一種睡蓮抗菌纖維及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種睡蓮抗菌纖維及其制備方法，通過特殊工藝從睡蓮植物根莖中提取天然纖維束，再運用睡蓮科植物的花、葉生物堿提取物結合胍類高分子聚合物對睡蓮纖維進行抗菌后整理，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。可用于生產手工或機器編織用品，可作為生產抗菌紡織制品的次級原材料，還可廣泛應用于消毒凈水器的濾芯、濾膜、生物半透膜以及城市管網水系的凈化除菌。
【專利說明】一種睡蓮抗菌纖維及其制備方法
[0001]【技術領域】本發明涉及一種睡蓮抗菌纖維及其制備方法，是通過特殊工藝從睡蓮植物根莖中提取天然纖維束，再運用睡蓮科植物的花、葉生物堿提取物結合胍類高分子聚合物對睡蓮纖維進行抗菌后整理，從而使制備出的睡蓮纖維具有抗菌、抑菌性能。本發明涉及的睡蓮抗菌纖維應用范圍廣泛，可用作消毒凈水器的濾芯、濾膜、生物半透膜以及城市管網水系的凈化除菌，可用于生產手工或機器編織用品，還可作為生產抗菌紡織制品的次級原材料。本發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合其他化學聚合物通過合理混配制備出抗菌整理劑，再經過二浸二軋工藝，使睡蓮纖維附加抗菌、抑菌的功效。本發明制備工藝簡單，原料來源豐富，整個生產工藝環保科學，無毒無副作用，應用行業廣泛，具有廣闊的市場應用前景。
[0002]【背景技術】天然纖維是自然界原有的或經人工培植的植物上、人工飼養的動物上直接取得的紡織纖維，比如從農作物中提取麻、棉纖維，從蠶繭(熟蠶結繭時分泌絲液凝固而成的連續長纖維，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源。經過不斷地認知實踐，人類已經成功開發出了多種植物纖維，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；從植物種子表皮細胞得到的種子纖維如棉、木棉；從植物果實得到的果實纖維如椰子纖維。隨著對纖維提取技術的不斷改進，人們開始將目光投向那些未經開發的植物。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，完全能夠將其提取出來作為一種新型纖維開發使用。睡蓮的根莖中含有大量的淀粉物質，能吸收水中的汞、鉛、苯酚等有毒物質，還能過濾水中的微生物，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，無獨有偶，這些成分都或多或少地具有抗菌抑菌作用，這也從側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；蓮纖維的斷裂強度為3.44 cN/dtex,優于羊毛，與棉、蠶絲接近，僅次于苧麻；蓮纖維的斷裂伸長率為2.75%，與苧麻相近，比棉、羊毛和蠶絲小；在小應力下，蓮纖維的彈性較好；蓮纖維的靜、動摩擦因數分別為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，通過實驗測試，分析蓮纖維結構與吸濕性能的關系。在標準狀態下，測定了蓮纖維的吸、放濕特征曲線，并由此推導出蓮纖維在達到吸、放濕平衡過程中，回潮率對時間的回歸方程以及吸、放濕速率方程。結果表明: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。以上研究結果表明，睡蓮纖維具有彈性好，斷裂強度高，吸濕速率高，韌性好，手感較粗糙的特點。睡蓮花、葉提取物具有抗菌、解毒、凈水、抑制微生物生長的作用。睡蓮纖維的提取開發目前仍處于初期摸索階段，目前見于文獻報道的較少。本發明旨在提供一種制備睡蓮抗菌纖維的方法，通過環保的生產工藝避免破壞纖維的結構和性能，并利用睡蓮本身的抗菌生物堿結合其他化學物質，對睡蓮纖維進行抗菌后整理，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越性，為其后續開發應用提供堅實的技術支撐。
[0004]
【發明內容】
本發明提供了一種睡蓮抗菌纖維及其制備方法，本發明的要點在于利用睡蓮根莖通過特殊工藝提取睡蓮纖維，并通過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、抗菌環保的睡蓮抗菌纖維。本發明主要采用睡蓮花、睡蓮葉的天然提取物(葉黃酮、沒食子酸、紫槲皮甙)，結合多胍類高分子聚合物以及化學柔順劑，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、無毒無害、天然不刺激多種特點于一身的睡蓮抗菌纖維。
[0005]本發明的原理為:睡蓮莖桿中存在大量的睡蓮纖維，將睡蓮莖桿初步整理后，經壓軋抽離、梳解開纖工藝后得到細纖維束。研究表明睡蓮纖維在堿性溶劑中的穩定性較好。一定濃度的氫氧化鈉溶液可以將睡蓮莖桿內的膠質蛋白洗脫，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、蛋白膠質類成分及其它非纖維成分洗脫出來，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成分，一般通過乙醇提取工藝將睡蓮葉黃酮提取出來。大量的藥理實驗研究表明，黃酮類化合物有明顯的抗潰瘍、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優勢，尤其是植物黃酮化合物以其純天然、高活性、見效快等特點得到國內外科研人員的青睞。研究表明，睡蓮葉黃酮對大腸桿菌、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是抗菌整理液配方的一個重要組分。
[0007]沒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。體外試驗表明，濃度為5mg/ml的沒食子酸對金黃色葡萄球菌、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%濃度的沒食子酸對17種真菌有抑菌作用，對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。它對紫外線和X射線具有極強的吸收作用，試驗表明添加10%的紫槲皮甙，紫外線的吸收率高達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胞產生的活性氧自由基，具有抗氧化作用，從而增強睡蓮纖維的抗氧化性能力，增強纖維素的定負荷拉伸彈性和單次拉伸性能，增大睡蓮纖維的韌性和強度。
[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；性質穩定、易溶于水的優良性能；可在常溫下使用、長期抑菌、無副作用、無腐蝕性、無色、無嗅、無毒、不燃、不爆、使用安全、價格適中，是綠色高效無毒的化學殺菌劑。聚六亞甲基胍對微生物有強大的親和性，很容易被通常呈負電性的各類細菌、真菌、病毒所吸附，快速全面地滲入到細菌細胞內，使細胞內的蛋白質凝固變性從而抑制細菌的分裂繁殖功能。
[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度，在溫水中浸潰24h ；
(2)浸潰后的莖桿在滾軸壓軋機中進行壓軋，抽離出粗纖維束，送入氣流開纖分離機中，梳解開纖分離得到細纖維束；
(3)將細纖維束浸入20%的NaOH溶液中lh，通過堿洗去除纖維束中的膠狀蛋白，溫水反復浸泡后，浸入20-40%的氯化鈉溶液1min,溫水繼續浸泡2h,清洗、脫水、浙干；
(4)將浙干的細纖維束放入針孔抽軋機中抽軋，抖松后進行捆束整理，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為一個程序，重復該程序2次，加入烘干機中運行lOmin，捆束整理；檢驗合格后入庫保存。
[0014]本發明的有益效果是:(1)應用范圍廣泛，可用作消毒凈水器的濾芯、濾膜、生物半透膜以及城市管網水系的凈化除菌，可用于生產手工或機器編織用品，還可作為生產抗菌紡織制品的次級原材料；(2)原料來源豐富，睡蓮科植物均可作為原材料；(3)提取制備工藝簡單、生產成本低；(4)生產過程環保安全，不產生有毒有害化學物質，對生產環境和操作工人無毒副作用；(5)睡蓮抗菌纖維的抑菌性能好，可達到95%以上的抑菌率，對多種細菌繁殖體有效，尤其對革蘭氏陽性球菌及真菌有效；(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，具有解毒、凈水的作用。
[0015]【具體實施方式】下面結合實施例對本發明作進一步的詳細說明:
一、按照下表所列步驟進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度，在溫水中浸潰24h ；
(2)浸潰后的莖桿在滾軸壓軋機中進行壓軋，抽離出粗纖維束，送入氣流開纖分離機中，梳解開纖分離得到細纖維束；
(3)將細纖維束浸入20%的NaOH溶液中lh，通過堿洗去除纖維束中的膠狀蛋白，溫水反復浸泡后，浸入25%的氯化鈉溶液1min,溫水繼續浸泡2h,清洗、脫水、浙干；
(4)將浙干的細纖維束放入針孔抽軋機中抽軋，抖松后進行捆束整理，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為一個程序，重復該程序2次，加入烘干機中運行lOmin，捆束整理；檢驗合格后入庫保存。
[0017]2、按照下表所列步驟進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度，在溫水中浸潰24h ；
(2)浸潰后的莖桿在滾軸壓軋機中進行壓軋，抽離出粗纖維束，送入氣流開纖分離機中，梳解開纖分離得到細纖維束；
(3)將細纖維束浸入20%的NaOH溶液中lh，通過堿洗去除纖維束中的膠狀蛋白，溫水反復浸泡后，浸入36%的氯化鈉溶液lOmin，溫水繼續浸泡2h，清洗、脫水、浙干；
(4)將浙干的細纖維束放入針孔抽軋機中抽軋，抖松后進行捆束整理，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為一個程序，重復該程序2次，加入烘干機中運行lOmin，捆束整理；檢驗合格后入庫保存。
【權利要求】
1.本發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清洗、長度整理、浸潰、壓軋、堿洗、鹽洗、浸泡、脫水、抽軋、捆束工藝提取睡蓮纖維，運用睡蓮科植物的花、葉生物堿提取物結合胍類高分子聚合物對睡蓮纖維進行抗菌后整理，經浸潰、壓軋、烘干、捆束整理工藝使睡蓮纖維附帶抗菌性能。
2.根據權利要求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.根據權利要求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工藝: 收集睡蓮植物的根莖，去葉除梗洗凈后裁成指定長度，在溫水中浸潰24h ； 浸潰后的莖桿在滾軸壓軋機中進行壓軋，抽離出粗纖維束，送入氣流開纖分離機中，梳解開纖分離得到細纖維束； 將細纖維束浸入20%的NaOH溶液中lh，通過堿洗去除纖維束中的膠狀蛋白，溫水反復浸泡后，浸入20-40%的氯化鈉溶液1min,溫水繼續浸泡2h,清洗、脫水、浙干； 將浙干的細纖維束放入針孔抽軋機中抽軋，抖松后進行捆束整理，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為一個程序，重復該程序2次，加入烘干機中運行lOmin，捆束整理；檢驗合格后入庫保存。
【文檔編號】D06M13/207GK104514142SQ201310461161
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年9月27日 優先權日:2013年9月27日
【發明者】李實
申請人:青島暢綠生物研究所