一种天然抑菌纤维水刺新材料及其制备方法与流程

本发明涉及天然纤维新材料技术领域，具体的是一种天然抑菌纤维水刺新材料及其制备方法。

背景技术：

水刺材料又称水刺布，是通过纤维的组合拉丝成网，通过高压产生多股微细水射流喷射纤网，水射流穿过纤网后收到托持网的反弹，再次穿插纤网，纤网在不用方向高速水射流穿插的水力作用下产生位移、穿插、缠结和抱合，从而使纤网得到加固。

目前，水刺法所采用的天然纤维为棉、毛、麻、丝，麻作为比较好的天然纤维以其坚韧和抑菌防霉的效果在多种场合下得到广泛的应用，棉作为柔软度较好的纤维具有良好的触感通常与麻混纺互补不足，很少使用毛纤维与前两者的结合，毛纤维具有弹性和可塑性，与棉麻混纺使整体结构的弹性更加的充足，并且具有天然的光泽度，可有效地改善目前普遍使用化学剂添加的方式对水刺布的表面造成化学缺陷，对一些入口的应用场合造成安全隐患。

技术实现要素：

为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种天然抑菌纤维水刺新材料及其制备方法，解决以下技术问题：

1)植物纤维与动物纤维的混合使其具有两者的优点，避免两者的单独使用的缺点；

2)超声波的麻纤维预处理避免对环境造成污染；

3)混纺机的配合使用使棉麻毛的混纺比例更加准确。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种天然抑菌纤维水刺新材料，包括大麻纤维、棉纤维和羊毛纤维三种混纺天然纤维，其中大麻纤维的重量份为50-60份，棉纤维的重量份为30-40份，羊毛纤维重量份为8-20份，该新材料的制备方法具体步骤如下：

步骤一、原料的预处理：

s1、大麻纤维预处理：将大麻纤维放置在水溶液中首先通过微波进行初步处理，再经过两次超声波处理，超声波处理的大麻纤维取出水沥干，放入酸性溶液中进行酸洗，酸洗后取出在水溶液中水洗，水洗脱酸后进行脱水，在抖动机上将大麻纤维抖松，最后在30-40℃的干燥房中干燥；

s2、棉纤维预处理：将棉纤维加入少量去离子水湿润，挤干后放入工作浴中，工作浴是浴比为1:30的氢氧化钠和双氧水溶液，氢氧化钠的含量为10g/l，双氧水的含量为8g/l，棉纤维在85-90℃的热水中处理60min，再通过60-80℃的热水洗5min，再到40-60℃的温水洗5min，最后通过冷水冲洗5min，洗完后在30-40℃的环境下晾干；

s3、羊毛纤维预处理：将羊毛纤维放置在硫酸钠和氯化钠的溶液中进行漂洗，ph值控制在6.5和7.5之间，羊毛纤维洗完后用去离子水浸湿，再将羊毛纤维移送到硫酸浓度为4％-6％的溶液中处理5-10min，再将羊毛纤维进行烘焙酸液浓缩后炭化草质，将炭化的草质进过碾压后除去，将羊毛纤维放入纯碱溶液中进行中和水洗，水洗后将羊毛纤维放置在50-80℃的烘干设备中10min进行烘干；

步骤二、棉纤维和羊毛纤维混纺；采用混纺机1进行比例混纺，将s2加工的棉纤维放入到第一混纺辊31的活动外箱6中，启动第一混纺辊31的电机，第一混纺辊31将棉纤维缠绕，将羊毛纤维放入到第二混纺辊41的活动外箱6中，启动第二混纺辊41的电机，第二混纺辊41将羊毛纤维缠绕，再将棉纤维手动穿过第一抽丝盒32，连接到纤维辊21上，将羊毛纤维手动穿过第二抽丝盒42，连接到纤维辊21上，棉花纤维和羊毛纤维在纤维辊21上的数量比为2：1，制得棉羊毛混纺备用；

步骤三、大麻纤维与棉纤维和羊毛纤维混纺；采用混纺机1进行比例混纺，将步骤二中的棉羊毛混纺放置在第一混纺辊31的位置，将大麻纤维放入到第二混纺辊41所在的活动外箱6中，启动第二混纺辊41的电机，第二混纺辊41将大麻纤维缠绕，再将缠绕的大麻纤维手动穿过第二抽丝盒42，连接到新的纤维辊21上，将棉羊毛混纺的第一混纺辊31手动穿过第一抽丝盒32，连接到新的纤维辊21上，大麻纤维和棉羊毛纤维在纤维辊21上的数量比为2:1，制得大麻纤维、棉纤维和羊毛纤维的混纺；

步骤四、混纺制网；将步骤三制得的混纺移入到混纺箱中，采用翻滚的方式再次混合，混合后将混纺移到震动筛上，震动筛在混纺下方以一秒钟十次的频率震动混纺，并且通过爪耙不断的抓棉，抓棉和震动的时间为20min，在通过滚筒梳针对混纺进行梳理，梳理后的混纺通过卷棉工序将混纺成卷；

步骤五、亲水处理；将步骤四所制得的混纺放置在亲水处理液中浸泡，亲水处理液为双氧水和水的混合液，其中双氧水与水的比例为1:3，亲水处理液的温度为60-80℃，处理时间为24-36小时。

作为本发明进一步的方案，制备方法所述步骤s1中微波的功率在1-2kw,第一次超声波的功率为30khz，第二次超声波的功率为60khz，微波处理时间为10min，第一次超声波处理时间为40min，第二次超声波处理时间为30min，微波和超声波处理的水温在50-60℃。

作为本发明进一步的方案，制备方法所述步骤s1中酸洗采用硫酸和水的混合液，硫酸浓度为1g/l，常温常压，酸洗5min，水洗先再80-100℃的热水中浸泡5min，取出后在常温下的流水中冲洗。

作为本发明进一步的方案，制备方法所述步骤s3羊毛纤维漂洗后通过50-80℃的烘干设备烘烤5min，羊毛纤维炭化草质之前的烘焙酸液浓度的的烘焙温度为50-60℃，烘焙时间为10min，纯碱溶液的碱浓度与硫酸浓度一致。

作为本发明进一步的方案，制备方法所述步骤三完成后将大麻纤维、棉纤维和羊毛纤维混纺放置在纤维处理溶液中浸泡30min，纤维处理溶液中包括柔软剂，抗静电剂和漂白剂，柔软剂采用有机硅柔软剂，抗静电剂采用非离子型抗静电剂。

作为本发明进一步的方案，制备方法所述步骤五中的双氧水浓度为28％。

作为本发明进一步的方案，制备方法步骤二和步骤三中所述混纺机1包括混纺架2、第一支撑架3和第二支撑架4，所述第一支撑架3和第二支撑架4水平安装在活动外箱6内，混纺架2设置在活动外箱6外侧，混纺架2一侧设置有两个v字架22，两个v字架22之间安装有纤维辊21，第一支撑架3上水平安装有第一混纺辊31，第二支撑架4上水平安装有第二混纺辊41，第一混纺辊31和第二混纺辊41之间通过活动外箱6中间的挡板隔开，第二混纺辊41上方叠加安装有第二抽丝盒42和第一抽丝盒32，第一抽丝盒32设置在第二抽丝盒42的上方，第一抽丝盒32顶部安装有压紧块5，压紧块5是底部为滚轮的重块，纤维辊21、第一混纺辊31和第二混纺辊41一侧均安装有电机，活动外箱6在第一混纺辊31和第二混纺辊41上方均设置有开口。

本发明的有益效果：

1、该天然抑菌纤维水刺新材料选用大麻纤维、棉纤维和羊毛纤维的天然纤维为主要的原材料，其中大麻纤维和棉纤维是植物纤维，羊毛纤维是动物纤维，大麻纤维具有天然的抑菌和抗霉的特性，大麻纤维比苎麻和亚麻纤维更细，也比较的柔软，同时具有很好的韧性，并且可有效的预防静电的产生，棉纤维具有柔软的舒适性，与皮肤接触具有优良的触感，羊毛纤维具有较强的吸湿性并且具有良好的缩绒性，具有良好的弹性，适合多种场合应用，大麻纤维、棉纤维和羊毛纤维之间的混纺有效的避免了大麻纤维的粗糙感，棉纤维的脆性和羊毛纤维的昂贵的特点，混纺的织物具有三者的优点，具有更好的实用性能。

2、大麻纤维的预处理去除大麻纤维中的杂质和胶质，超声波的处理可以很好的去除胶质并且环保，相比于现在大量的使用的化学除胶，超声波除胶环保无污染物，棉纤维通过化学的方式除去棉花中掺杂的油污和泥土，羊毛纤维通过化学方法除去汗和杂质，通过炭化的方式除去草质，经过预处理的自然纤维可以达到可加工的目的，使自然纤维更好的融合在一起。

3、通过混纺机的缠绕使自然纤维仅仅缠绕在混纺辊上，再通过电机的带动使缠绕的纤维成丝状输出到外部的纤维辊上，根据大麻纤维、棉纤维和羊毛纤维的不同比例选择丝线数，使三种纤维合理的混纺；混纺的纤维通过柔软剂和抗静电剂的作用具有更可靠的舒适性，避免粗糙的质感和静电的产生，亲水处理使混纺在水刺中具有良好的亲水效果，使水刺的过程更加的流畅。

4、本发明通过植物纤维和动物纤维的混合纺织，使混纺织物具有良好的抑菌抗霉的效果，并且具有柔软的质感和丰富的弹性，在水刺织物的应用中既保留着大麻纤维的韧性，又具有良好的柔软性和弹性，是具有更好性能的新材料。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明工艺流程示意图。

图2是本发明混纺机三维轴测图。

图3是本发明中正面结构示意图。

附图标记：混纺机1、混纺架2、纤维辊21、v字架22、第一支撑架3、第一混纺辊31、第一抽丝盒32、导向口33、第二支撑架4、第二支撑架41、第二抽丝盒42、压紧块5、活动外箱6。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种天然抑菌纤维水刺新材料，如图1-3所示，包括大麻纤维、棉纤维和羊毛纤维三种混纺天然纤维，其中大麻纤维的重量份为50份，棉纤维的重量份为30份，羊毛纤维重量份为20份，该新材料的制备方法具体步骤如下：

步骤一、原料的预处理：

s1、大麻纤维预处理：将大麻纤维放置在水溶液中首先通过微波进行初步处理，再经过两次超声波处理，超声波处理的大麻纤维取出水沥干，放入酸性溶液中进行酸洗，酸洗后取出在水溶液中水洗，水洗脱酸后进行脱水，在抖动机上将大麻纤维抖松，最后在30-40℃的干燥房中干燥；大麻纤维的预处理去除大麻纤维中的杂质和胶质，超声波的处理可以很好的去除胶质并且环保，相比于现在大量的使用的化学除胶，超声波除胶环保无污染物。

s2、棉纤维预处理：将棉纤维加入少量去离子水湿润，挤干后放入工作浴中，工作浴是浴比为1:30的氢氧化钠和双氧水溶液，氢氧化钠的含量为10g/l，双氧水的含量为8g/l，棉纤维在85-90℃的热水中处理60min，再通过60-80℃的热水洗5min，再到40-60℃的温水洗5min，最后通过冷水冲洗5min，洗完后在30-40℃的环境下晾干；棉纤维通过化学的方式除去棉花中掺杂的油污和泥土。

s3、羊毛纤维预处理：将羊毛纤维放置在硫酸钠和氯化钠的溶液中进行漂洗，ph值控制在6.5和7.5之间，羊毛纤维洗完后用去离子水浸湿，再将羊毛纤维移送到硫酸浓度为4％-6％的溶液中处理5-10min，再将羊毛纤维进行烘焙酸液浓缩后炭化草质，将炭化的草质进过碾压后除去，将羊毛纤维放入纯碱溶液中进行中和水洗，水洗后将羊毛纤维放置在50-80℃的烘干设备中10min进行烘干；羊毛纤维通过化学方法除去汗和杂质，通过炭化的方式除去草质，经过预处理的自然纤维可以达到可加工的目的，使自然纤维更好的融合在一起。

步骤二、棉纤维和羊毛纤维混纺；采用混纺机1进行比例混纺，将s2加工的棉纤维放入到第一混纺辊31的活动外箱6中，启动第一混纺辊31的电机，第一混纺辊31将棉纤维缠绕，将羊毛纤维放入到第二混纺辊41的活动外箱6中，启动第二混纺辊41的电机，第二混纺辊41将羊毛纤维缠绕，再将棉纤维手动穿过第一抽丝盒32，连接到纤维辊21上，将羊毛纤维手动穿过第二抽丝盒42，连接到纤维辊21上，棉花纤维和羊毛纤维在纤维辊21上的数量比为2：1，制得棉羊毛混纺备用；

步骤三、大麻纤维与棉纤维和羊毛纤维混纺；采用混纺机1进行比例混纺，将步骤二中的棉羊毛混纺放置在第一混纺辊31的位置，将大麻纤维放入到第二混纺辊41所在的活动外箱6中，启动第二混纺辊41的电机，第二混纺辊41将大麻纤维缠绕，再将缠绕的大麻纤维手动穿过第二抽丝盒42，连接到新的纤维辊21上，将棉羊毛混纺的第一混纺辊31手动穿过第一抽丝盒32，连接到新的纤维辊21上，大麻纤维和棉羊毛纤维在纤维辊21上的数量比为2:1，制得大麻纤维、棉纤维和羊毛纤维的混纺；通过混纺机的缠绕使自然纤维仅仅缠绕在混纺辊上，再通过电机的带动使缠绕的纤维成丝状输出到外部的纤维辊上，根据大麻纤维、棉纤维和羊毛纤维的不同比例选择丝线数，使三种纤维合理的混纺；混纺的纤维通过柔软剂和抗静电剂的作用具有更可靠的舒适性，避免粗糙的质感和静电的产生，亲水处理使混纺在水刺中具有良好的亲水效果，使水刺的过程更加的流畅。

步骤四、混纺制网；将步骤三制得的混纺移入到混纺箱中，采用翻滚的方式再次混合，混合后将混纺移到震动筛上，震动筛在混纺下方以一秒钟十次的频率震动混纺，并且通过爪耙不断的抓棉，抓棉和震动的时间为20min，在通过滚筒梳针对混纺进行梳理，梳理后的混纺通过卷棉工序将混纺成卷；

步骤五、亲水处理；将步骤四所制得的混纺放置在亲水处理液中浸泡，亲水处理液为双氧水和水的混合液，其中双氧水与水的比例为1:3，亲水处理液的温度为60-80℃，处理时间为24-36小时。大麻纤维、棉纤维和羊毛纤维的天然纤维为主要的原材料，其中大麻纤维和棉纤维是植物纤维，羊毛纤维是动物纤维，大麻纤维具有天然的抑菌和抗霉的特性，大麻纤维比苎麻和亚麻纤维更细，也比较的柔软，同时具有很好的韧性，并且可有效的预防静电的产生，棉纤维具有柔软的舒适性，与皮肤接触具有优良的触感，羊毛纤维具有较强的吸湿性并且具有良好的缩绒性，具有良好的弹性，适合多种场合应用，大麻纤维、棉纤维和羊毛纤维之间的混纺有效的避免了大麻纤维的粗糙感，棉纤维的脆性和羊毛纤维的昂贵的特点，混纺的织物具有三者的优点，具有更好的实用性能。

制备方法所述步骤s1中微波的功率在1-2kw,第一次超声波的功率为30khz，第二次超声波的功率为60khz，微波处理时间为10min，第一次超声波处理时间为40min，第二次超声波处理时间为30min，微波和超声波处理的水温在50-60℃。

制备方法所述步骤s1中酸洗采用硫酸和水的混合液，硫酸浓度为1g/l，常温常压，酸洗5min，水洗先再80-100℃的热水中浸泡5min，取出后在常温下的流水中冲洗。

制备方法所述步骤s3羊毛纤维漂洗后通过50-80℃的烘干设备烘烤5min，羊毛纤维炭化草质之前的烘焙酸液浓度的的烘焙温度为50-60℃，烘焙时间为10min，纯碱溶液的碱浓度与硫酸浓度一致。

制备方法所述步骤三完成后将大麻纤维、棉纤维和羊毛纤维混纺放置在纤维处理溶液中浸泡30min，纤维处理溶液中包括柔软剂，抗静电剂和漂白剂，柔软剂采用有机硅柔软剂，抗静电剂采用非离子型抗静电剂。

制备方法所述步骤五中的双氧水浓度为28％。

制备方法步骤二和步骤三中所述混纺机1包括混纺架2、第一支撑架3和第二支撑架4，所述第一支撑架3和第二支撑架4水平安装在活动外箱6内，混纺架2设置在活动外箱6外侧，混纺架2一侧设置有两个v字架22，两个v字架22之间安装有纤维辊21，第一支撑架3上水平安装有第一混纺辊31，第二支撑架4上水平安装有第二混纺辊41，第一混纺辊31和第二混纺辊41之间通过活动外箱6中间的挡板隔开，第二混纺辊41上方叠加安装有第二抽丝盒42和第一抽丝盒32，第一抽丝盒32设置在第二抽丝盒42的上方，第一抽丝盒32顶部安装有压紧块5，压紧块5是底部为滚轮的重块，纤维辊21、第一混纺辊31和第二混纺辊41一侧均安装有电机，活动外箱6在第一混纺辊31和第二混纺辊41上方均设置有开口。

实施例2

一种天然抑菌纤维水刺新材料，如图1-3所示，包括大麻纤维、棉纤维和羊毛纤维三种混纺天然纤维，其中大麻纤维的重量份为60份，棉纤维的重量份为30份，羊毛纤维重量份为10份；制备方法同实施例1。

实施例3

一种天然抑菌纤维水刺新材料，如图1-3所示，包括大麻纤维、棉纤维和羊毛纤维三种混纺天然纤维，其中大麻纤维的重量份为57份，棉纤维的重量份为35份，羊毛纤维重量份为8份；制备方法同实施例1。

对比例1

对比例1采用专利公开号为cn107620157a，名称为一种天然抑菌纤维水刺新材料及其制备方法和应用的专利，通过包括原材料大麻纤维及棉纤维，经如下方法制备而成：将大麻纤维和棉纤维分别进行预处理；将预处理后的大麻纤维和棉纤维进行混合；将混合纤维依次经过开清棉、梳棉、精梳工序制成精条后拉断成精网；精网经过亲水处理后即得。本发明所述天然抑菌纤维水刺新材料长度均匀、纤维伸直度好、杂质少、混合均匀，其制备方法对原材料大麻纤维的损伤低、损耗低，产品具有安全抗菌、吸湿透气、干爽性好的特点，产品柔软适肤，可广泛应用于无纺布、纱布、基布等，应用前景广阔制得水刺新材料。

根据实施例1、实施例2、实施例3和对比例4的混纺产品进行性能参数的对比实验，实验项目包括混纺纤维的抑菌性，柔软度、反光率和吸水率四项指标，具体实验数据如下：

由上表可以看出，大麻纤维的含量直接决定了抑菌性的效果，大麻纤维含量的多少均订了抑菌性能，大麻纤维含量越高抑菌性越好，同时柔软度下降，棉纤维含量的多少决定了柔软度和吸水率的性能，棉纤维越多柔软度越高，吸水率也越好，羊毛纤维含量的多少影响了反光率的性能，羊毛纤维含量高反光率越高，混纺的纤维看上去更加的洁白。

通过上表的数据可以得出实施例1、实施例2和实施例3的抑菌性在不添加任何人工抑菌的化学成分的情况下，抑菌效果远好于对比例1，实施例加入了羊毛纤维在反光率上也远优于对比例1，在大麻纤维过多的添加的情况下柔软度与对比例1的相差数据也很微小，故实施例1、实施例2和实施例3均具有良好的天然抑菌的效果，添加了羊毛纤维的混纺使色泽更加的洁净，更适用于工业应用的场合。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。