CN101884859B - 大麻纤维过滤线及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水处理的过滤材料，特别公开了一种大麻纤维过滤线及其制备方法。该大麻纤维过滤线，其特征在于：以大麻纤维为原料，将其通过麻纺设备纺制成纱线，然后经脱胶漂白、烘干成形制成。本发明主要用于各种液体的净化过滤，用其制成的线绕滤芯，用于石油、化工、电子、医药、食品及生活用水等行业液体的精密过滤，因其卓越的性能，完全绿色环保的品质，将会给水处理产业带来新的生机。

Description

大麻纤维过滤线及其制备方法

(一)技术领域

本发明涉及一种水处理的过滤材料，特别涉及一种大麻纤维过滤线及其制备方法。

(二)背景技术

过滤线是水处理中的重要材料，用其制作成线绕滤芯，用于工业液体及电子、医药、食品和生活用水的精密净化过滤，但因现有过滤线存有大量缺点，制约了净化过滤行业的发展。

长期以来，工业液体及医药、食品、生活用水的净化过滤一直沿用丙纶过滤线、脱脂棉过滤线、玻璃纤维过滤线制成线绕滤芯，用于过滤液体中的微细颗粒及杂质，但因丙纶过滤线系化学纤维，且不耐高温，脱脂棉过滤线因不耐腐蚀且成本高而使用受限，玻璃纤维过滤线长期使用严重危害人体健康等不利因素，严重影响了行业的发展。

(三)发明内容

本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种性能卓越、绿色环保的大麻纤维过滤线及其制备方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种大麻纤维过滤线，其特征在于：以大麻纤维为原料，将其通过麻纺设备纺制成纱线，然后经脱胶漂白、烘干成形制成。

大麻纤维属于纯天然植物纤维，因其具有优良的抗霉抑菌、消臭、除异味、耐热、耐晒、耐腐蚀、防辐射、抗静电、透气吸湿、绿色环保等功能而被誉为“天然纤维之王”。

大麻纤维的基本性能如下所述：

(1)抗霉、抑菌、消臭、吸附异味

大麻纤维过滤线具有独特的抗霉杀菌功能，对金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌、大肠杆菌、白色念珠球菌有较强的抑杀效果，大麻植物在生长过程中可自身抵御腐蚀，是典型的绿色环保植物纤维，因此大麻纤维过滤线因其优良独特的功能将会为人类健康提供有力的保证。

(2)耐热、耐晒、耐腐蚀

大麻纤维过滤线耐热性能较好，可耐350℃高温。耐日晒牢固度好，耐海水腐蚀性能好，特别适合海水淡化，其上述性能已远远超过化纤及棉过滤线性能。

(3)吸湿透气

大麻纤维中心有细长的空腔，并且通过毛细管道与中腔连通，形成优异的毛细效应，此结构使纤维具有超越的吸湿透气性能，在一定的温度、湿度空气中吸湿速率为7.431mg/min，散湿速率为12.6mg/min，完全达到和超过现有过滤线吸水透气性能。

(4)抗静电、防辐射

大麻纤维分子结构稳定，分子排列取向度好，产生静电能力极低，并有较强的防紫外线辐射等功能。

(5)强力大，质量轻，流量大，过滤精度高

因其纤维的独特性，又经过纺线过程中的特殊处理，使其品质形成强力大，质量轻，吸湿透气，因此过滤液体通水迅速流量大，且过滤精度高，纳污量大，并可生物降解，是良好的过滤材料。

(6)绿色环保

大麻纤维在其生长期间，因本身有较强的抑菌杀菌能力，没有人为的使用杀虫剂及化肥，因此是纯天然绿色环保纤维。采用大麻纤维制成的过滤线是净化过滤行业的一次重大创新，将会为人类拥有更环保、更清洁的水源打下良好的基础。

(7)技术先进，生产可行，易于推广

本发明利用大麻纤维通过麻纺设备，纺制成单股或多股纤维线，然后脱胶漂白，加工成具有一定白度及拉力，有很好的吸温性和较强的流量和过滤精度的过滤线，同时又保持了原大麻纤维的基本性能。

大麻纤维属于一年生直立草本桑科植物，其纤维是各种纤维中最细软的一种，细度与棉纤维相当，单纤维长度为15～25毫米，细度15～30微米，比重为1∶48，纤维主要成分为纤维素，并含有一定数量的半纤维素、木质素和胶质等，大麻纤维含量较低，而其他非纤维素含量较高，其中尤以木质素较明显，对许多化学试剂稳定性较高，不易被去除，同时原始纤维含有大量杂质且卫生条件极差，无法用于水处理的净化过滤，因此需要通过各种方式进行脱胶漂白，保留其纤维之优点，消除不利因素。硫酸浸泡脱胶和第一次净洗，能有效的去除部分胶质及杂质，使纤维分离，为煮炼提供条件，然后配以助剂，进行碱氧一次煮炼，以去除胶质，转化木质纤维，从而达到其纤维清洁卫生，柔软，拉力好，吸湿性强及保留大麻纤维固有之优点，使其具有一定白度，清洁卫生，柔软，拉力好，吸湿性强，过滤精度高，流量高，纳污量大的新一代环保过滤线。

该大麻纤维过滤线的制备方法，主要包括如下步骤：

(1)纺制纱线

通过予整理，分级挑选，原料搭配，按照麻纺要求备好原料。

通过麻纺设备，将予整理的大麻纤维进行纺织，先纺成单股线，然后合股成多股线，纱线的长度和粗度按使用要求制作。

为了便于脱胶漂白，将纺成的纱线制成每把重量为450g左右的绞纱。

(2)浸酸脱胶

为保证大麻纤维过滤线煮炼漂白，先进行予脱胶处理。

将硫酸液稀释，按硫酸含量为0.8～2％配比成液体，将纱线放入配好的液体中浸酸脱胶，浴比为1∶9，浸泡时间为12小时，液体温度保持在30～40℃；将脱胶的纱线用清水冲洗干净，测试pH值为中性即可。

(3)脱胶漂白

为保证大麻纤维过滤线符合净化过滤要求，就必须进行脱胶漂白，以求较好的去除纤维中的胶质，分解木质素及其他杂质，并增加纤维的吸水力和白度。

脱胶漂白化工材料配比：氢氧化钠12～16g/L、碳酸钠3～6g/L、硅酸钠3～6g/L、过氧化氢10～15g/L、脱漂助剂3～5g/L，纱线与其浴比为1∶15。

将大麻纤维过滤线均匀放入常温煮炼锅内，按浴比1∶15注入清水，然后将上述化工材料溶化后注入煮炼锅内，用泵循环，使之均匀，测pH值为9.5～11。

严格控制升温，前期可按2～3℃/min的速度升温，等温度达到65℃后，再保持1℃/min的速度升温，直到温度达到80～95℃，以87℃左右为宜，继续保持控温、保温90分钟左右，即视为脱胶漂白结束；将残液放入残液池中，以备综合利用。

(4)净洗

将脱胶漂白后的大麻过滤线进行净洗5～6遍，测试酸碱度，以pH值达到中性为宜，即视为净洗结束。

(5)脱水、烘干

将大麻过滤线放入75～80℃水中浸泡2～5分钟后，放入脱水机中脱水，待脱水结束，取出进行整理以备烘干。

将予整理好的大麻纤维过滤线放入烘干机种进行烘干，去除水份，温度最高限不得超过85℃，以70～85℃为宜，然后整理以备下工序使用。

(6)成品

将烘干后的纱线转入成形工序，进行络筒成形，得到产品，按每筒1.5～2kg为宜。

考虑酸碱中和，可将步骤(2)中，稀硫酸的浓度设置为1～2.6％，纱线与稀硫酸的浴比为1∶9，浸泡时间为7～8个小时。

为减少水质污染，可将步骤(3)中漂白剂的成分过氧化氢替换为过碳酰胺。

本发明主要用于各种液体的净化过滤，用其制成的线绕滤芯，用于石油、化工、电子、医药、食品及生活用水等行业液体的精密过滤，因其卓越的性能，完全绿色环保的品质，将会给水处理产业带来新的生机。

(四)附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

附图为本发明的工艺流程示意图。

(五)具体实施方式

实施例1：大麻过滤线的制备

(1)将予整理的大麻纤维纺织成单股线，然后合股成多股纱线，纱线的长度和粗度按使用要求制作；为了便于脱胶漂白，将纺成的纱线制成每把重量为450g左右的绞纱。

(2)将纱线于30～40℃下置于稀硫酸中浸酸脱胶，浴比为1∶9，浸泡时间为12小时，然后用清水冲洗至中性。

(3)将纱线均匀放入常温煮炼锅中，按浴比1∶15注入清水后再加入漂白剂，用泵循环，使煮炼锅中pH为9.5～11，将煮炼锅内的纱线按2～3℃/min的速度升温，等温度达到65℃后，再保持1℃/min的速度升温，直到温度达到80～95℃，持续保温脱胶漂白90分钟；将残液放入残液池中，以备综合利用。

脱胶漂白剂的材料配比为：氢氧化钠12～16g/L、碳酸钠3～6g/L、硅酸钠3～6g/L、过氧化氢10～15g/L、脱漂助剂3～5g/L，纱线与其浴比为1∶15。

(4)将脱胶漂白后的大麻纤维过滤线进行净洗5～6遍，测试酸碱度，以pH值达到中性为宜，即视为净洗结束。

(5)将大麻纤维过滤线放入75～80℃水中浸泡2～5分钟后，放入脱水机中脱水，待脱水结束，取出进行整理以备烘干。

将予整理好的大麻纤维过滤线放入烘干机种进行烘干，去除水份，温度最高限不得超过85℃，以70～85℃为宜，然后整理以备下工序使用。

(6)将烘干后的纱线转入成形工序，进行络筒成形，得到产品，按每筒1.5～2kg为宜。

实施例2：大麻纤维过滤线的性能检测

大麻纤维过滤线检测依据，参照脱脂棉过滤线，丙纶过滤线有关标准进行检测。

(1)范围：

本标准用于大麻纤维过滤线(用于各类液体的净化过滤)。

(2)技术要求

①感观

色泽纯正，线条均匀，不产生肉眼可见碎生杂物，无毒，无异味。

②质量

每米线的质量允差为±0.05g。

③捻度

10cm长度的过滤线，其捻度为7～12捻。

④强力

每米线负重3kg不断裂

⑤白度

本品白度不应低于65度。

⑥吸水时间

应于20S内沉入液面下。

⑦荧光物

在紫外光灯光下观察大麻纤维过滤线不应显示大面积强蓝兰色荧光。

⑧水中可溶物

在100ml的供试液中遗留残渣应小于2.5％。

(3)检验方法

①感观

在自然条件下用肉眼观察及嗅觉闻其气味。

②质量

截取长度为5米的样本各三份，在天平下称其每份样本的质量，取三次测试平均值，求每米綫质量。

③捻度

在不破坏过滤线捻度的基础上，取三份长度为10cm的样本，一端固定，取另一端按其捻度的反方向旋转，按其完全破捻至纤维全部顺直，按每旋转360°为一捻，其旋转次数即视为其捻度数，取三次测试平均值。

④强力

取本品1米(不允许破坏其捻度)下端负重3kg砝码，将本品升高10cm，静止停留5秒不断裂。

⑤白度

用满足GB/T8424.2-2001规定的白度仪，取本品100cm放在白度仪上任选五处测试，读取白度仪上所显示数字的平均值即为该品白度。

⑥吸水时间实验

从同批产品三个不同位置，各取5g试样，取直径为11～12cm的烧杯，盛满温度为20℃的净水，液面高度不低于10cm，然后取本品压缩成团，轻置入水，按其沉入液面下的终止时间计算吸水时间，计算三次测量结果的平均值，其结果应符合2.6条规定。

⑦荧光物试验

取大麻纤维过滤线若干，平摊成一定厚度，置365mm的紫外线灯下检视，允许有紫色荧光和少量黄色颗粒，不应显示大面积强蓝色荧光。

⑧水中可溶物

取本品12.5g置烧杯中，加新沸过的蒸馏水400ml加热煮沸15min，将水浸液移入500ml的容量瓶中，再用新沸过的蒸馏水洗涤本品，洗液并入容量瓶中放冷，加蒸馏水至刻度，摇匀过滤，精密量取滤液100ml，于已知质量的蒸发皿中，置水浴锅上蒸干，在105℃烘箱中干燥至恒重，称其质量按公式(1)计算，其结果应符合2.8条的规定。

$X=\frac{W2-w1}{12.5\×1/5}=100.........\left(1\right)$

式中X＝水中可溶物，％

W1-蒸发皿质量，g

W2-蒸发皿+杂质质量，g

12.5×1/5～12.5克本品的1/5质量，克

⑨判定规则

对于型式检验，在其全部检验项目均符合标准要求时，判定该批产品为合格品，有一项(或多项)不符合标准要求时，可自同批样品再次随机抽样进行该项目(或多项)复检，在多验项目均符合标准要求时，判定该批产品为合格品，如仍有一项不符合标准要求，则判定批产品为不合格品。

(4)检测数据

①测试结果

项目

感观

质量

捻度

强力/Kg

白度

吸水时间/s

荧光物

水中可溶物

pH值

数据

合格

≤0.05％

12

≥3.8

68

8

无

2％

7

②按检测规则判定：大麻纤维过滤线其检验指标全部合格。

结论：

根据实验项目结果判定，大麻纤维过滤线通过检测各项指标数据全部合格，其50％以上数据优于脱脂棉过滤线及丙纶过滤线标准，特别是纤维本身所固有的七大特性是其他纤维无法相比的，因此判定用大麻纤维通过纺织加工，脱胶漂白，烘干成型后用于各类液体的净化过滤是完全可行的，此发明为发展净化过滤产业，为人类健康提供了可靠保证。

实施例3：大麻纤维过滤线制备过程中的综合利用

脱胶漂白时将产生部分废水，对环境污染有一定影响，为此，拟采取以下措施给予解决，其作法是：

(1)将第一次浸泡脱胶后的废酸液(硫酸含量约为原液的50％)排放于残液池中。

(2)考虑酸碱中和，可拟将第一次浸泡脱胶时硫酸含量增加30％，减少浸泡时间40％。

(3)将脱胶漂白后的残液回收再用，将未煮炼漂白的大麻过滤线放入此液体中进行加温予处理，温度控制在80～90℃，时间为90min，这样能大量减少其化工材料含量，此时残液含量低于原液的80％以上，同时对最后脱胶漂白有较好的促进作用，又提高了产品质量。

(4)将循环使用过的脱胶漂白残液排放于残液池中，与残酸液混合并加以调配，采用酸碱中和等措施，能较好的解决残液中有害物质，然后将予处理的废水统一再进行处理，使之达到PH值6～7后统一排放。

(5)脱胶漂白中采用的H₂O₂可改成新型漂白剂，将大大减少水质污染，该漂白剂为过碳酰胺，目前该漂白剂是国家大力推广产品，是新型环保产品，本人已完全合成过碳酰胺，并在脱胶漂白试验中获得成功。

Claims (6)

1.一种大麻纤维过滤线，其特征在于：以大麻纤维为原料，将其通过麻纺设备纺制成纱线，然后经脱胶漂白、烘干成形制成，主要包括如下步骤：

(1)将予整理的大麻纤维纺织成单股线，然后合股成多股纱线；

(2)将纱线于30～40℃下置于稀硫酸中浸酸脱胶，然后用清水冲洗至中性；

(3)将纱线均匀放入常温煮炼锅中，注入清水后再加入漂白剂，纱线与清水的浴比为1∶15，用泵循环，使煮炼锅中pH为9.5～11，将煮炼锅内的纱线加热至80～95℃，持续保温脱胶漂白90min；

(4)将脱胶漂白后的纱线净洗至中性；

(5)将纱线放入75～80℃水中浸泡2～5分钟后，放入脱水机中脱水，然后置于70～85℃的烘干机中烘干；

(6)将烘干后的纱线转入成形工序，进行络筒成形，得到产品。

2.根据权利要求1所述的大麻纤维过滤线的制备方法，其特征在于：主要包括如下步骤：

(1)将予整理的大麻纤维纺织成单股线，然后合股成多股纱线；

(2)将纱线于30～40℃下置于稀硫酸中浸酸脱胶，然后用清水冲洗至中性；

(3)将纱线均匀放入常温煮炼锅中，注入清水后再加入漂白剂，纱线与清水的浴比为1∶15，用泵循环，使煮炼锅中pH为9.5～11，将煮炼锅内的纱线加热至80～95℃，持续保温脱胶漂白90min；

(4)将脱胶漂白后的纱线净洗至中性；

(5)将纱线放入75～80℃水中浸泡2～5分钟后，放入脱水机中脱水，然后置于70～85℃的烘干机中烘干；

(6)将烘干后的纱线转入成形工序，进行络筒成形，得到产品。

3.根据权利要求2所述大麻纤维过滤线的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，煮炼锅内纱线的加热先按2～3℃/min的速度升温至65℃后，再保持1℃/min的速度升温至80～95℃。

4.根据权利要求2所述的大麻纤维过滤线的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述漂白剂的主要组成配比为：氢氧化钠12～16g/L、碳酸钠3～6g/L、硅酸钠3～6g/L、过氧化氢10～15g/L、脱漂助剂3～5g/L，纱线与其浴比为1∶15。

5.根据权利要求2所述的大麻纤维过滤线的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述漂白剂的主要组成配比为：氢氧化钠12～16g/L、碳酸钠3～～6g/L、硅酸钠3～6g/L、过碳酰胺10～15g/L、脱漂助剂3～5g/L，纱线与其浴比为1∶15。

6.根据权利要求2所述的大麻纤维过滤线的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述纱线制成每把重量为450g的绞纱。