CN112878074A - 一种连续竹纤维制备方法 - Google Patents

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李明鹏
王戈
张文福
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Abstract

本发明公开一种连续竹纤维制备方法，涉及竹纤维制备技术领域，包括以下步骤：将竹子原材料加工成网纹状竹纤维带；竹纤维带筛选：根据产品需要，筛选出不同性能的网纹状竹纤维带；经筛选合格后所得的网纹状竹纤维带进一步进行高压分纤；经过高压分纤的网纹状竹纤维带分离成长细比不同规格的竹纤维；竹纤维形成密度均一且部分定向的竹纤维毡；竹纤维毡形成线密度均一且定向的竹纤维束；竹纤维束加捻成竹纤维纱线；竹纤维纱线成绳；规格加工成纱锭。本发明以竹子代替部分麻、玻纤或塑料，降低成本，并实现竹纤维制备的规模化、连续化。

Description

一种连续竹纤维制备方法
技术领域
本发明涉及竹纤维制备技术领域，特别是涉及一种连续竹纤维制备方法。
背景技术
竹纤维是一种天然植物纤维，主要具有资源丰富、物理机械强度高、吸放湿快、抗菌除异味等优良特性，更重要的是竹纤维是一种再生资源，可自然生物降解，有利于保护环境，可以应用于纺织、复合材料、建筑材料、环保材料、包装等领域，在满足人们对新型纺织品和新型材料的追求的同时实现人类与社会的可持续发展，具有较高的社会效益和经济效益。
现有的纯连续竹纤维工业制备工艺尚未形成，开发连续竹纤维成套的加工设备，形成连续竹纤维制备工艺，可实现竹纤维全部(或部分)代替麻纤维、玻璃纤维和化学纤维等材料，与树脂复合制备可缠绕编织的预浸料(丝状或带状)，并加工制得异型结构预成型体，最终形成植物纤维增强复合材料及其产品，从而促进竹纤维复合材料的产业结构调整和技术转型升级，为竹纤维复合产品的拓展应用具有突破性作用。
因此，亟需提供一种新的连续竹纤维制备方法，以解决现有技术中所存在的上述问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种连续竹纤维制备方法，以解决上述现有技术存在的问题，降低成本，并实现竹纤维制备的规模化、连续化。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种连续竹纤维制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将竹子原材料加工成竹纤维带，形成初步分化竹纤维；
步骤二、竹纤维带筛选：根据产品需要，筛选出不同性能的竹纤维带；
步骤三、经筛选合格后得到的竹纤维带进行高压分纤，实现竹纤维分离成形，为后续的竹纤维产品提供竹纤维原料；
步骤四、经过高压分纤的竹纤维带分离成长细比不同规格的竹纤维；
步骤五、竹纤维形成密度均一且部分定向的竹纤维毡；
步骤六、竹纤维毡形成线密度均一且定向的竹纤维束；
步骤七、竹纤维束加捻成竹纤维纱线；
步骤八、竹纤维纱线成绳；
步骤九、规格加工成纱锭。
优选的，所述步骤一中竹纤维带为网纹状竹纤维带。
优选的，所述步骤一中选三年生鲜慈竹，用机具将圆柱状的慈竹剖成两半，使慈竹成为空心的圆柱或半圆柱筒形状，利用MZWX2030A高效网纹竹纤维制备机，去除竹青、竹黄，并经光辊和齿辊进行碾压、疏解，最终形成指定长度和宽度的、纤维纵横交错、厚度为1-7mm的网纹状竹纤维带。
优选的，所述步骤二中竹纤维带根据光学分级或力学抗弯模量进行筛选。
优选的，所述步骤三中竹纤维带经过加捻处理，形成指定长宽，厚1-5mm的纤维状竹片，为后续的竹纤维产品提供竹纤维原料，调节竹纤维带温度为20-75℃，湿度为10-80％。
优选的，所述步骤四中对1-5mm厚的竹纤维原料进行解纤，并去除杂质和碎料，竹纤维原料分离成长细比不同规格的蓬松絮状竹纤维。
优选的，所述步骤五中将蓬松絮状竹纤维，通过铺展形成纤维呈指定几何形状规律分布，指定密度和宽厚的连续竹纤维毡。
优选的，所述步骤六中纤维毡通过拉伸、定向形成指定宽厚、纤维长度方向全部沿输送方向分布的连续竹纤维束。
优选的，所述步骤七中连续竹纤维束，通过卷收、牵拉以及加捻形成指定捻度、指定直径的竹纤维纱线，竹纤维纱线的直径范围为1.5-5mm；
所述步骤八中对竹纤维纱线进行合股、加捻成绳。
优选的，所述步骤七中添加有待混合纤维，所述竹纤维束与所述待混合纤维混合加捻形成混合纤维纱线；所述待混合纤维包括天然纤维和/或化学纤维。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明以竹子代替部分麻、玻纤或塑料，降低成本，并实现竹纤维制备的规模化、连续化。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
本实施例提供一种连续竹纤维制备方法，包括以下步骤：
S1、竹材/片加工成网状竹纤维带；
选三年生鲜慈竹，用穿孔机或其它方法穿孔，或用机具将圆柱状的竹子剖成两半，使慈竹成为空心的圆柱或半圆柱筒形状，利用MZWX2030A高效网纹竹纤维制备机，去除竹青、竹黄，并经数对光辊和齿辊的碾压、疏解，最终形成一定长度和宽度的纤维纵横交错厚度为4-7mm(适应竹材可调)稳定的网纹状竹纤维带。
S2、竹纤维带筛选；
对网纹状竹纤维带进行光学分级和力学抗弯模量在线评价，根据产品需要，筛选出不同性能的网纹状竹纤维带。
其中光学分级，是根据ΔE*色差值确定，其参数分别为L、a、b，计算公式如下：
ΔE*＝[(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2]1/2
ΔL*为亮度轴，表示黑白，0为黑，100为白；
Δa*为红绿轴，正值为红，负值为绿，0为中性色；
Δb*为黄蓝轴，正值为黄，负值为蓝，0为中性色；
ΔE*被定义为样品的总色差，数值越大，说明色差越大；一般的，ΔE*在1.5时目视可以分辨。(根据网纹状竹纤维带的ΔE*，分为Ⅰ、Ⅱ…类)
其中力学抗弯模量，是对网纹状竹纤维带施加恒定压力，实现对网纹状竹纤维带的性能检测，从而精确分级，同时发现存在力学缺陷不合格产品。
色差一般分为通常分6级：无色差，ΔE*小于等于1.5；很轻微，3；轻微，6；明显，9；较大，12；严重，大于12。
力学模量测量范围0-5Gpa，其精度0.1％，准确迅速识别缺陷的进料。
S3、合格的竹纤维带进一步高压分纤，高压分纤是指对竹纤维带施加较高压力，通过对辊挤压或碾压竹纤维带，使其分化，实现纤维初步分离成形；
经筛选合格后所得的一定几何尺寸的网纹状竹纤维带经过加捻处理，形成一定长宽，厚1-5mm的纤维状竹片，为后续的竹纤维产品提供竹纤维原料，调节纤维温度20-75℃，湿度10-80％。
S4、高压分纤的纤维带分离成长细比不同规格的竹纤维(参考竹纤维标准)；
对1-5mm厚的密实纤维带原料进行解纤，并去除杂质和碎料，高压分纤的纤维带分离成长细比不同规格的松絮状竹纤维，具体指标如下：
Figure BDA0002498293790000041
S5、竹纤维形成密度均一且部分定向的竹纤维毡；
将蓬松絮状纤维原料，通过铺展形成纤维呈一定几何形状规律分布，一定密度和宽厚的连续纤维毡。
S6、竹纤维毡形成线密度均一且定向的竹纤维束；
经纤维成毡后的一定几何尺寸的纤维毡，通过拉伸、定向形成一定宽厚，纤维长度方向全部沿输送方向分布的连续纤维束。
宽度范围1.5-5mm
S7、竹纤维束加捻成竹纱线；
连续定向纤维束，通过卷收、牵拉，以及加捻形成一定捻度、一定直径的纤维纱线；直径范围1.5-5mm。
具体地，还可添加待混合纤维，所述竹纤维束与所述待混合纤维混合加捻形成混合纤维纱线；所述待混合纤维可以是其它满足生产需要的天然纤维和/或化学纤维。
S8、竹纱线成绳；
对加捻成纱的纤维纱线进行合股、加捻成绳。
S9、规格加工成纱锭；
对已经收卷成卷的纤维纱线或纤维绳进行从小卷转换成大卷，形成不同规格的纱锭。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种连续竹纤维制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、将竹子原材料加工成竹纤维带，形成初步分化竹纤维；
步骤二、竹纤维带筛选：根据产品需要，筛选出不同性能的竹纤维带；
步骤三、经筛选合格后得到的竹纤维带进行高压分纤，实现竹纤维分离成形，为后续的竹纤维产品提供竹纤维原料；
步骤四、经过高压分纤的竹纤维带分离成长细比不同规格的竹纤维；
步骤五、竹纤维形成密度均一且部分定向的竹纤维毡；
步骤六、竹纤维毡形成线密度均一且定向的竹纤维束；
步骤七、竹纤维束加捻成竹纤维纱线；
步骤八、竹纤维纱线成绳；
步骤九、规格加工成纱锭。
2.根据权利要求1所述的连续竹纤维制备方法，其特征在于：所述步骤一中竹纤维带为网纹状竹纤维带。
3.根据权利要求2所述的连续竹纤维制备方法，其特征在于：所述步骤一中选三年生鲜慈竹，用机具将圆柱状的慈竹剖成两半，使慈竹成为空心的圆柱或半圆柱筒形状，利用MZWX2030A高效网纹竹纤维制备机，去除竹青、竹黄，并经光辊和齿辊进行碾压、疏解，最终形成指定长度和宽度的、纤维纵横交错、厚度为1-7mm的网纹状竹纤维带。
4.根据权利要求1所述的连续竹纤维制备方法，其特征在于：所述步骤二中竹纤维带根据光学分级或力学抗弯模量进行筛选。
5.根据权利要求1所述的连续竹纤维制备方法，其特征在于：所述步骤三中竹纤维带经过加捻处理，形成指定长宽，厚1-5mm的纤维状竹片，为后续的竹纤维产品提供竹纤维原料，调节竹纤维带温度为20-75℃，湿度为10-80％。
6.根据权利要求5所述的连续竹纤维制备方法，其特征在于：所述步骤四中对1-5mm厚的竹纤维原料进行解纤，并去除杂质和碎料，竹纤维原料分离成长细比不同规格的蓬松絮状竹纤维。
7.根据权利要求6所述的连续竹纤维制备方法，其特征在于：所述步骤五中将蓬松絮状竹纤维，通过铺展形成纤维呈指定几何形状规律分布，指定密度和宽厚的连续竹纤维毡。
8.根据权利要求7所述的连续竹纤维制备方法，其特征在于：所述步骤六中纤维毡通过拉伸、定向形成指定宽厚、纤维长度方向全部沿输送方向分布的连续竹纤维束。
9.根据权利要求8所述的连续竹纤维制备方法，其特征在于：所述步骤七中连续竹纤维束，通过卷收、牵拉以及加捻形成指定捻度、指定直径的竹纤维纱线，竹纤维纱线的直径范围为1.5-5mm；
所述步骤八中对竹纤维纱线进行合股、加捻成绳。
10.根据权利要求9所述的连续竹纤维制备方法，其特征在于：所述步骤七中添加有待混合纤维，所述竹纤维束与所述待混合纤维混合加捻形成混合纤维纱线；所述待混合纤维包括天然纤维和/或化学纤维。
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