专利名称：纳米细菌纤维素超细纤维纱的加工方法
技术领域：
本专利涉及一种纳米细菌纤维素超细纤维纱加工方法。
背景技术：
自然界中的纤维素有植物纤维素、海藻纤维素和细菌纤维素(BacterialCellulose, BC)等。细菌纤维素是微生物生物合成的纤维素的统称。细菌纤维素是由纯的D-葡萄糖聚合而成，纯度极高，不掺杂其它多糖。作为一种新型材料，细菌纤维素有许多独特的性质，具有诱人的商业潜力。细菌纤维素(Bacterial Cellulose,简称BC)的分子结构与植物纤维素基本相同，但其重要的结构特征和性质使它的实际应用意义远远大于植物纤维素。它不仅具有良好的力学性，透气性，生物亲和性，生物相容性，生物适应性和良好的生物可降解性，而且还具有有闻纯度、闻聚合度、闻结晶度、闻含水量和闻力学稳定性等理化性能方面均优于植物纤维素，这些性质都是由于它在水介质中形成的特定网状纳米超分子结构所引起的。因此被公认为是性能优异的新型天然生物纳米高技术材料。目前，BC在很多领域，特别在是医药、生物医学工程、造纸、食品中具有十分广泛的商业化应用潜力。细菌纤维素是一种食品产业的副产品，来源广，价格底，面对细菌纤维素纤维产业的巨大的市场潜力和国际竞争的压力，迫切需要开展细菌纤维素纤维发酵技术产业化升级及深加工产品研究，促进细菌纤维素纤谁产业进步和技术优化、通过采用先进的科学技术，改革传统的生产工艺及其相应的加工设备，提高产业的技术水平，推动细菌纤维素行业向现代化、工业化和自动化方面发展，开拓细菌纤维素产品的应用领域，增素细菌纤维素产品的附加值，使生产技术、产品质量都有一个飞跃式的提高，以提高我国细菌纤维素产业在世界范围内的整体竞争力。随着人们对纤维素生物合成机理认识的加深，以及细菌纤维素在食品、医药、化工、造纸、高级音响设备、滤膜渗透膜和精纺等方面的成功应用。展示了它作为目前世界上性能最佳的纤维素材料进行深入研究和实现工业化生产的美好前景。一些利用细菌纤维素为原料制备的产品已商品化或已获取专利，例如Sony等公司的音响振动材料！Weyerhaeuser、Cetus等公司的生物衣肠和临时皮肤替代物,其商品名为Cellulon ；Dupont公司的纺织品强化纤维等。但目前，有关细菌纤维素纤维纱的生产方法及细菌纤维素纤维纱的产品方面的技术及相关专利还未查见。细菌纤维素在食品、医药、化工、造纸、高级音响设备、滤膜渗透膜和精纺等方面的应用也仅局限于细菌纤维素膜为基础材料的加工、生产，用细菌纤维素纱为基础材料来生产、加工各种细菌纤维素材料，为细菌纤维素在各个领域的应用提供了广阔的空间。而目前用植物纤维素纱为基础生产的各种材料在医药、生物医学工程、造纸、食品等方面中具有十分广泛应用，作为一种新型纱线材料，细菌纤维素纱，将为细菌纤维素纤维素材料的进一步深加工了提供理论与据，具有诱人的商业潜力，从而提高了我国细菌纤维素产业在世界范围内的整体竞争力。
发明内容
本发明的目是提供一种纳米细菌纤维素超细纤维纱加工方法。本发明的纳米细菌纤维素超细纤维纱的加工方法，包括如下步骤:
(1)将漂白处理后的细菌纤维素湿膜置于一对直径为2(T80mm的握持罗拉之间，以10mm/min^l00m/min 的速度喂入；
(2)从罗拉之间输出的纤维素膜经刺辊表面针刺高速穿刺、割裂以及梳理作用，将细菌纤维素湿膜变成细菌纤维素纤维；
(3)将细菌纤维素纤维经压滤机压滤处理，制备出含水率为159^50000%的细菌纤维素超细纤维，超细纤维直径l(T500nm，超细纤维长度200nnTl00mm ；
(4)将以上加工好的细菌纤维素纤维经梳棉机成条，成条后，经纺纱机纺制成纳米细菌纤维素超细纤维纱。所述的刺辊包括中心轴，中心轴上套有滚筒，滚筒的外壁上设有针状梳理针刺，滚筒直径为30(T600mm，针刺长度0.f 5cm，针刺杆部直径为0.0Of 3mm，针刺尖部直径为f lOOum，针刺尖部长度为flOmm，针刺密度2 1000根/cm2。所述的针刺为针状、超硬、弹性不锈钢丝或合金丝。所述的细菌纤维素膜为漂白处理后的细菌纤维素湿膜，细菌纤维素湿膜是利用木醋杆菌为主要菌种得到的细菌纤维素原膜，该原膜经NaOH溶液处理后得到细菌纤维素湿 膜。所述的一对握持罗拉直径为2(T3000mm。所述的纺纱工艺为传统环锭纺纺纱工艺、喷气纺纺纱工艺，气流纺纺纱工艺，摩擦纺纺纱工艺等新型纺纱工艺、毛纺工艺、絹纺工艺等其中一种。本发明采用物理细化细菌纤维素的方法，把细菌纤维素膜处理成超细，超长的纤维状态，再采用现有的纺纱工艺进行加工，经梳棉机梳理、成条，成条后，经纺纱机纺制成纳米细菌纤维素超细纤维纱。利用本加工方法进行加工，生产过程无毒，加工方法清洁，简单经济，效率高，加工得到的纤维应用领域广泛。为细菌纤维素纤维素材料的进一步深加工了提供可行性；为实现细菌纤维素纤维素材料的大规模工业化生产奠定了基础；为增强我国细菌纤维素产业在世界范围内的整体竞争力提供了理论和实践保障。本发明提供的细菌纤维素纱加工方法生产环境清洁、无毒性，生产方式简单、经济，生产加工效率高，生产出来的细菌纤维素纱应用领域广泛，环保，成本低，经济效率高。
图1细菌纤维素超细纤维加工方法流程示意图。
具体实施例方式下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。实施例1
采用直径25mm的握持罗拉握持并喂入细菌纤维素湿膜，在直径为300mm，转速为400转/分钟，植有长度10mm，密度为10根/cm2针刺的刺辊作用下，对细菌纤维素湿膜进行梳理，分割得到纤维直径450nm，长度5 100mm的超细细菌纤维素纤维。为方便下道工序的要求，利用风嘴纤维剥离装置，将刺辊上的纤维剥离下来，经纤维压榨成条装置将纤维压榨成条，成条后的细菌纤维素纤维条直接导入直径为400mm的圈条器内。当圈条桶满桶后，圈条桶直接送到纺纱工序，经传统环锭纺纺纱工艺纺制成纳米细菌纤维素超细纤维纱。实施例2
采用直径25mm的握持罗拉握持并喂入细菌纤维素湿膜，在直径为300mm，转速为400转/分钟，植有长度10mm，密度为10根/cm2针刺的刺辊作用下，对细菌纤维素湿膜进行梳理，分割得到纤维直径400nm，长度5 100mm的超细细菌纤维素纤维。为方便下道工序的要求，利用风嘴纤维剥离装置，将刺辊上的纤维剥离下来，经纤维压榨成条装置将纤维压榨成条，成条后的细菌纤维素纤维条直接导入直径为400_的圈条器内。当圈条桶满桶后，圈条桶直接送到纺纱工序。上气流纺纱机成纳米细菌纤维素超细纤维纱。实施例3
采用直径25mm的握持罗拉握持并喂入细菌纤维素湿膜，在直径为300mm，转速为400转/分钟，植有长度10mm，密度为10根/cm2针刺的刺辊作用下，对细菌纤维素湿膜进行梳理，分割得到纤维直径400nm，长度5 100mm的超细细菌纤维素纤维。为方便下道工序的要求，利用风嘴纤维剥离装置，将刺辊上的纤维剥离下来，经纤维压榨成条装置将纤维压榨成条，成条后的细菌纤维素纤维条直接导入直径为400_的圈条器内。当圈条桶满桶后，圈条桶直接送到纺纱工序。经毛纺走锭纺纱工艺纺制成纳米细菌纤维素超细纤维纱。实施例4
采用直径25mm的握持罗拉握持并喂入细菌纤维素湿膜，在直径为300mm，转速为400转/分钟，植有长度10mm，密度为10根/cm2针刺的刺辊作用下，对细菌纤维素湿膜进行梳理，分割得到纤维直径400nm，长度5 100mm的超细细菌纤维素纤维。为方便下道工序的要求，利用风嘴纤维剥离装置，将刺辊上的纤维剥离下来，经纤维压榨成条装置将纤维压榨成条，成条后的细菌纤维素纤维条直接导入直径为400mm的圈条器内。当圈条桶满桶后，圈条桶直接送到纺纱工序。经喷气纺纺纱工艺纺制成纳米细菌纤维素超细纤维纱。上述实施例中所述的纺纱工艺为传统环锭纺纱工艺、喷气纺纺纱工艺，气流纺纺纱工艺，摩擦纺纺纱工艺等新型纺纱工艺、毛纺工艺、絹纺工艺等其中一种。
权利要求
1.一种纳米细菌纤维素超细纤维纱的加工方法，其特征在于:包括如下步骤: (1)将漂白处理后的细菌纤维素湿膜置于一对直径为2(T3000mm的握持罗拉之间，以10 mm/mi η 100m/mi η的速度喂入； (2)从罗拉之间输出的纤维素膜经刺辊表面针刺高速穿刺、割裂以及梳理作用，将细菌纤维素湿膜变成细菌纤维素纤维； (3)将细菌纤维素纤维经压滤机压滤处理，制备出含水率为159^50000%的细菌纤维素超细纤维，超细纤维直径l(T500nm，超细纤维长度200nnTl00mm ； (4)将以上加工好的细菌纤维素纤维经梳棉机梳理成条，成条后，经纺纱机纺制成纳米细菌纤维素超细纤维纱。
2.根据权利要求1所述的纳米细菌纤维素超细纤维纱的加工方法，其特征在于:所述的刺辊包括中心轴，中心轴上套有滚筒，滚筒的外壁上设有针状梳理针刺，滚筒直径为30(T600mm，针刺长度0.f 5cm，针刺杆部直径为0.0Of 3mm，针刺尖部直径为Γ ΟΟιιπι，针刺尖部长度为广10_，针刺密度2 1000根/cm2。
3.根据权利要求2所述的纳米细菌纤维素超细纤维纱的加工方法，其特征在于:所述的针刺为针状、超硬、弹性不锈钢丝或合金丝。
4.根据权利要求1所述的纳米细菌纤维素超细纤维纱的加工方法，其特征在于:所述的细菌纤维素膜为漂白处理后的细菌纤维素湿膜，细菌纤维素湿膜是利用木醋杆菌为主要菌种得到的细菌纤维素原膜，该原膜经NaOH溶液处理后得到细菌纤维素湿膜。
5.根据权利要求1所述的纳米细菌纤维素超细纤维纱的加工方法，其特征在于:所述的一对握持罗拉直径为2( T3000mm。
全文摘要
一种纳米细菌纤维素超细纤维纱的加工方法，为细菌纤维素纤维素材料的深入研究提供了科学依据；以细菌纤维素湿膜为基体原料，经过高速穿刺、割裂以及梳理作用，将细菌纤维素湿膜变成细菌纤维素纤维；将所得细菌纤维素纤经梳棉机成条，成条后，采用纺纱工艺进行加工纺制成纳米细菌纤维素超细纤维纱。本发明为细菌纤维素纤维素材料的进一步深加工了提供可行性；为实现细菌纤维素纤维素材料的大规模工业化生产奠定了基础；为增强我国细菌纤维素产业在世界范围内的整体竞争力提供了理论和实践保障。本发明提供的细菌纤维素纱加工方法生产环境清洁、无毒性，生产方式简单、经济，生产加工效率高，生产出来的细菌纤维素纱应用领域广泛，环保，成本低，经济效率高。
文档编号D01D5/42GK103173899SQ201110441440
公开日2013年6月26日 申请日期2011年12月26日 优先权日2011年12月26日
发明者张迎晨, 吴红艳 申请人:中原工学院