一种竹材粘胶纤维的制造方法.pdf

本发明涉及一种竹材粘胶纤维的制造方法，包括备料、预水解、蒸煮、洗浆、除砂、浓缩、漂白、酸处理、除砂、浓缩、抄浆、烘干、浸渍、老成、黄化、后溶解、过滤、脱泡、过滤、纺丝、后处理工序处理制得成品竹材粘胶纤维，其特征在于备料中对竹材进行去皮处理，除去了大量的杂质如木质素和灰分等，剩余的竹材部分纤维素含量高，在制造纤维的工艺过程中水、电、汽等能源及碱、氯等化学药品得到有效地利用，显著节约了水、电、汽等能源及碱、氯等化学药品，并且减少了杂质混入最终产品的机会，能够保持产品质量的稳定。

1、  一种竹材粘胶纤维的制造方法，首先进行备料，再通过预水解、蒸煮、洗浆、除砂、浓缩、漂白、酸处理、除砂、浓缩、抄浆、烘干、浸渍、老成、黄化、后溶解、过滤、脱泡、过滤、纺丝、后处理工序处理制得成品竹材粘胶纤维，其特征在于：备料中对竹材进行去皮处理。

2、  根据权利要求1所述的竹材粘胶纤维的制造方法，其特征在于：所述的去皮处理可以在备料的任何阶段进行，去皮处理程度是以下的任意一种：
A：去除竹材表皮层的浅表部分；
B：去除竹材的表皮层；
C：去除竹材角质层的一部分；
D：去除竹材的角质层；
E：去除竹材木质层的浅表部分；
F：去除竹材的木质层；
G：去除竹材竹节的一部分；
H：去除竹材的竹节。

3、  根据权利要求1所述的竹材粘胶纤维的制造方法，其特征在于：所述的去皮处理可以在备料的任何阶段进行，去皮处理程度是以下任意几种的组合：
A：去除竹材表皮层的浅表部分；
B：去除竹材的表皮层；
C：去除竹材角质层的一部分；
D：去除竹材的角质层；
E：去除竹材木质层的浅表部分；
F：去除竹材的木质层；
G：去除竹材竹节的一部分；
H：去除竹材的竹节。

4、  根据权利要求1、2或3所述的竹材粘胶纤维的制造方法，其特征在于：相应工艺过程如下：
(1)、备料：将选好的竹材加工成长10～50mm、宽10～50mm的竹块，用机械设备加工进行去皮处理；
(2)、预水解：将切好的竹块放入蒸煮器中，分二段升温和高温保温三个阶段蒸煮，液比1∶1～5，一段升温由常温升至155℃，时间30～240min，二段升温至180℃，时间30～180min，高温保温温度155～180℃，保温时间30～300min，期间进行多次小放汽以消除假压，水解后，带压排液；
(3)、蒸煮：可采用硫酸盐法、氧碱法及烧碱法等碱法蒸煮任选其一：
A、硫酸盐法：用碱量对绝干浆量5～30％、硫化度5～30％、液比1:1～5，由二段升温、第三段保温法蒸煮，一段升温由常温升至155℃，时间30～240min，二段升温至180℃，时间30～240min，高温保温温度155～180℃，时间30～300min，期间进行多次小放汽；
B、烧碱法：用碱量对绝干浆量10～35％、液比1∶1～5，由二段升温、第三段保温法蒸煮，一段升温由常温升至155℃，时间30～240min，二段升温至180℃，时间30～240min，保温温度155～180℃，时间30～300min，期间进行多次小放汽；
C、氧碱法：用碱量对绝干浆量6～20％、液比1∶1～5、通氧压力0.3～0.7MPa，升温由常温升至155℃，时间30～240min，然后进行保温，时间30～660min，期间进行多次小放汽；
(4)、洗浆：用洗浆机洗涤，进浆浓度1.0～1.5％；
(5)、除砂：用除砂机除去杂质；
(6)、浓缩：用浓缩机进行浓缩，使浆浓度达3～3.5％；
(7)、漂白：用次氯酸盐漂白，在调碱量10～380g/m3条件下进行漂白，漂白用氯量0.1～1.0g/L，漂白时间15～180min，漂白温度20～70℃，根据需要的漂白效果，必要时可以进行多段漂白，漂白用的次氯酸盐可以采用次氯酸钙或次氯酸钠；
(8)、酸处理：对浆料绝干量加入盐酸0.1～8％，时间10～60min，水洗至残酸量≤0.5g/L，显然，酸处理也可以采用硫酸，采用硫酸时，对浆料绝干量加入硫酸0.15～11％，时间10～150min，水洗至残酸量≤0.5g/L；
(9)、除砂、浓缩、抄浆：均在设备中进行；
(10)、烘干：温度50～120℃；
(11)、浸渍：温度10～75℃，时间10～150min，碱浓度100～300g/L，变性剂对甲纤维素重量为0.5～5％；
(12)、压榨、粉碎：均在设备中进行；
(13)、老成：温度10～30℃，粘度20～80秒；
(14)、黄化：根据生产的最终产品的不同对应加入CS₂进行黄化，黄化初温20～45℃，终温30～60℃，时间30～400min，生产长丝时，加入的CS₂对甲纤维素重量8～45％，生产短纤时，加入的CS₂对碱纤维素重量25～35％；
(15)、后溶解：溶解温度10～30℃，时间30～400min；
(16)、过滤、脱泡、过滤：在脱泡罐、过滤机中进行；
(17)、纺丝：酸浴液的组成：H₂SO₄ 60～148g/L，ZnSO₄ 6～15g/L，Na₂SO₄ 180～350g/L，温度40～70℃；
(18)、后处理：进行多次水洗，水洗温度常温～70℃，碱洗温度40～80℃，碱浓度3～10g/L，脱硫温度40～60℃，酸洗浓度0.6～5g/L，酸洗温度常温～60℃，上油浓度0.6～12g/L，上油温度常温～60℃，烘干温度50～135℃。

一种竹材粘胶纤维的制造方法
技术领域
本发明涉及一种竹材粘胶纤维的制造方法，属于纺织技术领域。
背景技术
竹材粘胶纤维是制作纤维产品的极好材料，用竹材粘胶纤维制作的产品具有吸湿性好、透气性强及细腻、滑爽等特性，而且还有抑菌、抗菌和防紫外线的功能，但制造粘胶纤维的竹材，在同一茎秆中它的表皮层、角质层、韧皮层、木质层、竹节之间矿物质的含量和纤维素的含量差异很大，其中韧皮层纤维有初生纤维及渐生纤维，初生纤维较长、较细且伴生物较少，是制取浆粕和纤维的最好原料。用竹材制造粘胶纤维传统的工艺方法是把竹材直接切片后一锅烩，由于竹材的木质层、竹节中主要成分是木质素，还含有铜、铁等矿物杂质，而表皮层含灰分等杂质较多，表皮层、角质层纤维含量相对较少，因此这种方法在制造纤维的过程中消耗水、电、汽等能源及碱、氯等化学药品的量较大，并对纤维产品的质量稳定造成较大影响。
发明内容
本发明的目的就在于提供一种竹材粘胶纤维的制造方法，它能够显著节约水、电、汽等能源及碱、氯等化学药品，并且具有产品质量稳定的特点。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种竹材粘胶纤维的制造方法，首先进行备料，备料中对竹材进行去皮处理，再通过预水解、蒸煮、洗浆、除砂、浓缩、漂白、酸处理、除砂、浓缩、抄浆、烘干、浸渍、老成、黄化、后溶解、过滤、脱泡、过滤、纺丝、后处理工序处理制得成品竹材粘胶纤维。相应工艺过程如下：
(1)、备料：将选好的竹材加工成长10～50mm、宽10～50mm的竹块，用机械设备加工进行去皮处理；
(2)、预水解：将切好的竹块放入蒸煮器中，分二段升温和高温保温三个阶段蒸煮，液比1∶1～5，一段升温由常温升至155℃，时间30～240min，二段升温至180℃，时间30～180min，高温保温温度155～180℃，保温时间30～300min，期间进行多次小放汽以消除假压，水解后，带压排液；
(3)、蒸煮：可采用硫酸盐法、氧碱法及烧碱法等碱法蒸煮任选其一：
A、硫酸盐法：用碱量对绝干浆量5～30％、硫化度5～30％、液比1∶1～5，由二段升温、第三段保温法蒸煮，一段升温由常温升至155℃，时间30～240min，二段升温至180℃，时间30～240min，高温保温温度155～180℃，时间30～300min，期间进行多次小放汽；
B、烧碱法：用碱量对绝干浆量10～35％、液比1∶1～5，由二段升温、第三段保温法蒸煮，一段升温由常温升至155℃，时间30～240min，二段升温至180℃，时间30～240min，保温温度155～180℃，时间30～300min，期间进行多次小放汽；
C、氧碱法：用碱量对绝干浆量6～20％、液比1∶1～5、通氧压力0.3～0.7MPa，升温由常温升至155℃，时间30～240min，然后进行保温，时间30～660min，期间进行多次小放汽；
(4)、洗浆：用洗浆机洗涤，进浆浓度1.0～1.5％；
(5)、除砂：用除砂机除去杂质；
(6)、浓缩：用浓缩机进行浓缩，使浆浓度达3～3.5％；
(7)、漂白：用次氯酸盐漂白，在调碱量10～380g/m³条件下进行漂白，漂白用氯量0.1～1.0g/L，漂白时间15～180min，漂白温度20～70℃，根据需要的漂白效果，必要时可以进行多段漂白，漂白用的次氯酸盐可以采用次氯酸钙或次氯酸钠；
(8)、酸处理：对浆料绝干量加入盐酸0.1～8％，时间10～60min，水洗至残酸量≤0.5g/L，显然，酸处理也可以采用硫酸，采用硫酸时，对浆料绝干量加入硫酸0.15～11％，时间10～150min，水洗至残酸量≤0.5g/L；
(9)、除砂、浓缩、抄浆：均在设备中进行；
(10)、烘干：温度50～120℃；
(11)、浸渍：温度10～75℃，时间10～150min，碱浓度100～300g/L，变性剂对甲纤维素重量为0.5～5％；
(12)、压榨、粉碎：均在设备中进行；
(13)、老成：温度10～30℃，粘度20～80秒；
(14)、黄化：根据生产的最终产品的不同对应加入CS₂进行黄化，黄化初温20～45℃，终温30～60℃，时间30～400min，生产长丝时，加入的CS₂对甲纤维素重量8～45％，生产短纤时，加入的CS₂对碱纤维素重量25～35％；
(15)、后溶解：溶解温度10～30℃，时间30～400min；
(16)、过滤、脱泡、过滤：在脱泡罐、过滤机中进行；
(17)、纺丝：酸浴液的组成：H₂SO₄ 60～148g/L，ZnSO₄ 6～15g/L，Na₂SO₄ 180～350g/L，温度40～70℃；
(18)、后处理：进行多次水洗，水洗温度常温～70℃，碱洗温度40～80℃，碱浓度3～10g/L，脱硫温度40～60℃，酸洗浓度0.6～5g/L，酸洗温度常温～60℃，上油浓度0.6～12g/L，上油温度常温～60℃，烘干温度50～135℃。
上述方案中所述的去皮处理可以在备料的任何阶段进行，去皮处理即利用机械设备加工去除竹材的一部分，去皮处理程度是以下的任意一种或几种的组合：
A：去除竹材表皮层的浅表部分即俗称的去青；
B：去除竹材的表皮层；
C：去除竹材角质层的一部分；
D：去除竹材的角质层；
E：去除竹材木质层的浅表部分；
F：去除竹材的木质层；
G：去除竹材竹节的一部分；
H：去除竹材的竹节。
对竹材进行去皮处理即利用机械设备加工去除竹材纤维素含量低的一部分后，除去了大量的杂质如木质素和灰分等，剩余的竹材部分纤维素含量高，在制造纤维的工艺过程中水、电、汽等能源及碱、氯等化学药品得到有效地利用，显著节约了水、电、汽等能源及碱、氯等化学药品，并且减少了杂质混入最终产品的机会，能够保持产品质量的稳定。
具体实施方式
具体实施方式1：
一种竹材粘胶纤维的制造方法，首先进行备料，备料中对竹材进行去皮处理，再通过预水解、蒸煮、洗浆、除砂、浓缩、漂白、酸处理、除砂、浓缩、抄浆、烘干、浸渍、老成、黄化、后溶解、过滤、脱泡、过滤、纺丝、后处理工序处理制得成品竹材粘胶纤维。相应工艺过程如下：
(1)、备料：将选好的竹材剖切成竹条，然后用机械设备进行去皮处理，本实施方式中是去青并同时去除木质层和竹节，再将去皮后的竹材制成竹块备用，剖切成的竹条宽度20mm，制成的竹块长度40mm；
(2)、预水解：将切好的竹块放入蒸煮器中，分二段升温和高温保温三个阶段蒸煮，液比1∶3.5，一段升温由常温升至155℃，时间90min，二段升温至168℃，时间60min，高温保温温度168℃，保温时间130min，期间进行多次小放汽以消除假压，水解后，带压排液；
(3)、蒸煮：采用硫酸盐法，加入NaOH用碱量对绝干浆量19％、硫化度22％、液比1∶3.5，一段升温由常温升至155℃，时间100min，二段升温至170℃，时间60min，高温保温温度170℃，高温保温130min，期间进行多次小放汽；
(4)、洗浆：用洗浆机洗涤，进浆浓度1.2％；
(5)、除砂：用除砂机除去杂质；
(6)、浓缩：用浓缩机进行浓缩，浆浓度达3.5％；
(7)、漂白：用次氯酸钠漂白，在调碱量120g/m³条件下进行漂白，漂白用氯量0.3g/L，漂白时间180min，漂白温度42℃；
(8)、酸处理：对浆料绝干量加入盐酸2％，时间50min，水洗至残酸量0.15g/L；
(9)、除砂、浓缩、抄浆：均在设备中进行，得到浆粕，甲纤维素含量是95.6％，水分含量是10.5％，灰分0.11％，白度77％；
(10)、烘干：温度70～105℃；
(11)、浸渍：温度16℃，时间100min，碱浓度240g/L，变性剂对甲纤重量为1％；
(12)、压榨、粉碎：均在设备中进行；
(13)、老成：温度25℃，粘度38秒；
(14)、黄化：加入CS₂对甲纤维素38％进行黄化，黄化初温20℃，终温32℃，时间120min；
(15)、后溶解：溶解温度10℃，时间130min；
(16)、过滤、脱泡、过滤：在脱泡罐、过滤机中进行；
(17)、纺丝：酸浴液的组成：H₂SO₄ 131g/L，ZnSO₄ 11g/L，Na₂SO₄270g/L，温度50℃；
(18)、后处理：一洗水温42℃，碱洗温度55℃，碱浓度3g/L，二洗水温52℃，三洗水温50℃，四洗水温40℃，脱硫温度55℃，酸洗浓度2.6g/L，酸洗温度常温，上油浓度0.8g/L，上油温度常温，烘干温度50～110℃。
制得的竹材纤维长丝为一等品，质量指标如下：
干断裂强度：1.73CN/dtex；
湿断强度：0.99CN/dtex；
干断裂伸长率：19.2％；
干伸CV值：3.4％；
线密度偏差：1.28％；
线密度偏差CV值：0.72％；
捻度变异系数：5.18％；
单丝极端偏差率：0；
残硫量：6.6mg/100g；
染色均匀度：4；
含油率：0.53％。
具体实施方式2：
一种竹材粘胶纤维的制造方法，首先进行备料，备料中对竹材进行去皮处理，再通过预水解、蒸煮、洗浆、除砂、浓缩、漂白、酸处理、除砂、浓缩、抄浆、烘干、浸渍、老成、黄化、后溶解、过滤、脱泡、过滤、纺丝、经牵伸、切断后进行后处理工序处理制得成品竹材粘胶纤维。相应工艺过程如下：
(1)、备料：将选好的竹材剖切成竹条，然后用机械设备进行去皮处理，本实施方式中是去青并同时去除木质层和竹节，再将去皮后的竹材制成竹块备用，剖切成的竹条宽度20mm，制成的竹块长度40mm；
(2)、预水解：将切好的竹块放入蒸煮器中，分二段升温和高温保温三个阶段蒸煮，液比1：3.5，一段升温由常温升至155℃，时间90min，二段升温至168℃，时间60min，高温保温温度168℃，保温时间130min，期间进行多次小放汽以消除假压，水解后，带压排液；
(3).蒸煮：采用硫酸盐法，加入NaOH用碱量对绝干浆量21％.硫化度24％、液比1：3.5，一段升温由常温升至155℃，时间100min，二段升温至170℃，时间60min，高温保温温度170℃，高温保温120min，期间进行多次小放汽；
(4)、洗浆：用洗浆机洗涤，进浆浓度1.2％；
(5)、除砂：用除砂机除去杂质；
(6)、浓缩：用浓缩机进行浓缩，浆浓度达3.5％；
(7)、漂白：用次氯酸钠漂白，在调碱量60g/m³、漂白时间35min，漂白温度45℃条件下分两段漂白，一段漂白用氯量0.2g/L，二段漂白用氯量0.3g/L；
(8)、酸处理：对浆料绝干量加入盐酸2％，时间30min，水洗至残酸量0.25g/L；
(9)、除砂、浓缩、抄浆：均在设备中进行，甲纤维素含量是94.5％，水分含量是9.5％，灰分0.10％，白度79％；
(10)、烘干：温度70～105℃；
(11)、浸渍：温度50℃，时间40min，碱浓度260g/L，变性剂对绝干浆量为0.5％；
(12)、压榨、粉碎：均在设备中进行；
(13)、老成：温度26℃，粘度30秒；
(14)、黄化：加入CS₂对碱纤维素30％进行黄化，黄化初温25℃，终温35℃，时间130min；
(15)、后溶解：溶解温度20℃，时间140min；
(16)、过滤、脱泡、过滤：在脱泡罐、过滤机中进行；
(17)、纺丝：酸浴液的组成：H₂SO₄ 70g/L，ZnSO₄ 7g/L，Na₂SO₄200g/L，温度45℃；
(18)、经牵伸、切断后进行后处理：一洗水温45℃，碱洗温度70℃，碱浓度6g/L，二洗水温50℃，酸洗浓度1.2g/L，酸洗温度常温，三洗水温60℃，上油浓度8g/L，上油温度常温，烘干温度70～130℃。
制得的竹材纤维短纤为一等品，质量指标如下：
干断裂强度：2.23CN/dtex；
湿断强度：1.38CN/dtex；
干断裂伸长率：23.8％；
线密度偏差率：+0.72％；
长度偏差率：—4.0％；
超长纤维：0.3％；
倍长纤维：3.0mg/100g；
残硫量：8.2mg/100g；
疵点：2.7mg/100g；
油污黄纤维：0.05mg/100g；
干强变异系数：13.31％；
白度：76％；
含油率：0.12％；
回潮率：12.5％。