WO2018119834A1 - 竹纤维清洁化生产方法 - Google Patents

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Definitions

  • a rope-like bamboo fiber was obtained, and the fiber body had an equivalent diameter of 0.20 mm.
  • Step 1 Divide the fresh bamboo into bamboo strips, go to bamboo green, bamboo yellow, bamboo joints, make bamboo pieces, use the wire-drawing equipment to make the bamboo pieces into bamboo yarns that are not implicated, and then twist them by the rope-making device. It can be made into continuous rope bamboo.
  • the equivalent diameter of the bamboo wire body is 0.5 mm.
  • Step 2 Rope-shaped bamboo wire is fed into a multi-fine refining device with 20 pairs of grooved rollers by an automatic conveying and buffering device. Between each pair of grooved rollers, a microwave heating device and a cold water shower device are arranged between the phases, that is, repeated Rolling, heating, rolling, cooling, that is, hot and cold exchange and rolling. The conveying speed is controlled by the processing time of any rope-shaped bamboo wire for 60 minutes. A rope-like coarse bamboo fiber is obtained, and the fiber body has an equivalent diameter of 0.25 mm.

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Abstract

一种竹纤维清洁化生产方法，包括如下步骤：将竹片分丝并加捻成绳，得到绳状竹丝；对绳状竹丝采用多重冷热交激及辗轧揉搓的方式细化，得到绳状粗竹纤维（可直接进入烘干设备后，制成用于复合材料的粗竹纤维）；绳状粗竹纤维经连续生物脱胶，得到绳状竹纤维；将绳状竹纤维送入清洗设备反复冲洗，轧、烘干后再进行喷淋式给油，得到绳状细竹纤维；最后对绳状细竹纤维进行开松梳理，制成用于纺织材料的竹纤维。所述竹纤维清洁化生产方法可自动化连续加工、无化学药品、清洁、节能环保。

Description

竹纤维清洁化生产方法 【技术领域】
本发明涉及天然竹纤维的清洁化生产，特别是以连续化生产线、冷热交激物理加工、生物脱胶参数自动化控制、无化学药品、无污染、清洁环保、节能高效的方法制备出天然竹纤维的工艺技术领域。
【背景技术】
竹纤维(天然竹纤维，也称竹原纤维)属于植物茎木质纤维，其纤维素包裹于木质素、半纤维素之中，但单纤维长度只有2mm左右。这就使在生产纺织材料用的竹纤维时，不能采取完全脱胶的方式，而是以半脱胶方式加工，以得到纤维束状态的天然竹纤维。
天然竹纤维的脱胶，多数采用方式就是化学脱胶，但对环境会造成污染。于是行业内转向生物脱胶的探索，现有技术或多或少总要用到化学药品，也就是生物加化学的方式脱胶，无法达到清洁化生产。而在制备工序上，多以竹片化学软化、脱胶为起点，这在竹材资源的利用上是不合理的，不仅增加了生产环节、加大了能源消耗和环境污染，还增加竹纤维的加工成本。
另外，在生产加工过程中，无论采取何种方式制得的竹丝，与其它植物纤维一样，均为有限长度。这就使自动化连续加工竹纤维成为了难题。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题在于提供一种可自动化连续加工、无化学药品、清洁、节能环保的竹纤维清洁化生产方法。
本发明是这样实现的：
技术方案一：
竹纤维清洁化生产方法，包括如下步骤：
步骤1：分丝成绳：
将新鲜竹材等分为竹条，去竹青、竹黄、竹节，制成竹片，用竹丝加工设备将竹片分丝，并加捻成绳状竹丝；
步骤2：微波细化：
绳状竹丝由自动化输送和缓冲装置喂入多重细化设备，采用冷热交激及辗轧揉搓的方式细化竹丝，再进入烘干设备后，制成用于复合材料的粗竹纤维。
进一步地，所述步骤1中，利用分丝设备将竹片制成相互无牵连的竹丝，再由成绳装置加捻成可连续的绳状竹丝。
进一步地，所述步骤2中的多重细化设备，由10～20对沟槽罗拉、及在每两对沟槽罗拉之间相间设置的微波加热装置、冷水冲淋装置构成。
技术方案二：
竹纤维清洁化生产方法，包括如下步骤：
步骤1：分丝成绳：
将新鲜竹材等分为竹条，去竹青、竹黄、竹节，制成竹片，用竹丝加工设备将竹片分丝，并加捻成绳状竹丝；
步骤2：微波细化：
绳状竹丝由自动化输送和缓冲装置喂入多重细化设备，采用冷热交激及辗轧揉搓的方式细化竹丝，输出绳状粗竹纤维；
步骤3：生物脱胶：
绳状粗竹纤维由自动化输送和缓冲装置送入恒温条形生物酶发酵池，发酵后输出绳状竹纤维；
步骤4：清洗喷油：
将绳状竹纤维由自动化输送和缓冲装置送入由沟槽罗拉和喷水装置构成的清洗设备，反复冲洗轧干，再进入烘干设备，烘干后进行喷淋式给油，输出绳状细竹纤维；
步骤5：开松梳理：
绳状细竹纤维由自动化输送和缓冲装置送入开松梳理设备进行顺直梳 理，制成用于纺织材料的竹纤维。
进一步地，所述步骤1中，利用分丝设备将竹片制成相互无牵连的竹丝，再由成绳装置加捻成可连续的绳状竹丝。
进一步地，所述步骤2中的多重细化设备，由10～20对沟槽罗拉、及在每两对沟槽罗拉之间相间设置的微波加热装置、冷水冲淋装置构成。
进一步地，所述步骤3中的恒温条形发酵池中的生物酶，为漆酶与木聚糖酶组成的复合生物酶，比例为1∶0.5～1∶1；发酵池中参数控制：生物酶液的酶浓度为每升水2～4g，温度45～65℃，pH值4～6，溶解氧浓度5.4～4.8mg/L；任一段绳状竹纤维在池中发酵时间为2～4小时。
进一步地，所述恒温条形发酵池中设置贯穿全池长度的输送带，以传送绳状粗竹纤维；输送带没于发酵液中，运转速度按公式：v＝l/t设置，其中：v为输送速度，l为全池长度，t为所需发酵时间；池中设置液位检测仪，并按长度方向分设温度、pH值、溶解氧浓度检测信号站若干，以实时控制和调整各参数。
进一步地，所述溶解氧浓度检测、控制参照以下公式：DOf＝(p/p0)*(477.8/(T+32.6))，其中p为当地实测大气压、p0为标准大气压、T为温度(℃)。
进一步地，所述自动化输送和缓冲装置，由若干对沟槽罗拉和缓冲容器构成。
本发明的优点在于：
本发明充分利用竹材的天然、物理特性，遵循物理法则，以机械加工方式，利用热胀冷缩原理和生物脱胶，实现了竹纤维的清洁化连续生产。
本发明为竹纤维清洁化生产方法，有别于现有技术，具有连续自动化、无化学药品、无污染、清洁生产的特征，采用了独特的竹丝成绳传输、冷热交激分丝细化、自动控制连续生物脱胶等技术，是一种高效节能、全程自动化、流水线生产的加工方式。
本发明首先将竹片分丝成绳，再进行后续连续不间断自动化加工，有利于大幅度降低人工成本，显著提高了竹纤维的制成率和生产效率。
本发明做到不使用化学药品，巧妙地利用机械加工、物质的热胀冷缩原 理进行冷热交激方式和生物脱胶的方法制备竹纤维。特别是将竹丝先制成绳状的连续加工工艺，将有限长度的竹(丝)纤维变为理论上的无限长度，为实现自动化连续性生产提供了前提条件。同时，整个生产过程所需时间可控制在12小时之内，从而解决了竹纤维快速、低成本、大规模生产的工业化难题。
本发明连续生物脱胶环节不仅突破了传统的间隙式发酵方式，而且解决了发酵条件(环境)的主要参数即酶浓度、温度、pH值、溶解氧浓度等随时波动的难题，通过采用实时检测和自动控制，以保持最佳发酵条件。
【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是本发明工艺流程图。
【具体实施方式】
第一实施例：加工用于复合材料的粗竹纤维
步骤1：将新鲜竹材等分为竹条，去竹青、竹黄、竹节，制成竹片，利用分丝设备将竹片制成相互无牵连的竹丝，再由成绳装置加捻成可连续的绳状竹丝。竹丝主体等效直径为0.5mm。
步骤2：绳状竹丝由自动化输送和缓冲装置喂入具有10对沟槽罗拉的多重细化设备，在每两对沟槽罗拉之间，相间设置微波加热装置、冷水冲淋装置，以反复辗轧、加热、辗轧、冷却，即冷热交激加辗轧。输送速度按任一段绳状竹丝的处理时间为30分钟掌握。最后，进入烘干设备烘干，制成主体等效直径为0.3mm、用于复合材料的粗竹纤维，打包入库。
自动化输送和缓冲装置，由若干对沟槽罗拉和缓冲容器构成。
第二实施例：如图1所示，加工用于纺织非织造材料的竹纤维
步骤1：将新鲜竹材等分为竹条，去竹青、竹黄、竹节，制成竹片，利用分丝设备将竹片制成相互无牵连的竹丝，再由成绳装置加捻成可连续的绳状竹丝。竹丝主体等效直径为0.5mm。
步骤2：绳状竹丝由自动化输送和缓冲装置喂入具有15对沟槽罗拉的多重细化设备，在每两对沟槽罗拉之间，相间设置微波加热装置、冷水冲淋装置，即反复进行辗轧、加热、辗轧、冷却，即冷热交激加辗轧。输送速度按任一段绳状竹丝的处理时间为45分钟掌握。得到绳状粗竹纤维，纤维主体等效直径为0.28mm。
自动化输送和缓冲装置，由若干对沟槽罗拉和缓冲容器构成。
步骤3：绳状粗竹纤维由自动化输送和缓冲装置送入恒温条形发酵池，再从发酵池的另一端由自动化输送和缓冲装置输出。生物酶为漆酶与木聚糖酶组成的复合生物酶，比例为1∶0.5；发酵池中参数控制：生物酶液的酶浓度为每升水2g，温度45℃，pH值4，溶解氧浓度5.4mg/L；任一段绳状竹纤维在池中发酵时间为2小时。
恒温条形发酵池中设置贯穿全池长度的输送带，以传送绳状粗竹纤维；输送带没于发酵液中，运转速度按公式：v＝l/t设置，其中：v为输送速度，l为全池长度，t为所需发酵时间；池中设置液位检测仪，并按长度方向分设温度、pH值、溶解氧浓度检测信号站若干，以实时控制和调整各参数。适时补充生物酶液，以保持池中液位恒定。溶解氧浓度检测、控制参照以下公式：DOf＝(p/p0)*(477.8/(T+32.6))，其中p为当地实测大气压、p0为标准大气压、T为温度(℃)。
得到绳状竹纤维，纤维主体等效直径为0.20mm。
步骤4：绳状竹纤维由自动化输送和缓冲装置送入具有10对沟槽罗拉和每两对沟槽罗拉之间设置淋水装置的清洗设备。对绳状竹纤维反复辗轧揉搓、清洗，去除残附在纤维上的生物酶、胶质等，并进一步细化。轧干之后再进入烘干设备，烘干后进行喷淋式给油。输送速度按任一段绳状竹纤维的处理时间为60分钟掌握。得到绳状细竹纤维，纤维主体等效直径为0.15mm。
步骤5：绳状竹纤维由自动化输送和缓冲装置送入开松梳理设备，进行顺直梳理，制成主体等效直径为0.08mm、用于纺织非织造的竹纤维，打包入库。
第三实施例：加工用于纺纱织造材料的竹纤维
步骤1：将新鲜竹材等分为竹条，去竹青、竹黄、竹节，制成竹片，利用分丝设备将竹片制成相互无牵连的竹丝，再由成绳装置加捻成可连续的绳状竹丝。竹丝主体等效直径为0.5mm。
步骤2：绳状竹丝由自动化输送和缓冲装置喂入具有20对沟槽罗拉的多重细化设备，在每两对沟槽罗拉之间，相间设置微波加热装置、冷水冲淋装置，即反复进行辗轧、加热、辗轧、冷却，即冷热交激加辗轧。输送速度按任一段绳状竹丝的处理时间为60分钟掌握。得到绳状粗竹纤维，纤维主体等效直径为0.25mm。
自动化输送和缓冲装置，由若干对沟槽罗拉和缓冲容器构成。
步骤3：绳状粗竹纤维由自动化输送和缓冲装置送入恒温条形发酵池，再从发酵池的另一端由自动化输送和缓冲装置输出。生物酶为漆酶与木聚糖酶组成的复合生物酶，比例为1∶1；发酵池中参数控制：生物酶液的酶浓度为每升水4g，温度65℃，pH值6，溶解氧浓度4.8mg/L；任一段绳状竹纤维在池中发酵时间为4小时。
恒温条形发酵池中设置贯穿全池长度的输送带，以传送绳状粗竹纤维；输送带没于发酵液中，运转速度按公式：v＝l/t设置，其中：v为输送速度，l为全池长度，t为所需发酵时间；池中设置液位检测仪，并按长度方向分设温度、pH值、溶解氧浓度检测信号站若干，以实时控制和调整各参数。适时补充生物酶液，以保持池中液位恒定。溶解氧浓度检测、控制参照以下公式：DOf＝(p/p0)*(477.8/(T+32.6))，其中p为当地实测大气压、p0为标准大气压、T为温度(℃)。
得到绳状竹纤维，纤维主体等效直径为0.18mm。
步骤4：绳状竹纤维由自动化输送和缓冲装置送入具有20对沟槽罗拉和每两对沟槽罗拉之间设置淋水装置的清洗设备。对绳状竹纤维反复辗轧揉搓、清洗，去除残附在纤维上的生物酶、胶质等，并进一步细化。轧干之后再进入烘干设备，烘干后进行喷淋式给油。输送速度按任一段绳状竹纤维的处理时间为90分钟掌握。得到绳状细竹纤维，纤维主体等效直径为0.12mm。
步骤5：绳状竹纤维由自动化输送和缓冲装置送入开松梳理设备进行顺 直梳理，制成主体等效直径为0.06mm、用于纺纱织造的竹纤维，打包入库。
以上所述仅为本发明的较佳实施用例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

  1. 竹纤维清洁化生产方法，其特征在于：包括如下步骤：
    步骤1：分丝成绳：
    将新鲜竹材等分为竹条，去竹青、竹黄、竹节，制成竹片，用竹丝加工设备将竹片分丝，并加捻成绳状竹丝；
    步骤2：微波细化：
    绳状竹丝由自动化输送和缓冲装置喂入多重细化设备，采用冷热交激及辗轧揉搓的方式细化竹丝，再进入烘干设备后，制成用于复合材料的粗竹纤维。
  2. 如权利要求1所述的竹纤维清洁化生产方法，其特征在于：所述步骤1中，利用分丝设备将竹片制成相互无牵连的竹丝，再由成绳装置加捻成可连续的绳状竹丝。
  3. 如权利要求1所述的竹纤维清洁化生产方法，其特征在于：所述步骤2中的多重细化设备，由10～20对沟槽罗拉、及在每两对沟槽罗拉之间相间设置的微波加热装置、冷水冲淋装置构成。
  4. 竹纤维清洁化生产方法，其特征在于：包括如下步骤：
    步骤1：分丝成绳：
    将新鲜竹材等分为竹条，去竹青、竹黄、竹节，制成竹片，用竹丝加工设备将竹片分丝，并加捻成绳状竹丝；
    步骤2：微波细化：
    绳状竹丝由自动化输送和缓冲装置喂入多重细化设备，采用冷热交激及辗轧揉搓的方式细化竹丝，输出绳状粗竹纤维；
    步骤3：生物脱胶：
    绳状粗竹纤维由自动化输送和缓冲装置送入恒温条形生物酶发酵池，发酵后输出绳状竹纤维；
    步骤4：清洗喷油：
    将绳状竹纤维由自动化输送和缓冲装置送入由沟槽罗拉和喷水装置构成 的清洗设备，反复冲洗轧干，再进入烘干设备，烘干后进行喷淋式给油，输出绳状细竹纤维；
    步骤5：开松梳理：
    绳状细竹纤维由自动化输送和缓冲装置送入开松梳理设备进行顺直梳理，制成用于纺织材料的竹纤维。
  5. 如权利要求4所述的竹纤维清洁化生产方法，其特征在于：所述步骤1中，利用分丝设备将竹片制成相互无牵连的竹丝，再由成绳装置加捻成可连续的绳状竹丝。
  6. 如权利要求4所述的竹纤维清洁化生产方法，其特征在于：所述步骤2中的多重细化设备，由10～20对沟槽罗拉、及在每两对沟槽罗拉之间相间设置的微波加热装置、冷水冲淋装置构成。
  7. 如权利要求4所述的竹纤维清洁化生产方法，其特征在于：所述步骤3中的恒温条形发酵池中的生物酶，为漆酶与木聚糖酶组成的复合生物酶，比例为1∶0.5～1∶1；发酵池中参数控制：生物酶液的酶浓度为每升水2～4g，温度45～65℃，pH值4～6，溶解氧浓度5.4～4.8mg/L；任一段绳状竹纤维在池中发酵时间为2～4小时。
  8. 如权利要求4所述的竹纤维清洁化生产方法，其特征在于：所述恒温条形发酵池中设置贯穿全池长度的输送带，以传送绳状粗竹纤维；输送带没于发酵液中，运转速度按公式：v＝l/t设置，其中：v为输送速度，l为全池长度，t为所需发酵时间；池中设置液位检测仪，并按长度方向分设温度、pH值、溶解氧浓度检测信号站若干，以实时控制和调整各参数。
  9. 如权利要求8所述的竹纤维清洁化生产方法，其特征在于：所述溶解氧浓度检测、控制参照以下公式：DOf＝(p/p0)*(477.8/(T+32.6))，其中p为当地实测大气压、p0为标准大气压、T为温度。
  10. 如权利要求4所述的竹纤维清洁化生产方法，其特征在于：所述自动化输送和缓冲装置，由若干对沟槽罗拉和缓冲容器构成。
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