整理劑，將該抗菌整理劑與睡蓮纖維經(jīng)浸潰、壓軋、烘干、捆束整理多道工序后，最終制備出集抗菌、防輻射、柔順、抗靜電、無(wú)毒無(wú)害、天然不刺激多種特點(diǎn)于一身的睡蓮抗菌纖維。
[0005]本發(fā)明的原理為:睡蓮莖桿中存在大量的睡蓮纖維，將睡蓮莖桿初步整理后，經(jīng)壓軋抽離、梳解開纖工藝后得到細(xì)纖維束。研究表明睡蓮纖維在堿性溶劑中的穩(wěn)定性較好。一定濃度的氫氧化鈉溶液可以將睡蓮莖桿內(nèi)的膠質(zhì)蛋白洗脫，從而使睡蓮纖維徹底暴露并起到軟化纖維的作用。除此之外，一定濃度的氯化鈉溶液可以將睡蓮植物中的水分、蛋白膠質(zhì)類成分及其它非纖維成分洗脫出來(lái)，從而徹底暴露睡蓮纖維。
[0006]睡蓮葉黃酮是存在于睡蓮葉中的一種有機(jī)成分，一般通過(guò)乙醇提取工藝將睡蓮葉黃酮提取出來(lái)。大量的藥理實(shí)驗(yàn)研究表明，黃酮類化合物有明顯的抗?jié)?、抗氧化、抗炎、抑菌、抗癌及降血脂等系列生物活性，具有高效低毒副作用的?yōu)勢(shì)，尤其是植物黃酮化合物以其純天然、高活性、見(jiàn)效快等特點(diǎn)得到國(guó)內(nèi)外科研人員的青睞。研究表明，睡蓮葉黃酮對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和枯草桿菌均具有抑菌活性，因此從睡蓮葉中提取黃酮類物質(zhì)是抗菌整理液配方的一個(gè)重要組分。
[0007]沒(méi)食子酸是從睡蓮花中提取出的一種酚酸成分，具有光譜的抗菌抗病毒作用。體外試驗(yàn)表明，濃度為5mg/ml的沒(méi)食子酸對(duì)金黃色葡萄球菌、八疊球菌、α 一型鍵球菌、奈瑟氏球菌、綠膿桿菌、弗氏痢疾桿菌、傷寒桿菌、副傷寒桿菌A等有抑制作用。此外，3%濃度的沒(méi)食子酸對(duì)17種真菌有抑菌作用，對(duì)流感病毒亦有一定抑制作用。
[0008]紫槲皮甙也是從睡蓮花中提取出的一種維生素類成分。它對(duì)紫外線和X射線具有極強(qiáng)的吸收作用，試驗(yàn)表明添加10%的紫槲皮甙，紫外線的吸收率高達(dá)98%，具有明顯的抗輻射作用。此外，紫槲皮甙還能很明顯地清除細(xì)胞產(chǎn)生的活性氧自由基，具有抗氧化作用，從而增強(qiáng)睡蓮纖維的抗氧化性能力，增強(qiáng)纖維素的定負(fù)荷拉伸彈性和單次拉伸性能，增大睡蓮纖維的韌性和強(qiáng)度。
[0009]聚六亞甲基胍是多胍類高分子聚合物，具有殺菌廣譜、有效濃度低、作用速度快；性質(zhì)穩(wěn)定、易溶于水的優(yōu)良性能；可在常溫下使用、長(zhǎng)期抑菌、無(wú)副作用、無(wú)腐蝕性、無(wú)色、無(wú)嗅、無(wú)毒、不燃、不爆、使用安全、價(jià)格適中，是綠色高效無(wú)毒的化學(xué)殺菌劑。聚六亞甲基胍對(duì)微生物有強(qiáng)大的親和性，很容易被通常呈負(fù)電性的各類細(xì)菌、真菌、病毒所吸附，快速全面地滲入到細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)，使細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)凝固變性從而抑制細(xì)菌的分裂繁殖功能。
[0010]聚乙二醇400雙月桂酸酯為非離子表面活性劑，分散于水，具有良好的集束、抗靜電、柔軟、平滑性能，常作為抗靜電劑使用。
[0011]本發(fā)明的制備方法為: 1、制備睡蓮纖維:
(O收集睡蓮植物的根莖，去葉除梗洗凈后裁成指定長(zhǎng)度，在溫水中浸潰24h ；
(2)浸潰后的莖桿在滾軸壓軋機(jī)中進(jìn)行壓軋，抽離出粗纖維束，送入氣流開纖分離機(jī)中，梳解開纖分離得到細(xì)纖維束；
(3)將細(xì)纖維束浸入20%的NaOH溶液中l(wèi)h，通過(guò)堿洗去除纖維束中的膠狀蛋白，溫水反復(fù)浸泡后，浸入20-40%的氯化鈉溶液1min,溫水繼續(xù)浸泡2h,清洗、脫水、浙干；
(4)將浙干的細(xì)纖維束放入針孔抽軋機(jī)中抽軋，抖松后進(jìn)行捆束整理，制得睡蓮纖維。
[0012]2、睡蓮纖維的抗菌整理
(1)睡蓮植物抗菌整理液的配方如下(組分及其重量百分比％):睡蓮葉黃酮2-5%、沒(méi)食子酸1_2%、紫槲皮甙4-8%、聚六亞甲基胍0.5-1%、聚乙二醇400雙月桂酸酯1_3%，軟水加至100。按配比將所述組分睡蓮葉黃酮、沒(méi)食子酸、聚六亞甲基胍加入軟水中，攪拌均勻；按配比將所述組分聚乙二醇400雙月桂酸酯、紫槲皮甙加入攪拌，軟水加至100攪拌均勻。
[0013](2)將制備好的睡蓮纖維浸入上述抗菌整理液中，浸潰5min，壓軋Imin為一個(gè)程序，重復(fù)該程序2次，加入烘干機(jī)中運(yùn)行l(wèi)Omin，捆束整理；檢驗(yàn)合格后入庫(kù)保存。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:(1)應(yīng)用范圍廣泛，可用作消毒凈水器的濾芯、濾膜、生物半透膜以及城市管網(wǎng)水系的凈化除菌，可用于生產(chǎn)手工或機(jī)器編織用品，還可作為生產(chǎn)抗菌紡織制品的次級(jí)原材料；(2)原料來(lái)源豐富，睡蓮科植物均可作為原材料；(3)提取制備工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低；(4)生產(chǎn)過(guò)程環(huán)保安全，不產(chǎn)生有毒有害化學(xué)物質(zhì)，對(duì)生產(chǎn)環(huán)境和操作工人無(wú)毒副作用；(5)睡蓮抗菌纖維的抑菌性能好，可達(dá)到95%以上的抑菌率，對(duì)多種細(xì)菌繁殖體有效，尤其對(duì)革蘭氏陽(yáng)性球菌及真菌有效；(6)吸濕、放濕性好，舒適透氣；(7)柔順性好，防靜電，防輻射；(8)可吸收汞、鉛、苯酚等有毒物質(zhì)，具有解毒、凈水的作用。
[0015]【具體實(shí)施方式】下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明:
一、按照下表所列步驟進(jìn)行睡蓮抗菌纖維的制備:
1、制備睡蓮纖維:
(O收集睡蓮植物的根莖，去葉除梗洗凈后裁成指定長(zhǎng)度，在溫水中浸潰24h ；
(2)浸潰后的莖桿在滾軸壓軋機(jī)中進(jìn)行壓軋，抽離出粗纖維束，送入氣流開纖分離機(jī)中，梳解開纖分離得到細(xì)纖維束；
(3)將細(xì)纖維束浸入20%的NaOH溶液中l(wèi)h，通過(guò)堿洗去除纖維束中的膠狀蛋白，溫水反復(fù)浸泡后，浸入25%的氯化鈉溶液1min,溫水繼續(xù)浸泡2h,清洗、脫水、浙干；
(4)將浙干的細(xì)纖維束放入針孔抽軋機(jī)中抽軋，抖松后進(jìn)行捆束整理，制得睡蓮纖維。
[0016]2、睡蓮纖維的抗菌整理
(1)睡蓮植物抗菌整理液的配方如下(組分及其重量百分比％):睡蓮葉黃酮3-5%、沒(méi)食子酸1_2%、紫槲皮甙6-8%、聚六亞甲基胍0.8-1%、聚乙二醇400雙月桂酸酯2_3%，軟水加至100。按配比將所述組分睡蓮葉黃酮、沒(méi)食子酸、聚六亞甲基胍加入軟水中，攪拌均勻；按配比將所述組分聚乙二醇400雙月桂酸酯、紫槲皮甙加入攪拌，軟水加至100攪拌均勻；
(2)將制備好的睡蓮纖維浸入上述抗菌整理液中，浸潰5min，壓軋Imin為一個(gè)程序，重復(fù)該程序2次，加入烘干機(jī)中運(yùn)行l(wèi)Omin，捆束整理；檢驗(yàn)合格后入庫(kù)保存。
[0017]2、按照下表所列步驟進(jìn)行睡蓮抗菌纖維的制備:
1、制備睡蓮纖維: (O收集睡蓮植物的根莖，去葉除梗洗凈后裁成指定長(zhǎng)度，在溫水中浸潰24h ；
(2)浸潰后的莖桿在滾軸壓軋機(jī)中進(jìn)行壓軋，抽離出粗纖維束，送入氣流開纖分離機(jī)中，梳解開纖分離得到細(xì)纖維束；
(3)將細(xì)纖維束浸入20%的NaOH溶液中l(wèi)h，通過(guò)堿洗去除纖維束中的膠狀蛋白，溫水反復(fù)浸泡后，浸入36%的氯化鈉溶液lOmin，溫水繼續(xù)浸泡2h，清洗、脫水、浙干；
(4)將浙干的細(xì)纖維束放入針孔抽軋機(jī)中抽軋，抖松后進(jìn)行捆束整理，制得睡蓮纖維。
[0018]2、睡蓮纖維的抗菌整理
(1)睡蓮植物抗菌整理液的配方如下(組分及其重量百分比％):睡蓮葉黃酮3-4%、沒(méi)食子酸1-1.8%、紫槲皮甙6-7%、聚六亞甲基胍0.8-1%、聚乙二醇400雙月桂酸酯2-2.5%，軟水加至100。按配比將所述組分睡蓮葉黃酮、沒(méi)食子酸、聚六亞甲基胍加入軟水中，攪拌均勻；按配比將所述組分聚乙二醇400雙月桂酸酯、紫槲皮甙加入攪拌，軟水加至100攪拌均勻；
(2)將制備好的睡蓮纖維浸入上述抗菌整理液中，浸潰5min，壓軋Imin為一個(gè)程序，重復(fù)該程序2次，加入烘干機(jī)中運(yùn)行l(wèi)Omin，捆束整理；檢驗(yàn)合格后入庫(kù)保存。
【權(quán)利要求】
1.本發(fā)明涉及一種睡蓮抗菌纖維及其制備方法，其特征在于選擇睡蓮屬植物的根莖通過(guò)清洗、長(zhǎng)度整理、浸潰、壓軋、堿洗、鹽洗、浸泡、脫水、抽軋、捆束工藝提取睡蓮纖維，運(yùn)用睡蓮科植物的花、葉生物堿提取物結(jié)合胍類高分子聚合物對(duì)睡蓮纖維進(jìn)行抗菌后整理，經(jīng)浸潰、壓軋、烘干、捆束整理工藝使睡蓮纖維附帶抗菌性能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種睡蓮抗菌纖維及其制備方法，其特征在于具有如下抗菌整理液配方(組分及其重量百分比％):睡蓮葉黃酮2-5%、沒(méi)食子酸1_2%、紫槲皮甙4-8%、聚六亞甲基胍0.5-1%、聚乙二醇400雙月桂酸酯1_3%，軟水加至100。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種睡蓮抗菌纖維及其制備方法，其特征在于具有如下生產(chǎn)工藝: 收集睡蓮植物的根莖，去葉除梗洗凈后裁成指定長(zhǎng)度，在溫水中浸潰24h ； 浸潰后的莖桿在滾軸壓軋機(jī)中進(jìn)行壓軋，抽離出粗纖維束，送入氣流開纖分離機(jī)中，梳解開纖分離得到細(xì)纖維束； 將細(xì)纖維束浸入20%的NaOH溶液中l(wèi)h，通過(guò)堿洗去除纖維束中的膠狀蛋白，溫水反復(fù)浸泡后，浸入20-40%的氯化鈉溶液1min,溫水繼續(xù)浸泡2h,清洗、脫水、浙干； 將浙干的細(xì)纖維束放入針孔抽軋機(jī)中抽軋，抖松后進(jìn)行捆束整理，制得睡蓮纖維； 配制抗菌整理液，按配比將所述組分睡蓮葉黃酮、沒(méi)食子酸、聚六亞甲基胍加入軟水中，攪拌均勻；按配比將所述組分聚乙二醇400雙月桂酸酯、紫槲皮甙加入攪拌，軟水加至100攪拌均勻； 將制備好的睡蓮纖維浸入上述抗菌整理液中，浸潰5min，壓軋Imin為一個(gè)程序，重復(fù)該程序2次，加入烘干機(jī)中運(yùn)行l(wèi)Omin，捆束整理；檢驗(yàn)合格后入庫(kù)保存。
【文檔編號(hào)】D06M13/207GK104514142SQ201310461161
【公開日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】李實(shí)
申請(qǐng)人:青島暢綠生物研究所