CN102206873B - 一种麻形竹纤维的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
一种麻形竹纤维的生产工艺，将竹子按照一定长度锯切展平后浸泡在中温软化液中3～24小时或用特制软化液高温高压蒸煮15-60分钟，沥干送入纤维分离器经滚压轧制、搓揉撕裂、梳解开纤等工序制备出麻状竹纤维，再将麻型竹纤维放入竹纤维提纯反应器进行碱煮、漂白、清洗和养生。最后将麻型竹纤维用栉梳机或用中切机将纤维开松除杂梳理整齐后制成麻型可纺竹纤维。本发明所提出的方法能够生产出似麻状的竹纤维，该纤维整齐、均匀、柔软，具有长度大、强力高、细度小等特点，具备大麻、亚麻纤维相似的可纺性。
Description
【技术领域】
本发明涉及由竹子茎杆经过物理、机械和化学方法生产麻形竹纤维的一种生产工艺。
【背景技术】
竹纤维（也称原竹纤维）是近年来采用物理、机械、生化相结合的方法制取的纯天然纤维。由于它来源于可再生的竹子，因此，它的出现给我们带来了巨大的想象空间，尤其是在纺织领域，更具有极其广阔的应用前景。
近十年来，已经有数百个竹纤维的发明专利。但采用的方法基本是将竹子软化后碾压分离出纤维（例如：专利授权公告号：CN1263922C），或者将竹子通过蒸煮、梳理、脱胶等方法制备出纤维（例如：专利授权公告号：CN1217038）。这些方法所加工出的竹纤维呈棉花形态，其纤维长细度分离度大，绒状物较多，纤维粗、短、硬，其均匀度、长度、细度、强度等指标不仅达不到纺织用纤维的要求，甚至连生产竹纤维装饰板等低附加值产品的要求都不能满足。
目前，竹纤维加工的主要问题在于：竹纤维加工未脱离将竹子加工成像棉花形态的传统技术，导致生产过程污染大，原材料消耗大，纤维得率低，生产效能低下，纤维质量没有保障等。
竹纤维成为纺织纤维的最大困难在于其木质素（一般在20—25%）含量远高于大麻、苎麻、亚麻等麻类纤维，单纤维短（平均单纤维长度1.85mm），无法采用全脱胶的生产方法制备竹纤维。加之竹子产地条件差异性大，竹子尖削度大，有竹节，即使是同一根竹子，其物理、力学和化学成分与性能差异大。另外，在制备可纺竹纤维过程中，因棉型竹纤维（工艺纤维）长细度分离度非常大，纤维不整齐，加之其后续加工难以用合理的机械、化学方法实施纤维的进一步细化，故目前的棉型竹纤维都难以满足可纺的要求。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题在于提供一种麻形竹纤维的生产工艺，生产出的麻形竹纤维具备大麻、亚麻纤维品质的高质量可纺纤维，麻形竹纤维更细、更长、更均匀，其强度高、韧性好，纤维平均细度达到300～500公支。
本发明采用以下技术方案解决上述技术问题：
一种麻形竹纤维的生产工艺，包括如下步骤：
步骤1：展平：将同龄竹子切断后，用展平机将圆柱状竹子滚压展平；
步骤2：软化：将展平的竹子放到软化池内中温浸泡，浸泡时间3—24小时；
步骤3：煮练：将软化后的竹子放到高压锅中软化液内蒸煮，时间15-60分钟；
步骤4：沥干：将煮练后的竹子从蒸煮锅中取出，经过3-6小时，待自然沥干；
步骤5：轧制辊压：采用带沟槽的一对或一对以上的罗拉，对竹子施加逐渐加大的轧制力，然后将竹子送到轧制碾压机使竹子挤压开裂，竹子在多对辊的碾压力作业下，实现分丝；
步骤6：搓揉撕裂：采用罗拉对开裂竹材进行反复碾压、挤压，开裂后的竹材经反复搓揉并在挤压力作用下撕裂可实现纤维的分离；
步骤7：梳解开纤：经搓揉撕裂后的竹纤维呈网状，采用开纤机实现开纤；
步骤8：精细化处理：开纤后的竹纤维送入蒸煮锅中，蒸煮锅内加入蒸煮液，蒸煮15～150分钟；
步骤9：酸浴：将蒸煮后的竹纤维沥干，放入酸浴锅，在酸浴锅内加入硫酸5～50g/l，浴比为1：15～60，温度：35～65℃，时间：2～15分钟；
步骤10：亚漂：酸洗工序结束后，直接向酸浴锅内注入稀释均匀的亚氯酸钠和硝酸钠的混合液，亚氯酸钠加入量10～150g/l，硝酸钠20～280g/l，三聚磷酸钠：2～20g/l浴比为1：15～60，加入硫酸或草酸将PH值调至3～5，温度：35～65℃，时间30～90分钟；
步骤11：氧漂：经过上述处理后再向酸浴锅内加入双氧水、硅酸钠、三聚磷酸钠、氢氧化钠、纯缄，其中双氧水加入量1～25g/l、硅酸钠加入量0.3～8g/l、三聚磷酸钠加入量0.5～5g/l、氢氧化钠加入量1～8g/l、纯缄加入量3～15g/l，将PH值调至9.5～11.5，温度：85～98℃，时间30～90分钟进行漂白；
步骤12：上油、晾干：将漂白后的竹纤维沥干，然后首先用含0.05～0.25%的稀硫酸溶液清洗，浴比为1：15～60，时间：3～15分钟，至PH值6.5～7，再用清水清洗后经脱水、上乳化油、晾干；
步骤13：养生：在竹纤维表面喷射适量甲基硅油后放到养生房养生3～10天，制备出细度直径在0.06-0.35毫米、长度在200-3000毫米的麻状精细竹纤维；
步骤14：栉梳：麻状精细竹纤维经过栉梳机梳理后将得到麻形竹纤维。
进一步地，所述步骤2中软化液配方为：氢氧化钠：1-5%，蒽醌：0.1%-0.5%。
进一步地，所述步骤3中软化液配方为：氢氧化钠：2%-5%，蒽醌：0.1%-0.5%。
本发明的优点在于：该工艺采用轧制辊压、搓揉撕裂、梳解开纤等工序将软化竹材开解成麻状纤维形态。生产的麻形竹纤维呈网状，其柔韧性好，纤维分离均匀，长度可按需要加工（最大长度可达5-8米），细度可通过机械参数及化学配方参数来控制。该生产工艺可有效地解决困扰竹纤维加工的关键问题。特别是针对竹纤维木质素含量高，单纤维短这样的难题，将竹子加工成麻型纤维，可利用其整体性好、长度大等特点，通过后续精细化加工，生产出具备大麻、亚麻纤维品质的高质量可纺纤维，麻形竹纤维更细、更长、更均匀，其强度高、韧性好，纤维平均细度达到300～500公支。
【附图说明】
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。
图1是本发明生产工艺流程图。
【具体实施方式】
本发明一种麻形竹纤维的生产工艺，如图1所示，下面以两个实施例来说明。
第一实施例：
取10个月竹龄的慈竹，将其锯断成4-5米长度后，用展平机将圆柱状竹子滚压展平供下一工序使用；
常温浸泡：将展平的竹子放到软化池中温浸泡。浴比：1：10，温度：75℃，软化液配方：氢氧化钠：3%，蒽醌：0.2%。浸泡时间：3小时；
沥干：将软化的竹子从浸泡池中取出，经过3小时，待自然水沥干；
采用带沟槽的一对或一对以上的罗拉，对竹子施加逐渐加大的轧制力，然后将竹子送到轧制碾压机使竹子挤压开裂，竹子在多对辊碾压力作业下，实现分丝；
采用罗拉对开裂竹材进行反复碾压、挤压，开裂后的竹材经反复搓揉并在挤压力作用下撕裂可实现纤维的分离；
经搓揉撕裂后的竹纤维呈网状，采用开纤机实现开纤；
开纤后的竹纤维放到蒸煮锅中，加入蒸煮液，蒸煮液配方：氢氧化钠浓度：60g/L，碳酸钠浓度：120g/L，蒽醌：1.2%，硅酸钠浓度：10g/L，浴比为1：15，保温98℃处理15分钟；
酸浴：将蒸煮后的竹纤维沥干，放入酸浴锅，在酸浴锅内加入硫酸5g/l，浴比为1：15，温度：35℃，时间15分钟进行；
亚漂：酸洗工序结束后，直接向酸浴锅内注入稀释均匀的亚氯酸钠和硝酸钠的混合液，亚氯酸钠加入量150g/l，硝酸钠280g/l，三聚磷酸钠：20g/l浴比为1：15，加入硫酸将PH值调至3～3.5，温度：65℃，时间30分钟。
氧漂：向酸浴锅内加入双氧水、硅酸钠、三聚磷酸钠、氢氧化钠、纯缄，其中双氧水加入量25g/l、硅酸钠加入量8g/l、三聚磷酸钠加入量5g/l、氢氧化钠加入量8g/l、纯缄加入量15g/l，将PH值调至11～11.5，温度：85℃，保温时间30分钟；
上油、晾干：将漂白后的竹纤维沥干，然后首先用含0.25%的稀硫酸溶液清洗，浴比为1：15，时间：3分钟，至PH值6.5～7，再用清水清洗后经脱水、上乳化油（白油）、晾干（或烘干）；
养生：在晾干（或烘干）后的竹纤维表面喷射适量甲基硅油后放到养生房养生10天，制备出细度直径在0.06-0.15毫米、长度在600-3000毫米的麻状精细竹纤维；
栉梳：麻状精细竹纤维经过栉梳机梳理后将得到梳成麻形可纺竹纤维，栉梳机落麻通过中切机、也可用小切机或大切机、圆梳机可制成整齐的麻形竹纤维。
第二实施例：
取一年竹龄的黄竹，将其锯断成2-3米长度后，用展平机将圆柱状竹子滚压展平供下一工序使用；
高温高压蒸煮：将展平的竹子放到高压锅中蒸煮。浴比：1：10，温度：140-150℃，压力：2kg/cm2,软化液配方：氢氧化钠：5%，蒽醌：0.5%。蒸煮时间：15分钟；
沥干：将软化的竹子从浸泡池中取出，经过6小时，待自然水沥干；
轧制辊压：采用带沟槽的一对或一对以上的罗拉，对竹子施加逐渐加大的轧制力，然后将竹子送到杂质碾压机使竹子挤压开裂，竹子在多对辊碾压力作业下，实现分丝；
搓揉撕裂：采用罗拉对开裂竹材进行反复碾压、挤压，开裂后的竹材经反复搓揉并在挤压力作用下撕裂可实现纤维的分离；
梳解开纤：经搓揉撕裂后的竹纤维呈网状，采用开纤机实现开纤；
碱煮：将制得的所述麻状竹纤维放到蒸煮锅中，加入蒸煮液，蒸煮液配方：氢氧化钠浓度：1g/L，碳酸钠浓度：2g/L，蒽醌：0.2%%，硅酸钠浓度：0.3g/L，浴比为1：60，保温150分钟；
酸浴：将蒸煮后的竹纤维沥干，放入酸浴锅，在酸浴锅内加入硫酸50g/l，浴比为1：60，温度：35℃，时间2分钟；
亚漂：酸洗工序结束后，直接向酸浴锅内注入稀释均匀的亚氯酸钠和硝酸钠的混合液，亚氯酸钠加入量10g/l，硝酸钠20g/l，三聚磷酸钠：2g/l浴比为1：60，加入草酸将PH值调至4～5，温度：35℃，时间90分钟；
氧漂：加入双氧水：1g/l、硅酸钠：0.3g/l、三聚磷酸钠：0.5g/l、氢氧化钠：1g/l、纯缄：3g/l，将PH值调至9.5～10，保温：98℃，时间：90分钟；
上油、晾干：将漂白后的竹纤维沥干，然后首先用含0.05%的稀硫酸溶液清洗，浴比为1：60，时间：15分钟，至PH值6.5～7，再用清水清洗后经脱水、上乳化油（白油）、晾干（或烘干）；
养生：在晾干（或烘干）后的竹纤维表面喷射适量改性甲基硅油后放到养生房养生3天，使纤维具有较好的润滑性、柔软性及韧性，以减少摩擦，在受力时不易拉断，以提高纤维的后继加工的可纺性能，制备出细度直径在0.06-0.25毫米、长度在200-1500毫米的麻状精细竹纤维。
栉梳：麻状精细竹纤维经过栉梳机梳理后将得到梳成麻形可纺竹纤维，栉梳机落麻通过中切机、也可用小切机或大切机、圆梳机可制成整齐的麻形竹纤维。
本发明的工艺采用轧制辊压、搓揉撕裂、梳解开纤等工序将软化竹材开解成麻状纤维形态。生产的麻形竹纤维呈网状，其柔韧性好，纤维分离均匀，长度可按需要加工（最大长度可达5-8米），细度可通过机械参数及化学配方参数来控制。该生产工艺可有效地解决困扰竹纤维加工的关键问题。特别是针对竹纤维木质素含量高，单纤维短这样的难题，将竹子加工成麻型纤维，可利用其整体性好、长度大等特点，通过后续精细化加工，生产出具备大麻、亚麻纤维品质的高质量可纺纤维，麻形竹纤维更细、更长、更均匀，其强度高、韧性好，纤维平均细度达到300～500公支。
Claims (3)
1.一种麻形竹纤维的生产工艺，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：展平：将同龄竹子切断后，用展平机将圆柱状竹子滚压展平；
步骤2：软化：将展平的竹子放到软化池内中温浸泡，浸泡时间3—24小时；
步骤3：煮练：将软化后的竹子放到高压锅中软化液内蒸煮，时间15-60分钟；
步骤4：沥干：将煮练后的竹子从蒸煮锅中取出，经过3-6小时，待自然沥干；
步骤5：轧制辊压：采用带沟槽的一对或一对以上的罗拉，对竹子施加逐渐加大的轧制力，然后将竹子送到轧制碾压机使竹子挤压开裂，竹子在多对辊的碾压力作业下，实现分丝；
步骤6：搓揉撕裂：采用罗拉对开裂竹材进行反复碾压、挤压，开裂后的竹材经反复搓揉并在挤压力作用下撕裂可实现纤维的分离；
步骤7：梳解开纤：经搓揉撕裂后的竹纤维呈网状，采用开纤机实现开纤；
步骤8：精细化处理：开纤后的竹纤维送入蒸煮锅中，蒸煮锅内加入蒸煮液，蒸煮15～150分钟；
步骤9：酸浴：将蒸煮后的竹纤维沥干，放入酸浴锅，在酸浴锅内加入硫酸5～50g/l，浴比为1：15～60，温度：35～65℃，时间：2～15分钟；
步骤10：亚漂：酸洗工序结束后，直接向酸浴锅内注入稀释均匀的亚氯酸钠和硝酸钠的混合液，亚氯酸钠加入量10～150g/l，硝酸钠20～280g/l，三聚磷酸钠：2～20g/l，浴比为1：15～60，加入硫酸或草酸将PH值调至3～5，温度：35～65℃，时间30～90分钟；
步骤11：氧漂：经过上述处理后再向酸浴锅内加入双氧水、硅酸钠、三聚磷酸钠、氢氧化钠、纯缄，其中双氧水加入量1～25g/l、硅酸钠加入量0.3～8g/l、三聚磷酸钠加入量0.5～5g/l、氢氧化钠加入量1～8g/l、纯缄加入量3～15g/l，将PH值调至9.5～11.5，温度：85～98℃，时间30～90分钟进行漂白；
步骤12：上油、晾干：将漂白后的竹纤维沥干，然后首先用含0.05～0.25%的稀硫酸溶液清洗，浴比为1：15～60，时间：3～15分钟，至PH值6.5～7，再用清水清洗后经脱水、上乳化油、晾干；
步骤13：养生：在竹纤维表面喷射适量甲基硅油后放到养生房养生3～10天，制备出细度直径在0.06-0.35毫米、长度在200-3000毫米的麻状精细竹纤维；
步骤14：栉梳：麻状精细竹纤维经过栉梳机梳理后将得到麻形竹纤维。
2.如权利要求1所述的一种麻形竹纤维的生产工艺，其特征在于：所述步骤2中软化液配方为：氢氧化钠：1-5%，蒽醌：0.1%-0.5%。
3.如权利要求1所述的一种麻形竹纤维的生产工艺，其特征在于：所述步骤3中软化液配方为：氢氧化钠：2%-5%，蒽醌：0.1%-0.5%。
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