CN101343842A - 构树韧皮纤维的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种构树韧皮纤维的制备方法，具体地说是从构树韧皮中提取韧皮纤维的脱胶工艺方法，属纺织工业领域。本发明的脱胶工艺步骤如下：浸酸，水洗，煮练，水洗，打纤，漂白，水洗，酸洗，水洗，脱水，给油，抖松，烘干。本发明的构树韧皮纤维的制备方法与现有公开的技术工艺相比，具有以下优点：缩短了脱胶周期，简化了脱胶条件，且不需经过胶纱状态下的粗练，节约了成本，更有利于产业化。在达到较优的脱胶效果时，优化了助剂用量，降低了成本。且本发明的构树韧皮纤维脱胶工艺均在压力1.013×10MPa状态下完成，降低了能源消耗，更易在实际生产中推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种构树韧皮纤维的制备方法，具体地说是从构树韧皮中提取韧皮纤维的脱胶工艺方法，属纺织工业领域。
背景技术
构树在我国资源广泛，生长速度快，生长条件简单，由于构树韧皮部位含有一定量的纤维素，目前对于构树资源的应用，由于技术上的原因，运用于造纸业的纸浆的制备，而它的特性对于纺织行业有着广阔的应用前景。
中国专利公开号CN1511978A，公开日2004年7月14号，名称为楮树韧皮纤维及其制备方法和应用，在申请文件中公开了韧皮纤维的制备方法，采用该制备方法，对于从楮树皮中提取韧皮纤维，采用的脱胶工艺需经脱胶和粗练两道工艺，由于该工艺在脱胶过程中碱的用量不足，导致残胶率过高，仍需要进一步脱胶，即胶纱状态下的继续粗练，由于胶纱状态纤维存在一定的抱合力和一定的捻度使得胶质受到一定的应力作用，加大了脱胶难度。由于该工艺采用了对JFC、保险粉、水玻璃等与其它助剂作用类似或适得其反的作用，使得该制备方法脱胶工艺复杂，脱胶难度大，工序周期长，资源浪费，成本高，且对设备的条件要求高。
发明内容：
针对上述存在的问题：本发明的目的在于提供一种工艺简单、助剂使用量优化、能源消耗小的构树韧皮纤维的制备方法。其技术解决方法为：
构树韧皮纤维的制备方法采取以下步骤：
a浸酸：将扎把的构树韧皮放入酸液中浸制，浸酸过程的具体参数如下：硫酸浓度1.2g/L，浴比1∶15，水浴加热65℃，时间3h，压力1.013×10MPa；
b水洗：将浸酸后的构树韧皮进行水洗，除去残留于构树韧皮上的酸液；
c碱煮：将经过水洗后的构树韧皮放入碱液中煮练，碱煮过程的具体参数如下：氢氧化钠15g/L，脱胶剂3％，亚硫酸钠1.5％，压力1.013×10MPa，温度100，浴比1∶15，时间3h；
d水洗：经碱煮的构树韧皮进行水洗，除去残留于构树韧皮上的碱液；
e打纤：敲打构树韧皮为单纤维状；
f漂白：将经过打纤后的韧皮纤维进行漂白处理，漂白过程的具体参数如下：NaCIO 2g/L浴比1∶15，温度20-30℃，压力1.013×10MPa，时间5min；
g水洗：经漂白的构树韧皮纤维进行水洗，除去残留于构树韧皮纤维上的氯液；
h酸洗：将韧皮纤维进行酸洗，酸洗过程的具体参数如下：硫酸浓度2g/L，浴比1∶20，温度20-30℃，压力1.013×10MPa，时间5min；
i水洗：将经酸洗过程的韧皮纤维进行水洗，除去残留于构树韧皮纤维上的酸液；
j脱水：纤维与水进行分离，分离后的纤维成团状或块状纤维，纤维含水率在18％～28％；
k给油：对脱水之后的纤维给油，给油过程的具体参数如下：乳化油0.8g/L、2％，15min；
L抖松：将团状或块状纤维分解成重量小于0.2g的纤维束；
m烘干：将经过抖松过程的纤维束进行烘干，烘干过程的具体参数如下：110℃，2h。取得韧皮纤维。
由于采用了以上技术方案：本发明的构树韧皮纤维的制备方法与现有公开的技术工艺相比，具有以下优点：
一、在对构树韧皮浸酸过程中，采用硫酸浓度小，未使用助剂JFC，是由于在进行浸酸的时候，纤维素容易被酸水解，但韧皮中胶质包围在纤维的表面，对纤维素起到一定的保护作用。所以，浸酸过程中大可不必加入JFC，其相反加速了对纤维素的损伤。
二、在对构树韧皮煮练过程中，NaOH浓度能达到较好的脱胶效果，煮练时间3h较为合理。煮练配方中未使用与脱胶剂、三聚磷酸钠作用类似的助剂水玻璃，未使用保险粉与NaOH配合达到漂白作用，因亚硫酸钠是一种还原剂，能防止纤维素被氧化，并能除去木质素，同时具有漂白作用。
三、在对构树韧皮漂白过程中，在单纤维状态下进行，漂白工艺简单，设备要求低，漂白效果较优。
本发明脱胶的工艺，缩短了脱胶周期，简化了脱胶条件，且不需经过胶纱状态下的粗练，节约了成本，更有利于产业化。在达到较优的脱胶效果时，优化了助剂用量，降低了成本。且本发明脱胶的工艺均在压力1.013×10MPa状态下完成，减小了能源消耗，更易在实际生产中推广应用。
具体实施方式：
a原料从构树剥取韧皮部位，经自然晒干扎把。
b浸酸：将扎把的构树韧皮放入酸液中浸制，浸酸过程的具体参数如下：硫酸浓度1.2g/L，浴比1∶15，水浴加热65℃(自然降温)，时间3h，压力1.013×10MPa；
c水洗：将浸酸后的构树韧皮进行水洗，除去残留于构树韧皮上的酸液；
d碱煮：将经过水洗后的构树韧皮放入碱液中煮练，碱煮过程的具体参数如下：氢氧化钠15g/L，脱胶剂3％，亚硫酸钠1.5％，压力1.013×10MPa，温度100，浴比1∶15，时间3h；
e水洗：经碱煮的构树韧皮进行水洗，除去残留于构树韧皮上的碱液；
f打纤：敲打构树韧皮为单纤维状；
g漂白：将经过打纤后对韧皮纤维进行漂白处理，漂白过程的具体参数如下：NaCIO 2g/L浴比1∶15，温度20-30℃，压力1.013×10MPa，时间5min；
h水洗：经漂白的构树韧皮进行水洗，除去残留于构树韧皮纤维上的氯液；
i酸洗：将韧皮纤维进行酸洗，酸洗过程的具体参数如下：硫酸浓度2g/L，浴比1∶20，温度20-30℃，压力1.013×10MPa，时间5min；
j水洗：将经酸洗过程的韧皮纤维进行水洗，除去残留于构树韧皮纤维上的酸液；
k脱水：纤维与水进行分离，分离后的纤维成团状或块状纤维，纤维含水率在18％～28％；
L给油：对脱水之后纤维给油，给油过程的具体参数如下：乳化油0.8g/L、2％，15min；
m抖松：将团状或块状纤维分解成重量小于0.2g的纤维束；
n干燥：将经过抖松过程的纤维束进行烘干或晒干，烘干过程的具体参数如下：温度110℃，时间2h，取得韧皮纤维。
实施例一
按上述工艺流程：
a取40.85kg均含水率为12.28％的构树韧皮。
b浸酸：98％硫酸0.74kg，水612.75kg，水浴加热65℃(自然降温)，时间3h，压力1.013×10MPa；
c水洗：将浸酸后的构树韧皮进行水洗，除去残留于构树韧皮上的酸液；
d碱煮：将经过水洗后的构树韧皮放入碱液中煮练，碱煮过程的具体参数如下：氢氧化钠9.2kg，渗透剂BGZ1.23kg，亚硫酸钠0.61kg，压力1.013×10MPa，温度100，水612.75kg，时间3h；
e水洗：经碱煮的构树韧皮进行水洗，除去残留于构树韧皮上的碱液；
f打纤：敲打构树韧皮为单纤维状；
g漂白：将经过打纤后对韧皮纤维进行漂白处理，漂白过程的具体参数如下：NaCIO1.23kg，水612.75kg，温度20℃，压力1.013×10MPa，时间5min；
h水洗：经漂白的构树韧皮进行水洗，除去残留于构树韧皮上的氯液；
i酸洗：将韧皮纤维进行酸洗，酸洗过程的具体参数如下：98％硫酸浓度1.63kg，浴比817kg，温度20℃，压力1.013×10MPa，时间5min；
j水洗：将经酸洗过程的韧皮纤维进行水洗，除去残留于构树韧皮纤维上的酸液；
k脱水：采用工业用离心机将纤维与水进行分离，分离后的纤维成团状或块状纤维，纤维含水率在28％；
L给油：对脱水之后纤维给油，给油过程的具体参数如下：乳化油0.82kg，时间15min
m抖松：将团状或块状纤维分解成重量小于0.2g的纤维束；
n烘干：将经过抖松过程的纤维束进行烘干，烘干过程的具体参数如下：温度110℃，时间2h。取得韧皮纤维。
实施例二：
按上述工艺流程：
a取40.85kg均含水率为12.28％的构树韧皮。
b浸酸：98％硫酸0.74kg，水612.75kg，水浴加热65℃(自然降温)，时间3h，压力1.013×10MPa；
c水洗：将浸酸后的构树韧皮进行水洗，除去残留于构树韧皮上的酸液；
d碱煮：将经过水洗后的构树韧皮放入碱液中煮练，碱煮过程的具体参数如下：氢氧化钠9.2kg，渗透剂BGZ1.23kg，亚硫酸钠0.61kg，压力1.013×10MPa，温度100℃，水612.75kg，时间3h；
e水洗：经碱煮的构树韧皮进行水洗，除去残留于构树韧皮上的碱液；
f打纤：敲打构树韧皮为单纤维状；
g漂白：将经过打纤后对韧皮纤维进行漂白处理，漂白过程的具体参数如下：NaCIO1.23kg，水612.75kg，温度25℃，压力1.013×10MPa，时间5min；
h水洗：经漂白的构树韧皮纤维进行水洗，除去残留于构树韧皮纤维上的氯液；
i酸洗：将韧皮纤维进行酸洗，酸洗过程的具体参数如下：98％硫酸浓度1.63kg，浴比817kg，温度25℃，压力1.013×10MPa，时间5min；
j水洗：将经酸洗过程的韧皮纤维进行水洗，除去残留于构树韧皮上的酸液；
k脱水：纤维与水进行分离，分离后的纤维成团状或块状纤维，纤维含水率在23％；
L给油：对脱水之后纤维给油，给油过程的具体参数如下：乳化油0.82kg，时间15min
m抖松：将团状或块状纤维分解成重量小于0.2g的纤维束；
n烘干：将经过抖松过程的纤维束进行烘干，烘干过程的具体参数如下：110℃，2h。取得韧皮纤维。
实施例三：
按上述工艺流程：
a取40.85kg均含水率为12.28％的构树韧皮。
b浸酸：98％硫酸0.74kg，水612.75kg，水浴加热65℃(自然降温)，时间3h，压力1.013×10MPa；
c水洗：将浸酸后的构树韧皮进行水洗，除去残留于构树韧皮上的酸液；
d碱煮：将经过水洗后的构树韧皮放入碱液中煮练，碱煮过程的具体参数如下：氢氧化钠9.2kg，渗透剂BGZ1.23kg，亚硫酸钠0.61kg，压力1.013×10MPa，温度100℃，水612.75kg，时间3h；
e水洗：经碱煮的构树韧皮进行水洗，除去残留于构树韧皮上的碱液；
f打纤：敲打构树韧皮为单纤维状；
g漂白：将经过打纤后对韧皮纤维进行漂白处理，漂白过程的具体参数如下：NaCIO1.23kg，水612.75kg，温度30℃，压力1.013×10MPa，时间5min；
h水洗：经漂白的构树韧皮纤维进行水洗，除去残留于构树韧皮纤维上的氯液；
i酸洗：将韧皮纤维进行酸洗，酸洗过程的具体参数如下：98％硫酸浓度1.63kg，浴比817kg，温度30℃，压力1.013×10MPa，时间5min；
j水洗：将经酸洗过程的韧皮纤维进行水洗，除去残留于构树韧皮纤维上的酸液；
k脱水：纤维与水进行分离，分离后的纤维成团状或块状纤维，纤维含水率在28％；
L给油：对脱水之后纤维给油，给油过程的具体参数如下：乳化油0.82kg时间15min；
m抖松：将团状或块状纤维分解成重量小于0.2g的纤维束；
n烘干：将经过抖松过程的纤维束进行烘干，烘干过程的具体参数如下：温度110℃，时间2h。取得韧皮纤维。
经上述脱胶工艺获得的韧皮纤维经检测，构树韧皮纤维性能如下：
1构皮单纤维长度为6～19mm，细度为0.20～0.28tex。
2构皮纤标准回潮率为11.5％，构皮纤维在吸湿放湿过程中，最终平衡回潮率分别为10.69％和12.92％。
3构皮单纤维干态下，断裂强度为1.7cN/dT，断裂伸长率为5.43％，初始模量为32CN/dT；构皮单纤维湿态下，断裂强度为1.1cN/dT，断裂伸长率为4.12％，初始模量为19CN/dT。
4构皮纤维的动、静摩擦系数平均值分别为0.21、0.39。
Claims (2)
1构树韧皮纤维的制备方法，其特征在于：构树韧皮纤维的制备方法采取以下步骤：
a浸酸：将扎把的构树韧皮放入酸液中浸制，浸酸过程的具体参数如下：硫酸浓度1.2g/L，浴比1∶15，水浴加热65℃，时间3h，1.013×105MPa；
b水洗：将浸酸后的构树韧皮进行水洗，除去残留于构树韧皮上的酸液；
c碱煮：将经过水洗后的构树韧皮放入碱液中煮练，碱煮过程的具体参数如下：氢氧化钠15g/L，脱胶剂3％，亚硫酸钠1.5％，压力1.013×10MPa，温度100℃，浴比1∶15，时间3h；
d水洗：经碱煮的构树韧皮进行水洗，除去残留于构树韧皮上的碱液；
e打纤：敲打构树韧皮为单纤维状；
f漂白：将经过打纤后对纤维进行漂白处理，漂白过程的具体参数如下：NaCIO 2g/L，浴比1∶15，温度20-30℃，压力1.013×10MPa，时间5min；
g水洗：经漂白的构树韧皮纤维进行水洗，除去残留于构树韧皮纤维上的氯液；
h酸洗：将韧皮纤维进行酸洗，酸洗过程的具体参数如下：硫酸浓度2g/L，浴比1∶20，温度20-30℃，压力1.013×10MPa，时间5min；
i水洗：将经酸洗过程的韧皮纤维进行水洗，除去残留于构树韧皮纤维上的酸液；
j脱水：纤维与水进行分离，分离后的纤维成团状或块状纤维，纤维含水率在18％～28％；
k给油：对脱水之后纤维给油，给油过程的具体参数如下：乳化油0.8g/L、2％，15min；
L抖松：将团状或块状纤维分解成重量小于0.2g的纤维束；
m烘干：将经过抖松过程的纤维束进行烘干，烘干过程的具体参数如下：温度110℃，时间2h，取得韧皮纤维。
2如权利要求1所述的构树韧皮纤维的制备方法其特征在于：所述的脱胶剂是渗透剂BGZ。
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