CN105401303A - 一种环保布料的制作工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环保布料的制作工艺，利用溶剂溶解天然植物纤维，然后经过再生处理制成纤维，最后经过纺织得到布料；天然植物纤维的重量份组成为：毛竹10份~15份、树皮1份~5份、木屑5份~10份，溶剂溶解采用三级溶解的方式；三级溶解的方式为：一级溶剂溶解木质素，二级溶剂溶解纤维素，三级溶剂加强溶解；一级溶剂为体积比60：40的丙酮与水的混合液，二级溶剂为饱和尿素水，三级溶剂为LiCl／DMAc体系。本发明制作工艺采用天然植物纤维，含有大量的竹纤维，质地柔软坚韧，使用寿命长，天然植物纤维经过溶解后改性拉丝制成，材料来源广泛，制备效率高，资源利用率高。
Description
技术领域
本发明属于布料制作领域，尤其涉及一种环保布料的制作工艺。
背景技术
我国纤维素原料充足，研究以纤维素为原料的生物可降解材料有助于生态平衡，对建设环境友好、经济健康发展的社会具有重大意义。天然纤维素不能直接加工成产品，必须将其转化成溶液，然后生产出再生纤维素产品。溶剂法生产纤维素纤维的工艺流程简单，产物对自然界无污染，而且其产品的干湿强度与湿模量较普通粘胶纤维高，纤维的穿着性能较好，符合人们的需求，具有广阔的发展前景，但是目前对于溶剂法生产纤维素纤维的转化率非常低，资源利用率低，造成了大量的资源浪费。因此，有必要开发一种资源利用率高的纤维素纤维生产纺织品的方法，以满足市场的需求。
中国专利CN201310283651.1公开了一种轻质布料的制作工艺，包括以下工艺步骤：（1）将涤纶长纤维定向撑列，制作成涤纶单丝，（2）用壳聚糖制成甲壳素短纤维，将甲壳素短纤维定向撑列，制作成甲壳素单丝，（3）将牛奶蛋白纤维经过开松梳理制作成牛奶蛋白纤维网，（4）将涤纶单丝和甲壳素单丝进行复丝处理，（5）将上述复丝做为经纱和纬纱，交织编织成布料外层，（6）将上述布料外层与蛋白质纤维网符合成轻质布料。但是，该布料只能作为轻质布料使用，使用范围有限，同时由于消耗大量的牛奶蛋白纤维，制作成本高。
中国专利CN201310508842.3公开了一种环保型复合布制备工艺，包括以下步骤：1）将布料浸入清洗槽中的清水中；2）清洗后，对布料进行冲洗，将布料中的草酸残留物冲洗干净；3）取出冲洗干净的布料；4）将聚氯乙烯树脂、碳酸钙、聚己二醇、PVC稳定剂、环保增塑剂及有机锡稳定剂放入搅拌机中；5）将浆料置于20~60℃的常温室中20~90小时；6）将浆料均匀地涂在上层布料和下层布料之间，高温滚压、烘干，最后得成品。但是该布料的制备采用的材质大多为塑料材质，制备的产品质量档次低。
因此急需一种质量档次高、生产成本低、资源率用率高、适用范围广的环保布料工艺设计，以满足市场对于布料的品质需求。
发明内容
本发明针对上述问题，提供一种环保布料的制作工艺，利用溶剂溶解天然植物纤维，然后经过再生处理制成纤维，最后经过纺织得到布料；天然植物纤维包括：毛竹、树皮、木屑，天然植物纤维的重量份组成为：毛竹10份~15份、树皮1份~5份、木屑5份~10份，溶剂溶解采用三级溶解的方式；三级溶解的方式为：一级溶剂溶解木质素，二级溶剂溶解纤维素，三级溶剂加强溶解；一级溶剂为体积比60：40的丙酮与水的混合液，二级溶剂为饱和尿素水，三级溶剂为LiCl／DMAc体系。采用天然植物纤维，含有大量的竹纤维，质地柔软坚韧，使用寿命长，天然植物纤维经过溶解后改性拉丝制成，材料来源广泛，制备效率高，资源利用率高。
进一步地，LiCl／DMAc体系为：质量分数为4%的LiCl水溶液与DMAc，二者的体积比为1:9。
进一步地，制作工艺的具体步骤为：
一、预处理：将毛竹经过去青，与树皮、木屑混合经过齿轮的反复轧压4小时~6小时，得到预处理物；
二、一级溶解：在预处理物中加入一级溶剂进行溶解处理，然后过滤，得到一级滤液和一级滤渣；
三、二级溶解：在一级滤渣中加入二级溶剂浸泡1天~2天，然后过滤，得到二级滤液和二级滤渣；
四、三级溶解：在二级滤渣中加入三级溶剂进行溶解处理，然后过滤，得到三级滤液和三级滤渣；
五、酸凝固：在一级滤液、二级滤液和三级滤液混合，并加入HCl调节溶液的pH至5.0~6.0，搅拌30分钟~40分钟，过滤，取沉淀；
六、拉丝：将酸凝固得到的沉淀进行拉丝处理，并烘干，得到再生纤维；
七、纺织：将再生纤维经过烘干后，经纺织机纺织，得到所述布料。
更进一步地，一级溶解中，一级溶剂与预处理物的重量比为20~30:1。
更进一步地，一级溶解中，溶解处理为：将丙酮与水的混合液在温度200℃~220℃条件下加热3小时~4小时。一级溶剂主要溶解木质素。
更进一步地，二级溶解中，二级溶剂与一级滤渣的重量比为10~20:1。二级溶剂主要溶解纤维素。
更进一步地，三级溶解中，溶解处理为：将用DMAc先润湿二级滤渣，然后在165℃~185℃条件下处理20min~30min，再冷却到100℃，再加入预计量的LiCl，接着在80℃连续搅拌10min~40min。三级溶剂加强对天然植物材料中的其他可利用纤维的溶解，也进一步溶解一级溶剂和二级溶剂没有溶解完全的木质素和纤维素，增加了原材料的利用率。
更进一步地，三级溶解中，三级溶剂与二级滤渣的重量比为20~25:1。
更进一步地，再生纤维的细度为200dtex。
更进一步地，布料的经密度为240根/10cm，纬密度为200根/10cm。布料结合强度高，透气性能优良，质量档次高、生产成本低、资源率用率高、适用范围广，有着广泛的市场前景。
本发明的优点是：
1.本发明制作工艺生产的环保布料，质量档次高、生产成本低、资源率用率高、适用范围广，有着广泛的市场前景；
2.本发明环保布料的制作工艺制得的布料结合强度高，透气性能优良；
3.本发明制作工艺采用天然植物纤维，经过溶解后改性拉丝制成，材料来源广泛，制备效率高，资源利用率高；
4.本发明制作工艺采用的原材料中含有大量的竹纤维，质地柔软坚韧，使用寿命长。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照具体实施方式，对本发明作进一步详细的说明。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1
一种环保布料的制作工艺
具体步骤为：
（1）预处理：将毛竹10kg经过去青，与树皮1kg、木屑5kg混合经过齿轮的反复轧压4小时，得到预处理物。
（2）一级溶解：在预处理物中加入体积比60：40的丙酮与水的混合液320kg，在温度200℃条件下加热3小时，然后过滤，得到一级滤液和一级滤渣12kg。
（3）二级溶解：在一级滤渣中加入饱和尿素水120kg，浸泡1天，然后过滤，得到二级滤液和二级滤渣9kg。
（4）三级溶解：在二级滤渣中加入LiCl／DMAc体系进行溶解处理，具体为：用162L的DMAc润湿二级滤渣，然后在165℃条件下处理20min，再冷却到100℃，再加入18L的质量分数为4%的LiCl水溶液，接着在80℃连续搅拌10min，然后过滤，得到三级滤液和三级滤渣0.9kg。
（5）酸凝固：在一级滤液、二级滤液和三级滤液混合，并加入HCl调节溶液的pH至5.0，搅拌30分钟，过滤，取沉淀。
（6）拉丝：将酸凝固得到的沉淀进行拉丝处理，并烘干，得到细度为200dtex的再生纤维15kg。
（7）纺织：将再生纤维经过烘干后，经纺织机纺织，得到经密度为240根/10cm、纬密度为200根/10cm的布料。
实施例2
一种环保布料的制作工艺
具体步骤为：
（1）预处理：将毛竹15kg经过去青，与树皮5kg、木屑10kg混合经过齿轮的反复轧压6小时，得到预处理物。
（2）一级溶解：在预处理物中加入体积比60：40的丙酮与水的混合液900kg，在温度220℃条件下加热4小时，然后过滤，得到一级滤液和一级滤渣24kg。
（3）二级溶解：在一级滤渣中加入饱和尿素水480kg，浸泡2天，然后过滤，得到二级滤液和二级滤渣15kg。
（4）三级溶解：在二级滤渣中加入LiCl／DMAc体系进行溶解处理，具体为：用5400L的DMAc润湿二级滤渣，然后在185℃条件下处理30min，再冷却到100℃，再加入600L的质量分数为4%的LiCl水溶液，接着在80℃连续搅拌40min，然后过滤，得到三级滤液和三级滤渣2kg。
（5）酸凝固：在一级滤液、二级滤液和三级滤液混合，并加入HCl调节溶液的pH至6.0，搅拌40分钟，过滤，取沉淀。
（6）拉丝：将酸凝固得到的沉淀进行拉丝处理，并烘干，得到细度为200dtex的再生纤维28kg。
（7）纺织：将再生纤维经过烘干后，经纺织机纺织，得到经密度为240根/10cm、纬密度为200根/10cm的布料。
实施例3
一种环保布料的制作工艺
具体步骤为：
（1）预处理：将毛竹12.5kg经过去青，与树皮3kg、木屑7.5kg混合经过齿轮的反复轧压5小时，得到预处理物。
（2）一级溶解：在预处理物中加入体积比60：40的丙酮与水的混合液575kg，在温度210℃条件下加热3.5小时，一级溶剂进行溶解处理，然后过滤，得到一级滤液和一级滤渣18kg。
（3）二级溶解：在一级滤渣中加入饱和尿素水270kg，浸泡1.5天，然后过滤，得到二级滤液和二级滤渣10kg。
（4）三级溶解：在二级滤渣中加入LiCl／DMAc体系进行溶解处理，具体为：用202.5L的DMAc润湿二级滤渣，然后在175℃条件下处理25min，再冷却到100℃，再加入22.5L的质量分数为4%的LiCl水溶液，接着在80℃连续搅拌25min，然后过滤，得到三级滤液和三级滤渣1.5kg。
（5）酸凝固：在一级滤液、二级滤液和三级滤液混合，并加入HCl调节溶液的pH至5.5，搅拌35分钟，过滤，取沉淀。
（6）拉丝：将酸凝固得到的沉淀进行拉丝处理，并烘干，得到细度为200dtex的再生纤维21.5kg。
（7）纺织：将再生纤维经过烘干后，经纺织机纺织，得到经密度为240根/10cm、纬密度为200根/10cm的布料。
实施例4
一种环保布料的制作工艺
具体步骤为：
（1）预处理：将毛竹13kg经过去青，与树皮2kg、木屑7kg混合经过齿轮的反复轧压4.6小时，得到预处理物。
（2）一级溶解：在预处理物中加入体积比60：40的丙酮与水的混合液506kg，在温度215℃条件下加热3.4小时，一级溶剂进行溶解处理，然后过滤，得到一级滤液和一级滤渣15kg。
（3）二级溶解：在一级滤渣中加入饱和尿素水180kg，浸泡1天，然后过滤，得到二级滤液和二级滤渣7kg。
（4）三级溶解：在二级滤渣中加入LiCl／DMAc体系进行溶解处理，具体为：用144L的DMAc润湿二级滤渣，然后在170℃条件下处理22min，再冷却到100℃，再加入6L的质量分数为4%的LiCl水溶液，接着在80℃连续搅拌20min，然后过滤，得到三级滤液和三级滤渣1kg。
（5）酸凝固：在一级滤液、二级滤液和三级滤液混合，并加入HCl调节溶液的pH至5.6，搅拌34分钟，过滤，取沉淀。
（6）拉丝：将酸凝固得到的沉淀进行拉丝处理，并烘干，得到细度为200dtex的再生纤维21kg。
（7）纺织：将再生纤维经过烘干后，经纺织机纺织，得到经密度为240根/10cm、纬密度为200根/10cm的布料。
实验例
在本实验例中，通过实验测试本发明1~4制备的布料的性能。
1.试验材料
实验组：本发明实施例1~4制备的布料；
对照组：用普通方法制备的环保布料。
2.试验方法
测试本发明实施例1~4制备的布料、用普通方法制备的环保布料的各项指标性能。
3.试验结果
将本发明实施例1~4制备的布料、用普通方法制备的环保布料的指标性能测试后进行分析，实验结果见表1。
表1.测试结果
| 材料 | 布料性能 | 制备成本（元/吨） | 平均使用寿命/年 | 原材料利用率/% |
| 实施例1布料 | 光滑、有弹性，透气性好，抗静电效果佳，耐热性好，散热快 | 83 | 4 | 93.75 |
| 实施例2布料 | 光滑、有弹性，透气性好，抗静电效果佳，耐热性好，散热快 | 82 | 4.5 | 93.33 |
| 实施例3布料 | 光滑、有弹性，透气性好，抗静电效果佳，耐热性好，散热快 | 84 | 5 | 93.48 |
| 实施例4布料 | 光滑、有弹性，透气性好，抗静电效果佳，耐热性好，散热快 | 85 | 5 | 95.45 |
| 普通方法制备的环保布料 | 不光滑、弹性一般，吸水性一般，散热慢、透气性差、易产生静电 | 200 | 2 | 62 |
实验结果表明，与普通方法制备的布料相比，本发明实施例1~4布料在同等情况下的布料性能、平均使用寿命的性能结果测定优于普通方法制备的环保布料，制备成本低，制备方法适合推广，产品质量更佳。
以上仅为本发明的优选实施例及实验例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在发明的保护范围之内。来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种环保布料的制作工艺，其特征在于，所述制作工艺利用溶剂溶解天然植物纤维，然后经过再生处理制成纤维，最后经过纺织得到所述布料；所述天然植物纤维包括：毛竹、树皮、木屑，所述天然植物纤维的重量份组成为：毛竹10份~15份、树皮1份~5份、木屑5份~10份，所述溶剂溶解采用三级溶解的方式；所述三级溶解的方式为：一级溶剂溶解木质素，二级溶剂溶解纤维素，三级溶剂加强溶解；所述一级溶剂为体积比60：40的丙酮与水的混合液，所述二级溶剂为饱和尿素水，所述三级溶剂为LiCl／DMAc体系。
2.根据权利要求1所述的制作工艺，其特征在于，所述LiCl／DMAc体系为：质量分数为4%的LiCl水溶液与DMAc，二者的体积比为1:9。
3.根据权利要求1所述的制作工艺，其特征在于，所述制作工艺的具体步骤为：
一、预处理：将毛竹经过去青，与树皮、木屑混合经过齿轮的反复轧压4小时~6小时，得到预处理物；
二、一级溶解：在预处理物中加入一级溶剂进行溶解处理，然后过滤，得到一级滤液和一级滤渣；
三、二级溶解：在一级滤渣中加入二级溶剂浸泡1天~2天，然后过滤，得到二级滤液和二级滤渣；
四、三级溶解：在二级滤渣中加入三级溶剂进行溶解处理，然后过滤，得到三级滤液和三级滤渣；
五、酸凝固：在一级滤液、二级滤液和三级滤液混合，并加入HCl调节溶液的pH至5.0~6.0，搅拌30分钟~40分钟，过滤，取沉淀；
六、拉丝：将酸凝固得到的沉淀进行拉丝处理，并烘干，得到再生纤维；
七、纺织：将再生纤维经过烘干后，经纺织机纺织，得到所述布料。
4.根据权利要求3所述的制作工艺，其特征在于，一级溶解中，所述一级溶剂与预处理物的重量比为20~30:1。
5.根据权利要求3所述的制作工艺，其特征在于，一级溶解中，所述溶解处理为：将丙酮与水的混合液在温度200℃~220℃条件下加热3小时~4小时。
6.根据权利要求3所述的制作工艺，其特征在于，二级溶解中，所述二级溶剂与一级滤渣的重量比为10~20:1。
7.根据权利要求3所述的制作工艺，其特征在于，三级溶解中，所述溶解处理为：将用DMAc先润湿二级滤渣，然后在165℃~185℃条件下处理20min~30min，再冷却到100℃，再加入预计量的LiCl，接着在80℃连续搅拌10min~40min。
8.根据权利要求3所述的制作工艺，其特征在于，三级溶解中，所述三级溶剂与二级滤渣的重量比为20~25:1。
9.根据权利要求3所述的制作工艺，其特征在于，所述再生纤维的细度为200dtex。
10.根据权利要求3所述的制作工艺，其特征在于，所述布料的经密度为240根/10cm，纬密度为200根/10cm。
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