本发明涉及一种纤维素纤维，尤其涉及一种具有护肤保湿的再生纤维素纤维的制备方法。
背景技术：
玉竹为百合科黄精属多年生草本植物，广泛分布在东北、华北、华东、西南和华南等省区，是传统的药食类植物，其根茎常用于保健和食疗，具有滋阴养肺、消炎抑菌、育发乌发和生津止渴等功效。玉竹药用价值丰富，且可药食两用，具有广泛的开发应用前景。玉竹中含有多种有益成分，其中玉竹多糖的含量为6％～10％，蛋白质的含量更是高达12％左右，其中对人体有益的氨基酸含量也高达5％左右。玉竹药用价值丰富，且可药食两用，玉竹作为一种优良的滋养、防燥、降压祛暑的营养滋补品越来越受人们的喜爱，作为保健食品的需求量远远高于医药行业的需求量。
目前玉竹的应用绝大部分都是应用的食品保健领域，具体可能占到玉竹整体应用的90％左右；随着应用的不断拓展，玉竹在化妆品和医疗等领域的应用也越来越多。其中，在化妆品领域，玉竹多是作为一种中药成分，起到的是保湿护肤的作用；而在保健食品领域，则是作为一种营养丰富的天然原料，其具有滋阴润燥，生津止渴，降血压、降血脂、改善心肌缺血，缓解动脉粥样硬化斑形成的作用，同时对中风病有良好的预防和治疗作用，但在纺织领域，还未有过玉竹相关应用的报道。
技术实现要素：
发明目的：本发明的第一目的在于提供一种具有良好的保湿护肤性能和物理机械性能的再生纤维素纤维；本发明的第二目的在于提供这种护肤保湿再生纤维素纤维的制备方法。
技术方案：本发明的护肤保湿再生纤维素纤维，所述纤维通过玉竹提取物和粘胶纺丝液混合后纺丝制成。
进一步地，所述粘胶纺丝液中含有甲纤，所述玉竹提取物与甲纤的质量比为10～15：100。
本发明的一种护肤保湿再生纤维素纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)将玉竹的根茎粉碎研磨后提纯处理，制得玉竹提取液；
(2)将玉竹提取液与粘胶纺丝液混合，制得混合物；
(3)将混合物进行湿法纺丝，制得最终产物。
进一步地，步骤(1)中，所述提纯处理包括酶处理、脱色、透析、热水浸提、烘干和研磨溶解。
进一步地，所述酶处理的过程包括先在反应釜中加入研磨后的产物和水，其中，产物与水的质量比为1：10～20；然后加入纤维素酶、果胶酶、木质素酶和蛋白水解酶，同时调节反应温度为50～55℃，反应时间为2～3h。
进一步地，纤维素酶、蛋白水解酶、果胶酶和木质素酶的用量为：1～1.5g/l、2～3g/l、2～3g/l、1～1.5g/l。
进一步地，所述脱色处理采用双氧水脱色法，具体工艺为：质量分数为37.5％的双氧水，其与玉竹酶处理液的质量比为0.4，40℃保温2小时。
进一步地，所述透析处理包括两道工序，其中，工序一中膜孔的孔径分子量为30kd～40kd；工序二中膜孔的孔径分子量为60kd～70kd。
进一步地，所述热水浸提处理中，玉竹提取物与水的质量比为1：20～30；水的温度为80～85℃，浸提时间为1～2h；后在60～80℃恒温烘干。
进一步地，所述研磨溶解处理中，将玉竹提取物研磨至400-500目，溶解于质量分数为5％～10％的naoh溶液中，玉竹提取物占溶液的质量比为10～20％。
进一步地，步骤(2)中，所述混合方法为纺间注射。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：
(1)本发明的护肤保湿再生纤维素纤维通过添加玉竹提取物，使得纤维具有良好的保湿性能的同时，还具有较高的蛋白质含量，手感更好，护肤效果好。
(2)本发明的制备方法通过物理法与生物酶法相结合，将玉竹中的木质素和果胶等物质降解成小分子物质去除，且玉竹中的纤维素和蛋白质大分子被纤维素酶和蛋白水解酶降解到分子量50kd左右，更有利于玉竹中的多糖和蛋白容易与粘胶相结合，提升了玉竹提取液与粘胶纺丝液混合体系的稳定性能和可纺性能，因此也进一步提升了玉竹多糖和玉竹蛋白的利用率。
(3)本发明的制备方法能够最大程度地保留玉竹中的玉竹多糖和蛋白质，工序简单、容易实现、高效环保、能耗低。
具体实施方式
下面对本发明的技术方案作进一步说明。
本发明是采用生物酶法制备玉竹分散液，玉竹分散液采用纺间注射的方式与粘胶纺丝液混合，然进行湿法纺丝制备得到护肤保湿再生纤维素纤维。
该方法首先将玉竹片进行预粉碎，制成玉竹粉末后再进行深度研磨，最终制成微米级的玉竹微粉。然后将玉竹微粉进行酶处理，利用果胶酶和木质素酶的作用将玉竹中的果胶和木质素等杂质降解成分子量较小的小分子物质，同时纤维素酶会对玉竹中的纤维素进行降解成聚合度为500左右的纤维素大分子，蛋白水解酶也会降解玉竹中的蛋白质，使其分子量30kd～70kd之间，与纤维素大分子分子量接近。经过透析分离后保留玉竹中的玉竹多糖，蛋白质以及纤维素等物质，同时除去玉竹分散液中的木质素和果胶以及矿物质等杂质。对除杂后的玉竹进行热水浸提，得到玉竹多糖和玉竹蛋白的混合物，烘干粉碎后得到玉竹提取物；然后将玉竹提取物溶解于稀碱溶液，制备得到玉竹分散液。最后将玉竹分散液与粘胶纺丝液共混，经过湿法纺丝制备得到护肤保湿再生纤维素纤维。
实施例1
本实施例的护肤保湿再生纤维素纤维的制备方法如下：
将玉竹依次经过粉碎，过筛，研磨工序后得到玉竹纳米微粉。在反应釜中配置质量比为1：10的玉竹与水分散体系。然后向混合体系中分别加入纤维素酶、果胶酶和木质素酶，玉竹与纤维素酶、蛋白水解酶、果胶酶、木质素酶的质量比为1g/l、2g/l、2g/l、1g/l；调节反应体系温度至50℃，反应时间为2h。后向反应釜中加入质量分数为37.5％的双氧水，其与玉竹酶处理液的质量比为0.4:1，40℃保温2小时。
在透析仪上，采用两道透析工序，第一道透析，优选膜孔的孔径控制分子量为30kd-40kd的透析膜，第二道透析，优选膜孔的孔径控制分子量为60kd-70kd的透析膜去第二道透析后的物质即得玉竹提取物。
在反应釜1中按照质量比1:20加入玉竹提取物与水，升温至80～85℃，保温1小时，后进行过滤烘干，得到玉竹糖蛋白。在研磨设备上将烘干后的玉竹糖蛋白提取物，研磨至400-500目。
在反应釜2中配置质量分数为5％的强氧化钠溶液，溶剂为水。后在加入研磨后玉竹糖蛋白，玉竹糖蛋白占氢氧化钠溶液的质量的10％，搅拌均匀后即得玉竹纤维素碱溶液。
粘胶纺丝液的原料为聚合度500的木浆粕，其甲纤含量大于95％，且按照以下工艺路线制胶：浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化、连续溶解、过滤、脱泡，制成粘胶纺丝液，纺丝液中甲纤含量为9.0％。
通过纺间注射的纺丝将玉竹纤维素碱溶液与粘胶纺丝液均匀混合后，其中玉竹提取物占粘胶纺丝液中甲纤质量比为10％，将混合的纺丝液进行湿法纺丝，经过牵伸，干燥，切断，上油等工序即可制成护肤保湿再生纤维素纤维。
实施例2
本实施例的护肤保湿再生纤维素纤维的制备方法如下：
将玉竹依次经过粉碎，过筛，研磨工序后得到玉竹纳米微粉。在反应釜中配置质量比为1：15的玉竹与水分散体系。然后向混合体系中分别加入纤维素酶、果胶酶和木质素酶，玉竹与纤维素酶、蛋白水解酶、果胶酶、木质素酶的质量比为1.2g/l、2.5g/l、2.5g/l、1.2g/l；调节反应体系温度至50℃，反应时间为2h。后向反应釜中加入质量分数为37.5％的双氧水，其与玉竹酶处理液的质量比为0.4:1，40℃保温2小时。
在透析仪上，采用两道透析工序，第一道透析，优选膜孔的孔径控制分子量为30kd-40kd的透析膜，第二道透析，优选膜孔的孔径控制分子量为60kd-70kd的透析膜去第二道透析后的物质即得玉竹提取物。
在反应釜1中按照质量比1:25加入玉竹提取物与水，升温至80～85℃，保温1小时，后进行过滤烘干，得到玉竹糖蛋白。在研磨设备上将烘干后的玉竹糖蛋白提取物，研磨至400-500目。
在反应釜2中配置质量分数为5％的强氧化钠溶液，溶剂为水。后在加入研磨后的玉竹糖蛋白，玉竹糖蛋白占氢氧化钠溶液的质量的10％，搅拌均匀后即得玉竹纤维素碱溶液。
粘胶纺丝液的原料为聚合度500的木浆粕，其甲纤含量大于95％，且按照以下工艺路线制胶：浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化、连续溶解、过滤、脱泡，制成粘胶纺丝液，纺丝液中甲纤含量为9.0％。
通过纺间注射的纺丝将玉竹纤维素碱溶液与粘胶纺丝液均匀混合后，其中玉竹提取物占粘胶纺丝液中甲纤质量比为12％，将混合的纺丝液进行湿法纺丝，经过牵伸，干燥，切断，上油等工序即可制成护肤保湿再生纤维素纤维。
实施例3
本实施例的护肤保湿再生纤维素纤维的制备方法如下：
将玉竹依次经过粉碎，过筛，研磨工序后得到玉竹纳米微粉。在反应釜中配置质量比为1：20的玉竹与水分散体系。然后向混合体系中分别加入纤维素酶、果胶酶和木质素酶，玉竹与纤维素酶、蛋白水解酶、果胶酶、木质素酶的质量比为1.5g/l、3g/l、3g/l、1.5g/l；调节反应体系温度至50℃，反应时间为2h。后向反应釜中加入质量分数为37.5％的双氧水，其与玉竹酶处理液的质量比为0.4:1，40℃保温2小时。
在透析仪上，采用两道透析工序，第一道透析，优选膜孔的孔径控制分子量为30kd-40kd的透析膜，第二道透析，优选膜孔的孔径控制分子量为60kd-70kd的透析膜去第二道透析后的物质即得玉竹提取物。
在反应釜1中按照质量比1:30加入玉竹提取物与水，升温至80～85℃，保温1小时，后进行过滤烘干，得到玉竹糖蛋白；在研磨设备上将烘干后的玉竹糖蛋白提取物，研磨至400-500目。
在反应釜2中配置质量分数为5％的强氧化钠溶液，溶剂为水。后在加入研磨后的玉竹糖蛋白，玉竹糖蛋白占氢氧化钠溶液的质量的10％，搅拌均匀后即得玉竹纤维素碱溶液。
粘胶纺丝液的原料为聚合度500的木浆粕，其甲纤含量大于95％，且按照以下工艺路线制胶：浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化、连续溶解、过滤、脱泡，制成粘胶纺丝液，纺丝液中甲纤含量为9.0％。
通过纺间注射的纺丝将玉竹纤维素碱溶液与粘胶纺丝液均匀混合后，其中玉竹提取物占粘胶纺丝液中甲纤质量比为15％，将混合的纺丝液进行湿法纺丝，经过牵伸，干燥，切断，上油等工序即可制成护肤保湿再生纤维素纤维。
对比例1
本对比例中透析步骤中第一道透析工序中，透析膜孔径控制分子量为10kd，其他原料、配比、制备方法、工艺参数和检测方法均与实施例1相同。
对比例2
本对比例中透析步骤中第二道透析工序中，透析膜孔径控制分子量为100kd，其他原料、配比、制备方法、工艺参数和检测方法均与实施例1相同。
对比例3
本对比例中玉竹与纤维素酶、蛋白水解酶、果胶酶、木质素酶的用量为0.5g/l、1g/l、1g/l、0.5g/l，其他原料、配比、制备方法、工艺参数和检测方法均与实施例1相同。
对比例4
本对比例中玉竹与纤维素酶、蛋白水解酶、木质素酶的质量比为2g/l、4g/l、4g/l、2g/l，其他原料、配比、制备方法、工艺参数和检测方法均与实施例1相同。
对比例5
本对比例中不进行热水浸提步骤，其他原料、配比、制备方法、工艺参数和检测方法均与实施例1相同。
纤维的断裂强度测试依据为“gb/t14337-2008化学纤维短纤维拉伸性能试验方法”执行。将经过纺丝制得的再生纤维素纤维经过纺纱、织造、印染等工序得到相应的再生纤维素纤维的面料，测试面料使用时的使用者的皮肤含水率如下表所示。
表1由该纤维织造而成的面料保湿率和织物中蛋白含量测试
由表1可知，其中，
对比例1与实施例1相比，第一道透析工序膜孔径控制分子量过小，导致玉竹提取物中有大量的分子量较小的物质残留，可能包括小分子的木质素、果胶、纤维素、半纤维素、蛋白质等，由于这些小分子物的存在，会影响玉竹提取物在粘胶纺丝液中的相容性差，且小分子物容易发生聚集，导致堵孔现象。最终影响纤维的强力指标。且这些小分子物质在后面纺丝过程中容易流失，导致成品纤维中蛋白质含量较低。
对比例2与实施例1相比，第二道透析工序中膜孔径控制分子量过大，会导致分子量较大蛋白质、纤维素等结构残留在玉竹提取物中，不仅会影响玉竹提取物与粘胶纺丝液的相容性，也会因分子量较大在纺丝过程中出现堵孔现象，影响最终纤维的强力指标
对比例3与实施例1相比，由于对玉竹提取物的酶处理用量较小，纤维素和蛋白质大分子降解不充分，导致蛋白和纤维素利用率低，且会玉竹提取物和粘胶纺丝液的相容性，导致最终制得的纤维机械性能差。
对比例4与实施例1相比，由于酶用量的加大，酶降解反应过于充分，会大大增加提取物中小分子的纤维素和蛋白质的量，导致玉竹有效物质的流失率大，利用率低。
对比例5与实施例1相比，未选用热水浸提，纤维蛋白含量明显下降，由此可见热水浸提能够促使玉竹多糖和玉竹蛋白形成糖蛋白，使得二者之间的结合力更大，从而能够有效提升纤维中玉竹多糖和玉竹蛋白的保有率。
经试验证明，将玉竹的中纤维素和蛋白质的进行酶降解，将玉竹中的纤维素和蛋白质大分子的分子量将降解50kd左右，在与粘胶纺丝液共混纺丝，制备得到复合纤维蛋白质含量最高(同等条件下对比)，同时由纤维制成的面料使用时，体验者的皮肤含水率最高。
1.一种护肤保湿再生纤维素纤维，其特征在于，所述纤维通过玉竹提取物和粘胶纺丝液混合后纺丝制成。
2.根据权利要求1所述的护肤保湿再生纤维素纤维，其特征在于，所述粘胶纺丝液中含有甲纤，所述玉竹提取物与甲纤的质量比为5～10：100。
3.一种权利要求1所述的护肤保湿再生纤维素纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将玉竹的根茎粉碎研磨后提纯处理，制得玉竹提取液；
(2)将玉竹提取液与粘胶纺丝液混合，制得混合物；
(3)将混合物进行湿法纺丝，制得最终产物。
4.根据权利要求3所述的护肤保湿再生纤维素纤维的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述提纯处理包括酶处理、脱色、透析、热水浸提、烘干和研磨溶解。
5.根据权利要求4所述的护肤保湿再生纤维素纤维的制备方法，其特征在于，所述酶处理是在研磨后的产物中加水，其中，产物与水的质量比为1：10～20；然后加入纤维素酶、果胶酶、木质素酶和蛋白水解酶，同时调节反应温度为50～55℃，反应时间为2～3h。
6.根据权利要求4所述的护肤保湿再生纤维素纤维的制备方法，其特征在于，所述脱色处理采用双氧水脱色法。
7.根据权利要求4所述的护肤保湿再生纤维素纤维的制备方法，其特征在于，所述透析处理包括两道工序，其中，工序一中膜孔的孔径分子量为30kd～40kd；工序二中膜孔的孔径分子量为60kd～70kd。
8.根据权利要求4所述的护肤保湿再生纤维素纤维的制备方法，其特征在于，所述热水浸提处理中，玉竹提取物与水的质量比为1：20～30；水的温度为80～85℃，浸提时间为1～2h。
9.根据权利要求4所述的护肤保湿再生纤维素纤维的制备方法，其特征在于，所述研磨溶解处理中，将玉竹提取物研磨至400-500目，溶解于质量分数为5％～10％的naoh溶液中，玉竹提取物占溶液的质量比为10～20％。
10.根据权利要求3所述的护肤保湿再生纤维素纤维的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述混合方法为纺间注射。
技术总结