一种纤维制取装置、抗菌型芭蕉芯纤维纱线及其制备方法与流程

本发明涉及芭蕉纤维材料制备
技术领域：
，具体涉及一种纤维制取装置、抗菌型芭蕉芯纤维纱线及其制备方法。
背景技术：
：芭蕉在中国种植面积较大，分布区域广泛，芭蕉芯来源丰富，一直未被全面开发利用，在中国乃至全世界的废弃量是相当大的。事实上，芭蕉芯中分离得到的芭蕉芯纤维具有非常高实用的价值，如对细菌繁殖体和真菌具有较好的抗菌抑菌作用、吸湿性好、清凉挺爽等。芭蕉芯纤维是一种可再生和再利用的天然植物纤维，综合利用了我国农业资源，不仅有利于生态保护，同时还满足了人们崇尚自然，追求舒适和保健的需求，其市场前景十分广阔。芭蕉芯纤维有微生物降解、人工抽丝、化学脱胶等提取方式，通过微生物降解提取芭蕉芯纤维，在微生物发酵时较难控制其发酵范围，纤维的结构形态也难免被损坏，使得纤维容易断裂；通过人工抽丝制得的纤维虽然结构完整，纤维柔软舒适，但是其提取的过程较为繁琐，提取效率较低；在化学脱胶工程中，虽然纤维的提取效率得到了提高，但是需要使用大量的化学试剂，不仅污染大、能耗高、成本高，而且所提取出来的芭蕉芯纤维的基本物理性能很难保证不被破坏。因此，芭蕉芯纤维及其纺织制品不能得到广泛的应用。技术实现要素：为了解决上述问题，本发明提供一种纤维制取装置、抗菌型芭蕉芯纤维纱线及其制备方法，将机械抽取的芭蕉芯纤维经过脱胶、抗菌化预处理后再进行纺纱加工，能较好地保持芭蕉芯纤维的结构，增加芭蕉芯纤维的可纺性，同时赋予了芭蕉芯纤维优越的抗菌性能，拓宽了芭蕉芯纤维的应用领域。为了实现以上目的，本发明采取的一种技术方案是：一种纤维制取装置，包括设置在横向底座上的第一竖向机架、第二竖向机架以及电机，所述第一竖向机架以及所述第二竖向机架相互平行；所述横向底座上设置滑动装置，所述第二竖向机架通过所述滑动装置设置在所述横向底座上，所述横向底座上设置输网帘，所述输网帘位于所述第一竖向机架与所述第二竖向机架之间；所述第一竖向机架上设置进料筒、第一三角抓手、第一切割机构以及固定拉伸板，所述第一三角抓手设置在所述第一竖向机架远离所述第二竖向机架板的一面，所述第一切断装置设置在所述第一竖向机架靠近所述第二竖向机架板的一面；所述第二竖向机架上设置出料筒、第二三角抓手、第二切割机构、传动机构以及活动拉伸板，所述第二三角抓手设置在所述第二竖向机架远离所述第一竖向机架板的一面，所述第二切断装置设置在所述第二竖向机架靠近所述第一竖向机架板的一面；所述电机的输出轴通过联轴器与所述传动机构连接。本发明还提供了一种基于以上纤维制取装置的抗菌型芭蕉芯纤维纱线的制备方法，包括如下步骤：s10通过纤维制取装置制备芭蕉芯纤维并将其冷冻干燥，获得第一纤维；s20将所述第一纤维置于碱液中浸泡进行脱胶，而后经40±5℃水洗，获得第二纤维；s30将所述第二纤维置于抗菌整理液中浸渍处理，冷冻干燥获得抗菌性芭蕉芯纤维；以及s40将所述抗菌性芭蕉芯纤维经混棉、除杂、梳棉、精梳、并条、粗纱、细纱工序进行纺纱加工，获得抗菌性芭蕉芯纤维纱线。进一步地，所述步骤s10包括如下步骤：s11将新鲜成熟的芭蕉芯喂入所述进料筒，在所述传动机构的作用下芭蕉芯向前移动；s12当芭蕉芯伸出固定拉伸板以外一定长度时，由所述第一三角抓手以及所述第二三角抓手将所述芭蕉芯固定并带动所述芭蕉芯匀速转动，同时带动所述第一切割机构以及所述第二切割机构工作使芭蕉芯韧皮部出现切口；s13所述活动拉伸板将芭蕉芯拉伸至一定长度后所述活动拉伸板停止工作，所述第一切割机构以及所述第二切割机构向下切取芭蕉芯纤维；s14切取的芭蕉芯纤维将聚集于所述输网帘，所述活动拉伸板一侧废料由出料口集中处理；以及s15重复s11～s14获取更多的芭蕉芯纤维，将获取的芭蕉芯纤维冷冻干燥获得第一纤维备用。进一步地，所述抗菌整理液为壳聚糖-银离子抗菌整理液，采用柠檬酸作为溶剂溶解壳聚糖并复合ag+获得。进一步地，所述步骤s30包括：s31将壳聚糖充分溶解于0.7％～1％的柠檬酸中，配制成质量分数为0.25％～0.85％的壳聚糖溶液；在壳聚糖溶液中加入ag+并迅速搅拌，得到壳聚糖-银离子抗菌整理液；s32将所述第二纤维浸入所述壳聚糖-银离子抗菌整理液中完全浸渍1-3次，每次5-30min，将整理后的芭蕉芯纤维进行冷冻干燥后获得抗菌性芭蕉芯纤维。进一步地，所述步骤s20中所述碱液为质量分数为10％～15％碳酸氢钠，所述第一纤维置于碱液中浸泡温度为80～100℃、浸泡时间为2～5h，所述芭蕉芯纤维与所述碱液的质量比为1:20～1:60。进一步地，所述冷冻干燥的温度为-80℃～-60℃，优选冷冻干燥时间为24～48h。进一步地，所述活动拉伸板拉伸距离范围为0～500mm，拉伸速度为50～100mm/min。进一步地，所述梳棉工序所处环境的相对湿度为40％～60％；所述梳棉形成的棉条进行并条工序时，棉条数量为4～8根；所述粗纱工序粗纱干定量2～9g/10m，牵伸倍数3～10倍，粗纱公制捻系数25～50，锭速500～900r/min；所述细纱工序细纱干定量1.02～6.28g/100m，牵伸10～50倍，锭速为7000～10000r/min，捻度250～1100捻/米；所述络筒工序中，络纱速度为600～1000m/min。本发明还提供了一种抗菌型芭蕉芯纤维纱线，使用以上任意一抗菌型芭蕉芯纤维纱线的制备方法制得。本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：(1)本发明的一种纤维制取装置、抗菌型芭蕉芯纤维纱线及其制备方法，根据人工抽取纤维原理设计出一种芭蕉芯纤维机械抽取装置，与现有技术中人工抽取的现状，实现了纤维提取过程的机械化，不仅提高了芭蕉芯纤维的提取效率，而且简化了芭蕉芯纤维的制备步骤，降低了人工成本，保证了制得的芭蕉芯纤维结构完整，损伤较少，制得的芭蕉芯纤维质地柔软，可纺性较高。(2)本发明的一种纤维制取装置、抗菌型芭蕉芯纤维纱线及其制备方法，将机械抽取的芭蕉芯纤维经过脱胶、抗菌化预处理后再进行纺纱加工，可以有效除去芭蕉芯纤维上的胶状物质且减少芭蕉芯纤维的损伤，能较好地保持芭蕉芯纤维的结构，增加芭蕉芯纤维的可纺性，同时赋予了芭蕉芯纤维优越的抗菌性能，拓宽了芭蕉芯纤维的应用领域，与现有的化学脱胶相比，不需要使用大量的化学试剂，污染小、能耗小且制备成本高。(4)本发明的一种纤维制取装置、抗菌型芭蕉芯纤维纱线及其制备方法，通过本发明制备方法获得芭蕉芯欣慰纱线具有良好的吸湿性、舒适性、抗菌性，又因芭蕉芯纤维作为天然的绿色材料，具有更好的生物相容性且来源广，因此该纱线应用范围广泛，可用来生产高档服装、t恤、围巾、床上用品、医用卫生用品等，具有巨大的经济效益和社会效益。附图说明下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其有益效果显而易见。图1所示为本发明一实施例的纤维制取装置结构图；图2所示为本发明一实施例的第一三角抓手与第一切割机构的侧视图；图3所示为本发明一实施例的抗菌型芭蕉芯纤维纱线制备方法流程图。图中附图标记：1横向底座、11输网帘、2第一竖向机架、21进料筒、22第一三角抓手、23第一切割机构、24固定拉伸板、3第二竖向机架、31出料筒、32第二三角抓手、33第二切割机构、34活动拉伸板、4电机、5滑动装置、6初生芭蕉芯纤维、7传动机构。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本实施例提供了一种纤维制取装置，如图1～2所示，包括设置在横向底座1上的第一竖向机架2、第二竖向机架3以及电机4，所述第一竖向机架2以及所述第二竖向机架3相互平行；所述横向底座1上设置滑动装置5，所述第二竖向机架3通过所述滑动装置5设置在所述横向底座1上，所述第二竖向机架3通过所述滑动装置5在所述横向底座1上滑动，实现将所述芭蕉芯纤维拉伸，所述滑动装置5优选包括滑槽以及气缸，气缸在控制系统的控制下带动所述滑动装置5滑动。所述横向底座1上设置输网帘11，所述输网帘11位于所述第一竖向机架2与所述第二竖向机架3之间。所述电机4的输出轴通过联轴器与所述传动机构7连接，所述传动机构7用于带动所述芭蕉芯做拉伸运动。所述第一竖向机架2上设置进料筒21、第一三角抓手22、第一切割机构23以及固定拉伸板24，所述第一三角抓手22设置在所述第一竖向机架2远离所述第二竖向机架3板的一面，所述第一切断装置设置在所述第一竖向机架2靠近所述第二竖向机架3板的一面；所述第二竖向机架3上设置出料筒31、第二三角抓手32、第二切割机构33、传动机构7以及活动拉伸板34，所述第二三角抓手32设置在所述第二竖向机架3远离所述第一竖向机架2板的一面，所述第二切断装置设置在所述第二竖向机架3靠近所述第一竖向机架2板的一面；本发明还提供了基于以上纤维制取装置的抗菌型芭蕉芯纤维纱线的制备方法，如图3所示，包括如下步骤：s10通过纤维制取装置制备芭蕉芯纤维并将其冷冻干燥，获得第一纤维。s20将所述第一纤维置于碱液中浸泡进行脱胶，而后经40±5℃水洗，获得第二纤维。s30将所述第二纤维置于抗菌整理液中浸渍处理，冷冻干燥获得抗菌性芭蕉芯纤维。以及s40将所述抗菌性芭蕉芯纤维经混棉、除杂、梳棉、精梳、并条、粗纱、细纱工序进行纺纱加工，获得抗菌性芭蕉芯纤维纱线。所述步骤s10包括如下步骤：s11将新鲜成熟的芭蕉芯喂入所述进料筒21，在所述传动机构7的作用下芭蕉芯向前移动。s12当芭蕉芯伸出固定拉伸板24以外一定长度时，由所述第一三角抓手22以及所述第二三角抓手32将所述芭蕉芯固定并带动所述芭蕉芯匀速转动，同时带动所述第一切割机构23以及所述第二切割机构33工作使芭蕉芯韧皮部出现切口。s13所述活动拉伸板34将芭蕉芯拉伸至一定长度后所述活动拉伸板34停止工作，所述第一切割机构23以及所述第二切割机构33向下切取芭蕉芯纤维。所述活动拉伸板34拉伸距离范围为0～500mm优选100mm、200mm、300mm、400mm或500mm，拉伸速度为50～100mm/min，优选50mm/min、60mm/min、70mm/min、80mm/min、90mm/min或100mm/min。s14切取的芭蕉芯纤维将聚集于所述输网帘11，所述活动拉伸板34一侧废料由出料口集中处理；以及s15重复s11～s14获取更多的芭蕉芯纤维，将获取的芭蕉芯纤维冷冻干燥获得第一纤维备用。所述冷冻干燥的温度为-80℃～-60℃，优选-80℃、-75℃、-70℃、-65℃或-60℃，优选优选冷冻干燥时间为24～48h，优选24h、36h或48h。所述步骤s20中所述碱液为质量分数为10％～15％碳酸氢钠，所述碳酸氢钠的质量浓度优选10％、11％、12％、13％、14％或15％，所述第一纤维置于碱液中浸泡温度为80～100℃、浸泡时间为2～5h，优选浸泡温度80℃、85℃、90℃、95℃或100℃，优选浸泡时间为2h、3h、4h或5h，所述芭蕉芯纤维与所述碱液的质量比为1:20～1:60，优选质量比为1:20、1:30、1:40、1:50或1:60。所述抗菌整理液为壳聚糖-银离子抗菌整理液，采用柠檬酸作为溶剂溶解壳聚糖并复合ag+获得。所述步骤s30包括：s31将壳聚糖充分溶解于0.7％～1％的柠檬酸中，配制成质量分数为0.25％～0.85％的壳聚糖溶液；在壳聚糖溶液中加入ag+并迅速搅拌，得到壳聚糖-银离子抗菌整理液；s32将所述第二纤维浸入所述壳聚糖-银离子抗菌整理液中完全浸渍1-3次，每次5-30min，优选5min、10min、15min、20min、25min或30min，将整理后的芭蕉芯纤维进行冷冻干燥后获得抗菌性芭蕉芯纤维。所述冷冻干燥的温度为-80℃～-60℃，优选冷冻干燥时间为24～48h。所述步骤s40中所述梳棉工序所处环境的相对湿度为40％～60％；所述梳棉形成的棉条进行并条工序时，棉条数量为4～8根；所述粗纱工序粗纱干定量2～9g/10m，牵伸倍数3～10倍，粗纱公制捻系数25～50，锭速500～900r/min；所述细纱工序细纱干定量1.02～6.28g/100m，牵伸10～50倍，锭速为7000～10000r/min，捻度250～1100捻/米；所述络筒工序中，络纱速度为600～1000m/min。本发明还提供了一种使用以上抗菌型芭蕉芯纤维纱线及其制备方法制得的抗菌型芭蕉芯纤维纱线。实施例1s11将新鲜成熟的芭蕉芯喂入所述进料筒21，在所述传动机构7的作用下芭蕉芯向前移动；s12当芭蕉芯伸出固定拉伸板24以外10mm时，由所述第一三角抓手22以及所述第二三角抓手32将所述芭蕉芯固定并带动所述芭蕉芯匀速转动，同时带动所述第一切割机构23以及所述第二切割机构33工作使芭蕉芯韧皮部出现切口；s13所述活动拉伸板34将芭蕉芯拉伸至30mm后所述活动拉伸板34停止工作，所述第一切割机构23以及所述第二切割机构33向下切取芭蕉芯纤维，所述活动拉伸板34拉伸距离范围为50mm，拉伸速度为50mm/min。s14切取的芭蕉芯纤维将聚集于所述输网帘，所述活动拉伸板34一侧废料由出料口集中处理；以及s15重复s11～s14获取更多的芭蕉芯纤维，将获取的芭蕉芯纤维冷冻干燥获得第一纤维备用。冷冻干燥温度为-80℃，冷冻干燥时间为24h。s20将所述第一纤维置于质量分数为10％碳酸氢钠中浸泡进行脱胶，浸泡温度为80℃、浸泡时间为5h；芭蕉芯纤维与所述碱液的质量比为1:20。而后经40±5℃水洗，获得第二纤维；s31将壳聚糖充分溶解于0.7％的柠檬酸中，配制成质量分数为0.25％的壳聚糖溶液；在壳聚糖溶液中加入ag+并迅速搅拌，得到壳聚糖-银离子抗菌整理液；s32将所述第二纤维浸入所述壳聚糖-银离子抗菌整理液中完全浸渍5min，将整理后的芭蕉芯纤维进行冷冻干燥后获得抗菌性芭蕉芯纤维。冷冻干燥温度为-80℃，冷冻干燥时间为24h。s40将所述抗菌性芭蕉芯纤维经梳棉、精梳、并条、粗纱、细纱工序进行纺纱加工，获得抗菌型芭蕉芯纤维纯纺纱线。梳棉工序所处环境的相对湿度为40％；梳棉形成的棉条进行并条工序时，棉条数量为4根；粗纱工序粗纱干定量2g/10m，牵伸倍数3倍，粗纱公制捻系数25，锭速,500r/min；细纱工序细纱干定量1.02g/100m，牵伸10倍，锭速为7000r/min，捻度250捻/米；络筒工序中，络纱速度为600m/min。实施例2s11将新鲜成熟的芭蕉芯喂入所述进料筒21，在所述传动机构7的作用下芭蕉芯向前移动；s12当芭蕉芯伸出固定拉伸板24以外30mm时，由所述第一三角抓手22以及所述第二三角抓手32将所述芭蕉芯固定并带动所述芭蕉芯匀速转动，同时带动所述第一切割机构23以及所述第二切割机构33工作使芭蕉芯韧皮部出现切口；s13所述活动拉伸板34将芭蕉芯拉伸至50mm后所述活动拉伸板34停止工作，所述第一切割机构23以及所述第二切割机构33向下切取芭蕉芯纤维，所述活动拉伸板34拉伸距离范围为100mm，拉伸速度为75mm/min。s14切取的芭蕉芯纤维将聚集于所述输网帘，所述活动拉伸板34一侧废料由出料口集中处理；以及s15重复s11～s14获取更多的芭蕉芯纤维，将获取的芭蕉芯纤维冷冻干燥获得第一纤维备用。冷冻干燥温度为-70℃，冷冻干燥时间为36h。s20将所述第一纤维置于质量分数为12％碳酸氢钠中浸泡进行脱胶，浸泡温度为90℃、浸泡时间为4h；芭蕉芯纤维与所述碱液的质量比为1:40。而后经40±5℃水洗，获得第二纤维；s31将壳聚糖充分溶解于0.9％的柠檬酸中，配制成质量分数为0.45％的壳聚糖溶液；在壳聚糖溶液中加入ag+并迅速搅拌，得到壳聚糖-银离子抗菌整理液；s32将所述第二纤维浸入所述壳聚糖-银离子抗菌整理液中完全浸渍15min，将整理后的芭蕉芯纤维进行冷冻干燥后获得抗菌性芭蕉芯纤维。冷冻干燥温度为-70℃，冷冻干燥时间为36h。s40将所述抗菌性芭蕉芯纤维经梳棉、精梳、并条、粗纱、细纱工序进行纺纱加工，获得抗菌型芭蕉芯纤维纯纺纱线。梳棉工序所处环境的相对湿度为60％；梳棉形成的棉条进行并条工序时，棉条数量为6根；粗纱工序粗纱干定量5g/10m，牵伸倍数7倍，粗纱公制捻系数35，锭速650r/min；细纱工序细纱干定量3.35g/100m，牵伸20倍，锭速为8500r/min，捻度650捻/米；络筒工序中，络纱速度为800m/min。实施例3s11将新鲜成熟的芭蕉芯喂入所述进料筒21，在所述传动机构7的作用下芭蕉芯向前移动；s12当芭蕉芯伸出固定拉伸板24以外50mm时，由所述第一三角抓手22以及所述第二三角抓手32将所述芭蕉芯固定并带动所述芭蕉芯匀速转动，同时带动所述第一切割机构23以及所述第二切割机构33工作使芭蕉芯韧皮部出现切口；s13所述活动拉伸板34将芭蕉芯拉伸至80mm后所述活动拉伸板34停止工作，所述第一切割机构23以及所述第二切割机构33向下切取芭蕉芯纤维，所述活动拉伸板34拉伸距离范围为200mm，拉伸速度为100mm/min。s14切取的芭蕉芯纤维将聚集于所述输网帘，所述活动拉伸板34一侧废料由出料口集中处理；以及s15重复s11～s14获取更多的芭蕉芯纤维，将获取的芭蕉芯纤维冷冻干燥获得第一纤维备用。冷冻干燥温度为-60℃，冷冻干燥时间为48h。s20将所述第一纤维置于质量分数为15％碳酸氢钠中浸泡进行脱胶，浸泡温度为100℃、浸泡时间为2h；芭蕉芯纤维与所述碱液的质量比为1:60。而后经40±5℃水洗，获得第二纤维；s31将壳聚糖充分溶解于1％的柠檬酸中，配制成质量分数为0.85％的壳聚糖溶液；在壳聚糖溶液中加入ag+并迅速搅拌，得到壳聚糖-银离子抗菌整理液；s32将所述第二纤维浸入所述壳聚糖-银离子抗菌整理液中完全浸渍30min，将整理后的芭蕉芯纤维进行冷冻干燥后获得抗菌性芭蕉芯纤维。冷冻干燥温度为-60℃，冷冻干燥时间为48h。s40将所述抗菌性芭蕉芯纤维经梳棉、精梳、并条、粗纱、细纱工序进行纺纱加工，获得抗菌型芭蕉芯纤维纯纺纱线。梳棉工序所处环境的相对湿度为60％；梳棉形成的棉条进行并条工序时，棉条数量为8根；粗纱工序粗纱干定量9g/10m，牵伸倍数10倍，粗纱公制捻系数50，锭速,900r/min；细纱工序细纱干定量6.28g/100m，牵伸50倍，锭速为10000r/min，捻度1100捻/米；络筒工序中，络纱速度为1000m/min。采用本发明方法获得的芭蕉芯纤维纱线的性能如下表1～2所示，所获得芭蕉芯纤维的物力性能优越，同时抗金黄色葡萄球菌、大肠杆菌以及白色念珠菌的抗菌率均达到了99％以上。表1.是采用本发明纤维制取装置后制得的芭蕉芯纤维纱线的物理性质表2.采用本发明制取的芭蕉芯纤维纱线的抗菌试验数据结果菌种抗菌率(％)金黄色葡萄球菌99.97大肠杆菌99.98白色念珠菌99.96以上所述仅为本发明的示例性实施例，并非因此限制本发明专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的
技术领域：
，均同理包括在本发明的专利保护范围内。当前第1页1 2 3 

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