原毛洗净的制作方法

专利名称：原毛洗净的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种改进的洗毛方法及实施洗毛的设备。
背景技术：
毛是纺织加工使用的最重要动物纤维之一。毛因其卓越的手感、吸湿、强度及悬垂性等天然特性而被认为优于其他纤维。原毛在供纺织加工或其他用途使用之前必须经过多道处理过程。
取自绵羊或其他动物的原毛包含许多被毛加工者视为杂质的成分，这些杂质在使用前必须基本上完全从原毛中除掉。杂质的种类和数量随动物的品种、营养、环境及毛在动物身体上的部位不同而有所不同。主要的杂质是被称作毛脂的可溶于溶剂的部分、蛋白质、水溶性部分(主要是汗盐，统称为脂汗)、污垢以及来自牧场的刺果及草籽等形式的植物性物质。依动物情况不同，粗梳回毛可含高达30％(重量)的杂质，因此，使用前对原毛进行处理是重要的步骤。
原毛准备的第一道过程包括除杂，该过程称作洗毛。
在传统的洗毛中，原毛上的杂质，主要是毛脂、污垢、脂汗及蛋白质，在水和洗涤剂的作用下被从毛纤维上洗掉。这些杂质依然存在于废水中，或呈乳液或悬浮液(毛脂、污垢、蛋白质)，或呈溶液形式(脂汗)。对这种废水进行提取可生产出含洗涤剂及脂汗等杂质的脂，被称作毛脂。传统的洗毛方法包括多遍处理，要加入各种洗涤剂并消耗大量的水。典型的洗毛装置每天可消耗多达50万升的水。除了需要大量水之外，还带来必须处理这些废水以免给环境带来过度污染的问题。废水处理问题包括进一步的花费，而随着对环境排放的控制日益严格，就要求先进行某种形式的处理再排放到环境中。
原毛中存在的其他杂质包括除草剂和杀虫剂，它们需要特殊的处理才能从传统洗毛所产生的废水中除去。洗毛成本的任何增加一般都要转嫁到消费者身上，从而使毛相对于相同行业中使用的其他与之竞争的纤维，包括人造纤维，在价格上的上涨。
发明人已开发出一种洗毛方法，该方法所需要的水消耗量与目前使用的各种方法相比有大幅度降低，该方法包括加工出洁净毛的有效工具。

发明内容
本发明的第一方面包括由以下步骤组成的洗毛方法(a)对原毛进行处理，使原毛中存在的脂类杂质至少发生部分液化；(b)在原毛中加入一种能吸收毛中已液化的脂类杂质的物质，步骤(a)与(b)可按任意顺序实施；(c)将原毛与该吸脂物质混合，使要求数量的液化脂类杂质吸收到该物质中；以及(d)将吸收了脂的物质从原毛中分离出来。
本发明的第二方面包括一种洗毛设备，它包括(a)使原毛中存在的脂类杂质至少发生部分液化的处理工具；(b)适合接受原毛和能吸收毛中存在的液化脂杂质的物质的容器；(c)使原毛与上述吸脂物质在该容器中实现混合的工具；以及(d)将吸收了脂的物质从原毛中分离出来的工具，其中当原毛置于该容器中时，该处理工具使脂类杂质发生至少部分液化，继而，容器中的原毛与吸脂物质在混合工具的作用下实现混合，致使在进行分离之前，要求数量的液化脂类杂质被吸收到该物质中。
优选该处理包括对原毛的加热，更优选该处理包括对原毛的差温加热，以便使脂类杂质受到加热，而毛纤维和吸脂物质基本未受到加热，或至少其加热程度小于脂类杂质。
脂类杂质的液化发生在大约50～60℃。为了减轻毛纤维损伤的可能，洗毛期间毛纤维的温度应优选不超过约70℃。为了实现差温加热，该处理步骤优选包括借助微波能量的辐射加热。可以理解，任何其他能使脂类杂质至少部分液化，而同时基本上不使原毛或吸脂物质加热到与脂类杂质相同温度的处理工具也可用于本发明。
原毛处理和将原毛与吸脂物质相混合优选在一个容器中完成。这样做有助于洗毛过程的控制和保证原毛与吸脂物质的充分混合，以便使液化的脂得以与吸脂物质接触，并从原毛中除去。任何能诱导原毛与吸脂物质相混合的容器都是适用的。适用容器的例子包括旋风分离室、转鼓及螺旋加料机。
可以理解，吸脂物质可在处理步骤以前或者处理期间加入。根据具体用以实施本方法的设备条件，该洗毛方法可按照间歇或连续的方式实施。
该吸脂物质优选是粒状材料。特别适用于本发明的粒状材料是硅藻土。但是，其他能吸收脂的物质也适合本发明使用。此类物质的例子包括滑石粉、二氧化硅、羟磷灰石、硅胶以及其他能吸收脂和油的粒状材料。鉴于硅藻土以其吸水能力强而著称，不难想到，其他吸湿物质也可能具有吸收原毛中存在的脂、脂肪和油的能力，因而也可能适用于本发明。
在原毛中吸脂物质的加入量随原毛的含杂等级以及所要求的洗毛程度之不同而变化。再则，吸脂物质对原毛的比例将依赖于所用物质的吸脂能力和所洗原毛的含杂种类和程度。原毛中的脂及其他杂质的性质和含量对吸脂物质的需要量也有影响。不难想到，不同种类的原毛所需吸脂物质的用量也不尽相同。
脂类杂质液化之后，吸脂物质与原毛的混合，使得脂类杂质被吸收到该物质中，因而从毛纤维上除掉。还可以想到，原毛中存在的其他杂质，如污垢及植物性物质，也与液化脂相缔合着，通过本发明方法也将被从纤维中清除掉。
本发明的一个优点是，洗毛过程中不需要加入大量水。然而，不难想到，原毛中含有一定量的缔合水。
本发明方法具有一定适应能力，因此，脂类杂质从原毛中清除的程度可以调节。为了使洗净毛能高效地加工成纺织用品，通常在原毛中保留一部分脂，以利于加工的进行。本发明通过控制洗毛期间的处理程度、吸脂物质用量以及混合程度可以控制从毛中清除掉的脂量。
本发明用于洗毛的方法和设备适合所有形式的毛，不限于绵羊生产出的羊毛。例如，产自阿尔帕卡(南美羊驼)、山羊之类的毛也可采用本发明的方法和设备予以洗净。
可以预料，羊毛含杂量，特别是出自绵羊的毛，随动物的品种及动物放牧环境之不同有很大差别。在澳大利亚，昆士兰地区放牧的绵羊，与例如较冷的澳大利亚南部放牧的绵羊相比，所产的原毛含脂类杂质较少，而尘埃和污垢则较多。而且，羔羊毛比成年绵羊所产毛的含杂率要少得多，因此较轻程度的处理便可洗到合格。可对本发明的工艺进行控制，以保证不同的原毛达到最佳的洗净效果。当处理工具包括微波辐射时，可按照与原毛中脂类杂质含量成比例的方式改变辐射程度。通过在本发明设备中包括进监测器，可获得有关脂类杂质去除程度的连续反馈信息。不难看出，在本发明的设备中，可采用微处理器和电脑控制，以对要求的洗净程度进行监测，并相应地进行调节。
本发明的设备可单独或几台串联在一起使用，这样，随着原毛逐台向前移动，就实现了逐步洗净。洗净毛可随后接受例如洗涤处理，以除掉残留的污垢和其他颗粒物质，此后，毛将按一般的方式接受进一步的加工。
吸脂后的物质可再进行处理，以便分离掉其中的脂，于是该物质又可重新使用。从原毛上清除下来的脂可按通常的方式进一步加工，制成羊毛脂。
用微波能量来加热原毛利用这样一个事实，即介电常数不同的化合物对微波能量的吸收也不同。高介电常数的材料优先吸收微波，因此比低介电常数的物质先被加热。由于原毛中的脂类杂质具有高介电常数，它们优先吸收微波并被加热，而毛和吸脂物质，由于介电常数较低，吸收微波的量大大少于脂，因此加热所达到的温度不相同。
本发明中所采用的微波频率在2.45 GHz之谱。该频率是供澳大利亚地区使用的频率，然而其他频率也可用于本发明。就一个每天处理大约4吨毛脂的洗毛装置来说，采用本发明设备每小时需要大约100 kW的能量。采用微波技术的一个优点是，用目前可供应的微波发生器，所需要的能量直至约520 kW均属可调范围。
本发明的第三方面包括用按照本发明第一方面的方法洗净的毛。
为了对本发明有更为清楚的理解，各种实施模式将结合附图来描述。
附图简述

图1是一幅设备示意图，包括用于按照本发明方法洗毛的转鼓和除尘器；图2是可用于洗毛的旋风分离器的实施方案侧视图；以及图3是图2旋风分离器的平面示意图。
本发明实施模式正如图1中所表示的，该实施方案的洗毛设备10包括转鼓20和微波能量源30以及除尘机40。转鼓20的一端设有进口21和22，原毛和吸脂物质可经由此二进口加入。
转鼓20还设有进口23，从微波能量源30发出的微波辐射穿过该口射入。
处理完毕，原毛和吸脂物质从出口24离开转鼓20，沿着通道25直至除尘机40的开口41，在除尘机中经处理的毛与吸了脂的物质分离。洗净毛从开口42出料，吸了脂的物质从开口43排出。
运转时，未洗的原毛(“含脂原毛”)经开口21喂入转鼓20。硅藻土形式的吸脂物质经开口22喂入转鼓20。就典型情况而言，原毛和硅藻土是借助气力被输送到各自的进口21和22中去的。
微波辐射经开口23射入转鼓20。原毛及硅藻土在转鼓20转动作用之下实现混合，此间受到微波辐射的照射。该微波能量被原毛中的脂类杂质吸收，从而将脂加热并使得其至少一部分液化。在转鼓20内进行混合期间，每当二者发生接触时，硅藻土便吸收液态脂。其他杂质，包括与脂相缔合的污垢和脂汗，也可能被吸收到吸脂物质中，并由本洗毛方法一同被清除。等到原毛与硅藻土已混合了一定时间，要求数量的脂已从原毛转移到硅藻土之后，混合物从转鼓20的开口24，经进口41被喂入到除尘机40中。随后，洗净毛借助机械和空气运动的联合作用与吸了脂的硅藻土分离，并从开口42排出，吸了脂的硅藻土经过除尘机40的开口43排出。需要的话，吸了脂的硅藻土可任选地送往再加工装置，在那里，将硅藻土与毛脂分离。这可通过微波能量照射与化学洗涤的联合作用来实现。“净化”的硅藻土于是可再用于洗净处理。
根据要洗净的毛的数量及原毛中杂质的含量多少，可调节辐射剂量。而且，吸脂物质的用量也可以根据原毛中存在的脂量及要求的洗净程度加以调节。可对该洗净过程进行现场监测，相应改变原毛数量、辐射剂量及吸脂物质用量，以使洗净过程达到优化。
虽然，以上描述的实施方案采用一台设备将洗净毛与吸了脂的物质分开，但是可以看出，整个过程可在一台设备中完成。而且，任何能够实现洗净毛与吸了脂的物质分离的工具，都是适用的。此类方法包括旋风分离、洗涤、用威罗机清理、振荡、过滤及旋转。
正如从图2及3中看出的，该实施方案的洗毛设备包括旋风分离器1，它包括由圆筒形外壳围成的旋风分离室，该室坐落在一段倒置的截锥上面。该分离室备有进口2、3，由此可加入物料。
该分离室还备有进口4，由此，微波辐射得以射入分离室内部。就典型情况而言，进口4是连接至悬风分离器1上的波导。微波入口4宜于围绕旋风分离器外壳1按等角度间距排列，并位于沿竖向的一定间隔的位置，正如从图3清楚地看出的。适当的做法是，在旋风分离室与进口4之间设置可透过微波的纱窗，以防止物料从旋风分离室进入进口4。
在旋风分离器1的顶部和底部分别设有出口5、6。
运转时，未洗的原毛(“含脂原毛”)经开口2喂入旋风分离器1。与此同时，吸脂物质(例如硅藻土)经进口3喂入到旋风分离室。就典型情况而言，原毛和硅藻土是借助气力被输送到各自的进口的。
微波辐射经由进口4射入旋风分离室1。
原毛与硅藻土借助旋风分离室1内所形成的湍流实现混合，此间接受微波能量的照射。该微波能量被原毛中的脂类杂质吸收，从而使脂加热并液化。在旋风分离室内进行混合期间，当硅藻土与液态脂发生接触时前者便将后者吸收。其他杂质，包括污垢和脂汗，由于与该脂相缔合，也会被吸收到吸脂物质中去。
由于吸收了液化毛脂，硅藻土的密度或重量增加，湍流气流再也无法支撑它，于是硅藻土便迁移到旋风分离室的底部。随后，该含脂硅藻土便通过计量装置(例如，旋转加料器或阀)和/或气力输送系统，经旋风分离器1的开口6移出。
与此相反，原毛由于其中的脂被清除，致使密度或重量减少，因此，清洁的毛迁移到旋风分离器1的顶部，在此，通过计量装置和/或气力输送系统从出口5排出。
从锥底取出的吸了脂的硅藻土，宜于输送到一个再加工室，在此，两种成分，即硅藻土和毛脂，在例如微波照射与化学洗涤的联合作用下彼此分离。“净化”的硅藻土于是可再用于洗净处理。
根据要洗净的毛的量及原毛中杂质含量的多少，可对辐射剂量进行调节。而且，吸脂物质的用量也可以根据原毛中存在的脂量及要求的洗净程度加以调节。可以对该洗净过程进行现场监测，相应改变原毛量、辐射剂量及吸脂物质用量，以使洗净过程达到优化。
为了检验按照本发明方法的效果，在如上面说到图1时所描述的包括转鼓和除尘机的设备中进行了实验。2千克含脂原毛(包含约25％(重量)毛脂)按如表1所载的本发明方法的各种变换方案进行处理。硅藻土作为吸脂物质，与原毛按表中所载的比例(重量比)进行混合。为了试验是否额外的洗涤/提取步骤对改进该洗毛方法有用，在某些试验中包括了水或1,1,2-三氯乙烷溶剂清洗。残余灰分的定义涵盖吸脂物质、植物性物质以及洗毛期间存在的任何其他粒状物质。给出的温度是以微波辐射加热时转鼓中脂类杂质所达到的温度。
表1载明对按照本发明方法的若干变换方案洗净的毛进行测试的结果。从该结果可以看出，采用该方法可从原毛中基本上清除掉脂及其他杂质。
本发明提供了一种快捷而经济的洗毛方法。而且，原毛是按照一种基本上属于“干”法的方式洗净的，它留下极少的废物，因此是环境可接受的。
本领域技术人员可以想到，在从这些特定的实施方案所体现的本发明基础上可作出许许多多变化和/或修改，而不偏离从广义上解释的本发明的精神。因此，所举出的特定实施方案从任何意义上说都只是范例性的，而不是限定性的。
表1

注水清洗 微波处理并去除灰分之后的清洗溶剂清洗微波处理并去除灰分之后的清洗灰分去除A 未除灰分B 一次通过不可调工业除尘装置C 两次通过不可调工业除尘装置D 三次通过不可调工业除尘装置E 四次通过不可调工业除尘装置
权利要求
1．一种洗毛方法，包括下列步骤(a)对原毛进行处理，使原毛中存在的脂类杂质至少发生部分液化；(b)在原毛中加入一种能吸收毛中已液化的脂类杂质的物质，步骤(a)与(b)可按任意顺序实施；(c)将原毛与该吸脂物质混合，使要求数量的液化脂类杂质吸收到该物质中；以及(d)将吸收了脂的物质从原毛中分离出来。
2．按照权利要求1的方法，其中该处理步骤系差温加热，使得脂类杂质被加热，而毛纤维和吸脂物质基本上未被加热或至少加热程度小于该脂类杂质。
3．按照权利要求2的方法，其中洗毛期间毛纤维的温度低于约70℃。
4．按照权利要求1～3中任何一项的方法，其中处理步骤是借助微波能量的辐射加热。
5．按照权利要求1～4中任何一项的方法，其中原毛处理与原毛同吸脂物质的混合是在一个容器中进行的。
6．按照权利要求1～5中任何一项的方法，其中吸脂物质是粒状材料。
7．按照权利要求6的方法，其中粒状材料选自硅藻土、滑石粉、二氧化硅、羟磷灰石以及硅胶。
8．按照权利要求7的方法，其中粒状材料是硅藻土。
9．按照权利要求1～8中任何一项的方法，其中原毛取自绵羊。
10．按照权利要求1～9中任何一项的方法洗净的原毛。
11．一种洗毛设备，包括(a)使原毛中存在的脂类杂质至少发生部分液化的处理工具；(b)适合接受原毛和能吸收毛中存在的液化脂的物质的容器；(c)使原毛与上述吸脂物质在该容器中实现混合的工具；以及(d)将吸收了脂的物质从原毛中分离出来的工具，其中当原毛置于该容器中时，该处理工具使脂类杂质发生至少部分液化，继而，容器中的原毛与吸脂物质在混合工具的作用下实现混合，致使在进行分离之前，要求数量的液化脂类杂质被吸收到该物质中。
12．按照权利要求11的设备，其中处理工具是产生微波能量的工具。
13．按照权利要求11或12的设备，其中混合工具选自旋风分离室、转鼓以及螺旋加料机。
14．按照权利要求13的设备，其中混合工具是转鼓。
15．按照权利要求14的设备，其中将吸脂物质从原毛中分离出来的工具是除尘机。
全文摘要
一种洗毛方法,包括下列步骤:(a)对原毛进行处理,使原毛中存在的脂类杂质至少发生部分液化;(b)在原毛中加入一种能吸收毛中已液化的脂类杂质的物质,步骤(a)与(b)可按任意顺序实施;(c)将原毛与该吸脂物质混合,使要求数量的液化脂类杂质吸收到该物质中;以及(d)将吸收了脂的物质从原毛中分离出来。
文档编号D01B3/06GK1213415SQ97192883
公开日1999年4月7日 申请日期1997年1月15日 优先权日1996年1月16日
发明者P·W·贝文 申请人:基本应用私人有限公司