CN111020714B - 竹纤维的绿色生产方法 - Google Patents

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    • D01B1/00—Mechanical separation of fibres from plant material, e.g. seeds, leaves, stalks
    • D01B1/10—Separating vegetable fibres from stalks or leaves

Abstract

竹纤维的绿色生产方法，本发明利用小苏打与明矾在水中反应产生大量二氧碳的原理，对竹丝进行内部胀裂，从而细化竹丝得到竹纤维。本发明将竹材加工竹丝后制备适用于复合材料用的粗竹纤维和纺织原料用的竹纤维，制备过程以食品级小苏打和明矾为助剂，最大限度减少污染，达到节能绿色的生产。

Description

竹纤维的绿色生产方法
【技术领域】
本发明属于竹纤维生产领域，尤其涉及绿色生产竹纤维的制备方法。
【背景技术】
竹产业是全球公认的绿色、生态产业，有着巨大的经济、生态、文化和社会价值。竹产业是一个可持续性生态产业，不仅不会破坏生态，反而能促进资源和生态的增量化，竹纤维生产技术处于竹产业创新发展的核心。
竹纤维(天然竹纤维，也称竹原纤维)是一种新型的植物纤维，直接从竹材分离制取的天然纤维，有别于化学竹粘胶纤维(竹浆纤维、竹炭纤维)，是继棉、麻、丝、毛之后的第五大天然纤维。
竹材的化学成分主要由纤维素、半纤维素、木质素等组成，是一种以半纤维素粘结纤维素成纤维束为筋、木质素和其它物质为填料的天然复合材料。所以，竹纤维制备过程中需要尽量去除木质素等其它物质，而保障纤维束不受破坏。
近年来，竹纤维生产方法不断推陈出新，但都离不开传统的强碱煮练、搓揉裂解等外力方式，对纤维细胞的损伤大，造成竹纤维的提取率低、品质差、能耗高、污染和浪费严重。因此，如何满足节能、绿色、高效的生产，突破当前竹纤维制备的技术瓶颈，这是当务之急。
【发明内容】
本发明利用小苏打(碳酸氢钠)与明矾(十二水合硫酸铝钾)在水中反应产生大量二氧碳的原理，对竹丝进行内部胀裂，从而细化竹丝；同时由二者反应产物氢氧化铝、硫酸盐去除竹丝中的木质素和蛋白质、可溶性糖类、淀粉类、脂肪和蜡质等，从而制成竹纤维。
本发明的技术原理详述：
本发明在水介质下使小苏打与明矾在竹丝内部相遇，发生如下反应：
2KAl(SO4)2·12H2O+6NaHCO3＝2Al(OH)3↓+K2SO4+3Na2SO4+ 6CO2↑+24H2O
物理化学过程有：
1、在竹丝内部小苏打在水介质条件下与明矾反应，产生大量二氧化碳，从而胀裂竹丝；
2、氢氧化铝吸附竹丝中的蛋白质、可溶性糖类、淀粉类、脂肪和蜡质，沉淀为胶物以去除；
3、硫酸盐(硫酸钾、硫酸钠)在汽蒸过程中使木质素醚键断裂、溶解以脱除。
本发明通过以上三方面的作用达到竹丝细化、脱胶、软化，制备出竹纤维。因此，本发明特征在于：将竹材截断开片分丝，然后对竹丝进行抽真空，再放入小苏打饱和液中浸泡辗轧，继之轧入明矾进行胀裂汽蒸，清洗脱水后烘干梳理。
本发明的技术方案：
本发明的技术方案，包括以下步骤：
步骤1：开片分丝：将竹材截断开片分丝，加工成等效直径为0.1～0.5mm 竹丝；
步骤2：抽真空：将竹丝在50～60℃温度条件下烘燥1～2h，真空度 0.08～0.1MPa；
步骤3：浸泡辗轧：竹丝放入小苏打饱和液中浸泡、辗轧复数次，进而轧干竹丝。时间1～3h，水温20～40℃、小苏打占比10～15％；
步骤4：胀裂汽蒸：将明矾调成糊状，复数次轧入竹丝，再以80～100℃汽蒸10～30min；
步骤5：清洗脱水：清洗去除木质素和其它杂质，脱水甩干，得到粗竹纤维(可直接用于复合材料制备)；
步骤6：烘干梳理：将粗竹纤维烘干后送入梳理机，制成纺织原料用的竹纤维。
本发明采用竹材的竹种、竹龄不限，将竹材加工竹丝后制备适用于复合材料用的粗竹纤维和纺织原料用的竹纤维，制备过程以食品级小苏打和明矾为助剂，最大限度减少污染，达到节能绿色的生产。
【附图说明】
图1是本发明工艺流程图。
【具体实施方式】
实施例1
步骤1：开片分丝：将竹材截断开片分丝，加工成等效直径为0.5mm竹丝；
步骤2：抽真空：将竹丝在60℃温度条件下烘燥2h，真空度0.1MPa；
步骤3：浸泡辗轧：竹丝放入小苏打饱和液中浸泡、辗轧复数次，进而轧干竹丝。时间3h，水温40℃、小苏打占比15％；
步骤4：胀裂汽蒸：将明矾调成糊状，复数次轧入竹丝，再以100℃汽蒸30min；
步骤5：清洗脱水：清洗去除木质素和其它杂质，脱水甩干，得到粗竹纤维(可直接用于复合材料制备)。
实施例2
步骤1：开片分丝：将竹材截断开片分丝，加工成等效直径为0.1mm竹丝；
步骤2：抽真空：将竹丝在50℃温度条件下烘燥1h，真空度0.08MPa；
步骤3：浸泡辗轧：竹丝放入小苏打饱和液中浸泡、辗轧复数次，进而轧干竹丝。时间1h，水温20℃、小苏打占比10％；
步骤4：胀裂汽蒸：将明矾调成糊状，复数次轧入竹丝，再以80℃汽蒸 10min；
步骤5：清洗脱水：清洗去除木质素和其它杂质，脱水甩干，得到粗竹纤维；
步骤6：烘干梳理：将粗竹纤维烘干后送入梳理机，制成纺织原料用的竹纤维。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (3)

1.竹纤维的绿色生产方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：开片分丝：将竹材截断开片分丝，加工成等效直径为0.1～0.5mm竹丝；
步骤2：抽真空：将竹丝在50～60℃温度条件下烘燥1～2h，真空度0.08～0.1MPa；
步骤3：浸泡辗轧：竹丝放入小苏打饱和液中浸泡、辗轧复数次，进而轧干竹丝， 时间1～3h，水温20～40℃、小苏打占比10～15％；
步骤4：胀裂汽蒸：将明矾调成糊状，复数次轧入竹丝，再以80～100℃汽蒸10～30min；
步骤5：清洗脱水：清洗去除木质素和其它杂质，脱水甩干，得到粗竹纤维；
步骤6：烘干梳理：将粗竹纤维烘干后送入梳理机，制成纺织原料用的竹纤维。
2.根据权利要求1所述的竹材，其特征在于：竹种、竹龄不限。
3.根据权利要求1所述的小苏打和明矾，其特征在于：小苏打、明矾均为食品级。
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