一种竹原纤维的制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种快速地从竹子中提取竹原纤维素的方法，并且上述竹原纤维完全满足纺织要求。本发明的竹原纤维的制备方法，属于纺织领域。本发明的竹原纤维的制备方法包括以下步骤：制竹片-蒸煮竹片-压碎分解-蒸煮竹丝-生物酶脱胶-后处理。本发明的竹原纤维制备方法简易、流程短、无污染，环保、能耗低，具有明显的经济效益。
【专利说明】一种竹原纤维的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种植物纤维制作成可纺纤维的方法，具体的是竹原纤维的制备方 法，属于纺织领域。
【背景技术】
[0002] 竹纤维是从自然生长的竹子中提取出的一种纤维素纤维，是继棉、麻、毛、丝之后 的第五大天然纤维。竹纤维具有良好的透气性、瞬间吸水性较、较强的耐磨性和良好的染色 性等特性，同时又具有天然抗菌、抑菌、除螨、防臭和抗紫外线功能。对竹纤维的开发利用已 经成为一个研究课题。
[0003] 竹原纤维的化学成分主要是纤维素、半纤维素和木质素，三者同为高聚糖，总量占 纤维干重量的90%以上，其次为蛋白质、脂肪、果胶、单宁、色素、灰分等。由于竹龄的不同， 其纤维素含量也不同，如毛竹嫩竹为75%、1年生为65%、3年生为58%。竹纤维中半纤维素 含量一般为14%~25%，毛竹平均含量为22. 7%，并且随着竹龄的增加，其含量也有所下降，如 2年生长竹24. 9%，4年生23. 6%。
[0004] 经扫描电子显微镜观察，竹原纤维纵向有横节，粗细分布不均匀，纤维表面有无数 细微凹槽、横向为不规则的椭圆形等，内有中腔，横截面上布满了大大小小的空隙，且边缘 有裂纹，与苎麻纤维的截面很相似。竹纤维纱线用于服装面料、凉席、床单、窗帘、围巾等，如 采用与维纶混纺的方法可生产轻薄服装面料。与棉、毛、麻、娟及化学纤维进行混纺，用于机 织和针织面料。竹原纤维含量30%以下的竹棉纱线更适合内衣、袜子，还可以用于制作医疗 护理用品。同时竹纤维的资源广泛性和可利用性，竹子的生长周期短，能够替代棉花，木材 等资源，实现可持续利用。竹纤维制成的产品可在土壤中自然降解，分解后对环境无污染， 是一种天然的、绿色的、环保型的纺织原料。由于制成的产品不需要任何人工合成的抗菌 齐U，这样不会引起皮肤过敏现象。竹原纤维经染色后色彩鲜艳、光泽亮丽，有独特的回弹性 能。
[0005] 但是，竹原料必须经过脱胶细化后才能变成竹纤维，完全脱胶后起纤维细度为 0. 05tex，其长度不足5mm，不能在环锭纺纱机上加工。因此，在纤维制备时不能将胶全部脱 完，需要用余胶使竹纤维相互连接，制成需要的竹纤维束。在竹原纤维的加工中，存在细度 与长度之间的矛盾，需要获得一定细度的竹纤维，纤维的长度达不到要求；而纤维长度达到 要求时，纤维细度又不满足。目前，对竹原纤维的细化方法有超声细化、生物酶细化剂机械 轧压和牵伸细化。超声波细化可缩短竹原纤维的脱胶时间。但作用比较弱。生物酶对竹原 纤维有一定作用，但目前还没有专用的竹纤维脱胶的纤维酶。机械轧压可以保证竹原纤维 的均匀度，但机械牵伸的结果不稳定。
【发明内容】
[0006] 本发明提供一种快速除去竹子中半纤维素和木质素的方法，并且制得的竹原纤维 完全可以满足纺织技术要求，其主要通过以下技术方案加以实现的。
[0007] 1、制竹片，首先将竹子截断竹节并剖成竹片，竹片的长度根据需要而定； 2、 蒸煮竹片； 3、 压碎得竹丝：将竹片取出压碎成细丝； 4、 蒸煮竹丝：将竹丝再放入压力锅内蒸煮，去除部分果胶、半纤维素、木质素； 5、 酸性条件下生物酶脱胶：将上述处理过的竹丝放入含有生物酶的溶液中脱胶，在酸 性和一定温度下进行脱胶，以获得竹子中的纤维素纤维； 6、 后处理：把经酶分解后的竹纤维用分丝机剖出其中竹原纤维后，经清洗、漂白、柔软、 开松梳理即得竹原纤维。
[0008] 其中，将原竹通过整形按竹节长度定尺裁剪，再将裁剪好的竹节至于压力容器 内，用过蒸汽除去原竹中的木质素、果胶等杂质，制取竹粗纤维，其中蒸煮竹片的压力为 l~2MPa，蒸煮时间为2~3h。
[0009] 其中，上述压碎，采用竹片重量的30~50倍的碾辊压碎。
[0010] 其中，上述蒸煮竹丝，采用压力为3~4MPa的过热蒸汽，供热蒸汽量为2~3 m3/kg *h 进行蒸煮竹丝l~2h。
[0011] 其中，采用生物酶水溶液并在酸性和一定温度条件下进行脱胶以除去竹丝中半纤 维素、木质素和果胶等物质。
[0012] 其中，脱胶 PH 为 3. 0~6. 0，优选 PH 为 4. 0~5. 0。
[0013] 其中，加入的烯酸为质量分数为1~5%的盐酸、质量分数为5~10%的H20 2或质量分 数为2~5%的稀硝酸中一种或两种烯酸混合 其中，生物酶由果胶酶、木质素酶和小麦酶组成，生物酶中各组分的重量比为果胶酶： 木质素酶：小麦酶=1~3:2~7:5~8。
[0014] 优选的，生物酶中各组分的重量比为果胶酶：木质素酶：小麦酶=1:4:7。
[0015] 其中，生物酶的浓度1~5%，即生物酶的重量占水、生物酶、竹丝、酸总重量的比例。
[0016] 其中，生物酶脱胶时间为0. 5~2h，优选脱胶时间为0. 5~1. 2h。
[0017] 其中，生物酶脱胶的温度为50~90°C，优选脱胶温度为50~75°C。
[0018] 本发明的技术方案在混合生物酶在上述酸性、脱胶温度、脱胶时间下，生物酶逐渐 吸收竹粗纤维中的木质素、果胶残余量以及糖和脂肪。并且经过酶和上述温度作用后，竹纤 维逐渐软化，再利用分丝机（MZJ-369圆盘分丝机）就可以很好地剖丝。用水冲洗，使大部 分的木质素、果胶等杂质与竹纤维很好地分离。其中，用分丝机对纤维化的竹粗纤维进行碾 压分丝，同时用水冲洗，使大部分的木质素、果胶等杂质与竹纤维中的纤维分离。
[0019] 最后进行后处理程序，将碾压分丝并冲洗净的竹纤维再放入水中，加入漂白粉在 30~50°C温度下漂洗使原竹粗纤维中纤维进一步软化漂白，最后开松梳理即可获得纺织用 的竹原纤维。
[0020] 其中，本发明制得的竹原纤维的韧性和柔软度完全符合纺织，不需要额外加入纤 维增强剂或乳化剂。
[0021] 本发明的优点 本发明制得竹原纤维的细度和长度、柔韧性都能够满足纺织要求，在其中加入生物酶 在酸性条件下脱胶，脱胶效果好，竹原纤维的柔软度很好。通过对竹纤维性能测试，发现竹 纤维具有靓丽光泽，强力高。本发明方案制得的竹原纤维不需要加入纤维增强剂和乳化剂 即可满足纺织条件。同时本发明方法流程短、能耗少，无污染，具有明显的经济效益。
[0022] 以下通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步描述，其中涉及的参数和设备 不应作为本发明的限制，本领域技术人员在知晓本发明的技术方案后所作的改变或置换都 应属于本发明的保护范围。
【具体实施方式】
[0023] 将原竹通过一定长度裁剪，根据需要剖成一定宽度和长度的竹片放置于压力器 内，在l~2MPa条件下蒸煮2~3h后，取出竹片；采用竹片重量的30~50倍的碾辊压碎竹片成 竹丝，再用过热蒸汽中除去原竹中木质素、果胶等杂质，以制得竹粗纤维。再用含有生物酶 (果胶酶、木质素酶和小麦酶）在酸性条件与竹粗纤维一起进行浸泡1~2小时后，其中通过 加酸调节溶液的PH值为3. 0~6. 0,并加热进行脱胶。再用分丝机对软化后的竹粗纤维进行 分丝，最后进行水冲洗，漂白即得竹原纤维。
[0024] 实施例 表1不同竹子制得竹原纤维的具体参数
【权利要求】
1. 一种竹原纤维的制备方法，其包括以下步骤：制竹片-蒸煮竹片-压碎-蒸煮竹 丝-在酸性条件下生物酶脱胶-后处理，其特征在于：所述蒸煮竹片时间为2~3h，其中蒸煮 竹片的压力为1~2MPa，所述蒸煮竹丝的过热蒸汽的压力为3~4MPa，所述过热蒸汽的量为 3~4m3/kg?h，蒸煮竹丝时间为l~2h，所述酸性条件下生物酶脱胶，其Ph值为3. 0~6. 0,所 述生物酶为果胶酶、木质素酶和小麦酶，其中生物酶的重量比为果胶酶：木质素酶：小麦酶 =1~3:2~7:5~8，所述生物酶的浓度为1~5%，其中脱胶的温度为50~90°C，脱胶时间为l~2h， 所述后处理包括竹纤维清洗、漂白、柔软、开松梳理。
2. 根据权利要求1所述的一种竹原纤维的制备方法，其特征在于：所述压碎，采用竹片 重量的30~50倍的碾锟压碎。
3. 根据权利要求1所述的一种竹原纤维的制备方法，其特征在于：所述生物酶的浓度 为 2~3%。
4. 根据权利要求1所述的一种竹原纤维的制备方法，其特征在于：所述生物酶中果胶 酶：木质素酶：小麦酶=1:4:7。
5. 根据权利要求1所述的一种竹原纤维的制备方法，其特征在于：所述脱胶PH为 4. 0?5. 0 〇
6. 根据权利要求1所述的一种竹原纤维的制备方法，其特征在于：所述脱胶时间为 1-1. 2h〇
7. 根据权利要求1所述的一种竹原纤维的制备方法，其特征在于：所述脱胶温度为 50~75。。。
【文档编号】D01C1/00GK104514035SQ201410755446
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2014年12月11日 优先权日:2014年12月11日
【发明者】张明 申请人:青岛佰众化工技术有限公司