用废蚕丝作原料的水剌无纺布及其生产方法

专利名称：用废蚕丝作原料的水剌无纺布及其生产方法
技术领域：
本发明涉及真丝水刺无纺布及其生产方法，特别是涉及作卫生材料用的、用废蚕丝作原料的真丝水刺无纺布及其生产方法。
目前无纺布产品，99％以上为纯化纤或合成材料制成的，如采用涤纶、尼龙、粘胶等等，含纯天然纤维的仅仅有全棉无纺布。全棉无纺布是以天然棉花为原料。棉花原料取之容易，处理简单，很容易满足水刺加工要求。其生产方法是，选料--脱脂--漂白--水刺加工。天然棉纤维较粗，长度适中，整齐度好，只要达到29mm以上，几乎无需筛选，采用紧式加工方式直接进入脱脂工序。棉纤维表面含有一层植物脂肪，在100℃碱性溶液中，30分钟就很容易地被全部脱尽，采用的脱脂助剂主要为纯碱。脱脂后进行冷水冲洗。漂白工序中，仍采用紧式加工方式，用的主要助剂为双氧水和泡化碱，温度为100℃，时间为120分钟，用冷水冲洗。用这种方法生产全棉无纺布，会造成植物纤维的损伤；所生产的无纺布产品含有一定量的粉尘及助剂残留物，手感粗糙。全棉无纺布作为传统产品，大量被用来作为医用敷料，包扎伤口使用。但由于其功能单一，除了对皮肤无过敏副作用外，别无其他特殊优点。当前医用敷料最好的为复合型伤口材料。这种复合型伤口材料由于是由化纤材料制成，故在医用上存在一定的局限性，如会对有些皮肤产生过敏的副作用。
蚕茧，俗称蚕宝宝。从茧子上抽出长1000米以上的长丝，称白长丝(正料)。蚕丝纤维是由两部分构成，蚕丝纤维中间为丝素(丝蛋白体)。在丝素外层包有丝胶。丝胶是一种动物脂肪胶与蛋白质的有机混合体，可对丝素起保护作用。从丝胶对热水或碱液的溶解性的差异来看，丝胶体自外层到内层又可分为丝胶Ⅰ、丝胶Ⅱ、丝胶Ⅲ、丝胶Ⅳ。从丝胶Ⅰ到丝胶Ⅲ易于溶解，占整个丝胶的90％以上；而占3-5％的丝胶Ⅳ就难以去除。从精炼的脱胶速度可以证实这一特性。通常用的蚕丝原料都经过脱胶，即脱去丝胶Ⅰ到丝胶Ⅲ。因为不脱去这层胶就无法用来织造和漂染。但其上面仍留有3-5％的残胶，即丝胶Ⅳ。留有残胶，也是纺织的需要，可保证丝的强度。由于外层丝胶容易溶解，故采用一般的精炼方法就能将其脱掉。常规的精炼法有，a化学精炼法，b酶精炼法，c腐化法。使用的助剂为酸、碱、酶等。但这些常规方法对处理残胶却暴露出各自的不足。化学法难以脱尽残胶，丝的光泽、手感较差，易损伤纤维；酶精炼法工艺条件苛刻，难以控制，质量不够稳定；腐化法周期长，生产效率低。这些方法若用在丝的下脚料处理上则不够理想。其原因不仅仅是由于残胶本身比较难脱，而且是下脚料往往带有大量的油脂、污垢。此外，卫生用无纺布对纤维的处理要求较高也是一个重要的原因。同样，在漂白工序上，也存在着类似的问题。蚕丝漂白有两大难点，一是白度难以提高。脱胶以后的丝纤维表面还略带有丝胶，这层动物脂肪大大地影响、阻碍了漂白过程中的氧化反应；二是正因为有这层薄薄的胶，而将漂白时用的稳定剂中的粉尘吸附住，粉尘在水刺机中会释放出来污染循环水。对蚕丝纤维漂白，目前采用双氧水漂白法。其主要助剂及含量一般为，双氧水35％，泡化碱50％，烧碱约10％；温度90-95℃。该漂白工艺最大不足是，纤维易受损，手感不佳，化学残留物难以洗净等。若用于蚕丝下脚料漂白，则问题更突出，白度不理想，要提高白度，则要增加泡化碱比例，纤维因此更容易发脆。所以传统工艺无论是脱胶，还是漂白，都不能满足真丝水刺无纺布对丝纤维的处理要求。就长丝而言，家蚕丝的单根纤维长度一般都在1000米以上，如要作为无纺原料，就要将很长的家蚕丝切断，而长丝切割成本非常高，难以商品化。长丝经过加工处理后会产生下脚料，如绢丝头、回棉、茧皮丝及回长丝等。目前还没有用这些下脚料作水刺无纺布的原料，自然也就没有作卫生用品的。
本发明的目的是提供一种用废蚕丝作原料的真丝水刺无纺布及其生产方法，并用这种真丝水刺无纺布作卫生材料。
本发明的目的是这样实现的。
本发明的生产方法是，原料筛选加工→原料处理脱胶、漂白→水刺加工→产品。
原料筛选加工采用家蚕丝废料作原材料必须进行原料筛选加工。家蚕丝废料种类很多，能利用做水刺无纺布的必须符合长度在4-6cm，基本无2cm以下的短纤维，无短绒、毛绒，线密度(dtex)＞1的熟丝或半熟丝，并且是单纤维。加工方法是，首先将家蚕丝废料中的线头全部开松成单纤维状，然后在精疏机上对长短不一的单纤维进行整齐度加工。短的去除，长的拉断，同时将其中的杂物也去除。因为原料质量的好坏，将直接影响到能否脱胶精炼彻底乃至满足水刺机对纤维的要求。
原料处理在本发明中，原料处理是关键技术之一，不仅直接影响无纺布设备的正常运行，而且也决定了最终成品的质量。原料处理分脱胶，漂白。
①脱胶对用家蚕丝废料作无纺布卫生用品来说，脱胶必须彻底，即必须脱去蚕丝下脚料留有的残胶，否则成品会带有丝胶臭味，而卫生用品是不允许带任何异味的。如果丝胶完全脱尽，又会损伤丝纤维中的丝蛋白组织，会使纤维发脆，易断，影响丝纤维的强度。如何既要保护纤维的必要强力，又要尽可能的脱尽胶体，是需要解决的问题。问题的关键在于，针对蚕丝下脚料的特点，要恰到好处地脱去残胶。经过对几种传统脱胶法的比较，本发明采用二步法来解决这个问题。在酶法处理前，先用碱进行初炼，将丝胶外面的油脂、污垢基本去掉，再经酶处理。这样可使酶作用充分，消除了因操作上的误差而影响酶的作用条件，导致脱胶不完全、均匀的现象，即一定程度上降低了酶作用的负担。然后再正式进入酶脱胶阶段。采用绢丝头下脚料为原料时，加工方式为松式；在容器内放入原料及助剂，助剂采用90-92％碱性蛋白酶和8-10％的纯碱，温度为60-63℃，时间为20-25分钟，之后用热水一次、冷水二次进行清洗。
采用回棉、茧皮丝及长丝下脚料为原料时，加工方式为紧式；在容器内放入原料及助剂，助剂采用90-95％精炼剂和5-10％的纯碱，温度为95-100℃，时间为15-20分钟，之后用热水一次、冷水二次进行清洗。
无论是采用松式处理还是紧式处理，均应保证溶液与丝纤维作相对流动，水质要作软化处理。上述方法既利用和发挥了蛋白酶脱胶温和、快速，去胶程度高，而且不伤丝素的优异性能，也降低了酶的使用难度，使得脱胶后的蚕丝下脚料有一个比较理想的效果，即滑爽、无臭、强力良好，为漂白加工创造了较好的先决条件。
漂白作卫生材料用的蚕丝，必须进行散纤维漂白，讲究单根纤维漂白的整体效果。为解决蚕丝漂白工艺中存在的难点，本发明采用的方法是，a在助剂中减少泡化碱。因为泡化碱中含有大量的固体残留物难以洗净，减少部分以双氧水稳定剂代替，该稳定剂不会产生任何固态物，以解决纤维粗糙、发脆、表面留有大量助剂残留物的问题。b在漂白中适当加入纯碱及渗透剂，以帮助脱去极少的残胶，强化双氧水作用，达到增白的目的。加工方式为紧式，漂白主要助剂包括，30-35双氧水、45-50％双氧水稳定剂及10-15％泡化碱，其它助剂5-10％；温度为90-95℃，时间为80-90分钟，之后用含醋酸热水冲洗，水质要作软化处理，冲洗要彻底。
为了在水刺工艺过程中，延长水刺机使用寿命，可在漂白工艺后增加后整理工艺。后整理分为三道工序，即油剂处理、开松处理及剔除杂物。丝纤维本身强度较低，经漂白后因漂白剂氧化作用或多或少存在手感粗糙，直接用到水刺机上，很容易被拉断，产生短纤维，还会产生较大的静电，导致辅网不匀，成品无纺布厚薄不一。为避免这些现象，本发明采取了两大补充措施，即油剂处理和开松处理。
油剂处理将无毒无副作用的纺织润滑剂以1-3克/升的比例溶于温水，再将该溶剂均匀地与原料搅拌，并且控制回潮率＜15％，最后用塑料薄膜盖罩密封至少24小时后打开使用。这将明显地有助于纤维间润滑，降低磨擦，梳理时减少短纤维和静电。
开松处理丝纤维细、软、长，经漂白后易发生缠绕或成团现象，经下道水刺加工工序时，难以将它们打开，既使梳松开了，也很容易因抱合力过大将纤维拉断。这就需要对经漂白、油剂处理过的原料继续使用梳棉机(或开松机)梳松。开松好以后也有利于分辨、挑拣杂物。
剔除杂物去除金属、垃圾及有色纤维等。
经过上述工艺的处理，可用于水刺无纺设备生产的蚕丝原料已具有长度整齐，强度得到保证，CN/dtex＞3.5；丝纤维间松散、滑爽，无短绒、粉尘、杂物，无异味，不易变质，白度好。
可采用传统的水刺加工工艺。先将蚕丝纤维梳理成片状，然后进行水刺，即水通过细小的孔眼喷射出来，作用在蚕丝纤维片上，将蚕丝纤维缠绕成无纺布，喷射出来的水被吸入水气分离槽进行过滤再循环使用。但由于蚕丝纤维细而长，在原料处理中多少会留有一部分0.5-2cm的短纤维。这些短纤维随着高压循环水极易穿过普通的水过滤系统，游离在水循环系统中，时间一长，就会将水刺孔堵住，不仅影响水刺效果，而且污染循环水，过大消耗过滤材料。本发明为减少循环水中短丝纤维，采取的改进方法，一是在水循环系统中增加二道过滤网，新增加的袋式过滤网的网孔直径要小于原有过滤网的网孔直径，即小于水循环系统中其它过滤网的网眼。二是减小循环系统中水的压力，三是增加二个小水池。水刺工艺流程新水进入大水池→水进入新增加的Ⅱ号小水池→对水增压→首次过滤→水刺→除水气→将水放入过滤水床→通过二道新增加的袋式过滤网→经过芯式过滤和针棉过滤网→水进入新增加的Ⅰ号小水池，放掉部分水，剩下的部分水再注入Ⅱ号小水池与补充的新水作下一循环。增加小水池的作用是，循环水经过多次过滤网过滤，流进Ⅰ号小水池，经过一定时间(一般在2-3小时左右)，将Ⅰ号小水池的水放掉一部分(因为无论什么过滤系统都无法将水中的游离状纤维100％过滤掉，经过过滤后的循环水中多少会留有少部分散离纤维)，剩下的部分水注入Ⅱ号小水池，同时补充一部分新水，使水中尽可能减少处于游离状态的散纤维，将水刺孔被堵塞的概率降到最低，以保证水刺无纺布质量，延长水刺机的使用寿命。增加过滤网的作用有两个，一是通过减小该网的网孔直径，可有效地过滤掉循环水中的丝纤维；二是增加二道过滤网后，循环水的压力被大大地降了下来，最后使循环水流到针棉过滤网时，压力几乎接近零，消除了因水压过大而使丝纤维强行穿过最后一道过滤网的现象，使针棉过滤网真正起到了将前过滤过程中漏网的丝纤维最后基本都消除掉的作用。
本发明中用废蚕丝作原料生产真丝水刺无纺布的生产方法，工艺先进，科学，生产的真丝无纺布质地柔软，表面光滑洁白，手感细腻，无异味，成本低，解决了蚕丝下脚料脱胶、漂白工艺中的难点，水刺工艺合理。用本发明中的生产方法生产的真丝无纺布作卫生材料，以100％的天然蚕丝为原料，无任何添加剂，具有与人体最相近的蛋白体，很容易为人体吸(接)收，不会对皮肤产生任何副作用，对伤口可以收敛渗出液，阻止外部细菌侵入。它不但具有全棉无纺布卫生材料和复合型卫生材料的全部功能，而且总体效果明显超越上述两种卫生材料。本发明中的真丝无纺布卫生材料，使用中不粘合伤口，对伤口细菌不但起抑制作用，而且可以减少伤口细菌；使伤口收敛得更快，愈合效果更好。本发明的产品作伤口材料使用时，既使被遗忘在人体内，也会被人体吸收消化掉。本发明是迄今为止，卫生材料中最为理想、并且是无可替代的伤口医用敷料。
本发明由以下实施例及其附图
给出。附图是水循环系统工作示意图工艺过程为脱胶原料筛选--→原料处理 漂白--→水刺加工--→成品后整理(油剂处理、开松处理及剔除杂物)原料筛选加工家蚕丝废料必须符合长度在4-6cm，基本无2cm以下的短纤维，无短绒、毛绒，线密度(dtex)＞1的熟丝或半熟丝，并且是单纤维。加工方法是，首先将家蚕丝废料中的线头全部开松成单纤维状，然后在精疏机上对长短不一的单纤维进行整齐度加工。短的去除，长的拉断，同时将其中的杂物也去除。
原料处理分为三道工序。①脱胶采用绢丝头下脚料为原料时，加工方式为松式；在容器内放入原料及助剂，助剂采用90％碱性蛋白酶和10％的纯碱，温度为62℃，时间为20分钟，之后用热水一次、冷水二次进行清洗。
采用回棉、茧皮丝及长丝下脚料为原料时，加工方式为紧式；在容器内放入原料及助剂，助剂采用90％精炼剂和10％的纯碱，温度为100℃，时间为15分钟，之后用热水一次、冷水二次进行清洗。
无论是采用松式处理还是紧式处理，均应保证溶液与丝纤维作相对流动，水质要作软化处理。
②漂白加工方式为紧式，助剂为35％双氧水、50％双氧水稳定剂及10％泡化碱，及适量其它辅助助剂；温度为95℃，时间为90分钟，之后用含醋酸热水冲洗，水质要作软化处理，冲洗要彻底。
③后整理分为三道工序，即油剂处理、开松处理及剔除杂物。
油剂处理将无毒无副作用的纺织润滑剂以1-3克/升的比例溶于温水，再将该溶剂均匀地与原料搅拌，并且控制回潮率＜15％，最后用塑料薄膜盖罩密封至少24小时后打开使用。
开松处理对经漂白、油剂处理过的原料继续使用梳棉机(或开松机)梳松。开松好以后也有利于分辨、挑拣杂物。
剔除杂物去除金属、垃圾及有色纤维等。
经过上述工艺的处理，可用于水刺无纺设备生产的蚕丝原料已具有长度整齐，强度得到保证，CN/dtex＞3.5。
水刺加工先将蚕丝纤维梳理成片状，然后进行水刺，即水通过细小的孔眼喷射出来，作用在蚕丝纤维片上，将蚕丝纤维缠绕成无纺布，喷射出来的水被吸入水气分离槽进行过滤再循环使用。水刺工艺流程新水进入大水池→水进入新增加的Ⅱ号小水池→对水增压→首次过滤→水刺→除水气→将水放入过滤水床→通过二道新增加的袋式过滤网→经过芯式过滤和针棉过滤网→水进入新增加的Ⅰ号小水池，放掉部分水，剩下的部分水再注入Ⅱ号小水池，同时补充一部分新水进入下次水循环。新增加的袋式过滤网的网孔直径要小于原有化纤用的过滤网的网孔直径。
权利要求
1.一种用废蚕丝作原料的水刺无纺布的生产方法，包括有漂白、水刺加工工艺，其特征在于工艺过程还包括有原料筛选加工、原料脱胶、漂白处理工艺；工艺过程为原料筛选--→原料处理 脱胶--→水刺加工--→成品漂白(1)、原料筛选加工将家蚕丝废料中的线头全部开松成单纤维状，然后在精疏机上对长短不一的单纤维进行整齐度加工，短的去除，长的拉断，同时将其中的杂物也去除；符合长度在4-6cm，基本无2cm以下的短纤维，无短绒、毛绒，线密度(dtex)＞1的熟丝或半熟丝的单纤维；(2)、原料处理分为脱胶、漂白；①脱胶加工方式以采用的原料不同而不同；采用绢丝头下脚料为原料时，加工方式为松式；在容器内放入原料及助剂，助剂采用90-92％碱性蛋白酶和8-10％的纯碱，温度为60-63℃，时间为20-25分钟，之后用热水一次、冷水二次进行清洗；采用回棉、茧皮丝及长丝下脚料为原料时，加工方式为紧式；在容器内放入原料及助剂，助剂采用90-95精炼剂和5-10％的纯碱，温度为95-100℃，时间为15-20分钟，之后用热水一次、冷水二次进行清洗；无论是采用松式处理还是紧式处理，均应保证溶液与丝纤维作相对流动，水质要作软化处理；②漂白加工方式为紧式，漂白主剂包括，30-35％双氧水、45-50％双氧水稳定剂及10-15％以下泡化碱；其它助剂5-10％；温度为90-95℃，时间为80-90分钟，之后用含酸热水冲洗，水质要作软化处理，冲洗要彻底。
2.按照权利要求1所述的用废蚕丝作原料的水刺无纺布的生产方法，其特征在于原料处理工艺中，在漂白之后还有后整理工艺；后整理工艺中分三道工序，即油剂处理、开松处理、剔除杂物；①、油剂处理将无毒无副作用的纺织润滑剂以1-3克/升的比例溶于温水，再将该溶剂均匀地与原料搅拌，并且控制回潮率＜15％，最后用塑料薄膜盖罩密封至少24小时；②、开松处理将经过上述工序处理过的原料用梳棉机或开松机梳松；③、剔除杂物去除金属、垃圾及有色纤维等。
3.按照权利要求1、2所述的用废蚕丝生产真丝水刺无纺布的生产方法，其特征在于在水刺工艺中的水循环过程中增加二个小水池，两个袋式过滤网；水刺加工流程新水进入大水池→水进入新增加的Ⅱ号小水池→对水增压→首次过滤→水刺→除水气→将水放入过滤水床→通过二道新增加的袋式过滤网→经过芯式过滤和针棉过滤网→水进入新增加的Ⅰ号小水池，放掉部分水，剩下的部分水再注入Ⅱ号小水池与新水进入下一次循环；新增加的袋式过滤网的网孔直径要小于原有过滤网的网孔。
4.按照权利要求3述的用废蚕丝作原料的水刺无纺布的生产方法，其特征在于脱胶工艺中，用绢丝头下脚料为原料时，助剂采用90％蛋白酶和10％的纯碱，温度为62℃，时间为20分钟；采用回棉、茧皮丝及长丝下脚料为原料时，助剂采用90％精炼剂和10％的纯碱，温度为100℃，时间为15分钟；漂白工艺中，漂白主剂包括，助剂为35％双氧水、50％双氧水稳定剂及10％以下泡化碱；温度为95℃，时间为90分钟。
5.一种水刺无纺布，其特征在于用废蚕丝作原料，按照权利要求3的生产方法生产。
全文摘要
本发明涉及作卫生材料用的废蚕丝真丝水刺无纺布及其生产方法。工艺为:原料筛选→原料处理包括脱胶、漂白、后整理(油剂处理、开松处理及剔除杂物)→水刺加工→成品。本发明中用废蚕丝作原料生产真丝水刺无纺布的工艺先进,生产的真丝无纺布质地柔软,表面光滑洁白,手感细腻,无异味,成本低,是迄今为止卫生材料中最为理想、并且是无可替代的伤口医用敷料。
文档编号D04H18/00GK1236835SQ9911369
公开日1999年12月1日 申请日期1999年5月12日 优先权日1999年5月12日
发明者丹下康夫 申请人:上海美音同服饰有限公司