海藻酸纤维性能研究及产品开发

针织工丛。２０１３年第１１期　针织原料　海藻酸纤维性能研究及产品开发　吴亚红　（山东海龙股份有限公司，山东潍坊２６１１００）　摘要：在介绍海藻酸纤维国内外研究现状的基础上，对海藻酸纤维的基本物理机械性能、吸湿性能、　抗茵性能等进行测试与分析。结果表明．海藻酸纤维是一种新型的环保可再生绿色纤维．用其开发的织　物具有吸湿透气、光滑柔软、抗茵保健等功效。可广泛应用于针织服装、医用纺织品材料、家用纺织品、室　内装饰及生物吸收材料等领域　关键词：海藻酸纤维；吸湿性；抗菌性；针织纱；医用材料　中图分类号：ＴＳ　１８２＋．９　文献标志码：Ａ　文章编号：１０００—４０３３（２０１３）１１－０００８—０３　Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　Ｓｔｕｄｙ　ａｎｄ　Ｐｒｏｄｕｃｔ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　Ａｌｇｉｎａｔｅ　Ｆｉｂｅｒ　Ｗｕ　Ｙａｈｏｎｇ　（Ｓｈａｎｄｏｎｇ　Ｈｅｌｏｎ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｗｅｉｆａｎｇ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ　２６１１００，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｓｔａｔｕｓ　ｏｆ　ａｌｇｉｎａｔｅ　ｆｉｂｅｒ，ｔｈｅ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ｍｏｉｓｔｕｒｅ　ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ　ａｎｄ　ａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ａｒｅ　ｔｅｓｔｅｄ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ａｌｇｉｎａｔｅ　ｆｉｂｅｒ　ｉｓ　ａ　ｎｅｗ　ｋｉｎｄ　ｏｆ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ－ｆｉｅｎｄｌｙ　ａｎｄ　ｒｅｎｅｗａｂｌｅ　ｇｒｅｅｎ　ｆｒｉｂｅｒ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｋｎｉｔｔｅｄ　ｆａｂｒｉｃ　ｂｅａｒｓ　ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ　ｍｏｉｓｔｕｒｅ　ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ　ａｎｄ　ａｉｒ　ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ，ｓｍｏｏｔｈ　ａｎｄ　ｓｏｆｔ　ｆｅｅｌ　ａｎｄ　ａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ａｎｄ　ＳＯ　ｏｎ．Ｉｔ　ｃａｎ　ｂｅ　ｃｏｎｃｌｕｄｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ａｌｇｉｎａｔｅ　ｉｆｂｅｒ，ａｓ　ｗｅｌｌ　ａｓ　ｔｈｅ　ｂｌｅｎｄｅｄ　ｙａｒｎｓ　ｃａｎ　ｂｅ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｔｏ　ｋｎｉｔｔｅｄ　ａｐｐａｒｅｌ，ｍｅｄｉｃａｌ　ｔｅｘｔｉｌｅｓ，ｈｏｕｓｅｈｏｌｄ　ｔｅｘｔｉｌｅｓ，ｉｎｔｅｒｉｏｒ　ｄｅｃｏｒａｔｉｏｎ　ｆａｂｒｉｃｓ　ａｎｄ　ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ　ａｂｓｏｒｂｉｎｇ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ａｎｄ　ＳＯ　ｏｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ａｌｇｉｎａｔｅ　Ｆｉｂｅｒ；Ｍｏｉｓｔｕｒｅ　Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ　Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ；Ａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌ　Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ；Ｋｎｉｔｔｅｄ　Ｙａｍｓ；Ｍｅｄｉｃａｌ　ｍａｔｅｒｉｌ　ａ目前．应用于纺织品生产的原　理想、较有开发潜力的原料＿１ｌ。　海藻酸纤维是山东海龙股份　有限公司开发的一种新型保健功　用纺织品方面．以及可生物降解医　料主要有天然纤维、再生纤维和合　成纤维　合成纤维的主要原料是石　用纤维、医用非织造布等方面。　ｌ研究现状　油．但石油是不可再生资源．而且合　成纤维在生产加工过程中会产生污　能性纤维　它是以从天然褐藻中提　取的聚阴离子多糖ｆ海藻酸）钠盐　为基本原料．经过特殊的共混纺丝　技术制成的一种天然高分子功能　性纤维，具有加速伤口愈合、高吸　１８８１年．英国相关专利中首先　介绍了从褐藻类海藻植物狭叶海　染，使用后也不能降解．因此．合成　纤维生产面临很大压力　再生纤维　具有良好的吸湿性、穿着舒适性和　染色性，能与棉、毛、麻、腈纶、涤纶　带中提取出的一种凝胶状物质．该　方法把用稀碱溶液提取出的物质　命名为Ａｌｇｉｎ．加酸后生成的凝胶　为Ａｌｇｉｎｉｃａｃｉｄ．即海藻酸［　。１８８３　湿性和人体可吸收性等生物活性．　可广泛应用于内衣、床上用品等家　等混纺．且可生物降解．是纺织业较　年．人们发现了海藻材料的结构致　作者简介：吴亚红（１９８Ｏ一），女，工程师，硕士。主要从事纤维素纤维新技术、新产品的开发等工作。　８　．　．　针织原料　密性及粘连性．有关专利也研究了　钠共混复合改性的黏胶纤维．纤维　２０１３年ｌ１期针织工　从纤维横截面可以看出．不同　于常规黏胶纤维截面．海藻酸纤维　海藻酸的提取方法．并研究了其大　分子产品的物理化学性能及工业　应用。１９１２年一１９４０年．德国、日　横截面呈现多孔结构．轴线方向有　不规则结晶．有利于有效成分在纤　维内向皮肤间的转移　纤维制备工　艺流程如图１所示　３性能研究　内部均存在部分空腔．具有与常规　黏胶纤维不同的空腔结构　海藻酸纤维具有良好的化学、　物理性能及纤维素纤维穿着舒适　的特点．其纤维横截面具有与众不　同的多孔结构．这种低取向、高孔　隙率的结构使海藻酸纤维具有重　本和英国一些专利发表了海藻酸　盐经挤压可得到可溶性海藻纤维　的报道｛１１。１９４４年，英国学者　Ｓｐｅａｋｍａｎ和Ｃｈａｍｂｅｒｌａｉｎ对海藻　３．１物理性能　海藻酸纤维与常规黏胶纤维　的主要物理指标测试结果如表１　酸纤维进行研究．并详细报道了海　藻酸纤维的加工工艺及性能　据　文献报道．日本Ｆｏｒｅｓｔ公司开发的海　藻纤维，主要以ＣａＣ１　作为凝固浴，　用海藻酸钠水溶液经湿法纺丝而　制得，其纤维线密度为Ｏ．２２　ｔｅｘ．断　裂强度为１．７　ｃＮ／ｄｔｅｘ．Ｆｏｒｅｓｔ公司　从１９９３年起在日本销售海藻纤维　毛巾．２０００年在韩国销售海藻纤　维内衣．目前已扩大到欧洲和东南　亚等国家＿３］　结合国外研究情况．自１９８１　年我国开始对海藻酸纤维进行研　究．采用含５％海藻酸钠的纺丝溶　液．通过湿法纺丝制备海藻酸钙纤　维。２００４年．青岛大学在海藻纤维　生产新技术及海藻纤维在功能性　纺织品、阻燃材料等方面的应用进　行了创新和发展。２００７年．青岛大　学公开了一种壳聚糖接枝海藻纤　维及其制备方法与用途的专利　．　该纤维具有良好的吸湿性、抗菌性　及生物可降解性，且无毒、无害、安　全性高．在医药、环保等领域均有　良好的应用前景．作为止血治疗的　新型材料．尤其适合于制造纱布．　用作伤口敷料＿２］　２纤维制备　海藻酸纤维是将一定比例经　过特殊工艺处理的海藻酸钠溶液　在纤维素磺酸酯溶解过程中均匀　加入到溶解液中，经混合、研磨制　成纺丝液．在特定的酸浴条件和工　艺条件下纺制出海藻酸短纤维产　品　海藻酸纤维是一种基于海藻酸　所示。　要的性能．有利于海藻有效成分的　海藻酸纤维物理指标与常规黏　摄取和转移．能够使有效物质在纤　胶纤维相近．达到了ＧＢ／Ｔ　ｌ４４６３—　维和皮肤表面发生相互作用　２００８（黏胶短纤维》一等品的要求，　３＿３吸湿性能　可满足下游生产企业的要求　利用纺织品的吸水性测定标　３．２形态结构　准ＡＡＴＣＣ　７９—２００７《纺织品的吸　利用显微镜观察纤维的截面　水性测定》对纤维吸湿性能进行测　形状．可了解纤维的截面特征　用　试．在相同条件下．纤维吸湿时间　哈氏切片器将整理好的纤维适量　测试结果如下：海藻酸纤维４　Ｓ，黏　嵌于切片器凹槽中．用火棉胶凝　胶纤维７　Ｓ。从测试结果可以看出．　固。切出薄片．在显微镜下观察横　海藻酸纤维的吸湿速度远远高于　截面形态．如图２所示　常规黏胶纤维．说明海藻酸纤维有　经一定工艺处理过的海藻酸溶液　黏胶纤维用浆粕＿＋浸渍、压榨、粉碎一老成一黄化一溶解一混合一过滤一脱泡一纺丝成　形一后处理一烘干一打包　图１　海藻酸纤维制备工艺流程图　表１　纤维物理性能指标对比　干断裂强度／　湿断裂强度／　测试项目　线密度／ｄｔｅｘ　干断裂伸长率／％　（ｃＮ・ｄｔｅｘ－　）　（ｃＮ・ｄｔｅｘ　）　海藻酸纤维　１．６９　２．２－２．５　１．１～１－３　１７￣２０　常规黏胶纤维　１．６６　２．２－２．６　１．２～１．４　１７￣１９　标准要求　１．１０－２．２０　≥２．Ｏ　≥１．１　Ｍ±３．０　注：Ｍ为干断裂伸长率中心值，不低于１９％。　（ａ）海藻酸纤维　（ｂ）常规黏胶纤维　图２纤维形态结构对比　・　９　・　针织工丛　２０１３年第１ｌ期　很好的吸湿性能．穿着更舒适　针织原料　表２海藻酸纤维抗菌性能测试结果　３．４抗菌性能　根据日本标准ＪＩＳＬ　１９０２－－２００２　《纺织制品抗菌活性和效率的测　试》对海藻酸纤维进行抗菌测试，　测试菌种为金黄色葡萄球菌．结果　如表２所示　４应用及产品开发　海藻酸纤维含有海水中的矿　物质、蛋白质、维他命等多种对人　体有益的物质　海藻酸纤维制品　在使用过程中可接触人体肌肤．　肌肤通过纤维进行物质交换．随　着纤维中有益物质的慢慢释放．　海藻酸纤维制品能起到促进血液　循环并激活纤维素交换的作用．　使皮肤保持光滑细腻　过敏性体　质和患有皮肤病的使用者．在穿　着过程中能受到海藻酸纤维中保　健物质对皮肤病的长期辅助治疗　和预防保健作用　海藻酸钠里含　有可抗菌、消炎、止痒功能的物　质．可用于治疗如牛皮癣（银屑　病）和神经性皮炎等皮肤病　海藻　成分里含有氨基葡萄糖．它能促　进由于感染或过敏性反应造成的　皮肤炎症的愈合　海藻酸纤维生产时使用天然　原料．产品可自然降解．绿色环保．　不会造成环境污染　海藻酸纤维可　广泛应用于服装、家用纺织品、医　用纺织品材料、医用非织造布、室　内装饰及生物吸收材料等领域　制　成的织物具有抗菌润颜、消炎止　痒、美容抗衰老的保健作用　４．１针织面料的开发　海藻酸纤维具有抗菌、美容、　护肤等功效．相变储能黏胶纤维具　有调节温度和对外界环境温度变　化起缓冲的作用　利用海藻酸纤　维、相变储能纤维、精梳棉三组分　混合纺纱．开发新型纺织面料．发　扬各组分优势．提高面料的功能性　．　１０　．　测试项目　抑菌活性对数值　金黄色葡萄球菌　杀菌活性对数值　和服用性　根据各组分纤维的性能特点．　选择合理的混合方案．制定相应的　纺纱工艺流程。使成纱性能好、色　泽鲜艳、光泽和悬垂性好。成纱质　量达到了后加工的要求　经针织大　圆机试织，织物手感好、光滑柔软、　吸湿透气．开发的针织面料不仅具　有海藻酸纤维的抗菌美容效果．又　具有相变储能纤维对温度的调节　功能．同时还具有棉纤维的舒适丰　满性，是制作内衣、Ｔ恤、衬衫等产　品的首选面料　４．２高吸湿医用材料　海藻酸纤维内部均存在部分　与常规黏胶纤维不同的空腔．这种　高孔隙率结构使海藻酸纤维具有　高的吸湿性能　利用海藻酸纤维制　备吸湿性医疗纱布、敷料和绷带，　可以吸收大量的伤口渗出物．使伤　１：３保持干燥，减少纱布、绷带等的　更换次数．降低医疗和护理费用．　加快伤口愈合速度　４．３抗菌医用材料　创伤病人的伤口在愈合过程　中易被细菌等感染．影响伤口的愈　合速度和治疗环境　利用海藻酸纤　维医用产品良好的抗菌作用．能阻　止细菌的繁殖．防止伤口的感染．　有明显的抑菌效果和消肿效果．可　帮助病人愈合伤口＿５＿　４．４美容护肤产品　利用海藻酸纤维生产女性用　面膜、化妆棉、内衣等。在使用过程　中可改善和预防皮肤中黑色素、雀　斑等问题．使皮肤保持洁白细嫩。　４．５家用纺织品　海藻酸纤维可产生远红外辐　标准要求　测试结果　≥２．Ｏ　＞５．２　≥０　＞２．７　射和负离子　负离子有利于加速　人体新陈代谢．远红外辐射可加　速血液循环　海藻酸纤维也可以　用于开发衬衣、家用纺织品、床垫　等产品。　５结束语　海藻酸类纤维的研制与开发．　表明继人们通过棉、麻、丝、毛制　作纺织品和通过开采石油制作纺　织品之后．又多了一个新的纤维　开发领域——海洋植物海藻酸钠　纤维。且与具有同等功能的纤维　相比．海藻类纤维成本相对较低．　它的开发与使用．不仅具有广阔　的市场前景．对推动我国纺织行　业的可持续发展也具有十分重要　的意义Ｅ６１　参考文献　『１］郭肖青，朱平．王新．海藻纤维的研　究现状及其应用［Ｊ］．染整技术，２００６，２８　（７）：１－４．　［２］孙炳军，张玉海，陈鹏．国内外海藻纤　维的发展及其应用［Ｊ］．中国纤检，２０１３（９）：　７６－７９．　『３］马君志，吕翠莲．海藻酸纤维的研究　进展［Ｊ］．上海纺织科技，２０１０，３８（１）：４～　６．　［４］朱平，郭肖青，隋淑英，等．壳聚糖接　枝海藻纤维及其制备方法与用途：中　国，２００６　１００６９０６４『Ｐ］．２００７—０４—０４．　［５］展义臻，朱平，张建波，等．海藻纤维　的性能与应用［Ｊ］．印染助剂，２００６，２３　（６）：９—１２．　［６］青岛日报．海带也能纺成衣料，青大　研制出海藻类环保纤维『ＥＢ／ＯＬ］．（２００８～　０２－１４）［２０１３－０６－１０］ｈｔｔｐ．￣ｖｗｗｑｉｎｇｄａｏｎｅｗｓ．　ｃｏｍ／ｃｏｎｔｅｎｌ／２００８－０２／１３／ｃｏｎｔｅｎｔ＿７８１０４１４．　ｈｔｍ．　收稿日期２０１３年９月１３日