一种高弯曲蚕丝、制备方法及其应用与流程

本发明涉及一种改性蚕丝，特别涉及一种高弯曲蚕丝、制备方法及其应用，属于纺织材料技术领域。

背景技术：

蚕丝是一种天然蛋白质纤维，含有对人体有益的18中氨基酸，蛋白质含量达97%以上，丝素是主体，丝胶包覆在丝素外面，起到保护的作用。丝素蛋白无毒无害，安全可靠，具有优异的生物相容性，适合开发改性成新材料。其中，含有的丝氨酸、苏氨酸能够延缓衰老，亮氨酸能够加速细胞的新陈代谢。蚕丝具有的这些优点，使得研究人员加深对其改性材料的研究，比如：浸渍、涂覆、接枝、共混等等，来赋予蚕丝不同的性能。

目前，蚕丝作为加工水刺纯蚕丝无纺布原料时，容易造成布料强力不足，布料易撕裂等缺点。因此，研究人员对布料进行改性，目前的方法有：（1）通过涂覆、浸渍强力剂的方法，提高布料的强力性能，但是这样容易导致面料的透气透湿下降；（2）通过熔融法，将未脱胶蚕丝表面丝胶溶解，再进行干燥利用丝胶使蚕丝相互间粘合来提高布料的强力，但是此方法的得到的布料硬度偏大，柔软度很差；（3）通过饱和钙盐制备弯曲蚕丝的方法，提高蚕丝的弯曲程度，增加蚕丝之间的摩擦力，但是此处理后的蚕丝，弯曲程度不够，强力下降较多，限制布料的强力。（4）通过使用涤纶、天丝等纤维和蚕丝进行混纺制备无纺布，虽然布料强力提高，但是其实用价值就会大打折扣。

在本发明作出之前，中国发明专利（cn100379915）“含丝胶的蚕丝变性无纺布及其用途”中，采用戊二醛溶液将丝胶固定在蚕丝纤维上，同时加入表面活性剂使其柔软，虽然能够使蚕丝无纺布提高强力，但是在烘燥和冷却过程中，丝胶的熔融和凝结，会导致布料的手感较差，加入的表面活性剂可能溶出刺激皮肤，加入的戊二醛有毒性，会带来刺激以及生物相容性的下降。公开号为cn105671790a的中国发明专利提供了一种蚕丝热风无纺布面料，利用熔点为130℃的es纤维的熔融粘结作用，将蚕丝无纺布和其相互粘结来起到增加强力的作用，但高温会破坏蚕丝纤维，同时化学纤维es纤维的加入，可能降低纯蚕丝的亲肤性和生物相容性。

技术实现要素：

本发明针对现有蚕丝无纺布面料存在的不足，提供一种即能充分保持丝素蛋白材料的生物相容性和强力，又具有较高的挠曲性以适用于蚕丝无纺布的一种高弯曲蚕丝、制备方法及其应用。

实现本发明目的的技术方案是一种高弯曲蚕丝的制备方法，以家蚕丝为原料，依次经过脱胶、洗涤、干燥处理后，再进行如下步骤的加工：

（1）在温度为20℃～40℃的条件下，将脱胶干燥后的家蚕丝浸泡于溶胀液中，蚕丝吸收溶胀液1秒～100秒后，得到溶胀蚕丝；所述溶胀液为含有蚕丝保护剂的甲酸水溶液；所述甲酸水溶液的浓度为75～95v/v%；所述蚕丝保护剂为包括硫酸钠，甘油，糖精和蔗糖的复配物；蚕丝保护剂用量为蚕丝质量的1%～3%；

（2）将溶胀蚕丝立即经压辊轧压，去除多余溶胀液；压辊的压力为0.1mpa～0.4mpa；

（3）将步骤（2）处理后的蚕丝立即用水充分洗涤，至洗出液的ph值大于6；

（4）将洗涤后的蚕丝置于温度为100℃～110℃的烘箱中烘燥至恒重，得到一种高弯曲蚕丝。

本发明技术方案中，所述蚕丝保护剂中，按质量计，包括30%～60%的硫酸钠，20%～50%的蔗糖，5%～10%的甘油，0.1%～5%的糖精。

本发明技术方案还包括按上述制备方法得到的一种高弯曲蚕丝。

所述的高弯曲蚕丝，其蚕丝纤维的弯曲度为20～45%；单丝强力为4～6cn。

本发明还提供一种高弯曲蚕丝的应用，将其用于制备蚕丝无纺布。

本发明的原理是：利用家蚕丝能够在甲酸水溶液中发生部分溶胀的性能，促使蚕丝纤维充分溶胀，在蚕丝保护剂的保护下，控制蚕丝只发生溶胀而尽量减少蚕丝蛋白的降解与溶解。溶胀的蚕丝经过水洗去除甲酸以及蚕丝保护剂，其后快速干燥。由于溶胀的膨胀应力与干燥收缩时应力的不均匀，导致蚕丝弯曲卷绕，形成具有一定绕曲的蚕丝材料。本发明采用提高蚕丝弯曲度方法来制备改性蚕丝改性材料，从产品原料着手进行改性，提高蚕丝的弯曲程度，进而增大产品内部蚕丝之间的纠缠性能，适合于作为生产纯蚕丝无纺布的原料，可以用于生物敷料，蚕丝面膜，蚕丝卫生巾等产品。

与现有纯蚕丝无纺布原料相比，本发明的优势在于：

（1）本发明通过对蚕丝进行甲酸水溶液处理，能够大幅度提高蚕丝的弯曲程度，其弯曲度能提高到20～45%，基本保持了蚕丝纤维原有的强力。

（2）从蚕丝无纺布原材料本身着手改性，能够解决其它通过涂层、共混、丝胶粘合等方法，只考虑提高强力而造成蚕丝无纺布的透气透湿、柔软度、亲肤性下降的缺点。

（3）本发明制备得到的蚕丝无纺布改性材料，无毒无害，无任何物质的引入，在解决纯蚕丝无纺布强力不足，提高无纺布料的撕裂性能的同时，能够充分保持丝素蛋白材料的生物相容性。

附图说明

图1是本发明各实施例提供的样品与未处理蚕丝的弯曲度检测结果对比图；

图2是本发明各实施例提供的样品与未处理蚕丝的强度检测结果对比图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明技术方案作进一步阐述。

实施例一：

本实施例对蚕丝进行改性，其具体步骤为：

1.取100克脱胶干燥后的家蚕丝，浸泡在400毫升含有2克蚕丝保护剂的76v/v%甲酸水溶液中70秒,温度35℃，吸收溶液获得溶胀蚕丝；其中蚕丝保护剂为含有58%质量的硫酸钠，含有35%质量的蔗糖，含有6%质量的甘油，含有1%质量的糖精。

2.将溶胀蚕丝立即通过压辊轧压，去除多余甲酸水溶液，压辊的压力为0.2mpa；

3.取出压过的蚕丝，立即用水充分洗涤，直到洗出液中的ph值升高到6.5以上；

4.将清洗过的蚕丝放入100℃烘箱中快速烘燥至恒重，获得具有一定弯曲度的蚕丝，可用于蚕丝无纺布的制造。

弯曲度的检测：将处理后的蚕丝放在黑绒版上，一端固定，将蚕丝悬垂，测量获得处理后的长度。再将蚕丝另一端施加一定的应力，使其伸直测量其原有长度，计算得出弯曲度=（原有长度-处理后长度）/原有长度*100%。经检测，本实施例提供蚕丝材料样品的弯曲度为20%，参见附图1。单丝的强力检测结果参见附图2。

实施例二：

1.取100克脱胶干燥后的家蚕丝，浸泡在400毫升含有2克蚕丝保护剂的83v/v%甲酸水溶液中30秒,温度30℃，吸收溶液获得溶胀蚕丝；其中蚕丝保护剂为含有45%质量的硫酸钠，含有45%质量的蔗糖，含有8%质量的甘油，含有2%质量的糖精。

2.将溶胀蚕丝迅速通过压辊去除多余甲酸水溶液，压辊的压力为0.25mpa；

3.通过压辊压过的蚕丝，迅速用水充分洗涤，直到洗出液中的ph值升高到6.2以上；

4.将清洗过的蚕丝，放入101℃烘箱中快速烘燥至恒重，获得具有一定弯曲度的蚕丝，可用于蚕丝无纺布的制造。

弯曲度的检测：将处理后的蚕丝放在黑绒版上，一端固定，将蚕丝悬垂，测量获得处理后的长度。再将蚕丝另一端施加一定的应力，使其伸直测量其原有长度，计算得出弯曲度=（原有长度-处理后长度）/原有长度*100%。通过检测，该实施例获得的蚕丝材料的弯曲度为27%，参见附图1。单丝的强力检测结果参见附图2。

实施例三：

1.取200克脱胶干燥后的家蚕丝，浸泡在800毫升含有4克蚕丝保护剂的86v/v%的甲酸水溶液中20秒,温度28℃，吸收溶液获得溶胀蚕丝；其中蚕丝保护剂为含有42%质量的硫酸钠，含有50%质量的蔗糖，含有7%质量的甘油，含有1%质量的糖精。

2.将溶胀蚕丝迅速通过压辊去除多余甲酸水溶液，压辊的压力为0.25mpa；

3.通过压辊压过的蚕丝，迅速用水充分洗涤，直到洗出液中的ph值升高到6.1以上；

4.将清洗过的蚕丝，放入101℃烘箱中快速烘燥至恒重，获得具有一定弯曲度的蚕丝，可用于蚕丝无纺布的制造。

弯曲度的检测：将处理后的蚕丝放在黑绒版上，一端固定，将蚕丝悬垂，测量获得处理后的长度。再将蚕丝另一端施加一定的应力，使其伸直测量其原有长度，计算得出弯曲度=（原有长度-处理后长度）/原有长度*100%。通过检测，该实施例获得的蚕丝材料的弯曲度为33%，参见附图1。单丝的强力检测结果参见附图2。

实施例四：

1.取150克脱胶干燥后的家蚕丝，浸泡在600毫升含有3克蚕丝保护剂的90v/v%的甲酸水溶液中5秒,温度25℃，吸收溶液获得溶胀蚕丝；其中蚕丝保护剂为含有40%质量的硫酸钠，含有51%质量的蔗糖，含有8.1%质量的甘油，含有0.9%质量的糖精。

2.将溶胀蚕丝迅速通过压辊去除多余甲酸水溶液，压辊的压力为0.26mpa；

3.通过压辊压过的蚕丝，迅速用水充分洗涤，直到洗出液中的ph值升高到6.0以上；

4.将清洗过的蚕丝，放入101℃烘箱中快速烘燥至恒重，获得具有一定弯曲度的蚕丝，可用于蚕丝无纺布的制造。

弯曲度的检测：将处理后的蚕丝放在黑绒版上，一端固定，将蚕丝悬垂，测量获得处理后的长度。再将蚕丝另一端施加一定的应力，使其伸直测量其原有长度，计算得出弯曲度=（原有长度-处理后长度）/原有长度*100%。通过检测，该实施例获得的蚕丝材料的弯曲度为40%，参见附图1。单丝的强力检测结果参见附图2。

参见附图1，是本发明上述各实施例提供的样品与未处理蚕丝的弯曲度检测结果对比图。由图1可以看到，未处理蚕丝的弯曲度仅为5%左右，处理后蚕丝的弯曲度大大提高。

参见附图2，是本发明各实施例提供的样品与未处理蚕丝的强度检测结果对比图。由图2可以看出，蚕丝经过处理后强度下降不明显，能满足后续产品的需要。