本发明属于纺织纤维技术领域，具体涉及一种三角黄草纤维的环保型制备方法。
背景技术：
三角黄草，又名短叶茳芏，毛轴莎草中的一个变种，多年生草本，作编织用的纤维作物。须根系，具有地上茎和地下茎。地下茎匍匐横生表土层，有假节，节为鳞片包裹；地上茎直立，茎的中上部形成三棱形。叶着生于地上茎基部，叶鞘较长，包裹地上茎的基部，棕色。花位于上茎顶部，复出聚伞花序和小穗状花序，松散，自花授粉。果实为小坚果，成熟时黑褐色。
匍匐根状茎长，木质。秆高80~100厘米，锐三稜形，平滑，基部具1~2片叶。叶片短或有时极短，宽3~8毫米，平张；叶鞘很长，包裹着秆的下部，棕色。苞片3枚，叶状，短于花序；长侧枝聚繖花序复出或多次复出，具6~10第一次辐射枝，辐射枝最长达9厘米；穗状花序松散，具5~10个小穗；穗状花序轴上无毛；小穗极展开，线形，长5~25（~50）毫米，宽约1.5毫米，具10~42朵花；小穗轴具狭的透明的边；鳞片排列疏松，厚纸质，椭圆形或长圆形，顶端钝或圆，不具短尖，长约2~2.5毫米，背面无龙骨状突起，红棕色，稍带苍白色，边缘黄色或麦秆黄色，脉不明显；雄蕊3，花药线形，红色药隔突出于花药顶端；花柱短，柱头3，细长。小坚果狭长圆形，三稜形，几与鳞片等长，成熟时黑褐色。花果期6~11月。
喜温好湿，耐碱性较强，对土壤选择不严，不仅淡水田可种植，沿海咸水田也可种植，一般在pH4~5仍可正常生长，当土壤耕层氯含量达0.5%、并灌入氯含量0.08~0.25%咸水时，还有利草质的提高，生育过程可分为草芽萌发、草茎伸长、现蕾开花和种子成熟4个时期。花期为4~8月，以8月为最盛，9月则种子成熟。
此草在我国南部福建、浙江、广东、广西、四川等省区均有大量种植，此草一生抗病虫能力强，无需农药防治，为绿色无污染环保型产品，长期以来使用这种草编织的工艺品光滑柔软，质地坚韧，受到广大消费者的青睐。2007年浙江大学与企业合作，为了提高三角黄草的附加值，研究了一种纺织用棉化三角黄草纤维的环保型制备方法，并申报了发明专利，公开号为CN101165230A，该方法将原料预处理后经过脱胶、化学汽化松解和改性，得到可以纺织用的三角黄草纤维，为三角黄草纤维的综合利用拓展了新的领域。
但随着我国纺织工业的不断发展，对天然纤维的需求量不断增大，同时对天然纤维的性能以及纤维生产过程中的化学药品和污水的使用量均提出了新的要求，故10年前的方法已经无法满足现在的需要，急需研究一种三角黄草纺织纤维的新的制备方法。
技术实现要素：
为了解决背景技术的问题，本发明的目的是要提供一种三角黄草纤维的环保型制备方法。
解决其问题的技术方案是：
一种三角黄草纤维的环保型制备方法，包括以下步骤：
A、将黄草纤维晾干、切断、去杂质后进行碾压，使三角黄草的茎杆呈纵向开裂；
B、将黄草纤维加入氯化钠水溶液中进行浸泡2~3h，取出后加入甘油和碳酸氢钠混合水溶液，浸泡1~2h，放入-15~-25℃的冷库中速冻；
C、将黄草纤维转移到0~4℃的真空箱中，抽真空至-0.5~-0.8MPa，保持15~20min后取出；
D、将黄草纤维加入沸腾的pH为4~5的酸液中，保持3~5min后，降温至40~50℃，加入漆酶，继续处理60~80min后，煮沸5~10min使酶失活；
E、将黄草纤维放入清水中，加入火山石，在频率为8~15kHz，功率为20~30kW的条件下，进行超声波处理15~25min，取出干燥即可。
优选的，所述的氯化钠水溶液的浓度为1~5%。
优选的，所述的甘油和碳酸氢钠混合水溶液中，甘油的含量为0.2~0.5%，碳酸氢钠的含量为0.5~2%。
优选的，所述的步骤D中的酸液的酸度由草酸调节。
优选的，所述的氯化钠水溶液可以重复利用。
优选的，本发明的纤维的制备方法，对麻类产品也可以使用，只需要调节各原料的浓度和处理的强度即可。
本发明的有益效果：
本发明的三角黄草纤维的环保型制备方法，首先将纤维进行预处理后，加入氯化钠溶液中，让氯化钠进入纤维内部，然后加入甘油和碳酸氢钠混合水溶液，此时氯化钠会从纤维中析出，腾出空间让甘油和碳酸氢钠可以进入细胞中；放入冷库中速冻后，纤维内的水分子形成微冰晶，在低温条件下抽真空，纤维内部的微冰晶在真空干燥的条件下直接生化，从而在纤维内部形成许多微孔；在沸腾的酸液中处理后，碳酸氢钠与氢离子反应生成碳酸并在高温下迅速释放二氧化碳，进一步扩大微孔的体积并在纤维内部为后续的酶处理提供了足够的场所；酶处理后，加入火山石并用超声处理，一方面可以继续脱胶，另一方面可以对纤维表面进行研磨，降低纤维表面的硬度，使纤维柔化。
本发明的黄草纤维的制备方法，采用物理处理、生物处理和化学处理相结合的方式，在整个处理过程中，只需要加入少量甘油、草酸和碳酸氢钠，不再加入对环境影响大的强碱和软化剂，对环境的影响小；符合我国对纺织工业低污染、低排放的要求。
本发明的制备方法，在黄草纤维的处理阶段即加入甘油，目的是对纤维内部的醇类、酸类、酯类进行一定的保护，降低后续冷冻、酸处理、高温处理对其的影响，从而使最终制备的纤维具备一定的抑菌效果。
具体实施方式
实施例1
一种三角黄草纤维的环保型制备方法，包括以下步骤：
A、将黄草纤维晾干、切断、去杂质后进行碾压，使三角黄草的茎杆呈纵向开裂；
B、将黄草纤维加入3%的氯化钠水溶液中进行浸泡2.5h，取出后加入0.3%的甘油和0.8%的碳酸氢钠混合水溶液中，浸泡1.5h，放入-18℃的冷库中速冻；
C、将黄草纤维转移到2℃的真空箱中，抽真空至-0.7MPa，保持17min后取出；
D、将黄草纤维加入沸腾的pH为4.5的酸液中，保持3.5min后，降温至45℃，加入漆酶，继续处理65min后，煮沸8min使酶失活；
E、将黄草纤维放入清水中，加入火山石，在频率为12kHz，功率为25kW的条件下，进行超声波处理22min，取出干燥即可。
所述的步骤D中的酸液的酸度由草酸调节。
实施例2
一种三角黄草纤维的环保型制备方法，包括以下步骤：
A、将黄草纤维晾干、切断、去杂质后进行碾压，使三角黄草的茎杆呈纵向开裂；
B、将黄草纤维加入1%的氯化钠水溶液中进行浸泡3h，取出后加入0.2%的甘油和2%的碳酸氢钠混合水溶液中，浸泡1h，放入-25℃的冷库中速冻；
C、将黄草纤维转移到0℃的真空箱中，抽真空至-0.8MPa，保持15min后取出；
D、将黄草纤维加入沸腾的pH为5.0的酸液中，保持3min后，降温至50℃，加入漆酶，继续处理60min后，煮沸10min使酶失活；
E、将黄草纤维放入清水中，加入火山石，在频率为8kHz，功率为30kW的条件下，进行超声波处理15min，取出干燥即可。
所述的步骤D中的酸液的酸度由草酸调节。
实施例3
一种三角黄草纤维的环保型制备方法，包括以下步骤：
A、将黄草纤维晾干、切断、去杂质后进行碾压，使三角黄草的茎杆呈纵向开裂；
B、将黄草纤维加入5%的氯化钠水溶液中进行浸泡2h，取出后加入0.5%的甘油和0.5%的碳酸氢钠混合水溶液中，浸泡2h，放入-15℃的冷库中速冻；
C、将黄草纤维转移到4℃的真空箱中，抽真空至-0.5MPa，保持20min后取出；
D、将黄草纤维加入沸腾的pH为4.0的酸液中，保持5min后，降温至40℃，加入漆酶，继续处理80min后，煮沸5min使酶失活；
E、将黄草纤维放入清水中，加入火山石，在频率为15kHz，功率为20kW的条件下，进行超声波处理25min，取出干燥即可。
所述的步骤D中的酸液的酸度由草酸调节。
实施例4
一种三角黄草纤维的环保型制备方法，包括以下步骤：
A、将黄草纤维晾干、切断、去杂质后进行碾压，使三角黄草的茎杆呈纵向开裂；
B、将黄草纤维加入1%的氯化钠水溶液中进行浸泡2.5h，取出后加入0.5%的甘油和0.5%的碳酸氢钠混合水溶液中，浸泡1.5h，放入-25℃的冷库中速冻；
C、将黄草纤维转移到0℃的真空箱中，抽真空至-0.65MPa，保持20min后取出；
D、将黄草纤维加入沸腾的pH为4.2的酸液中，保持3.5min后，降温至50℃，加入漆酶，继续处理70min后，煮沸7min使酶失活；
E、将黄草纤维放入清水中，加入火山石，在频率为15kHz，功率为20kW的条件下，进行超声波处理20min，取出干燥即可。
所述的步骤D中的酸液的酸度由草酸调节。
实施例5
一种三角黄草纤维的环保型制备方法，包括以下步骤：
A、将黄草纤维晾干、切断、去杂质后进行碾压，使三角黄草的茎杆呈纵向开裂；
B、将黄草纤维加入5%的氯化钠水溶液中进行浸泡2.2h，取出后加入0.4%的甘油和2%的碳酸氢钠混合水溶液中，浸泡1.2h，放入-15℃的冷库中速冻；
C、将黄草纤维转移到4℃的真空箱中，抽真空至-0.6MPa，保持15min后取出；
D、将黄草纤维加入沸腾的pH为4.7的酸液中，保持5min后，降温至42℃，加入漆酶，继续处理60min后，煮沸10min使酶失活；
E、将黄草纤维放入清水中，加入火山石，在频率为12kHz，功率为20kW的条件下，进行超声波处理25min，取出干燥即可。
所述的步骤D中的酸液的酸度由草酸调节。
对实施例1-5制备的三角黄草纤维与棉纤维进行1:1混纺，得到混纺面料，测试混纺面料的抑菌性能，并与采用相同纺织方法得到的棉面料进行对比，得到表1。
表1：
由以上测试数据可以知道，本发明制备的三角黄草纤维具备非常好的抑菌性能。
对比实施例1
将实施例1中的氯化钠浸泡步骤去除，其余制备过程不变。
对比实施例2
将实施例1中的甘油去除，其余制备过程不变。
将对比实施例1和2制备的三角黄草纤维与棉纤维进行1:1混纺，得到混纺面料。
将以上混纺面料进行抑菌测试，测试结果如表2所示：
表2：
由以上测试数据可以知道，将本发明中的氯化钠浸泡步骤去除，会对纤维的抑菌性能造成显著的影响，而不加入甘油对纤维的抑菌性能的影响非常大，会导致纤维基本失去抑菌性能。
对比实施例3
将实施例1中的超声波处理步骤去除，其余制备过程不变。
将对比实施例3制备的三角黄草纤维与棉纤维进行1:1混纺，得到混纺面料。
采用标准集团（香港）有限公司的纺织品柔软度测定仪对实施例1和对比实施例3的混纺面料柔软度进行测定，发现对比实施例3的混纺面料比实施例1的混纺面料手感柔软度差30%以上，表明实施例1的混纺面料的柔软度显著好于对比实施例3的混纺面料。
上述虽然对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。