一種三角黃草纖維的環保型製備方法與流程

2023-07-19 11:53:46

本發明屬於紡織纖維技術領域，具體涉及一種三角黃草纖維的環保型製備方法。

背景技術：

三角黃草，又名短葉茳芏，毛軸莎草中的一個變種，多年生草本，作編織用的纖維作物。鬚根系，具有地上莖和地下莖。地下莖匍匐橫生表土層，有假節，節為鱗片包裹；地上莖直立，莖的中上部形成三稜形。葉著生於地上莖基部，葉鞘較長，包裹地上莖的基部，棕色。花位於上莖頂部，復出聚傘花序和小穗狀花序，鬆散，自花授粉。果實為小堅果，成熟時黑褐色。

匍匐根狀莖長，木質。稈高80~100釐米，銳三稜形，平滑，基部具1~2片葉。葉片短或有時極短，寬3~8毫米，平張；葉鞘很長，包裹著稈的下部，棕色。苞片3枚，葉狀，短於花序；長側枝聚繖花序復出或多次復出，具6~10第一次輻射枝，輻射枝最長達9釐米；穗狀花序鬆散，具5~10個小穗；穗狀花序軸上無毛；小穗極展開，線形，長5~25（~50）毫米，寬約1.5毫米，具10~42朵花；小穗軸具狹的透明的邊；鱗片排列疏鬆，厚紙質，橢圓形或長圓形，頂端鈍或圓，不具短尖，長約2~2.5毫米，背面無龍骨狀突起，紅棕色，稍帶蒼白色，邊緣黃色或麥稈黃色，脈不明顯；雄蕊3，花葯線形，紅色藥隔突出於花葯頂端；花柱短，柱頭3，細長。小堅果狹長圓形，三稜形，幾與鱗片等長，成熟時黑褐色。花果期6~11月。

喜溫好溼，耐鹼性較強，對土壤選擇不嚴，不僅淡水田可種植，沿海鹹水田也可種植，一般在pH4~5仍可正常生長，當土壤耕層氯含量達0.5%、並灌入氯含量0.08~0.25%鹹水時，還有利草質的提高，生育過程可分為草芽萌發、草莖伸長、現蕾開花和種子成熟4個時期。花期為4~8月，以8月為最盛，9月則種子成熟。

此草在我國南部福建、浙江、廣東、廣西、四川等省區均有大量種植，此草一生抗病蟲能力強，無需農藥防治，為綠色無汙染環保型產品，長期以來使用這種草編織的工藝品光滑柔軟，質地堅韌，受到廣大消費者的青睞。2007年浙江大學與企業合作，為了提高三角黃草的附加值，研究了一種紡織用棉化三角黃草纖維的環保型製備方法，並申報了發明專利，公開號為CN101165230A，該方法將原料預處理後經過脫膠、化學汽化松解和改性，得到可以紡織用的三角黃草纖維，為三角黃草纖維的綜合利用拓展了新的領域。

但隨著我國紡織工業的不斷發展，對天然纖維的需求量不斷增大，同時對天然纖維的性能以及纖維生產過程中的化學藥品和汙水的使用量均提出了新的要求，故10年前的方法已經無法滿足現在的需要，急需研究一種三角黃草紡織纖維的新的製備方法。

技術實現要素：

為了解決背景技術的問題，本發明的目的是要提供一種三角黃草纖維的環保型製備方法。

解決其問題的技術方案是：

一種三角黃草纖維的環保型製備方法，包括以下步驟：

A、將黃草纖維晾乾、切斷、去雜質後進行碾壓，使三角黃草的莖杆呈縱向開裂；

B、將黃草纖維加入氯化鈉水溶液中進行浸泡2~3h，取出後加入甘油和碳酸氫鈉混合水溶液，浸泡1~2h，放入-15~-25℃的冷庫中速凍；

C、將黃草纖維轉移到0~4℃的真空箱中，抽真空至-0.5~-0.8MPa，保持15~20min後取出；

D、將黃草纖維加入沸騰的pH為4~5的酸液中，保持3~5min後，降溫至40~50℃，加入漆酶，繼續處理60~80min後，煮沸5~10min使酶失活；

E、將黃草纖維放入清水中，加入火山石，在頻率為8~15kHz，功率為20~30kW的條件下，進行超聲波處理15~25min，取出乾燥即可。

優選的，所述的氯化鈉水溶液的濃度為1~5%。

優選的，所述的甘油和碳酸氫鈉混合水溶液中，甘油的含量為0.2~0.5%，碳酸氫鈉的含量為0.5~2%。

優選的，所述的步驟D中的酸液的酸度由草酸調節。

優選的，所述的氯化鈉水溶液可以重複利用。

優選的，本發明的纖維的製備方法，對麻類產品也可以使用，只需要調節各原料的濃度和處理的強度即可。

本發明的有益效果：

本發明的三角黃草纖維的環保型製備方法，首先將纖維進行預處理後，加入氯化鈉溶液中，讓氯化鈉進入纖維內部，然後加入甘油和碳酸氫鈉混合水溶液，此時氯化鈉會從纖維中析出，騰出空間讓甘油和碳酸氫鈉可以進入細胞中；放入冷庫中速凍後，纖維內的水分子形成微冰晶，在低溫條件下抽真空，纖維內部的微冰晶在真空乾燥的條件下直接生化，從而在纖維內部形成許多微孔；在沸騰的酸液中處理後，碳酸氫鈉與氫離子反應生成碳酸並在高溫下迅速釋放二氧化碳，進一步擴大微孔的體積並在纖維內部為後續的酶處理提供了足夠的場所；酶處理後，加入火山石並用超聲處理，一方面可以繼續脫膠，另一方面可以對纖維表面進行研磨，降低纖維表面的硬度，使纖維柔化。

本發明的黃草纖維的製備方法，採用物理處理、生物處理和化學處理相結合的方式，在整個處理過程中，只需要加入少量甘油、草酸和碳酸氫鈉，不再加入對環境影響大的強鹼和軟化劑，對環境的影響小；符合我國對紡織工業低汙染、低排放的要求。

本發明的製備方法，在黃草纖維的處理階段即加入甘油，目的是對纖維內部的醇類、酸類、酯類進行一定的保護，降低後續冷凍、酸處理、高溫處理對其的影響，從而使最終製備的纖維具備一定的抑菌效果。

具體實施方式

實施例1

一種三角黃草纖維的環保型製備方法，包括以下步驟：

A、將黃草纖維晾乾、切斷、去雜質後進行碾壓，使三角黃草的莖杆呈縱向開裂；

B、將黃草纖維加入3%的氯化鈉水溶液中進行浸泡2.5h，取出後加入0.3%的甘油和0.8%的碳酸氫鈉混合水溶液中，浸泡1.5h，放入-18℃的冷庫中速凍；

C、將黃草纖維轉移到2℃的真空箱中，抽真空至-0.7MPa，保持17min後取出；

D、將黃草纖維加入沸騰的pH為4.5的酸液中，保持3.5min後，降溫至45℃，加入漆酶，繼續處理65min後，煮沸8min使酶失活；

E、將黃草纖維放入清水中，加入火山石，在頻率為12kHz，功率為25kW的條件下，進行超聲波處理22min，取出乾燥即可。

所述的步驟D中的酸液的酸度由草酸調節。

實施例2

一種三角黃草纖維的環保型製備方法，包括以下步驟：

A、將黃草纖維晾乾、切斷、去雜質後進行碾壓，使三角黃草的莖杆呈縱向開裂；

B、將黃草纖維加入1%的氯化鈉水溶液中進行浸泡3h，取出後加入0.2%的甘油和2%的碳酸氫鈉混合水溶液中，浸泡1h，放入-25℃的冷庫中速凍；

C、將黃草纖維轉移到0℃的真空箱中，抽真空至-0.8MPa，保持15min後取出；

D、將黃草纖維加入沸騰的pH為5.0的酸液中，保持3min後，降溫至50℃，加入漆酶，繼續處理60min後，煮沸10min使酶失活；

E、將黃草纖維放入清水中，加入火山石，在頻率為8kHz，功率為30kW的條件下，進行超聲波處理15min，取出乾燥即可。

所述的步驟D中的酸液的酸度由草酸調節。

實施例3

一種三角黃草纖維的環保型製備方法，包括以下步驟：

A、將黃草纖維晾乾、切斷、去雜質後進行碾壓，使三角黃草的莖杆呈縱向開裂；

B、將黃草纖維加入5%的氯化鈉水溶液中進行浸泡2h，取出後加入0.5%的甘油和0.5%的碳酸氫鈉混合水溶液中，浸泡2h，放入-15℃的冷庫中速凍；

C、將黃草纖維轉移到4℃的真空箱中，抽真空至-0.5MPa，保持20min後取出；

D、將黃草纖維加入沸騰的pH為4.0的酸液中，保持5min後，降溫至40℃，加入漆酶，繼續處理80min後，煮沸5min使酶失活；

E、將黃草纖維放入清水中，加入火山石，在頻率為15kHz，功率為20kW的條件下，進行超聲波處理25min，取出乾燥即可。

所述的步驟D中的酸液的酸度由草酸調節。

實施例4

一種三角黃草纖維的環保型製備方法，包括以下步驟：

A、將黃草纖維晾乾、切斷、去雜質後進行碾壓，使三角黃草的莖杆呈縱向開裂；

B、將黃草纖維加入1%的氯化鈉水溶液中進行浸泡2.5h，取出後加入0.5%的甘油和0.5%的碳酸氫鈉混合水溶液中，浸泡1.5h，放入-25℃的冷庫中速凍；

C、將黃草纖維轉移到0℃的真空箱中，抽真空至-0.65MPa，保持20min後取出；

D、將黃草纖維加入沸騰的pH為4.2的酸液中，保持3.5min後，降溫至50℃，加入漆酶，繼續處理70min後，煮沸7min使酶失活；

E、將黃草纖維放入清水中，加入火山石，在頻率為15kHz，功率為20kW的條件下，進行超聲波處理20min，取出乾燥即可。

所述的步驟D中的酸液的酸度由草酸調節。

實施例5

一種三角黃草纖維的環保型製備方法，包括以下步驟：

A、將黃草纖維晾乾、切斷、去雜質後進行碾壓，使三角黃草的莖杆呈縱向開裂；

B、將黃草纖維加入5%的氯化鈉水溶液中進行浸泡2.2h，取出後加入0.4%的甘油和2%的碳酸氫鈉混合水溶液中，浸泡1.2h，放入-15℃的冷庫中速凍；

C、將黃草纖維轉移到4℃的真空箱中，抽真空至-0.6MPa，保持15min後取出；

D、將黃草纖維加入沸騰的pH為4.7的酸液中，保持5min後，降溫至42℃，加入漆酶，繼續處理60min後，煮沸10min使酶失活；

E、將黃草纖維放入清水中，加入火山石，在頻率為12kHz，功率為20kW的條件下，進行超聲波處理25min，取出乾燥即可。

所述的步驟D中的酸液的酸度由草酸調節。

對實施例1-5製備的三角黃草纖維與棉纖維進行1:1混紡，得到混紡面料，測試混紡面料的抑菌性能，並與採用相同紡織方法得到的棉面料進行對比，得到表1。

表1：

由以上測試數據可以知道，本發明製備的三角黃草纖維具備非常好的抑菌性能。

對比實施例1

將實施例1中的氯化鈉浸泡步驟去除，其餘製備過程不變。

對比實施例2

將實施例1中的甘油去除，其餘製備過程不變。

將對比實施例1和2製備的三角黃草纖維與棉纖維進行1:1混紡，得到混紡面料。

將以上混紡面料進行抑菌測試，測試結果如表2所示：

表2：

由以上測試數據可以知道，將本發明中的氯化鈉浸泡步驟去除，會對纖維的抑菌性能造成顯著的影響，而不加入甘油對纖維的抑菌性能的影響非常大，會導致纖維基本失去抑菌性能。

對比實施例3

將實施例1中的超聲波處理步驟去除，其餘製備過程不變。

將對比實施例3製備的三角黃草纖維與棉纖維進行1:1混紡，得到混紡面料。

採用標準集團（香港）有限公司的紡織品柔軟度測定儀對實施例1和對比實施例3的混紡面料柔軟度進行測定，發現對比實施例3的混紡面料比實施例1的混紡面料手感柔軟度差30%以上，表明實施例1的混紡面料的柔軟度顯著好於對比實施例3的混紡面料。

上述雖然對本發明的具體實施方式進行了描述，但並非對本發明保護範圍的限制，在本發明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發明的保護範圍以內。