利用竹材生產粘膠纖維的方法
2023-05-05 12:16:11
專利名稱：利用竹材生產粘膠纖維的方法
技術領域：
本發明涉及紡織纖維的技術領域，尤其是涉及一種利用竹材生產粘膠纖維的方法。
背景技術：
隨著人們生活水平的日益提高，人們對紡織纖維的需求量越來越大，而其中粘膠纖維就佔有相當大的比例。當前人們用來生產粘膠纖維的原料主要是採用闊葉木、針葉木或是棉，但是由於隨著近年來粘膠纖維工業和造紙工業的迅速發展，對闊葉木、針葉木等木材和棉需求量大大增加，需要大量採伐木材，這不僅影響了環境保護，破壞生態平衡，也同時導致了粘膠纖維用主要原料空前緊張。天然竹材含有豐富的纖維素，採用其生產的粘膠纖維不僅具有普通粘膠纖維的特性，還具有抗菌、抑菌功效。因此採用合理的方法來利用竹材生產粘膠纖維，在降低其戊糖、灰份等雜質含量的同時還最大限度地保留抗菌物質，使生產的粘膠纖維無須進行藥劑處理，即具有抗菌、防菌功效，且對人體無任何副作用，又不怕水洗、耐磨，織物耐用，抗菌持久性長，還具有滑爽、涼爽、細膩、光亮等特性是人們需要解決的一個問題。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供了一種利用竹材生產粘膠纖維的方法，該方法在生產粘膠纖維的過程中最大限度地保留了纖維內含有的抗菌物質，使生產的粘膠纖維無須進行藥劑處理即具有抗菌、防菌功效，並且製備的粘膠纖維的水洗性和耐磨性較高，抗菌持久性長，同時具有滑爽、涼爽、細膩、光亮等優良的特性。
本發明利用竹材生產粘膠纖維的方法的技術方案是採用竹材為原料經過包括備料、蒸煮、除砂、濃縮、氯鹼化、漂白、濃縮、抄造等步驟後製得竹漿粕，再利用竹漿粕經過浸漬和壓榨、老成、黃化、研磨、溶解、混合、過濾、脫泡、過濾、紡絲、牽伸、後處理等步驟製備粘膠纖維，其中備料處理工序包括將竹材的莖杆切削規格為3～5cm，並將其進行壓潰、除雜等處理以符合蒸煮的需要，竹材可以採用慈竹、黃竹、巨竹、西風竹、水竹、甜竹、苫竹、方竹、撐綠竹等天然竹子作原料，十分的豐富；蒸煮時採用鹼性亞硫酸鹽法蒸煮，其用料以NaOH計為絕幹竹料量的18～25％，調整蒸煮液的硫化度5～35％，蒸煮助劑為十二烷基磺酸鈉，用量為絕幹竹料量的0.01～3％，液比為1∶2～4.5的條件下在蒸煮器中採用三次升溫進行蒸煮製漿；蒸煮時將蒸煮器先冷轉8～12分鐘，一次升溫時間20±5分鐘，壓力0.30±0.03Mpa，一次小放汽時間10±2分鐘，蒸煮器內餘壓為常壓，二次升溫時間30±5分鐘，壓力0.50±0.03Mpa，二次小放汽時間15±2分鐘，蒸煮器內餘壓0.10±0.03Mpa，三次升溫時間25±5分鐘，壓力0.75～0.78Mpa，溫度171±10℃，保溫時間100～180分鐘，本領域內的技術人員可以根據生產的需要對蒸煮條件和用料進行適當調整，以適應生產的需要，這對本領域內的技術人員來說是公知的常識；蒸煮後竹漿放料然後進行清洗、在除砂機中除砂，以除去泥沙、鐵質等雜物，並通過濃縮機進行濃縮以符合工藝要求，可控制濃縮機出口漿濃如3～6％，當然，本領域內的技術人員可以根據生產的需要對除砂和濃縮的具體技術條件如除砂漿濃、除砂壓力等進行適當的調整，以利於生產的進行。之後，為了確保竹漿的白度，應當對其進行漂白，使用氯鹼化加次氯酸鈉漂白的方法，對濃縮後的竹漿進行氯鹼化處理和漂白，可在鹼化塔和漂白機中進行，氯鹼化時可採用向鹼化塔中通以氯氣，使用氯量為絕幹漿量的0.1～2.3％，控制鹼化後殘氯0.02～0.9g/L，殘鹼10～100mg/L，在進行氯鹼化過程中可以根據生產的需要，控制氯鹼化的時間，並調整反應時的PH值，以保證氯鹼化的正常進行，這些均是本領域的技術人員所公知的常識。而漂白則採用次氯酸鈉進行漂白，漂白時含鹼10～100mg/L，漂白溫度為35～55℃，漂白時間20～100分鐘；根據實際生產的要求適當調整次氯酸鈉的用量，漂白時間、漂白壓力等技術條件，這些也均為本領域的技術人員所公知的常識。漂白完畢，按照當前常規的生產方式進行洗料，並將洗後的竹漿經濃縮機處理至合適深度如漿濃為3.0～6.0％，然後送漿板機進行抄造，得到用於生產粘膠纖維的竹漿粕。
之後，利用得到的竹漿粕生產粘膠纖維，將其在浸漬桶中進行浸漬，採用兩次浸漬兩次壓榨的方式，第一次浸漬之後利用壓榨機進行第一次壓榨，並採用粉碎機預粉碎以得到粗料，再進行第二次浸漬、第二次壓榨並細粉碎得到細料，兩次浸漬時要根據實際生產的需要調整溫度和漿濃，如一次浸溫50℃，一次浸濃240g/L，二次浸溫49℃，二次浸濃176g/L；也可控制一次浸溫49℃，一次浸濃239g/L，二次浸溫49，二次浸濃177g/L，對於浸漬時工藝條件以及用料的調整，以保證生產的順利進行和產品的質量，這些均是本領域的常規技術。之後對料在老成機中進行老成，在黃化機中對其進行黃化之後，通過研磨機進行研磨，然後將其溶解，再經過混合、過濾、脫泡、過濾，製得紡絲粘膠，控制粘膠內甲纖量6.0～13.5％，氫氧化鈉4.0～13.5％，粘度(落球法)20～300s，熟成度(10％NH4CI值)5.0～30ml；以上工序手段和各工序的條件均為本技術領域內的技術人員所熟知的常規技術，本技術領域內技術人員可以根據生產的需要對各生產工序中的技術條件進行調整；之後在紡絲凝固浴的浴液為硫酸濃度100～150g/L的，硫酸鈉濃度為280～350g/L，硫酸鋅濃度為5～15g/L，凝固浴液的溫度為45～55℃條件下在紡絲機上進行紡絲，並且為了提高紡絲的質量，可以根據生產的需要在凝固浴加入不同的助劑，以獲得不同效果的粘膠纖維，這對本領域內的技術人員來說所熟知的常識；之後進行牽伸、後處理等步驟，這些步驟均為本領域內普通技術人員所熟知的，如在集束機按規定的倍數進行牽伸，並在精煉機中對其進行精煉、以及烘乾、打包等後處理。
本發明中，各工序中所用料均為當前粘膠纖維生產中所用之料，均可從市場中得到；而在各工序中用到的設備，均採用當前粘膠纖維生產中所用的常規設備，並無特別之處。
由於竹材的莖杆主要由纖維素、半纖維素、木質素以及果膠、澱粉等組成。其中纖維素含量在40～50％左右，而多戊糖含量高達16～22％，竹漿纖維形態和物理、化學指標介於針葉和闊葉木纖維之間，但其又具有獨特的結構，與木、草、竹、麻等纖維不同，並具有抗菌、防菌功效。在經過本發明的製備方法製備成粘膠纖維後，最大限度地保留了纖維內含有的抗菌物質，使生產的粘膠纖維無須進行藥劑處理即具有抗菌、防菌功效，並且製備的粘膠纖維的水洗性和耐磨性較高，抗菌持久性長，同時具有滑爽、涼爽、細膩、光亮等優良的特性。
具體實施例方式
實施例一選取竹材經過切削、壓潰除雜等處理以進行備料，然後將處理好的竹料經過蒸煮、除砂、濃縮、氯鹼化、漂白、濃縮、抄造等工序後製得竹漿粕，再將竹漿粕經過一次浸漬、一次壓榨、預粉碎、二次浸漬、二次壓榨、細粉碎、老成、黃化、研磨、溶解、混合、過濾、脫泡、過濾、紡絲、牽仲、後處理、以及烘乾、打包等工序後製得粘膠纖維；其中竹材備料竹材切削的規格為30mm；蒸煮採用鹼性亞硫酸鹽法蒸煮，用鹼率以NaOH計，為絕幹竹料的18％，硫化度5％，蒸煮助劑為十二烷基磺酸鈉，用量為絕幹竹料的0.8％，液比1∶2；將放有竹料和配好蒸煮液的蒸煮器先冷轉8分鐘，一次升溫時間15分鐘，蒸煮器內壓力0.30±0.03Mpa，溫度125℃，一次小放汽時間10分鐘，使蒸煮器內餘壓為常壓，二次升溫時間25分鐘，蒸煮器內壓力0.50±0.03Mpa，二次小放汽時間15分鐘，餘壓0.10±0.03Mpa，三次升溫時間30分鐘，壓力0.75～0.78Mpa，溫度181℃，保溫時間180分鐘，得到竹漿粘度550，甲纖96.8％；氯鹼化用氯量為絕幹漿的0.1％，鹼化後殘氯0.1g/L，鹼化後殘鹼90mg/L；次氯酸鈉漂白漂白含鹼60mg/L，漂白溫度為35℃，漂白時間50分鐘；竹漿白度76％，甲纖94.5％，聚合度500；浸漬一次浸溫50℃，一次浸濃240g/L；二次浸溫49，二次浸濃176g/L；黃化二硫化碳加入量(相對鹼纖維素重量)30％，黃化時間115分鐘，初溫28℃，終溫31℃；
粘膠甲纖8.5％，氫氧化鈉4.5％，粘度(落球法)23s，熟成度(10％NH4CI值)15ml；紡絲凝固浴硫酸濃度為100g/L，硫酸鈉濃度為285g/L，硫酸鋅濃度為11g/L，凝固浴液的溫度為45℃；牽伸、集束總牽伸1.2倍，噴絲頭牽伸0.4倍，紡絲盤牽伸0.25，二浴牽伸0.08；成品質量幹斷裂強度2.05cN/dtex，溼斷裂強度1.33cN/dtex，幹斷裂伸長率21.1％，線密度偏差率十0.9％，長度偏差率-3％，超長纖維0.4％，倍長纖維3.8mg/100g，殘硫量8.0mg/100g，疵點2.4mg/100g，油汙黃纖維0.1mg/100g，幹強變異係數19.51％，白度76.2％，合油率0.15％，回潮率11.5％，等級一等品。
實施例二製備步驟同實施例一，只是各工序生產條件為竹材備料竹材切削的規格為50mm；蒸煮採用鹼性亞硫酸鹽法蒸煮，用鹼率以NaOH計，為絕幹竹料的22％，硫化度10％，蒸煮助劑為十二烷基磺酸鈉，用量為絕幹竹料的1％，液比1∶3；將放有竹料和配好蒸煮液的蒸煮器先冷轉10分鐘，一次升溫時間20分鐘，蒸煮器內壓力0.30±0.03Mpa，溫度130℃，一次小放汽時間8分鐘，使蒸煮器內餘壓為常壓，二次升溫時間30分鐘，蒸煮器內壓力0.50±0.03Mpa，二次小放汽時間13分鐘，餘壓0.10±0.03Mpa，三次升溫時間25分鐘，壓力0.75～0.78Mpa，溫度170℃，保溫時間140分鐘，得到竹漿粘度560，甲纖96.0％；氯鹼化用氯量為絕幹漿的0.6％，鹼化後殘氯0.6g/L，鹼化後殘鹼50mg/L；次氯酸鈉漂白漂白含鹼50mg/L，漂白溫度為42℃，漂白時間30分鐘；竹漿，白度75％。甲纖93.5％，聚合度510；浸漬一次浸溫49℃，一次浸濃239g/L，二次浸溫49℃，二次浸濃177g/L；黃化二硫化碳加入量(相對鹼纖維素重量)30.5％，黃化時間110分鐘，初溫27℃，終溫32℃；粘膠甲纖8.7％，氫氧化鈉4.6％，粘度(落球法)20s，熟成度(10％NH4CI值)16ml；紡絲凝固浴硫酸濃度為135g/L，硫酸鈉濃度為340g/L，硫酸鋅濃度為14g/L，凝固浴液的溫度為50℃；牽伸、集束總牽伸1.1倍，噴絲頭牽伸0.38倍。紡絲盤牽伸0.26，二浴牽伸0.09；成品質量幹斷裂強度2.10cN/dtex，溼斷裂強度1.32cN/dtex，幹斷裂伸長率19.1％，線密度偏差率十3％，長度偏差率十4％，超長纖維0.8％，倍長纖維2.8mg/100g，殘硫量8.0mg/100g，疵點1.4mg/100g，油汙黃纖維0.1mg/100g，幹強變異係數17.51％，白度76.2％，合油率0.15％，回潮率11.0％，等級一等品。
實施例三製備步驟同實施例一，只是各工序生產條件為竹材備料竹材切削的規格為40mm；蒸煮採用鹼性亞硫酸鹽法蒸煮，用鹼率以NaOH計，為絕幹竹料的25％，硫化度33％，蒸煮助劑為十二烷基磺酸鈉，用量為絕幹竹料的3％，液比1∶4.5；將放有竹料和配好蒸煮液的蒸煮器先冷轉12分鐘，一次升溫時間25分鐘，蒸煮器內壓力0.30±0.03Mpa，溫度135℃，一次小放汽時間12分鐘，使蒸煮器內餘壓為常壓，二次升溫時間35分鐘，蒸煮器內壓力0.50±0.03Mpa，二次小放汽時間17分鐘，餘壓0.10±0.03Mpa，三次升溫時間20分鐘，壓力0.75～0.78Mpa，溫度161℃，保溫時間100分鐘，得到竹漿粘度540，甲纖94.0％；氯鹼化用氯量為絕幹漿的2.3％，鹼化後殘氯0.9g/L，鹼化後殘鹼30mg/L；次氯酸鈉漂白漂白含鹼20mg/L，漂白溫度為53℃，漂白時間30分鐘；竹漿，白度72％，甲纖92.5％，聚合度500；浸漬一次浸溫52℃，一次浸濃235g/L，二次浸溫48℃，二次浸濃181g/L；
黃化二硫化碳加入量(相對鹼纖維素重量)32％，黃化時間85分鐘，初溫25℃，終溫30℃；粘膠甲纖8.3％，氫氧化鈉4.9％，粘度(落球法)21s，熟成度(10％NH4CI值)17.5ml；紡絲凝固浴硫酸濃度為115g/L，硫酸鈉濃度為310g/L，硫酸鋅濃度為7g/L，凝固浴液的溫度為52℃；牽伸、集束總牽伸1.0倍，噴絲頭牽伸0.48倍。紡絲盤牽伸0.29，二浴牽伸0.08；成品質量幹斷裂強度2.0cN/dtex，溼斷裂強度1.3cN/dtex，幹斷裂伸長率18.5％，線密度偏差率十2.1％，長度偏差率十4.2％，超長纖維0.9％，倍長纖維2.7mg/100g，殘硫量8.2omg/100g，疵點1.7mg/100g，油汙黃纖維0.13mg/100g，幹強變異係數18.23％，白度75.8％，合油率0.13％，回潮率11.2％，等級一等品。
權利要求
1.利用竹材生產粘膠纖維的方法，為採用竹材為原料經過包括備料、蒸煮、除砂、濃縮、氯鹼化、漂白、濃縮、抄造等步驟後製得竹漿粕，再利用竹漿粕製備粘膠纖維，其特徵在於蒸煮採用鹼性亞硫酸鹽法蒸煮，以NaOH計為絕幹竹料量的18～25％，硫化度5～35％，蒸煮助劑為十二烷基磺酸鈉，用量為絕幹竹料量的0.01～3％，液比為1∶2～4.5的條件下在蒸煮器中採用三次升溫進行蒸煮製漿，即蒸煮時將蒸煮器先冷轉8～12分鐘，一次升溫時間20±5分鐘，壓力0.30±0.03Mpa，一次小放汽時間10±2分鐘，蒸煮器內餘壓為常壓，二次升溫時間30±5分鐘，壓力0.50±0.03Mpa，二次小放汽時間15±2分鐘，蒸煮器內餘壓0.10±0.03Mpa，三次升溫時間25±5分鐘，壓力0.75～0.78Mpa，溫度171±10℃，保溫時間100～180分鐘。
2.如權利要求1所述的利用竹材生產粘膠纖維的方法，其特徵在於所述的氯鹼化時用氯量為絕幹竹漿的0.1～2.3％，鹼化後殘氯0.02～0.9g/L，殘鹼10～100mg/L。
3.如權利要求1所述的利用竹材生產粘膠纖維的方法，其特徵在於所述漂白採用次氯酸鈉，漂白含鹼10～100mg/L，漂白溫度為35～55℃，漂白時間20～100分鐘。
4.如權利要求1所述的利用竹材生產粘膠纖維的方法，其特徵在於所述的利用竹漿粕製備粘膠纖維包括浸漬和壓榨、老成、黃化、研磨、溶解、混合、過濾、脫泡、過濾、紡絲、牽伸、後處理等步驟，其中所述浸漬和壓榨包括一次浸漬、一次壓榨、預粉碎、二次浸漬、二次壓榨、細粉碎。
5.如權利要求4所述的利用竹材生產粘膠纖維的方法，其特徵在於紡絲時的紡絲凝固浴的浴液為硫酸濃度100～150g/L的，硫酸鈉濃度為280～350g/L，硫酸鋅濃度為5～15g/L，凝固浴液的溫度為45～55℃。
全文摘要
本發明公開了一種利用竹材生產粘膠纖維的方法，為採用竹材為原料經過包括備料、蒸煮、除砂、濃縮、氯鹼化、漂白、濃縮、抄造等步驟後製得竹漿粕，再利用竹漿粕經過浸漬和壓榨、老成、黃化、研磨、溶解、混合、過濾、脫泡、過濾、紡絲、牽仲、後處理等步驟製備粘膠纖維。該方法在生產粘膠纖維的過程中最大限度地保留了纖維內含有的抗菌物質，使生產的粘膠纖維無須進行藥劑處理即具有抗菌、防菌功效，並且製備的粘膠纖維的水洗性和耐磨性較高，抗菌持久性長，同時具有滑爽、涼爽、細膩、光亮等優良的特性。
文檔編號D01F2/00GK101046003SQ20071001416
公開日2007年10月3日 申請日期2007年4月6日 優先權日2007年4月6日
發明者田素峰, 劉建華, 王東 申請人:山東海龍股份有限公司