本发明涉及竹制品的技术领域。
背景技术：
现有技术中竹纤维的制备多通过加入化学或生物试剂的方法，制备的过程步骤复杂、周期长，同时制备中会损害竹纤维的结构，难以得到均匀的、结构完整的、力学性能优异的竹纤维丝，而之所以多通过加入化学或生物试剂的方式，是因难以设计出合适的物理制备过程和参数，使其在无化学或生物试剂添加的情况下，直接将原竹分裂成丝，在现有的一些通过物理方式制备竹纤维的尝试中，需要先将原竹进行软化或蒸煮，再破分为丝片状的方式，这种方式对原竹的品质有明显的损伤，同时其软化的过程难以有统一的、稳定的控制，产出率低且不稳定，并且按其得到的竹纤维若无后期的进一步处理，通常分离不彻底，彼此间存在明显粘连，无法直接使用，如中国专利申请cn102560695a中公开了一种天然竹纤维的物理制备方法，其所述物理制备方法需先经滚压分片，其后浸泡软化，其后高温高压蒸煮、水洗、滚压分丝等操作，其在通过9h的水浸泡软化、高温高压蒸煮后才能进行滚压分丝等操作，水浸泡的过程对原竹的品质有损伤，并且是一个难以控制，资源消耗明显的步骤，该工艺在仅通过浸泡软化、高温高压蒸煮、水洗、滚压分丝后得到的中间品还为明显的板片状，在二次高温高压、水洗、震荡分丝等步骤后，才能得到丝状竹纤维。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种过程中不需使用化学、生物试剂，周期短，步骤简单，得到的竹纤维结构完整、力学性能优异，制备中可同时得到多种产品的原竹综合利用方法。
本发明的技术方案如下：
一种原竹综合利用方法，其包括以下过程：将三年内生原竹破开、去除内外皮及竹节后，经20~90t的压力进行一到多次辊压，其后分丝得到竹纤维初分丝。
优选可使用两次辊压，初压和重压，其中初压压力为20~50t，以彻底破坏掉外壳，重压压力为50~90t，以破坏除纤维外的果胶及多糖成分，分离内纤维。
原竹优选为三年以内生的黄竹、麻竹和慈竹。
在原竹进行破开的步骤前，可优选包括清洁整理的过程，为将原竹中有明显弯曲、腐烂的个体清理出去，其后进行清水冲洗、晾干。
所述破竹为将原竹破开分为两半的过程，可借助如自动破竹机等设备完成。
去除内外皮及竹节的过程优选同时进行，并分别收集，如在压竹机的两组滚轮的上、下部各安装一组旋转刀，上刀去外皮，下刀进行打节、去内皮，并附加内、外皮收集器，分别进行收集。
从本发明的一个对比实施例（实施例9）中可以看出，常规竹纤维制备过程，即现有技术中辊压压力在5t以下，只能在原竹经过充分的软化和其它结构（如多糖、果胶等成分）破坏后，才能将其分裂为板状丝网。
本发明的技术方案中辊压压力达到20~90t，通过力化学作用，在压裂原竹的过程中，同时破坏了纤维间的果胶及多糖成分的相互连接，使辊压后的中间物经分丝，即可得到未整理的原竹的粗纤维，即本发明所述的竹纤维初分丝。
进一步的，将所述竹纤维初分丝经开松、精梳、分选、干燥，得到竹原粗纤维。
该方案中所述开松主要是指借助如钉板开松机等开松设备将丝束状的竹纤维初分丝整理为单丝的过程，所述精梳主要是指借助如精梳机等精梳设备将纤维中的杂质、粗短纤维等排除的过程，所述分选主要是指进一步将纤维中含有的竹节、粗短纤维和其它杂质通过人工或机械的方式进行筛分，经此步骤后，将纤维置于阳光下或烘房或干燥器中进行干燥，使竹纤维中含水量低于10%，其后可进一步除去粉尘等杂质，即得到可直接使用的竹原粗纤维。
进一步的，将所述竹纤维初分丝在0.4~1.2mpa下于130~170℃下加盖蒸煮1~2.5h，其后辊压，其后经开松、精梳、分选、干燥，得到竹原半纺纤维。
经基础技术方案得到的竹纤维初分丝为粗纤维，竹纤维间的果胶及多糖成分已得到充分的破坏，但在纤维表面仍有细微绒毛，光泽性及手感相对较差，在该进一步的方案中，压力作用下，竹原粗纤维得到了软化；温度作用下，竹纤维间的已断链的果胶及多糖残余成分等得到了充分碳化，同时纤维得到充分软化，具有杀菌、防臭作用的竹蜫充分释放，发明人的研究表明，在不使用化学试剂，且不在该温度下碳化的竹纤维中螨虫和竹蛀虫普遍存在，而在该温度下碳化的竹原纤维在2~4h内其存在的螨虫和竹蛀虫能够完全被杀死；其后的辊压可优选分为初压和重压两次，压力值优选为10~15t，其作用包括挤除水分、分离碳化物、提高开松效果等，使得粗纤维的细度、光泽性、均匀性等进一步得到了提升，残留非纤维成分得到充分的脱除。
其更进一步优选的是，在所述精梳的步骤之后，所述分选的步骤之前还包括超声波清洗的过程，即利用超声波清洗器对精梳后的竹原纤维进行异味去除、微小杂质脱除等。
进一步的，将所述竹纤维初分丝在0.4~1.2mpa下于130~170℃下加盖蒸煮1~2.5h，其后或同时使用超声波震荡，其后再次辊压，其后经开松、精梳、分选、干燥，得到竹原精纺纤维。
该进一步的方案中，超声波震荡可起到振松、分离等作用，达到松丝、软化纤维、分离碳化物的目的。
其更进一步的优选是，在所述精梳的步骤之后，所述分选的步骤之前还包括超声波清洗的过程。
上述多个进一步的方案中，超声波震荡的频率优选为28khz~2mhz，每次震荡时间优选为30~60min，实际操作中可在此范围内根据竹子的生长时间进行调整。
进一步的，收集所述一到多次辊压中产生的原竹汁液，即得到竹沥原液。
更进一步的，将所述竹沥原液进行浓缩加工，即得到竹沥膏。
或更进一步的，将所述竹沥原液进行发酵，即得到竹醋或食品、化妆品、医药、生物农药用竹发酵添加物。
进一步的，收集原竹破开及内外皮去除过程中的竹内皮及竹节，将其粉碎后发酵，得到土壤改良剂、消臭剂、植物生产调节剂用添加物。
进一步的，收集内外皮去除过程中的竹外皮，将其制为外伤用药。
该方案中，竹外皮即竹青，可通过清洁、晾晒等过程，与其他药物组合为外伤用药。
本发明的另外的一些方案可为包括或仅包括上述基础方案及其进一步或更进一步的方案的不同组合。
本发明具备以下有益效果：
（1）本发明的原竹综合利用方法对原竹进行了综合的利用，在工艺过程中，可同时得到多种竹原纤维，如竹原粗纺、半纺、精纺纤维，及附加产品，如竹沥原液及其进一步的加工品竹沥膏、竹醋；竹内皮及其进一步的加工品如土壤改良剂、消臭剂的添加剂；竹外皮及其进一步的加工品如外伤用药；
（2）本发明制备竹原纤维的过程中，全部使用物理方法，无化学、生物试剂添加，通过力化学作用，仅依靠辊压即可实现竹纤维间的分离及非纤维成分（如果胶、多糖等）的破除，所选辊压压力在充分破坏非纤维成分链接的同时对纤维结构不产生影响，使得到的竹原纤维纤维结构完整，力学性能优异；
（3）本发明过程可控性好，得到的产品性能均一性良好；
（4）本发明工艺过程简单，量产成本低；
（5）本发明得到的竹原纤维均匀性良好，产品品质稳定；
（6）本发明资源利用率高，资源消耗率低，绿色环保。
具体实施方式
实例1
竹原粗纤维的制备过程：
（1）使用四川省辖区内三年以内生黄竹、麻竹和慈竹为原料；
（2）将原竹中不直的清理出来，然后用清水冲洗干净，晾干；
（3）使用自动破竹机将晾干后的原竹破开分成两块；
（4）在压竹机两组滚轮的上、下部各安装一组旋转刀，在破开后的原竹经压竹机时，上刀去外皮，下刀打节去内皮，分别收集在附加的内、外皮收集分离器中；
（5）采用复合辊压法制备长竹纤维的方法，通过调节压轮间的间距和压力，对原竹进行初压和重压，压力按原竹品种进行选择，初压压力为20~50t，辊压过程中可观察到原竹的外皮、外壳部分经初压后被破除，其后重压，重压压力为50~90t，将重压后的丝束状产品进行红外光谱等测试，可知纤维间的多糖及果胶成分被充分破坏，而纤维本身的完整性得以维持；经重压后的中间产品传送入滚压分丝机中，分丝后得到竹纤维初分丝；
（6）采用钉板开松机将竹纤维初分丝进行开松处理，其后用精梳机进一步把竹纤维细化梳制；
（7）将精梳后的竹纤维中的竹节、太粗的竹纤维和其它杂质等用人工方式或机械方式或气流方式筛分，即分选过程；
（8）将分选后的竹纤维置于阳光下或烘房或干燥器进行干燥，使竹纤维中含水量低于10%，然后除去粉尘等杂质，即得到竹原粗纤维；
（9）将经步骤（8）将竹原粗纤维成品检验后压力打包，即可销售。
实施例2
竹原半纺纤维的制备过程：
（1）使用四川省辖区内三年以内生黄竹为原料；
（2）将原竹中不直的清理出来，然后用清水冲洗干净，晾干；
（3）使用自动破竹机将晾干后的原竹破开分成两块；
（4）在破开后的原竹经压竹机时，除去内、外皮及竹节，分别收集在附加的内、外皮收集分离器中；
（5）对原竹进行初压和重压，初压压力为40t，辊压过程中可观察到原竹的外皮、外壳部分经初压后被破除，其后重压，重压压力为80t，将重压后的丝束状产品进行红外光谱等测试，可知纤维间的多糖及果胶成分被充分破坏，而纤维本身的完整性得以维持；经重压后的中间产品传送入滚压分丝机中，分丝后得到竹纤维初分丝；
（6）将竹纤维初分丝在0.4mpa下于130℃下加盖蒸煮2.5h，将蒸煮后的竹纤维初分丝进行测试发现，其表面多糖、果胶的残留物等基本完全碳化，纤维表面及内部不含有螨虫、竹蛀虫等害虫及细菌、真菌等微生物；
（7）将蒸煮后的竹纤维再次进行10t的初压、15t的重压，分丝，达到脱水和再次松丝目的；
（8）采用钉板开松机进行开松，其后采用精梳机进一步细化梳制；
（9）对精梳后的竹纤维进行分选；
（10）将分选后的竹纤维进行干燥，至竹纤维中含水量低于10%，然后除去粉尘等杂质；
（11）打包入库。
实施例3
竹原精纺纤维的制备过程：
（1）使用四川省辖区内三年以内生麻竹为原料；
（2）将原竹中不直的清理出来，然后用清水冲洗干净，晾干；
（3）使用自动破竹机将晾干后的原竹破开分成两块；
（4）在破开后的原竹经压竹机时，除去内、外皮及竹节，分别收集在附加的内、外皮收集分离器中；
（5）对原竹进行初压和重压，初压压力为30t，辊压过程中可观察到原竹的外皮、外壳部分经初压后被破除，其后重压，重压压力为70t，将重压后的丝束状产品进行红外光谱等测试，可知纤维间的多糖及果胶成分被充分破坏，而纤维本身的完整性得以维持；经重压后的中间产品传送入滚压分丝机中，分丝后得到竹纤维初分丝；
（6）将竹纤维初分丝在1.2mpa下于170℃下加盖蒸煮1h；将蒸煮后的竹纤维初分丝进行测试发现，其表面多糖、果胶的残留物等基本完全碳化，纤维表面及内部不含有螨虫、竹蛀虫等害虫及细菌、真菌等微生物；
（7）使用频率为28khz~2mhz的超声波对蒸煮后的竹纤维进行震荡，每次震荡30~60min，震荡2~3次；将超声波震荡后的竹纤维进行测试发现，其表面残留的碳化物已基本完全脱除；竹纤维细度及松软度有明显提升；
（8）将超声震荡后的竹纤维再次进行15t的辊压，分丝，达到脱水和再次松丝目的；
（9）采用钉板开松机进行开松，其后采用精梳机进一步细化梳制；
（10）对精梳后的竹纤维进行分选；
（11）将分选后的竹纤维进行干燥，至竹纤维中含水量低于10%，然后除去粉尘等杂质；
（12）打包入库。
实施例4
竹原精纺纤维的制备过程：
（1）使用四川省辖区内三年以内生黄竹为原料；
（2）将原竹中不直的清理出来，然后用清水冲洗干净，晾干；
（3）使用自动破竹机将晾干后的原竹破开分成两块；
（4）在破开后的原竹经压竹机时，除去内、外皮及竹节，分别收集在附加的内、外皮收集分离器中；
（5）对原竹进行初压和重压，初压压力为30t，辊压过程中可观察到原竹的外皮、外壳部分经初压后被破除，其后重压，重压压力为80t，将重压后的丝束状产品进行红外光谱等测试，可知纤维间的多糖及果胶成分被充分破坏，而纤维本身的完整性得以维持；经重压后的中间产品传送入滚压分丝机中，分丝后得到竹纤维初分丝；
（6）将竹纤维初分丝在碳化炉内于1.2mpa下于170℃下加盖蒸煮1h，同时碳化炉内装有超声波转换器，对蒸煮中的竹纤维初分丝进行超声震荡，超声波频率为28khz~2mhz，每次震荡时间为30~60min，超声波功率为2~8kw，在碳化炉内冲击波所产生的压力变化在0.3~0.5mpa；将蒸煮、震荡后的竹纤维初分丝进行测试发现，其表面完全不存在多糖、果胶的残留物及碳化物，纤维表面及内部不含有螨虫、竹蛀虫等害虫及细菌、真菌等微生物，竹纤维细度及松软度有明显提升；
（7）将经步骤（6）后的竹纤维再次进行15t的辊压，分丝，达到脱水和再次松丝目的；
（8）采用钉板开松机进行开松，其后采用精梳机进一步细化梳制；
（9）对精梳后的竹纤维进行分选；
（10）将分选后的竹纤维进行干燥，至竹纤维中含水量低于10%，然后除去粉尘等杂质；
（11）打包入库。
实例5
竹沥及竹沥膏的制备过程：
（1）使用四川省辖区内三年以内生慈竹为原料；
（2）将原竹中不直的清理出来，然后用清水冲洗干净，晾干；
（3）使用自动破竹机将晾干后的原竹破开分成两块；
（4）在破开后的原竹经压竹机时，除去内、外皮及竹节，分别收集在附加的内、外皮收集分离器中；
（5）对原竹进行辊压，同时在辊压设备上增添竹沥收集装置，辊压压力为90t，辊压后的中间产品进行红外光谱等测试可知纤维间的多糖及果胶成分被充分破坏，而纤维本身的完整性得以维持；辊压过程中原竹各部分产生汁液，集于竹沥收集装置中；
（6）将经辊压后的原竹中间产品传送入滚压分丝机中，分丝后得到竹纤维初分丝；
（7）将竹沥收集装置中的液体进行过滤，即得到竹沥原液；
（8）将竹沥原液浓缩，即得到竹沥膏；
（9）将成品检验后密封保存即可。
实例6
竹醋及竹汁发酵物的制备过程：
（1）使用四川省辖区内三年以内生慈竹为原料；
（2）将原竹中不直的清理出来，然后用清水冲洗干净，晾干；
（3）使用自动破竹机将晾干后的原竹破开分成两块；
（4）在破开后的原竹经压竹机时，除去内、外皮及竹节，分别收集在附加的内、外皮收集分离器中；
（5）对原竹进行辊压，同时在辊压设备上增添竹沥收集装置，辊压压力为初压20t，重压60t，重压后的中间产品进行红外光谱等测试可知纤维间的多糖及果胶成分被充分破坏，而纤维本身的完整性得以维持；辊压过程中原竹各部分产生汁液，集于竹沥收集装置中；
（6）将经辊压后的原竹中间产品传送入滚压分丝机中，分丝后得到竹纤维初分丝；
（7）将竹沥收集装置中的液体进行过滤，即得到竹沥原液；
（8）将竹沥原液存放于一定的温度中进行氧化，经过一定周期即得到竹醋或竹汁的发酵物；
（9）将竹汁发酵物添加于护肤品、饮料、生物药品、生物农药等产品中，即得到含竹汁发酵物的对应产品。
实例7
竹内皮的应用
（1）从内外皮收集器中用人工方式或机械方式或气流方式筛分出竹内皮；
（2）将竹内皮、竹结粉碎、过滤，将粉碎过程中产生的汁液及粉碎物存放于一定的温度环境中进行氧化，经过不同时间周期发酵；
（3）将发酵产物添加于土壤改良剂、消臭剂、植物生产调节剂中即可。
实施例8
竹外皮的应用
（1）从内外皮收集器中用人工方式或机械方式或气流方式筛分出竹外皮；
（2）将外皮进行粉碎、清洗、晾晒，制得外伤用药，具有具有止血、杀菌的功效。
实施例9
对比实施例
（1）使用四川省辖区内三年以内生黄竹、麻竹和慈竹为原料；
（2）将原竹中不直的清理出来，然后用清水冲洗干净，晾干；
（3）使用自动破竹机将晾干后的原竹破开分成两块；
（4）在压竹机两组滚轮的上、下部各安装一组旋转刀，在破开后的原竹经压竹机时，上刀去外皮，下刀打节去内皮，分别收集在附加的内、外皮收集分离器中；
（5）采用复合辊压法制备长竹纤维的方法，通过调节压轮间的间距和压力，对原竹进行初压和重压，初压压力为2t，其后重压，重压压力为5t，可观察到辊压后的原竹出现破裂，呈紧密的丝状板条，将其经红外光谱等测试，可知其纤维间的多糖及果胶成分含量较原竹未出现明显变化，得到的产品无法顺利进行分丝。
实施例10
对比实施例
（1）使用四川省辖区内三年以内生黄竹、麻竹和慈竹为原料；
（2）将原竹中不直的清理出来，然后用清水冲洗干净，晾干；
（3）使用自动破竹机将晾干后的原竹破开分成两块；
（4）在压竹机两组滚轮的上、下部各安装一组旋转刀，在破开后的原竹经压竹机时，上刀去外皮，下刀打节去内皮，分别收集在附加的内、外皮收集分离器中；
（5）采用复合辊压法制备长竹纤维的方法，通过调节压轮间的间距和压力，对原竹进行初压和重压，初压压力为18t，其后重压，重压压力为40t，可观察到辊压后的原竹出现破裂，呈紧密的丝状板条，将其经红外光谱等测试，可知其纤维间的多糖及果胶成分含量较原竹仍未出现明显变化，将其进一步进行分丝、开松、精梳、分选、干燥，得到的产品表面粗糙，单支直径较大，无法直接使用。