一种红景天粘胶载体的再生纤维素纤维及其制备方法
技术领域
本发明属于纤维材料技术领域，涉及一种纤维素纤维产品，具体涉及一种红景天粘胶载体的再生纤维素纤维及其制备方法。
背景技术
红景天，学名：Rhodiola%20rosea%20L.，别名：蔷薇红景天，扫罗玛布尔（藏名）等；为多年生草本植物，高10-20厘米。根粗壮，圆锥形，肉质，褐黄色，根颈部具多数须根，根茎短，粗状，圆柱形，被多数覆瓦状排列的鳞片状的叶。生长在海拔1800—2500米高寒无污染地带，其生长环境恶劣，因而具有很强的生命力和特殊的适应性。可作药用，能够补气清肺，益智养心，是一味作用广泛的中药。亦有很大的美容效果，可作护肤品，也可食用。
再生纤维素纤维，是英文“cellulose%20fiber”的缩写，其结构组成与棉相似，不同的是它的吸湿性与透气性比棉纤维好，可以说它是所有化学纤维中吸湿性与透气性最好的一种，被誉为“会呼吸的面料”。%20其原料为天然纤维素（棉、麻、竹子、树、灌木），不改变它的化学结构，仅仅通过改变天然纤维素的物理结构，从而制造出来性能更好的再生纤维素纤维。
中国专利申请号为CN106757454A的发明专利申请，提供了一种浒苔再生纤维素纤维的制备方法，其先制备得到浒苔浆粕，漂白得浒苔再生纤维原液，向浒苔再生纤维原液中加入二甲基亚砜和N%20,N-二甲基甲酰胺得浒苔再生纤维素纤维纺丝原液，送入喷丝设备中挤出、浓缩和固化，卷绕，拉长变细成为浒苔再生纤维素纤维。本发明的制备方法仅仅提取了浒苔中的纤维素，植物中的活性成分几乎流失浪费，浒苔仅仅是噱头称号，实际并不能兼具植物功能特性。
公告号CN102605462B的专利，提供了一种高强粘胶纤维，采用气态NH3%20下将芳香族聚酰胺与粘胶原液按1:20的质量比例在90-150℃条件下均匀混合获得混合液再进行纺丝得到粘胶纤维，解决了现有粘胶纤维强力低的技术问题，大大提高了粘胶纤维湿强性能，但是本发明采用纯化学方法提高强力的同时也直接导致了产品在弹性方面的不足，断伸低，收缩性差。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种改性纤维母粒及其制备方法，以实现以下发明目的：
（1）本发明的红景天粘胶载体的再生纤维素纤维，基本机械性能指标稳定，具有较高的强度和较高的断伸，强力均匀，收缩率好；
（2）本发明的红景天粘胶载体的再生纤维素纤维，具有极佳的吸湿性能；
（3）本发明的红景天粘胶载体的再生纤维素纤维，抗菌实效果优异；
（4）采用本发明的红景天粘胶载体的再生纤维素纤维制成织物，其它优良性能保持不变的前提下，抗起毛起球性能提高；
（5）本发明的红景天粘胶载体的再生纤维素纤维，在15-55℃的温度范围内的断裂强度变化小，强力变化受温度影响小；
（6）采用本发明的红景天粘胶载体的再生纤维素纤维制备面料具有良好的保温性能；
（7）本发明的红景天粘胶载体的再生纤维素纤维，亮氨酸和苯丙氨酸含量为高。
为解决上述技术问题，采用以下技术方案：
一种红景天粘胶载体的再生纤维素纤维，其特征在于：
所述红景天粘胶载体的再生纤维素纤维含有改性红景天提取物。
以下是对本发明技术方案进一步限定：
所述红景天粘胶载体的再生纤维素纤维，改性红景天提取物的添加量为0.2-11.5%。
本发明还提供了的一种红景天粘胶载体的再生纤维素纤维的制备方法，包括酶浴、臭氧-电场处理、改性纺丝液的制备、湿法纺丝、保护和洗涤步骤。
所述酶浴，称取红景天提取物，粉碎至99.8%通过1000目筛；将红景天提取物中加入5%的L-半胱氨酸和150-250%的蒸馏水，搅拌均匀，加入5-15%的复合活性酶进行酶浴处理，酶浴温度为28-42℃，pH控制在6.0-7.5，酶浴15-20min后，加入3%的冰醋酸，调整pH为5.5-7.2，搅拌，继续酶浴5-16min。
所述红景天提取物，棕褐色粉末，提取自红景天的地下块根及根茎，购自西安四叶草生物科技有限公司。
所述复合活性酶，为GDSL酯酶、木聚糖酶、木瓜蛋白酶和过氧化氢酶，质量比为2:1-%208:25:2。
所述GDSL酯酶的酶活力≥5.5万u/克，木聚糖酶的酶活力≥10万u/克,木瓜蛋白酶的酶活力≥10万u/克，过氧化氢酶的酶活力为≥4.5万u/克。
所述臭氧-电场处理，开启臭氧发生器，将浓度为0.02-0.1mg/L的臭氧以10-20L/min的速率导入上述红景天酶解溶液中，得红景天提取物混合液。
同时打开恒温器，控制红景天提取物混合液的温度保持在12-25℃范围内，将红景天提取物混合液泵至脉冲电场中进行脉冲处理，处理10-15min后停止臭氧-电场处理，进行除酶，干燥，至含水量为5.5-12%，得改性红景天提取物。
所述的脉冲处理，电场场强为50-80kV/cm，脉冲宽度1-8ms，脉冲频率5-5000Hz，电流峰值为10-5000A，红景天提取物混合液的流速为5-15mL/min。
所述改性纺丝液的制备，%20将改性红景天提取物加入至粘胶原液中，搅拌均匀，再依次加入渗透剂、交联剂、分散剂AKD和助留剂，搅拌均匀，消泡，得到改性纺丝液。
所述粘胶原液、渗透剂、交联剂、分散剂AKD和助留剂质量比为50:10-15:1-9:0.1:1。
所述的红景天提取物混合液的添加量为总量的0.2-11.5%。
所述粘胶原液指标为，胶粘度（落球法）38-62s，熟成度为（10%NH4CI值）25-50ml，甲种纤维素含量13.2-16.5%，NaOH含量8.7-15%。
所述的渗透剂，为Triton%20X-100，分子式为(C2H4O)N.C14H22O，CAS号为9002-93-1，%20EINECS号为255-695-5。
所述的交联剂，为质量比为0.1:1:20的己二酸二酰肼、醋醛与乙二醛的混合物。
所述分散剂AKD，型号LS-A20S，货号%20LS15S，CAS号0321023。
所述助留剂，为质量比为1:1的氯化铍与CPMA的混合物。
所述消泡，空气泡含量小于0.001%。
所述湿法纺丝，通过计量器，将改性纺丝液打入喷丝头，进入凝固浴，经牵伸、成型、切断制得纤维丝束。
其中，凝固浴配方：硫酸62-120g/l、硫酸锌85-200g/l、硫酸钠70-135g/l；凝固浴温度42-50℃，纺丝速度44-75m/min。
所述保护，向纤维丝束中加入5-10倍重量的环氧季铵化改性氨基硅油，浸泡20-30min，加入0.5-5%的硫酸亚铁溶液，控温在3-9℃，缓慢搅拌5-15min。
所述洗涤，用0.01-0.03mol/L乙醇洗涤产物1-3次，用去离子水冲洗至pH为中性，自然晾干，得到本发明的红景天粘胶载体的再生纤维素纤维。
本发明的红景天粘胶载体的再生纤维素纤维采用GB/T20944.3-2008振荡法进行抗菌实验，洗涤程序7B，洗涤次数50次后，翻滚烘干，结果为：金黄色葡萄球菌ATCC6538抑菌率为91.8-94.8%，大肠杆菌8099抑菌率为98.7-99.2%，白色念珠菌ATCC10231抑菌率为90.8-95.2%。
本发明的红景天粘胶载体的再生纤维素纤维，在15-55℃的温度范围内的断裂强度变化小，强力变化受温度影响小。
采用本发明的红景天粘胶载体的再生纤维素纤维制备面料具有良好的保温性能，其导热系数为0.044-0.050λ/W·m-1·℃-1。
本发明的红景天粘胶载体的再生纤维素纤维，亮氨酸和苯丙氨酸含量为2.0-3.2mg/kg。
采用本发明的红景天粘胶载体的再生纤维素纤维制成织物，其它优良性能保持不变的前提下，抗起毛起球性能提高了7.2-17.5%。
本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有以下优点：
（1）本发明的红景天粘胶载体的再生纤维素纤维，基本机械性能指标稳定，具有较高的强度和较高的断伸，干断裂强度4.0-4.4CN/tex，湿断裂强度3.6-3.9CN/tex，断伸率为18.7-20%，强力不匀率0.0-0.01%，干热收缩率（177℃.10min.0.05CN/dtex）为0.001-0.002%；
（2）本发明的红景天粘胶载体的再生纤维素纤维，具有极佳的吸湿性能，回潮率为15.4-15.6%；
（3）本发明的红景天粘胶载体的再生纤维素纤维，采用GB/T20944.3-2008振荡法进行抗菌实验，洗涤程序7B，洗涤次数50次，翻滚烘干，结果为：金黄色葡萄球菌ATCC6538抑菌率为91.8-94.8%，大肠杆菌8099抑菌率为98.7-99.2%，白色念珠菌ATCC10231抑菌率为90.8-95.2%；
（4）采用本发明的红景天粘胶载体的再生纤维素纤维制成织物，其它优良性能保持不变的前提下，抗起毛起球性能提高了7.2-17.5%；
（5）本发明的红景天粘胶载体的再生纤维素纤维，在15-55℃的温度范围内的断裂强度变化小，强力变化受温度影响小；
（6）采用本发明的红景天粘胶载体的再生纤维素纤维制备面料具有良好的保温性能，其导热系数为0.044-0.050λ/W·m-1·℃-1；
（7）本发明的红景天粘胶载体的再生纤维素纤维，亮氨酸和苯丙氨酸含量为2.0-3.2mg/kg。
具体实施方式
实施例1一种红景天粘胶载体的再生纤维素纤维及其制备方法
本实施例的一种红景天粘胶载体的再生纤维素纤维的制备方法，具体包括如下步骤：
（1）酶浴
称取红景天提取物，粉碎至99.8%通过1000目筛；将红景天提取物中加入5%的L-半胱氨酸和150%的蒸馏水，搅拌均匀，加入15%的复合活性酶进行酶浴处理，酶浴温度为28℃，pH控制在7.5，酶浴20min后，加入3%的冰醋酸，调整pH为7.2，搅拌，继续酶浴5min。
所述红景天提取物，棕褐色粉末，提取自红景天的地下块根及根茎，购自西安四叶草生物科技有限公司；
所述复合活性酶，为GDSL酯酶、木聚糖酶、木瓜蛋白酶和过氧化氢酶，质量比为2:1:25:2；
其中，GDSL酯酶的酶活力≥5.5万u/克，木聚糖酶的酶活力≥10万u/克,木瓜蛋白酶的酶活力≥10万u/克，过氧化氢酶的酶活力为≥4.5万u/克。
（2）臭氧-电场处理
开启臭氧发生器，将浓度为0.02mg/L的臭氧以20L/min的速率导入上述红景天酶解溶液中，得红景天提取物混合液。同时打开恒温器，控制红景天提取物混合液的温度保持在12℃范围内，将红景天提取物混合液泵至脉冲电场中进行脉冲处理，处理15min后停止臭氧-电场处理，进行除酶，干燥，至含水量为5.5%，得改性红景天提取物。
所述的脉冲处理，电场场强为50kV/cm，脉冲宽度8ms，脉冲频率5-5000Hz，电流峰值为10-5000A，红景天提取物混合液的流速为5mL/min。
（3）改性纺丝液的制备
将改性红景天提取物加入至粘胶原液中，搅拌均匀，再依次加入渗透剂、交联剂、分散剂AKD和助留剂，搅拌均匀，消泡，得到改性纺丝液。
所述粘胶原液、渗透剂、交联剂、分散剂AKD和助留剂质量比为50:10:9:0.1:1；
所述的改性红景天提取物的添加量为以上所有物质总量的0.25%；
所述粘胶原液指标为，胶粘度（落球法）62s，熟成度为（10%NH4CI值）25ml，甲种纤维素含量16.5%，NaOH含量8.7%；
所述的渗透剂，为Triton%20X-100，分子式为(C2H4O)N.C14H22O，CAS号为9002-93-1，EINECS号为255-695-5；
所述的交联剂，为质量比为0.1:1:20的己二酸二酰肼、醋醛与乙二醛的混合物；
所述分散剂AKD，型号LS-A20S，货号%20LS15S，CAS号0321023；
所述助留剂，为质量比为1:1的氯化铍与CPMA的混合物；
所述消泡，空气泡含量小于0.001%。
（4）湿法纺丝
通过计量器，将改性纺丝液打入喷丝头，进入凝固浴，经牵伸、成型、切断制得纤维丝束。
其中，凝固浴配方：硫酸62g/l、硫酸锌200g/l、硫酸钠70g/l，凝固浴温度50℃。纺丝速度44.5m/min。
（5）保护
向纤维丝束中加入5倍重量的环氧季铵化改性氨基硅油，浸泡30min，加入0.5%的硫酸亚铁溶液，控温在9℃，缓慢搅拌6min。
（6）洗涤
用0.01mol/L乙醇洗涤产物1-3次，用去离子水冲洗至pH为中性，自然晾干，得到本发明的红景天粘胶载体的再生纤维素纤维。
将本实施例的粘胶载体的再生纤维素纤维采用GB/T20944.3-2008振荡法进行抗菌实验，洗涤程序7B，洗涤次数50次，翻滚烘干，结果为：金黄色葡萄球菌ATCC6538抑菌率为91.8%，大肠杆菌8099抑菌率为98.7%，白色念珠菌ATCC10231抑菌率为90.8%。
采用实施例的粘胶载体的再生纤维素纤维制成织物，其它优良性能保持不变的前提下，抗起毛起球性能提高了7.2%，织物泛黄程度也得到了改善。
实施例2一种红景天粘胶载体的再生纤维素纤维及其制备方法
本实施例的一种红景天粘胶载体的再生纤维素纤维的制备方法，具体包括如下步骤：
（1）酶浴
称取红景天提取物，粉碎至99.8%通过1000目筛；将红景天提取物中加入5%的L-半胱氨酸和220%的蒸馏水，搅拌均匀，加入5-15%的复合活性酶进行酶浴处理，酶浴温度为30℃，pH控制在6.5，酶浴18min后，加入3%的冰醋酸，调整pH为7.0，搅拌，继续酶浴5-16min。
所述红景天提取物，棕褐色粉末，提取自红景天的地下块根及根茎，购自西安四叶草生物科技有限公司；
所述复合活性酶，为GDSL酯酶、木聚糖酶、木瓜蛋白酶和过氧化氢酶，质量比为2:5:25:2；
其中，GDSL酯酶的酶活力≥5.5万u/克，木聚糖酶的酶活力≥10万u/克,木瓜蛋白酶的酶活力≥10万u/克，过氧化氢酶的酶活力为≥4.5万u/克。
（2）臭氧-电场处理
开启臭氧发生器，将浓度为0.03mg/L的臭氧以15L/min的速率导入上述红景天酶解溶液中，得红景天提取物混合液。同时打开恒温器，控制红景天提取物混合液的温度保持在12-25℃范围内，将红景天提取物混合液泵至脉冲电场中进行脉冲处理，处理11min后停止臭氧-电场处理，进行除酶，干燥，至含水量为7.4%，得改性红景天提取物。
所述的脉冲处理，电场场强为60kV/cm，脉冲宽度1-8ms，脉冲频率5-5000Hz，电流峰值为10-5000A，红景天提取物混合液的流速为13mL/min。
（3）改性纺丝液的制备
将改性红景天提取物加入至粘胶原液中，搅拌均匀，再依次加入渗透剂、交联剂、分散剂AKD和助留剂，搅拌均匀，消泡，得到改性纺丝液。
所述粘胶原液、渗透剂、交联剂、分散剂AKD和助留剂质量比为50:10-15:1-9:0.1:1；
所述的改性红景天提取物的添加量为粘胶原液、渗透剂、交联剂、分散剂AKD和助留剂总量的2.5%；
所述粘胶原液指标为，胶粘度（落球法）58s，熟成度为（10%NH4CI值）45ml，甲种纤维素含量14.5%，NaOH含量12.5%；
所述的渗透剂，为Triton%20X-100，分子式为(C2H4O)N.C14H22O，CAS号为9002-93-1，EINECS号为255-695-5；
所述的交联剂，为质量比为0.1:1:20的己二酸二酰肼、醋醛与乙二醛的混合物；
所述分散剂AKD，型号LS-A20S，货号%20LS15S，CAS号0321023；
所述助留剂，为质量比为1:1的氯化铍与CPMA的混合物；
所述消泡，空气泡含量小于0.001%。
（4）湿法纺丝
通过计量器，将改性纺丝液打入喷丝头，进入凝固浴，经牵伸、成型、切断制得纤维丝束。
其中，凝固浴配方：硫酸110g/l、硫酸锌200g/l、硫酸钠125g/l，凝固浴温度45℃。纺丝速度55m/min。
（5）保护
向纤维丝束中加入5-10倍重量的环氧季铵化改性氨基硅油，浸泡24min，加入1.2%的硫酸亚铁溶液，控温在6℃，缓慢搅拌15min。
（6）洗涤
用0.02mol/L乙醇洗涤产物1-3次，用去离子水冲洗至pH为中性，自然晾干，得到本发明的红景天粘胶载体的再生纤维素纤维。
将本实施例的粘胶载体的再生纤维素纤维采用GB/T20944.3-2008振荡法进行抗菌实验，洗涤程序7B，洗涤次数50次，翻滚烘干，结果为：金黄色葡萄球菌ATCC6538抑菌率为94.8%，大肠杆菌8099抑菌率为99.2%，白色念珠菌ATCC10231抑菌率为95.2%。
采用实施例的粘胶载体的再生纤维素纤维制成织物，其它优良性能保持不变的前提下，抗起毛起球性能提高了17.5%，织物泛黄程度也得到了改善，比普通粘胶载体的再生纤维素纤维制成的织物有明显改善。
实施例3一种红景天粘胶载体的再生纤维素纤维及其制备方法
本实施例的一种红景天粘胶载体的再生纤维素纤维的制备方法，具体包括如下步骤：
（1）酶浴
称取红景天提取物，粉碎至99.8%通过1000目筛；将红景天提取物中加入5%的L-半胱氨酸和200%的蒸馏水，搅拌均匀，加入5%的复合活性酶进行酶浴处理，酶浴温度为42℃，pH控制在7.1，酶浴20min后，加入3%的冰醋酸，调整pH为5.5，搅拌，继续酶浴16min。
所述红景天提取物，棕褐色粉末，提取自红景天的地下块根及根茎，购自西安四叶草生物科技有限公司；
所述复合活性酶，为GDSL酯酶、木聚糖酶、木瓜蛋白酶和过氧化氢酶，质量比为2:%208:25:2；
其中，GDSL酯酶的酶活力≥5.5万u/克，木聚糖酶的酶活力≥10万u/克,木瓜蛋白酶的酶活力≥10万u/克，过氧化氢酶的酶活力为≥4.5万u/克。
（2）臭氧-电场处理
开启臭氧发生器，将浓度为0.1mg/L的臭氧以10L/min的速率导入上述红景天酶解溶液中，得红景天提取物混合液。同时打开恒温器，控制红景天提取物混合液的温度保持在25℃范围内，将红景天提取物混合液泵至脉冲电场中进行脉冲处理，处理10min后停止臭氧-电场处理，进行除酶，干燥，至含水量为11.2%，得改性红景天提取物。
所述的脉冲处理，电场场强为80kV/cm，脉冲宽度1-8ms，脉冲频率5-5000Hz，电流峰值为10-5000A，红景天提取物混合液的流速为5mL/min。
（3）改性纺丝液的制备
将改性红景天提取物加入至粘胶原液中，搅拌均匀，再依次加入渗透剂、交联剂、分散剂AKD和助留剂，搅拌均匀，消泡，得到改性纺丝液。
所述粘胶原液、渗透剂、交联剂、分散剂AKD和助留剂质量比为50:15:1:0.1:1；
所述的改性红景天提取物的添加量为总量的4.3%；
所述粘胶原液指标为，胶粘度（落球法）62s，熟成度为（10%NH4CI值）25ml，甲种纤维素含量16.5%，NaOH含量8.5%；
所述的渗透剂，为Triton%20X-100，分子式为(C2H4O)N.C14H22O，CAS号为9002-93-1，EINECS号为255-695-5；
所述的交联剂，为质量比为0.1:1:20的己二酸二酰肼、醋醛与乙二醛的混合物；
所述分散剂AKD，型号LS-A20S，货号%20LS15S，CAS号0321023；
所述助留剂，为质量比为1:1的氯化铍与CPMA的混合物；
所述消泡，空气泡含量小于0.001%。
（4）湿法纺丝
通过计量器，将改性纺丝液打入喷丝头，进入凝固浴，经牵伸、成型、切断制得纤维丝束。
其中，凝固浴配方：硫酸120g/l、硫酸锌88g/l、硫酸钠135g/l，凝固浴温度42℃。纺丝速度75m/min。
（5）保护
向纤维丝束中加入10倍重量的环氧季铵化改性氨基硅油，浸泡30min，加入5%的硫酸亚铁溶液，控温在3℃，缓慢搅拌15min。
（6）洗涤
用0.03mol/L乙醇洗涤产物1-3次，用去离子水冲洗至pH为中性，自然晾干，得到本发明的红景天粘胶载体的再生纤维素纤维。
将本实施例的粘胶载体的再生纤维素纤维采用GB/T20944.3-2008振荡法进行抗菌实验，洗涤程序7B，洗涤次数50次，翻滚烘干，结果为：金黄色葡萄球菌ATCC6538抑菌率为92.4%，大肠杆菌8099抑菌率为98.9%，白色念珠菌ATCC10231抑菌率为92.3%。
采用实施例的粘胶载体的再生纤维素纤维制成织物，其它优良性能保持不变的前提下，抗起毛起球性能提高了10.1%，织物泛黄程度也得到了改善。
以下为对本发明制备的粘胶载体的再生纤维素纤维的相关测试：
1、基本机械性能指标（20℃）：
2、本发明制备的红景天粘胶载体的再生纤维素纤维，具有极佳的吸湿性能，回潮率为13.1-16.2%。
表2：
3、本发明制备的粘胶载体的再生纤维素纤维在不同温度（湿度不变：55%）下断裂强度的测试试验，如下表：
表3：（单位：CN/tex）
4、采用本发明制备的粘胶载体的再生纤维素纤维纺织得到的面料，测定其导热系数，如表4所示。
表4：（单位：λ/W·m-1·℃-1）
5、采用常规方法测定本发明制备的粘胶载体的再生纤维素纤维中氨基酸（亮氨酸和苯丙氨酸）的含量，结果如下：
表5：（单位：mg/kg）
由上述技术效果可知，本发明的一种改性纤维素纤维，与现有的纤维素纤维相比，具有以下优点：
（1）本发明的红景天粘胶载体的再生纤维素纤维，基本机械性能指标稳定，具有较高的强度和较高的断伸，干断裂强度4.0-4.4CN/tex，湿断裂强度3.6-3.9CN/tex，断伸率为18.7-20%，强力不匀率0.0-0.01%，干热收缩率（177℃.10min.0.05CN/dtex）为0.001-0.002%；
（2）本发明的红景天粘胶载体的再生纤维素纤维，具有极佳的吸湿性能，回潮率为15.4-15.6%；
（3）本发明的红景天粘胶载体的再生纤维素纤维，在15-55℃的温度范围内的断裂强度变化小，强力变化受温度影响小；
（4）采用本发明的红景天粘胶载体的再生纤维素纤维制备面料具有良好的保温性能，其导热系数为0.044-0.050λ/W·m-1·℃-1；
（5）本发明的红景天粘胶载体的再生纤维素纤维，亮氨酸和苯丙氨酸含量为2.0-3.2mg/kg。
除非另有说明，本发明所采用的百分数均为重量百分数，本发明所述的比例，均为质量比例。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
