专利名称：利用竹材生产粘胶纤维的方法
技术领域：
本发明涉及纺织纤维的技术领域，尤其是涉及一种利用竹材生产粘胶纤维的方法。
背景技术：
随着人们生活水平的日益提高，人们对纺织纤维的需求量越来越大，而其中粘胶纤维就占有相当大的比例。当前人们用来生产粘胶纤维的原料主要是采用阔叶木、针叶木或是棉，但是由于随着近年来粘胶纤维工业和造纸工业的迅速发展，对阔叶木、针叶木等木材和棉需求量大大增加，需要大量采伐木材，这不仅影响了环境保护，破坏生态平衡，也同时导致了粘胶纤维用主要原料空前紧张。天然竹材含有丰富的纤维素，采用其生产的粘胶纤维不仅具有普通粘胶纤维的特性，还具有抗菌、抑菌功效。因此采用合理的方法来利用竹材生产粘胶纤维，在降低其戊糖、灰份等杂质含量的同时还最大限度地保留抗菌物质，使生产的粘胶纤维无须进行药剂处理，即具有抗菌、防菌功效，且对人体无任何副作用，又不怕水洗、耐磨，织物耐用，抗菌持久性长，还具有滑爽、凉爽、细腻、光亮等特性是人们需要解决的一个问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供了一种利用竹材生产粘胶纤维的方法，该方法在生产粘胶纤维的过程中最大限度地保留了纤维内含有的抗菌物质，使生产的粘胶纤维无须进行药剂处理即具有抗菌、防菌功效，并且制备的粘胶纤维的水洗性和耐磨性较高，抗菌持久性长，同时具有滑爽、凉爽、细腻、光亮等优良的特性。
本发明利用竹材生产粘胶纤维的方法的技术方案是采用竹材为原料经过包括备料、蒸煮、除砂、浓缩、氯碱化、漂白、浓缩、抄造等步骤后制得竹浆粕，再利用竹浆粕经过浸渍和压榨、老成、黄化、研磨、溶解、混合、过滤、脱泡、过滤、纺丝、牵伸、后处理等步骤制备粘胶纤维，其中备料处理工序包括将竹材的茎杆切削规格为3～5cm，并将其进行压溃、除杂等处理以符合蒸煮的需要，竹材可以采用慈竹、黄竹、巨竹、西风竹、水竹、甜竹、苫竹、方竹、撑绿竹等天然竹子作原料，十分的丰富；蒸煮时采用碱性亚硫酸盐法蒸煮，其用料以NaOH计为绝干竹料量的18～25％，调整蒸煮液的硫化度5～35％，蒸煮助剂为十二烷基磺酸钠，用量为绝干竹料量的0.01～3％，液比为1∶2～4.5的条件下在蒸煮器中采用三次升温进行蒸煮制浆；蒸煮时将蒸煮器先冷转8～12分钟，一次升温时间20±5分钟，压力0.30±0.03Mpa，一次小放汽时间10±2分钟，蒸煮器内余压为常压，二次升温时间30±5分钟，压力0.50±0.03Mpa，二次小放汽时间15±2分钟，蒸煮器内余压0.10±0.03Mpa，三次升温时间25±5分钟，压力0.75～0.78Mpa，温度171±10℃，保温时间100～180分钟，本领域内的技术人员可以根据生产的需要对蒸煮条件和用料进行适当调整，以适应生产的需要，这对本领域内的技术人员来说是公知的常识；蒸煮后竹浆放料然后进行清洗、在除砂机中除砂，以除去泥沙、铁质等杂物，并通过浓缩机进行浓缩以符合工艺要求，可控制浓缩机出口浆浓如3～6％，当然，本领域内的技术人员可以根据生产的需要对除砂和浓缩的具体技术条件如除砂浆浓、除砂压力等进行适当的调整，以利于生产的进行。之后，为了确保竹浆的白度，应当对其进行漂白，使用氯碱化加次氯酸钠漂白的方法，对浓缩后的竹浆进行氯碱化处理和漂白，可在碱化塔和漂白机中进行，氯碱化时可采用向碱化塔中通以氯气，使用氯量为绝干浆量的0.1～2.3％，控制碱化后残氯0.02～0.9g/L，残碱10～100mg/L，在进行氯碱化过程中可以根据生产的需要，控制氯碱化的时间，并调整反应时的PH值，以保证氯碱化的正常进行，这些均是本领域的技术人员所公知的常识。而漂白则采用次氯酸钠进行漂白，漂白时含碱10～100mg/L，漂白温度为35～55℃，漂白时间20～100分钟；根据实际生产的要求适当调整次氯酸钠的用量，漂白时间、漂白压力等技术条件，这些也均为本领域的技术人员所公知的常识。漂白完毕，按照当前常规的生产方式进行洗料，并将洗后的竹浆经浓缩机处理至合适深度如浆浓为3.0～6.0％，然后送浆板机进行抄造，得到用于生产粘胶纤维的竹浆粕。
之后，利用得到的竹浆粕生产粘胶纤维，将其在浸渍桶中进行浸渍，采用两次浸渍两次压榨的方式，第一次浸渍之后利用压榨机进行第一次压榨，并采用粉碎机预粉碎以得到粗料，再进行第二次浸渍、第二次压榨并细粉碎得到细料，两次浸渍时要根据实际生产的需要调整温度和浆浓，如一次浸温50℃，一次浸浓240g/L，二次浸温49℃，二次浸浓176g/L；也可控制一次浸温49℃，一次浸浓239g/L，二次浸温49，二次浸浓177g/L，对于浸渍时工艺条件以及用料的调整，以保证生产的顺利进行和产品的质量，这些均是本领域的常规技术。之后对料在老成机中进行老成，在黄化机中对其进行黄化之后，通过研磨机进行研磨，然后将其溶解，再经过混合、过滤、脱泡、过滤，制得纺丝粘胶，控制粘胶内甲纤量6.0～13.5％，氢氧化钠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条件均为本技术领域内的技术人员所熟知的常规技术，本技术领域内技术人员可以根据生产的需要对各生产工序中的技术条件进行调整；之后在纺丝凝固浴的浴液为硫酸浓度100～150g/L的，硫酸钠浓度为280～350g/L，硫酸锌浓度为5～15g/L，凝固浴液的温度为45～55℃条件下在纺丝机上进行纺丝，并且为了提高纺丝的质量，可以根据生产的需要在凝固浴加入不同的助剂，以获得不同效果的粘胶纤维，这对本领域内的技术人员来说所熟知的常识；之后进行牵伸、后处理等步骤，这些步骤均为本领域内普通技术人员所熟知的，如在集束机按规定的倍数进行牵伸，并在精炼机中对其进行精炼、以及烘干、打包等后处理。
本发明中，各工序中所用料均为当前粘胶纤维生产中所用之料，均可从市场中得到；而在各工序中用到的设备，均采用当前粘胶纤维生产中所用的常规设备，并无特别之处。
由于竹材的茎杆主要由纤维素、半纤维素、木质素以及果胶、淀粉等组成。其中纤维素含量在40～50％左右，而多戊糖含量高达16～22％，竹浆纤维形态和物理、化学指标介于针叶和阔叶木纤维之间，但其又具有独特的结构，与木、草、竹、麻等纤维不同，并具有抗菌、防菌功效。在经过本发明的制备方法制备成粘胶纤维后，最大限度地保留了纤维内含有的抗菌物质，使生产的粘胶纤维无须进行药剂处理即具有抗菌、防菌功效，并且制备的粘胶纤维的水洗性和耐磨性较高，抗菌持久性长，同时具有滑爽、凉爽、细腻、光亮等优良的特性。
具体实施例方式
实施例一选取竹材经过切削、压溃除杂等处理以进行备料，然后将处理好的竹料经过蒸煮、除砂、浓缩、氯碱化、漂白、浓缩、抄造等工序后制得竹浆粕，再将竹浆粕经过一次浸渍、一次压榨、预粉碎、二次浸渍、二次压榨、细粉碎、老成、黄化、研磨、溶解、混合、过滤、脱泡、过滤、纺丝、牵仲、后处理、以及烘干、打包等工序后制得粘胶纤维；其中竹材备料竹材切削的规格为30mm；蒸煮采用碱性亚硫酸盐法蒸煮，用碱率以NaOH计，为绝干竹料的18％，硫化度5％，蒸煮助剂为十二烷基磺酸钠，用量为绝干竹料的0.8％，液比1∶2；将放有竹料和配好蒸煮液的蒸煮器先冷转8分钟，一次升温时间15分钟，蒸煮器内压力0.30±0.03Mpa，温度125℃，一次小放汽时间10分钟，使蒸煮器内余压为常压，二次升温时间25分钟，蒸煮器内压力0.50±0.03Mpa，二次小放汽时间15分钟，余压0.10±0.03Mpa，三次升温时间30分钟，压力0.75～0.78Mpa，温度181℃，保温时间180分钟，得到竹浆粘度550，甲纤96.8％；氯碱化用氯量为绝干浆的0.1％，碱化后残氯0.1g/L，碱化后残碱90mg/L；次氯酸钠漂白漂白含碱60mg/L，漂白温度为35℃，漂白时间50分钟；竹浆白度76％，甲纤94.5％，聚合度500；浸渍一次浸温50℃，一次浸浓240g/L；二次浸温49，二次浸浓176g/L；黄化二硫化碳加入量(相对碱纤维素重量)30％，黄化时间115分钟，初温28℃，终温31℃；
粘胶甲纤8.5％，氢氧化钠4.5％，粘度(落球法)23s，熟成度(10％NH4CI值)15ml；纺丝凝固浴硫酸浓度为100g/L，硫酸钠浓度为285g/L，硫酸锌浓度为11g/L，凝固浴液的温度为45℃；牵伸、集束总牵伸1.2倍，喷丝头牵伸0.4倍，纺丝盘牵伸0.25，二浴牵伸0.08；成品质量干断裂强度2.05cN/dtex，湿断裂强度1.33cN/dtex，干断裂伸长率21.1％，线密度偏差率十0.9％，长度偏差率-3％，超长纤维0.4％，倍长纤维3.8mg/100g，残硫量8.0mg/100g，疵点2.4mg/100g，油污黄纤维0.1mg/100g，干强变异系数19.51％，白度76.2％，合油率0.15％，回潮率11.5％，等级一等品。
实施例二制备步骤同实施例一，只是各工序生产条件为竹材备料竹材切削的规格为50mm；蒸煮采用碱性亚硫酸盐法蒸煮，用碱率以NaOH计，为绝干竹料的22％，硫化度10％，蒸煮助剂为十二烷基磺酸钠，用量为绝干竹料的1％，液比1∶3；将放有竹料和配好蒸煮液的蒸煮器先冷转10分钟，一次升温时间20分钟，蒸煮器内压力0.30±0.03Mpa，温度130℃，一次小放汽时间8分钟，使蒸煮器内余压为常压，二次升温时间30分钟，蒸煮器内压力0.50±0.03Mpa，二次小放汽时间13分钟，余压0.10±0.03Mpa，三次升温时间25分钟，压力0.75～0.78Mpa，温度170℃，保温时间140分钟，得到竹浆粘度560，甲纤96.0％；氯碱化用氯量为绝干浆的0.6％，碱化后残氯0.6g/L，碱化后残碱50mg/L；次氯酸钠漂白漂白含碱50mg/L，漂白温度为42℃，漂白时间30分钟；竹浆，白度75％。甲纤93.5％，聚合度510；浸渍一次浸温49℃，一次浸浓239g/L，二次浸温49℃，二次浸浓177g/L；黄化二硫化碳加入量(相对碱纤维素重量)30.5％，黄化时间110分钟，初温27℃，终温32℃；粘胶甲纤8.7％，氢氧化钠4.6％，粘度(落球法)20s，熟成度(10％NH4CI值)16ml；纺丝凝固浴硫酸浓度为135g/L，硫酸钠浓度为340g/L，硫酸锌浓度为14g/L，凝固浴液的温度为50℃；牵伸、集束总牵伸1.1倍，喷丝头牵伸0.38倍。纺丝盘牵伸0.26，二浴牵伸0.09；成品质量干断裂强度2.10cN/dtex，湿断裂强度1.32cN/dtex，干断裂伸长率19.1％，线密度偏差率十3％，长度偏差率十4％，超长纤维0.8％，倍长纤维2.8mg/100g，残硫量8.0mg/100g，疵点1.4mg/100g，油污黄纤维0.1mg/100g，干强变异系数17.51％，白度76.2％，合油率0.15％，回潮率11.0％，等级一等品。
实施例三制备步骤同实施例一，只是各工序生产条件为竹材备料竹材切削的规格为40mm；蒸煮采用碱性亚硫酸盐法蒸煮，用碱率以NaOH计，为绝干竹料的25％，硫化度33％，蒸煮助剂为十二烷基磺酸钠，用量为绝干竹料的3％，液比1∶4.5；将放有竹料和配好蒸煮液的蒸煮器先冷转12分钟，一次升温时间25分钟，蒸煮器内压力0.30±0.03Mpa，温度135℃，一次小放汽时间12分钟，使蒸煮器内余压为常压，二次升温时间35分钟，蒸煮器内压力0.50±0.03Mpa，二次小放汽时间17分钟，余压0.10±0.03Mpa，三次升温时间20分钟，压力0.75～0.78Mpa，温度161℃，保温时间100分钟，得到竹浆粘度540，甲纤94.0％；氯碱化用氯量为绝干浆的2.3％，碱化后残氯0.9g/L，碱化后残碱30mg/L；次氯酸钠漂白漂白含碱20mg/L，漂白温度为53℃，漂白时间30分钟；竹浆，白度72％，甲纤92.5％，聚合度500；浸渍一次浸温52℃，一次浸浓235g/L，二次浸温48℃，二次浸浓181g/L；
黄化二硫化碳加入量(相对碱纤维素重量)32％，黄化时间85分钟，初温25℃，终温30℃；粘胶甲纤8.3％，氢氧化钠4.9％，粘度(落球法)21s，熟成度(10％NH4CI值)17.5ml；纺丝凝固浴硫酸浓度为115g/L，硫酸钠浓度为310g/L，硫酸锌浓度为7g/L，凝固浴液的温度为52℃；牵伸、集束总牵伸1.0倍，喷丝头牵伸0.48倍。纺丝盘牵伸0.29，二浴牵伸0.08；成品质量干断裂强度2.0cN/dtex，湿断裂强度1.3cN/dtex，干断裂伸长率18.5％，线密度偏差率十2.1％，长度偏差率十4.2％，超长纤维0.9％，倍长纤维2.7mg/100g，残硫量8.2omg/100g，疵点1.7mg/100g，油污黄纤维0.13mg/100g，干强变异系数18.23％，白度75.8％，合油率0.13％，回潮率11.2％，等级一等品。
权利要求
1.利用竹材生产粘胶纤维的方法，为采用竹材为原料经过包括备料、蒸煮、除砂、浓缩、氯碱化、漂白、浓缩、抄造等步骤后制得竹浆粕，再利用竹浆粕制备粘胶纤维，其特征在于蒸煮采用碱性亚硫酸盐法蒸煮，以NaOH计为绝干竹料量的18～25％，硫化度5～35％，蒸煮助剂为十二烷基磺酸钠，用量为绝干竹料量的0.01～3％，液比为1∶2～4.5的条件下在蒸煮器中采用三次升温进行蒸煮制浆，即蒸煮时将蒸煮器先冷转8～12分钟，一次升温时间20±5分钟，压力0.30±0.03Mpa，一次小放汽时间10±2分钟，蒸煮器内余压为常压，二次升温时间30±5分钟，压力0.50±0.03Mpa，二次小放汽时间15±2分钟，蒸煮器内余压0.10±0.03Mpa，三次升温时间25±5分钟，压力0.75～0.78Mpa，温度171±10℃，保温时间100～180分钟。
2.如权利要求1所述的利用竹材生产粘胶纤维的方法，其特征在于所述的氯碱化时用氯量为绝干竹浆的0.1～2.3％，碱化后残氯0.02～0.9g/L，残碱10～100mg/L。
3.如权利要求1所述的利用竹材生产粘胶纤维的方法，其特征在于所述漂白采用次氯酸钠，漂白含碱10～100mg/L，漂白温度为35～55℃，漂白时间20～100分钟。
4.如权利要求1所述的利用竹材生产粘胶纤维的方法，其特征在于所述的利用竹浆粕制备粘胶纤维包括浸渍和压榨、老成、黄化、研磨、溶解、混合、过滤、脱泡、过滤、纺丝、牵伸、后处理等步骤，其中所述浸渍和压榨包括一次浸渍、一次压榨、预粉碎、二次浸渍、二次压榨、细粉碎。
5.如权利要求4所述的利用竹材生产粘胶纤维的方法，其特征在于纺丝时的纺丝凝固浴的浴液为硫酸浓度100～150g/L的，硫酸钠浓度为280～350g/L，硫酸锌浓度为5～15g/L，凝固浴液的温度为45～55℃。
全文摘要
本发明公开了一种利用竹材生产粘胶纤维的方法，为采用竹材为原料经过包括备料、蒸煮、除砂、浓缩、氯碱化、漂白、浓缩、抄造等步骤后制得竹浆粕，再利用竹浆粕经过浸渍和压榨、老成、黄化、研磨、溶解、混合、过滤、脱泡、过滤、纺丝、牵仲、后处理等步骤制备粘胶纤维。该方法在生产粘胶纤维的过程中最大限度地保留了纤维内含有的抗菌物质，使生产的粘胶纤维无须进行药剂处理即具有抗菌、防菌功效，并且制备的粘胶纤维的水洗性和耐磨性较高，抗菌持久性长，同时具有滑爽、凉爽、细腻、光亮等优良的特性。
文档编号D01F2/00GK101046003SQ20071001416
公开日2007年10月3日 申请日期2007年4月6日 优先权日2007年4月6日
发明者田素峰, 刘建华, 王东 申请人:山东海龙股份有限公司