CN112012034A - 一种竹浆粕的制备方法、竹浆粕及纤维 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种竹浆粕的制备方法、竹浆粕及纤维，其中，制备方法包括备料、切料、蒸煮、抄造，制备方法还包括在蒸煮后和抄造前进行的分级，分级过程中，筛选出0.5‑3.0mm的竹纤维进行抄造。本发明通过在蒸煮后和抄造前增加分级过程，保证了纤维素长度分布比例，使制得的竹浆粕品质更高，所得竹浆粕制得的纤维质量更佳。

Description

一种竹浆粕的制备方法、竹浆粕及纤维
技术领域
本发明属于纺织领域，具体地说，涉及一种竹浆粕的制备方法、竹浆粕及纤维。
背景技术
我国是全球最大的纺织品及原料生产国，近年来由于城市化的发展、人们生活水平的提 高、消费观念的转变以及健康环保意识的加强,导致我国相关行业的持续发展存在很大风险, 更加不利于相关行业健康稳定发展。而我国木材和棉短绒受种植面积、生长周期、生态平衡 以及成本等因素的约束导致产量有限,现有的木材多以进口为主。因此,解决原料问题成为了 目前促进我国纺织原料发展的重中之重。
我国富集大量竹材原料,是世界上为数不多盛产竹材的国家之一。有竹类植物40多 属,500余种,竹林面积为720万公顷,全国每年采伐竹子量700万吨,100万立方米,占木材采 伐量的1/5。竹材纤维中综纤维素含量高达75％左右,且纤维长度分布在0.2-2.0mm,介于阔叶 木纤维和针叶木纤维亡间,长宽比为150-200,基本上属于长纤维范畴。与木材相比,竹子具有 生长快、周期短、易种植、可再生、一次栽种,永续利用,连续采伐不会对生态环境造成破坏 等特点。在一定程度上可以代替针叶木原料。因此,竹材是优良的制浆原料,具有较大经济开 发价值。如果能大力发展竹林产业,无疑会有更广阔的发展前景。
在纺织行业中,纺织原材料的发展是整个纺织业发展的基础。经过人类不断的探索和研究, 各种新型的纺织材料大多是取自煤、石油和天然气等资源的合成纤维,它们的开发受到了这些 资源的限制。同时,天然纤维中的植物纤维需要人工种植,但随着环境问题的日益加重,可耕种 的土地急剧下降,环境的恶化使得许多牧场沙漠化,动物逐渐失去了赖以生存的基本来源,这 些问题使天然纤维的生产受到威胁。在这样的情况下,纺织工业要发展就必须寻求新材料,争 取合理利用资源变废为宝,变闲为宝。因此,竹材进入了纺织业内人土的视线中。由于竹子是 速生的树种,具有分布广、适应性强、生长快、成材早、经济价值高等特点。“以竹代木、以 竹代棉”的思路越来越显出其重要的意义。它不仅为纺织原料找到了新来源,也为我国丰富的 竹子资源的合理利用开辟了一条新途径。关于竹子用于纺织的思想虽早有报道,但真正应用最 近几年才开始的,这是由竹材本身的特性和纺织发展的现状所决定的。竹材真正应用于纺织领 域还存在不少问题,还需要我们不断的探索和研究。
有鉴于此特提出本发明。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种竹浆粕的制备方法、竹浆 粕及纤维，以解决现有的竹浆粕品质较低、制得的纤维质量较差的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：
本发明提供了一种竹浆粕的制备方法，包括备料、切料、蒸煮、抄造，制备方法还包括 在蒸煮后和抄造前进行的分级，分级过程中，筛选出0.5-3.0mm的竹纤维进行抄造。
本发明的分级可具体表述为净化分级，其中，净化分级设备类似于离心机，浆液沿着分 级设备的切线进入到高速旋转的设备内，然后浆液经过筛板后就得到了所需要长度的纤维。 筛板是可以根据产品需要进行不同孔径的筛板选择。本发明通过分级使得浆液纤维的均匀度 提高，可以有效的去除浆粕中的杂质，解决了浆粕的不同层使用不同浆料的问题，制得的浆 粕容易脱水易烘干，使后期处理的能源消耗和生产成本都有所下降。再进一步的方案，本发 明的制备方法为备料、切料、蒸煮、漂白、粗筛选以去杂质、纤维分级设备以得到所需长度 的纤维、纤维分级设备以去杂质、抄造。
进一步的方案，利用分级筛进行分级。
进一步的方案，筛选出的竹纤维中，1.5-2.0mm的竹纤维至少占75％。
进一步的方案，筛选出的竹纤维中，1.5-2.0mm的竹纤维占75％，2.0-2.5mm的竹纤维占 8％，2.5-3.0mm的竹纤维占2％，1.0-1.5mm的竹纤维占10％，0.5-1.0mm的竹纤维占5％。
进一步的方案，切料方式为斜切，以增大蒸煮过程中的接触面积，保证竹材料的蒸煮质 量。
进一步的方案，切料后的竹材长度为20-30mm。
进一步的方案，蒸煮过程中，蒸煮液为浓度为7-15％的氢氧化钠溶液。再进一步的方案， 蒸煮过程中，料液比为1kg：30L，在蒸煮过程开始前浸泡30min。更进一步的方案，蒸煮过 程中，氢氧化钠与木素反应，反应中存在两种竞争的作用，一种是木素的碎片化，另一种是 木素单元碎片的缩合反应，本发明在蒸煮液中加入蒽醌，蒸煮液中蒽醌与氢氧化钠的比例为 1:1，以促进木素的碎片化。
进一步的方案，蒸煮过程中，蒸煮压力为0.65-0.75MPa，蒸煮温度为165-175℃，蒸煮 时间为120-150min。优选的，蒸煮压力为0.65-0.70MPa。再进一步的方案，蒸煮过程中，蒸 煮压力呈阶梯状变化，在蒸煮时间为0-30min时，蒸煮压力为0.65MPa，在蒸煮时间为31-60min 时，蒸煮压力为0.68MPa，在蒸煮时间为61-120min时，蒸煮压力为0.75MPa。更进一步的方 案，蒸煮过程中，蒸煮温度也呈阶梯状变化，在蒸煮时间为0-30min时，蒸煮温度为175℃， 在蒸煮时间为31-60min时，蒸煮温度为170℃，在蒸煮时间为61-120min时，蒸煮温度为165℃。本发明通过上述蒸煮条件更彻底地脱除了竹材中的木素、半纤维素、二氧化硅、氧化铁等物质。
进一步的方案，制备方法还包括在蒸煮后和分级前进行的漂白，漂白过程中，漂白液为 浓度为1.5％的双氧水溶液。再进一步的方案，本发明在漂白液中加入氢氧化钠，漂白液中氢 氧化钠与过氧化氢的比例为1:1，更进一步的方案，本发明在漂白液中加入乙二胺四乙酸和 硫酸镁，漂白液中乙二胺四乙酸和硫酸镁与过氧化氢的比例为2:1。本发明通过上述漂白条 件更彻底地脱除了竹材中的木素、半纤维素、二氧化硅、氧化铁等物质。
进一步的方案，利用蒸压管进行蒸煮和漂白。
进一步的方案，漂白包括至少两次，以保证竹浆粕的白度。
进一步的方案，漂白过程中，漂白温度为65-75℃，漂白时间为50-150min。优选的，漂 白温度为70-75℃。再进一步的方案，漂白过程中，在漂白时间为0-50min时，漂白温度为65℃，在漂白时间为50-100min时，漂白温度为70℃，在漂白时间为100-150min时，漂白 温度为150min。
本发明还提供了一种采用如上任一所述的制备方法制备的竹浆粕。本发明的竹浆粕质量 可达到以下条件，竹浆粕中甲纤≥96.0％，白度≥85.0％，灰分≤0.08％，铁分≤12ppm。
本发明还提供了一种采用如上所述的竹浆粕制得的纤维。本发明的竹浆粕质量可达到以 下条件，纤维的干强大于2.6cN/dtex。
采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
本发明通过在蒸煮后和抄造前增加分级过程，保证了纤维素长度分布比例，使制得的竹 浆粕品质更高，所得竹浆粕制得的纤维质量更佳。本发明的制备方法节能环保，制备的高品 质竹浆粕的物理指标良好，竹浆粕白度高，可纺性好。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对实施例中的技术方案进 行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例一
制备工艺：
(1)备料：取适量的竹材备用；
(2)切料：采用斜切的方式对步骤(1)的竹材进行切割，长度控制在20mm；
(3)蒸煮：将步骤(2)的竹材加入到容器内进行蒸煮，蒸煮液为浓度为15％的氢氧化 钠溶液，蒸煮压力为0.7MPa，蒸煮温度为168℃，蒸煮时间为130min；
(4)漂白：对步骤(3)的产物进行漂白，漂白液为浓度为1.5％的双氧水溶液，漂白温 度为65℃，漂白时间为100min；
(5)分级：利用分级筛从步骤(4)的产物中筛选出0.5mm的竹纤维；
(6)抄造：将步骤(5)的竹纤维抄造成竹浆粕。
产品性能：
竹浆粕中甲纤为89.5％，白度为75.6％，灰分为0.20％，铁分为35ppm；
竹浆粕制得的纤维干强为1.65cN/dtex。
实施例二
制备工艺：
(1)备料：取适量的竹材备用；
(2)切料：采用斜切的方式对步骤(1)的竹材进行切割，长度控制在25mm；
(3)蒸煮：将步骤(2)的竹材加入到容器内进行蒸煮，蒸煮液为浓度为15％的氢氧化 钠溶液，蒸煮压力为0.75MPa，蒸煮温度为169℃，蒸煮时间为130min；
(4)漂白：对步骤(3)的产物进行漂白，漂白液为浓度为1.5％的双氧水溶液，漂白温 度为65℃，漂白时间为100min；
(5)分级：利用分级筛从步骤(4)的产物中筛选出1.5mm的竹纤维；
(6)抄造：将步骤(5)的竹纤维抄造成竹浆粕。
产品性能：
竹浆粕中甲纤为95.8％，白度为85％，灰分为0.08％，铁分为13ppm；
竹浆粕制得的纤维干强为2.52cN/dtex。
实施例三
制备工艺：
(1)备料：取适量的竹材备用；
(2)切料：采用斜切的方式对步骤(1)的竹材进行切割，长度控制在25mm；
(3)蒸煮：将步骤(2)的竹材加入到容器内进行蒸煮，蒸煮液为浓度为15％的氢氧化 钠溶液，蒸煮压力为0.7MPa，蒸煮温度为165℃，蒸煮时间为130min；
(4)漂白：对步骤(3)的产物进行漂白，漂白液为浓度为1.5％的双氧水溶液，漂白温 度为70℃，漂白时间为100min；
(5)分级：利用分级筛从步骤(4)的产物中筛选出3.0mm的竹纤维；
(6)抄造：将步骤(5)的竹纤维抄造成竹浆粕。
产品性能：
竹浆粕中甲纤为96.0％，白度为85.5％，灰分为0.07％，铁分为8ppm；
竹浆粕制得的纤维干强为2.58cN/dtex。
实施例四
制备工艺：
(1)备料：取适量的竹材备用；
(2)切料：采用斜切的方式对步骤(1)的竹材进行切割，长度控制在30mm；
(3)蒸煮：将步骤(2)的竹材加入到容器内进行蒸煮，蒸煮液为浓度为10％的氢氧化 钠溶液，蒸煮压力为0.68MPa，蒸煮温度为170℃，蒸煮时间为140min；
(4)漂白：对步骤(3)的产物进行漂白，漂白液为浓度为1.5％的双氧水溶液，漂白温 度为68℃，漂白时间为100min；
(5)分级：利用分级筛从步骤(4)的产物中筛选出0.5-2.0mm的竹纤维，其中1.5-2.0mm 的竹纤维占85％，1.0-1.5mm的竹纤维占10％，0.5-1.0mm的竹纤维占5％；
(6)抄造：将步骤(5)的竹纤维抄造成竹浆粕。
产品性能：
竹浆粕中甲纤为95.8％，白度为86.0％，灰分为0.08％，铁分为11ppm；
竹浆粕制得的纤维干强为2.58cN/dtex。
实施例五
制备工艺：
(1)备料：取适量的竹材备用；
(2)切料：采用斜切的方式对步骤(1)的竹材进行切割，长度控制在25mm；
(3)蒸煮：将步骤(2)的竹材加入到容器内进行蒸煮，蒸煮液为浓度为10％的氢氧化 钠溶液，蒸煮压力为0.7MPa，蒸煮温度为165℃，蒸煮时间为140min；
(4)漂白：对步骤(3)的产物进行漂白，漂白液为浓度为1.5％的双氧水溶液，漂白温 度为65℃，漂白时间为100min；
(5)分级：利用分级筛从步骤(4)的产物中筛选出1.5-3.0mm的竹纤维，其中1.5-2.0mm 的竹纤维占75％，2.0-2.5mm的竹纤维占13％，2.5-3.0mm的竹纤维占12％；
(6)抄造：将步骤(5)的竹纤维抄造成竹浆粕。
产品性能：
竹浆粕中甲纤为96.1％，白度为85.5％，灰分为0.08％，铁分为12ppm；
竹浆粕制得的纤维干强为2.62cN/dtex。
实施例六
制备工艺：
(1)备料：取适量的竹材备用；
(2)切料：采用斜切的方式对步骤(1)的竹材进行切割，长度控制在20mm；
(3)蒸煮：将步骤(2)的竹材加入到容器内进行蒸煮，蒸煮液为浓度为15％的氢氧化 钠溶液，蒸煮压力为0.75MPa，蒸煮温度为170℃，蒸煮时间为150min；
(4)漂白：对步骤(3)的产物进行漂白，漂白液为浓度为1.5％的双氧水溶液，漂白温 度为70℃，漂白时间为150min；
(5)分级：利用分级筛从步骤(4)的产物中筛选出0.5-3.0mm的竹纤维，其中1.5-2.0mm 的竹纤维占75％，2.0-2.5mm的竹纤维占8％，2.5-3.0mm的竹纤维占2％，1.0-1.5mm的竹纤维 占10％，0.5-1.0mm的竹纤维占5％；
(6)抄造：将步骤(5)的竹纤维抄造成竹浆粕。
产品性能：
竹浆粕中甲纤为96.1％，白度为86.0％，灰分为0.07％，铁分为11ppm；
竹浆粕制得的纤维干强为2.63cN/dtex。
实施例七
制备工艺：
(1)备料：取适量的竹材备用；
(2)切料：采用斜切的方式对步骤(1)的竹材进行切割，长度控制在20mm；
(3)蒸煮：将步骤(2)的竹材加入到容器内进行蒸煮，蒸煮液为浓度为15％的氢氧化 钠溶液，蒸煮压力为0.65MPa，蒸煮温度为168℃，蒸煮时间为120min；
(4)漂白：对步骤(3)的产物进行漂白，漂白液为浓度为1.5％的双氧水溶液，漂白温 度为72℃，漂白时间为50min；
(5)分级：利用分级筛从步骤(4)的产物中筛选出0.5-3.0mm的竹纤维，其中1.5-2.0mm 的竹纤维占75％，2.0-2.5mm的竹纤维占8％，2.5-3.0mm的竹纤维占2％，1.0-1.5mm的竹纤维 占10％，0.5-1.0mm的竹纤维占5％；
(6)抄造：将步骤(5)的竹纤维抄造成竹浆粕。
实施例八
制备工艺：
(1)备料：取适量的竹材备用；
(2)切料：采用斜切的方式对步骤(1)的竹材进行切割，长度控制在30mm；
(3)蒸煮：将步骤(2)的竹材加入到容器内进行蒸煮，蒸煮液为浓度为15％的氢氧化 钠溶液，蒸煮压力为0.7MPa，蒸煮温度为165℃，蒸煮时间为150min；
(4)分级：利用分级筛从步骤(3)的产物中筛选出2.5mm的竹纤维；
(5)抄造：将步骤(4)的竹纤维抄造成竹浆粕。
产品性能：
竹浆粕中甲纤为87.3％，白度为55.4％，灰分为0.22％，铁分为38ppm；
竹浆粕制得的纤维干强为1.54cN/dtex。
试验例一
本试验例在其他条件相同的情况下考察了筛选出的竹纤维规格对制得的竹浆粕和纤维的 性能的影响。
Figure BDA0002079847990000081
由上表可以看出，筛选出的竹纤维规格为0.5-3.0mm时制得的竹浆粕和纤维的性能较佳， 其中，至少包括75％的1.5-2.0mm的竹纤维时制得的竹浆粕和纤维的性能更佳，包括5％的 1.5-2.0mm的竹纤维，8％的2.0-2.5mm的竹纤维，2％的2.5-3.0mm的竹纤维，10％的1.0-1.5mm 的竹纤维，5％的0.5-1.0mm的竹纤维时制得的竹浆粕和纤维的性能最佳。
试验例二
本试验例在其他条件相同的情况下考察了蒸煮液浓度对制得的竹浆粕和纤维的性能的影 响。
Figure BDA0002079847990000091
由上表可以看出，蒸煮液浓度为7-15％时制得的竹浆粕和纤维的性能较佳。
试验例三
本试验例在其他条件相同的情况下考察了蒸煮压力对制得的竹浆粕和纤维的性能的影 响。
Figure BDA0002079847990000092
Figure BDA0002079847990000101
由上表可以看出，蒸煮压力为0.65-0.75MPa时制得的竹浆粕和纤维的性能较佳，其中， 蒸煮压力为0.65-0.70MPa时制得的竹浆粕和纤维的性能更佳。
试验例四
本试验例在其他条件相同的情况下考察了漂白温度对制得的竹浆粕和纤维的性能的影 响。
Figure BDA0002079847990000102
由上表可以看出，漂白温度为65-75℃时制得的竹浆粕和纤维的性能较佳，其中，漂白 温度为70-75℃时制得的竹浆粕和纤维的性能较佳。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发 明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱 离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的 等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所 作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (10)

1.一种竹浆粕的制备方法，包括备料、切料、蒸煮、抄造，其特征在于，制备方法还包括在蒸煮后和抄造前进行的分级，分级过程中，筛选出0.5-3.0mm的竹纤维进行抄造。
2.根据权利要求1所述的一种竹浆粕的制备方法，其特征在于，筛选出的竹纤维中，1.5-2.0mm的竹纤维至少占75％。
3.根据权利要求1所述的一种竹浆粕的制备方法，其特征在于，筛选出的竹纤维中，1.5-2.0mm的竹纤维占75％，2.0-2.5mm的竹纤维占8％，2.5-3.0mm的竹纤维占2％，1.0-1.5mm的竹纤维占10％，0.5-1.0mm的竹纤维占5％。
4.根据权利要求1所述的一种竹浆粕的制备方法，其特征在于，切料方式为斜切；
优选的，切料后的竹材长度为20-30mm。
5.根据权利要求1所述的一种竹浆粕的制备方法，其特征在于，蒸煮过程中，蒸煮液为浓度为7-15％的氢氧化钠溶液。
6.根据权利要求1所述的一种竹浆粕的制备方法，其特征在于，蒸煮过程中，蒸煮压力为0.65-0.75MPa，蒸煮温度为165-175℃，蒸煮时间为120-150min。
7.根据权利要求1所述的一种竹浆粕的制备方法，其特征在于，制备方法还包括在蒸煮后和分级前进行的漂白，漂白过程中，漂白液为浓度为1.5％的双氧水溶液；
优选的，漂白包括至少两次。
8.根据权利要求1所述的一种竹浆粕的制备方法，其特征在于，漂白过程中，漂白温度为65-75℃，漂白时间为50-150min。
9.一种采用权利要求1-8任一所述的制备方法制备的竹浆粕。
10.一种采用权利要求9所述的竹浆粕制得的纤维。
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CN103382671A (zh) * 2013-07-29 2013-11-06 四川理工学院 一种高聚合度竹浆粕的清洁制浆技术
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