一种暖姜纤维的制备工艺及其应用的制作方法

本技术涉及纤维加工，尤其是一种暖姜纤维的制备工艺及其应用。

背景技术：

1、暖姜纤维是把从生姜中提取出的物质加入到粘胶溶液中，再进行纺丝得到具有发热保暖功能的纤维。生姜中含有姜黄素、姜醇、姜酚以及姜油萜等物质，这些物质是暖姜纤维保暖的主要原因之一。暖姜纤维制备的面料，除了具有保暖的功能以外，还具有良好的透湿性和柔软性，适用于各种服饰和家居用品等。

2、但是，姜黄素、姜醇以及姜酚等成分会慢慢挥发掉，暖姜纤维使用时间长久之后，尤其是服饰以及家居用品需要经常清洗，会进一步加快姜黄素、姜醇以及姜酚等成分的挥发，使得暖姜纤维的保暖性大大降低，同时还会影响暖姜纤维强度、透湿性以及柔软性等性能。

技术实现思路

1、为了解决现有暖姜纤维长时间使用后保暖性、强度、透湿性以及柔软性下降的问题，本技术提供一种暖姜纤维的制备工艺及其应用。

2、第一方面，本技术提供一种暖姜纤维的制备工艺，采用如下技术方案：

3、一种暖姜纤维的制备工艺，包括以下制备步骤：

4、s1、将生姜进行粉碎，加入萃取液中，调节温度为0-5℃，进行萃取，过滤，取滤液，再加入纳米活性炭，进行干燥，得到姜活性成分；

5、s2、将姜活性成分加入至纺丝母液中，搅拌均匀，进行湿法纺丝成型，然后经过拉伸牵引、干燥、卷绕，得到暖姜纤维；

6、所述萃取液是由石油醚、乙醇、醋酸和水按照重量比为(5-9)：(15-20)：(4-8)：20；

7、所述纳米活性炭的重量为滤液重量的1/100-1/90；

8、所述纺丝母液为聚氨酯纺丝母液。

9、通过采用上述技术方案，制备得到的暖姜纤维具有良好的弹性、韧性和保暖性能，且可经多次水洗后，能保持原有的性能。本技术中通过采用低温萃取的方式，使得生姜中的活性成分能够高效萃取出，且保留较多种类的成分。本技术通过将石油醚、乙醇、醋酸和水按照特定的比例制备萃取液，能够提高姜黄素、姜酚、姜醇以及姜油萜等成分的萃取率。为了解决暖姜纤维在后续的使用过程中，姜酚和姜醇等物质会挥发，会使得暖姜纤维的保暖性下降。本技术中通过添加纳米活性炭，利用纳米活性炭的吸附作用，将姜酚和姜醇等会挥发物质进行吸附，减少挥发，从而保证暖姜纤维能长时间保暖。同时添加聚氨酯纺丝母液，将姜活性成分再进一步包裹，双重作用，延缓姜酚和姜醇等挥发，延长暖姜纤维的保暖时间。

10、另外，本技术通过添加聚氨酯纺丝母液，还能提高暖姜纤维的弹性和韧性。其原因在于：聚氨酯具有良好弹性和韧性，用于制备暖姜纤维，能大幅度提高暖姜纤维的弹性和韧性，有效防止暖姜纤维断裂或变形。

11、优选的，所述聚氨酯纺丝母液由以下方法制备得到：

12、1)将聚氨酯溶解于甲酸溶剂，再加入季铵盐，搅拌，得到聚氨酯溶液；

13、2)将动物毛置于质量分数为5-10％的氢氧化钠溶液中，加热至动物毛全部溶解，冷却，再加入硅烷偶联剂，再加入聚氨酯溶液，搅拌均匀，得到聚氨酯纺丝母液。

14、通过采用上述技术方案，制备得到纺丝母液用于制备暖姜纤维，能进一步提高暖姜纤维的保暖性能、柔软性、透湿性以及强度性。单纯聚氨酯母液，能提高暖姜纤维的弹性和韧性。但是聚氨酯的吸湿性较差，单独使用聚氨酯母液制备暖姜纤维，会导致暖姜纤维的吸湿性下降。本技术中通过将动物毛进行溶解，再与聚氨酯溶液混合，从而改善聚氨酯吸湿性差的问题。其次，动物毛溶解后会产生大量的角蛋白质，角蛋白具有柔韧和稳定的结构，可提高暖姜纤维的柔软性和结构稳定性，从而提高暖姜纤维的耐水洗性。

15、在步骤s2中添加硅烷偶联剂，一是为了溶解后的动物毛能与聚氨酯溶液充分混合，形成均匀稳定的聚氨酯纺丝母液，从而提高暖姜纤维结构的均匀性，防止暖姜纤维断裂；二是为了使得聚氨酯纺丝母液能与姜活性成分充分混合均匀，姜活性成分中含有纳米活性炭，添加硅烷偶联剂，可使得纳米活性炭能均匀地分散于聚氨酯纺丝液中，有利于纺丝。

16、优选的，季铵盐为丙烯酰氧乙基烷基季铵盐或烯丙基烷基季铵盐。

17、优选的，乙烯基三甲基硅烷、丁二烯基三乙氧基硅烷、3-巯丙基三乙氧基硅烷、环氧基硅烷和甲基丙烯酰氧基硅烷中的一种或多种。

18、优选的，制备所述聚氨酯纺丝母液所用的原料重量份如下：

19、聚氨酯4-8份

20、甲酸溶剂20-30份

21、季铵盐1-2份

22、动物毛10-15份

23、质量分数为5-10％的氢氧化钠溶液25-40份

24、硅烷偶联剂2-4份。

25、通过采用上述技术方案，优化制备聚氨酯纺丝母液所用的原料的用量，进一步提暖姜纤维的保暖性、透气性、柔软性以及结构稳定性。

26、优选的，所述聚氨酯的分子量为5000-50000。

27、优选的，所述聚氨酯围聚醚型聚氨酯或聚酯型聚氨酯。

28、通过采用上述技术方案，优化聚氨酯的分子量，使得聚氨酯纺丝母液具有适中的黏度，有利于纺丝。聚氨酯的分子量太小，形成的聚氨酯纺丝母液的黏度低，形成暖姜纤维的柔韧性、强度以及保暖性会下降；聚氨酯的分子量太大，形成的聚氨酯纺丝母液的黏度低过高，不利于纺丝，在纺丝的过程中容易发生堵塞的情况。

29、优选的，所述动物毛包括羊毛、牛毛、鸭毛、鹅毛、骆驼毛、狗毛、猪毛、狐狸毛和兔毛中的至少一种。

30、通过采用上述技术方案，进一步提高暖姜纤维的保暖性、柔软性和透湿性。上述动物毛在溶解后含有较多的角蛋白，可进一步提高可提高暖姜纤维的柔软性、结构稳定性以及耐水洗性。

31、优选的，在步骤s2中所述姜活性成分与所述纺丝母液的重量比为(1-3):10。

32、通过采用上述技术方案，优化姜活性成分与纺丝母液的用量，进一步提高暖姜纤维的保暖性、弹性和韧性，使暖姜纤维在使用的过程中能保持良好的保暖性，不易变形或断裂。

33、优选的，萃取过程包括三次萃取：

34、第一次萃取，将粉碎后的生姜置于萃取液中，调节温度0-5℃，超声4-6h，超声频率为3000-4000hz，过滤，收集滤液，剩滤渣；

35、第一次萃取，将滤渣置于取液中，调节温度0-5℃，超声2-3h，超声频率为4000-5000hz，过滤，收集滤液，剩滤渣；

36、第三次萃取，将滤渣置于取液中，调节温度0-5℃，超声1.5-2h，超声频率为5000-6000hz，过滤，收集滤液，剩滤渣；

37、收集三次滤液，干燥，不要滤渣。

38、通过采用上述技术方案，进一步提高生姜中活性物质的提取率，减少姜醇、姜酚等挥发性物质的挥发，进一步提高暖姜纤维的保暖性和透湿性。

39、优选的，纺丝母液的挤出速度为15-25ml/h，所述拉伸牵引的牵引倍数为5-10倍。

40、通过采用上述技术方案，使得纺丝均匀度高，形成的暖姜纤维具有良好保暖性、耐水洗性、透湿性、柔软性以及强度等性能。

41、优选的，湿法纺丝时，纺丝母液经过喷丝板后，经过含硫酸140-150g/l、硫酸10-30g/l、硫酸锌40-60g/l，温度为35-40℃的凝固浴凝固成型后。

42、通过采用上述技术方案，有利于暖姜纤维的形成，提高纤维的力学性能，同时，中和掉暖姜纤维中的碱。

43、第二方面，本技术提供一种暖姜纤维的应用，采用如下技术方案：

44、一种暖姜纤维的应用，所述暖姜纤维应用于纺织面料，所述暖姜纤维是由第一方面所述暖姜纤维的制备工艺制得。

45、通过采用上述技术方案，提高面料的柔软性、保暖性、弹性以及强度等，且经多次水洗后也能保持良好的保暖性、柔软性以及弹性。

46、综上所述，本技术具有以下有益效果：

47、1、本技术中通过将生姜进行低温萃取，使得生姜内的姜黄素、姜酚、姜醇以及姜油萜等成分萃取出，同时减少有效成分的流失，向滤液中添加纳米活性炭，利用纳米活性炭的吸附作用，将姜酚和姜醇等会挥发物质进行吸附，减少挥发。再姜活性成分与聚氨酯纺丝母液共混进行纺丝，进从而保证暖姜纤维能长时间保暖，同时也提高耐水洗性、透湿性、柔软性以及强度等性能。

48、2、本技术通过将聚氨酯、甲酸溶剂和季铵盐制备聚氨酯溶液；将动物毛溶解于碱溶液中，再与聚氨酯溶液、硅烷偶联剂制备聚氨酯纺丝母液，能够进一步高暖姜纤维的透湿性、保暖性、耐水洗性、柔软性以及强度等性能。