CN101165230A - 纺织用棉化三角黄草纤维的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纺织用棉化三角黄草纤维的制备方法，包括如下步骤：(1)原料的预处理，(2)脱胶，(3)化学汽化松解，(4)三角黄草纤维的改性。本发明方法交替使用盐酸和碳酸钠溶液处理草纤维，使吸附到纤维分子间的盐酸与碳酸钠分子反应产生的大量二氧化碳气体分离纤维，使得到的纤维均匀分散，流程简单，用水量少，节省能源，同时能保持纤维长度，纤维产率高。经过充分脱胶、汽化松解、改性的三角黄草纤维，能够单独或与其他纤维产品混纺，适应于生产服装纺织品和家用纺织品。
Description
技术领域
本发明涉及纺织加工技术领域，具体说是适用于纺织用棉化三角黄草纤维的制取方法。
技术背景
以草编工艺为主要用途的人工种植的三角黄草(学名：短叶茳芏，莎草科，莎草属，种拉丁名：Cyperus malaccensis Lam.var.brevifolius Bocklr.又俗称成水草、莞草等)在我国南方得到了大面积的人工种植。这种三角黄草，一年可收获两季，径高在1.5-1.8米左右，径杆呈三角形，结构中空。此草一生抗病虫能力强，无需农药防治，为绿色无污染环保型产品。使用这种草编织的工艺品光滑柔软，质地坚韧，兼有工艺性和实用性，深受广大消费者青睐。但是，我国的草编工艺品之间存在着激烈的竞争，实际上的附加值不高，另外传统的草编工艺属于劳动密集型，还是主要依靠低廉的劳动力来发展企业，只能在低端产品上去进行激烈的竞争；如何提升企业的技术含量，扩大企业的生产规模，使企业得到升级，是摆在相关企业面前的一个客观现实。扩展这种人工种植的草产品优良的植物纤维性能，改变只能作为编织工艺品的传统使用方法，开发新型具有可纺性的三角黄草植物纤维，不但能大幅降低种植收割的成本，而且扩大草产品的使用规模。
发明内容
本发明提供一种适用于纺织用的棉化三角黄草纤维的制备方法，本发明方法可实现工业化生产，丰富了纺织用天然纤维的种类。
一种纺织用棉化三角黄草纤维的制备方法，包括如下步骤：
(1)原料的预处理
将原料三角黄草晾干、切断、去杂质后进行碾压，使三角黄草的径杆呈纵向开裂状；
(2)脱胶
将经过预处理的原料置入浓度为10-18g/L的NaOH水溶液中中沸煮2-3小时，滤去碱液后进行水洗、脱水；
(3)化学汽化松解
(a)将脱胶后的原料放入浓度为4-12g/L的碳酸钠水溶液中浸渍5-10分钟，取出原料、脱水；
(b)将(a)操作得到的原料用浓度为5-15ml/L的盐酸酸洗3-8分钟，取出原料、脱水；
(c)将(b)操作得到的原料放入浓度为4-12g/L的水碳酸钠溶液中浸渍5-10分钟，取出原料、脱水；
(d)将(c)操作得到的原料用浓度为5-15ml/L的盐酸酸洗3-8分钟，取出原料，水洗、脱水、干燥；
(4)三角黄草纤维的改性
将汽化松解后的原料抖松后置入用氨基有机硅柔软剂水溶液中浸渍进行阳离子化改性处理，氨基有机硅柔软剂浓度为4-6ml/L，温度40-50℃，浸渍时间50-70分钟，浸渍后取出原料、脱水、凉干；
步骤(2)中原料与NaOH水溶液的质量比为1∶18-25。
步骤(3)的操作(a)和操作(c)中原料与碳酸钠溶液的质量比为1∶10-15。
步骤(3)的操作(d)中的干燥一般是在80度干燥6小时。
步骤(4)中原料与氨基有机硅柔软剂水溶液的质量比为1∶18-22。
所述的制备方法中，各步骤的脱水可以采用离心甩干。
为了得到白色三角黄草纤维，可以在步骤(3)的操作(d)的水洗前对所处理的原料进行脱水和漂白。
所述的氨基有机硅柔软剂为氨基硅油的水乳液，其组成为：氨基硅油的质量百分比含量为40％，乳化剂OP-4和乳化剂OP-10为混合乳化剂，混合乳化剂用量为30％(相对于氨基硅油的质量)，OP-10与OP-4质量比为13∶1，乙二醇单丁醚为助乳化剂，乙二醇单丁醚最佳用量为15％左右(相对于氨基硅油的质量)，乳液的pH值为4～6。
本发明将收获的人工三角黄草晾干后，经分选、切断、除尘，除去草类原料中的轻质叶片，灰尘、泥土等杂质；之后经过对干燥的原料的碾压，使三角黄草的径杆呈纵向开裂状。
三角黄草的韧皮层是由许多单纤维组成的，被胶质成分紧密的粘接。胶质成分包括芳香族化合物，萜烯类，树脂酸，色素等化合物，以及氧化硅等无机物，在提取其中的纤维之前，必须要将这些杂质除去。本发明采用化学煮炼法，利用一定浓度的碱液与某些助剂(碳酸钠和盐酸)的共同作用，将不同的有机化合物和无机二氧化硅提出并加以分离。
经过碱液煮练的原料中的单纤大部分仍然呈现为互相团聚在一起，为了进一步使纤维分散开，将原料放入碳酸钠溶液中浸渍，使碳酸钠溶液吸附到纤维之间；之后将吸附了碳酸钠的原料浸渍到盐酸溶液中，会看到在吸附了碳酸钠的原料的周围有大量的气泡产生，为碳酸钠与盐酸反应产生的大量二氧化碳所致；在纤维间产生的二氧化碳具有进一步使纤维分散，从而得到大量的单纤；之后吸附了盐酸的草纤维原料再次放到碳酸钠溶液中，再次产生大量的二氧化碳气泡，分裂团聚的纤维。经过上述过程的反应，草纤维得到进一步的松解。
经过充分脱胶、汽化松解、改性的的三角黄草纤维，外观膨松丰满，富有弹性。单纤维呈天然转曲和卷曲壮，富有丝光和弹性，纤维长度在5-10mm。可以在棉花工艺线上的开松机上将这些纤维加入混合纤维中，制得可用于生产织物的成草纤维纱线。
本发明方法交替使用盐酸和碳酸钠溶液处理草纤维，使吸附到纤维分子间的盐酸与碳酸钠分子反应产生的大量二氧化碳气体分离纤维，使得到的纤维均匀分散，流程简单，用水量少，节省能源，同时能保持纤维长度，纤维产率高。经过充分脱胶、汽化松解、改性的三角黄草纤维，能够单独或与其他纤维产品混纺，适应于生产服装纺织品和家用纺织品。
具体实施方式
(1)原料的预处理
将原料三角黄草原料晾干、切断、去杂质后进行碾压，使三角黄草的径杆呈纵向开裂状；
(2)脱胶
取三角黄草，加入到含有12％氢氧化钠的碱液中，每公斤三角黄草原料需用的碱液为18公斤，蒸煮3小时后，捞出样品，放到高速离心机中甩干，用清水多次洗涤至甩出液的pH值为8左右；
(3)化学汽化松解
(a)将脱胶后的原料加入到含有12g/L的碳酸钠水溶液中浸渍10分钟(原料与碳酸钠溶液的质量比为1∶10)，取出原料、脱水；
(b)将(a)操作得到的原料用浓度为15ml/L的盐酸酸洗8分钟，取出原料、脱水；
(c)将(b)操作得到的原料放入浓度为12g/L的水碳酸钠溶液中浸渍10分钟(原料与碳酸钠溶液的质量比为1∶10)，取出原料、脱水；
(d)将(c)操作得到的原料用浓度为15ml/L的盐酸酸洗8分钟，取出原料，水洗、脱水、80度干燥6小时；
(4)三角黄草纤维的改性
将汽化松解后的原料抖松后置入用氨基有机硅柔软剂水溶液(原料与氨基有机硅柔软剂水溶液的质量比为1∶18)中浸渍进行阳离子化改性处理，氨基有机硅柔软剂浓度为4-6ml/L(氨基有机硅柔软剂为氨基硅油的水乳液，其组成为：氨基硅油的质量百分比含量为40％，乳化剂OP-4和乳化剂OP-10为混合乳化剂，混合乳化剂用量为30％(相对于氨基硅油的质量)，OP-10与OP-4质量比为13∶1，乙二醇单丁醚为助乳化剂，乙二醇单丁醚最佳用量为15％左右(相对于氨基硅油的质量)，乳液的pH值为4～6。)，温度50℃，浸渍时间50分钟，浸渍后取出原料、脱水、凉干在梳理机上进行梳理，得到目标纤维产物，纤维得率为46％。
Claims (5)
1.一种纺织用棉化三角黄草纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)原料的预处理
将原料三角黄草晾干、切断、去杂质后进行碾压，使三角黄草的径杆呈纵向开裂状；
(2)脱胶
将经过预处理的原料置入浓度为10-18g/L的NaOH水溶液中沸煮2-3小时，滤去碱液后进行水洗、脱水；
(3)化学汽化松解
(a)将脱胶后的原料放入浓度为4-12g/L的碳酸钠水溶液中浸渍5-10分钟，取出原料、脱水；
(b)将(a)操作得到的原料用浓度为5-15ml/L的盐酸酸洗3-8分钟，取出原料、脱水；
(c)将(b)操作得到的原料放入浓度为4-12g/L的碳酸钠水溶液中浸渍5-10分钟，取出原料、脱水；
(d)将(c)操作得到的原料用浓度为5-15ml/L的盐酸酸洗3-8分钟，取出原料，水洗、脱水、干燥；
(4)三角黄草纤维的改性
将汽化松解后的原料抖松后置入用氨基有机硅柔软剂水溶液中浸渍进行阳离子化改性处理，氨基有机硅柔软剂浓度为4-6ml/L，温度40-50℃，浸渍时间50-70分钟，浸渍后取出原料、脱水、晾干；
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中原料与NaOH水溶液的质量比为1∶18-25。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)的操作(a)和操作(c)中原料与碳酸钠溶液的质量比为1∶10-15。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(4)中原料与氨基有机硅柔软剂水溶液的质量比为1∶18-22。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在步骤(3)的操作(d)的水洗前对所处理的原料进行脱水和漂白。
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