一种粘胶纤维用竹浆粕的制造方法及其产品转让专利

申请号 : CN200710102011.0

文献号 : CN101298700B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 宋德武郑书华岳福升李振峰孙同会薛振军范梅欣张焕志

申请人 : 河北吉藁化纤有限责任公司

摘要 :

本发明涉及一种粘胶纤维用竹浆粕的制造方法及其产品,方法包括备料、水煮,碱法蒸煮、洗浆、漂白和抄造,其特征在于,所述水煮的具体工艺为:首先升温至130—150℃,保温50—70分钟,接着升温至165—175℃,保温120—180分钟。由本发明的方法制得的竹浆粕包括甲种纤维素79—91.2%,半纤维素3.8—6%,水分5—15%,其金黄色葡萄球菌的减少率大于85%。本发明的方法工艺相对简单,污染得到减少,且所制得的竹浆粕具有优良的抗菌性。

权利要求 :

1.一种粘胶纤维用竹浆粕的制造方法,包括备料、水煮,碱法蒸煮、洗浆、漂白和抄造,其特征在于,所述水煮的具体工艺为:首先升温至130~150℃,保温50~70分钟,接着升温至165~175℃,保温2~3小时;

所述的碱法蒸煮采用烧碱法,具体参数为:以NaOH计,总碱量为绝干竹料的16~26%;液比1∶2.5~3.5;升温时间150~240分钟,保温温度155~175℃,保温时间120~180分钟;

所述的漂白采用一段次氯酸盐漂白或二段次氯酸盐漂白,其中,一段漂白:漂白温度40~45℃,用氯量0.2~0.4g/l,漂白时间30~180分钟;二段漂白:漂白温度40~45℃,用氯量0.15~0.3g/l,漂白时间30~180分钟。

2.根据权利要求1所述的一种粘胶纤维用竹浆粕的制造方法,其特征在于,所述的水煮的残液COD为80000-120000mg/l,色度为10000-30000倍。

3.根据权利要求1所述的一种粘胶纤维用竹浆粕的制造方法,其特征在于,所述的碱法蒸煮的残液COD为180000-220000mg/l,色度为60000-100000倍。

4.一种由权利要求1-3任意一项所述的粘胶纤维用竹浆粕的制造方法制得的竹浆粕,包括甲种纤维素79-91.2%,半纤维素3.8-6%,水分5-15%,其特征在于,所述的竹浆粕经过AATCC100-1998抑菌性检测标准测试,其金黄色葡萄球菌的减少率为85-95%。

说明书 :

技术领域

本发明涉及一种竹浆粕的制造方法及其产品,具体的说,本发明涉及一种粘胶纤维用竹浆粕的制造方法及其产品。

背景技术

纤维一般可分为天然纤维和化学纤维,而化学纤维又可进一步分为人造纤维和合成纤维。合成纤维的产量占整个化学纤维产量的很大一部分,但是其生产受到煤炭、石油资源的限制,在传统能源资源日趋短缺的今天,人们不得不把寻找纤维原料的目光重新落回到人造纤维上。
再生纤维素纤维是人造纤维中的一种,其生产已经有100多年的历史。浆粕是用来生产再生纤维素纤维的原料,在我国,棉花的资源比较丰富,很多棉短绒被用来制成粘胶纤维用浆粕,再制成粘胶纤维而应用在服装等领域。CN1088129公开了一种利用竹材生产粘胶纤维浆粕的工艺,可利用竹材生产出竹浆粕,其工艺流程为:备料、切料、筛选、洗料、预水解、洗料、蒸煮、倒料、洗料、筛选、疏解、除砂、浓缩、氯化、洗料、碱精制、洗料、漂白、洗料、酸处理、洗料、除砂、浓缩、抄造。该工艺工序较为复杂,生产效率很难进一步得到提高,而且生产出来的浆粕无明显的抗菌性。
随着社会的发展,消费者的需求也在不断的提升,不仅仅要求服装耐穿,更要求其具备美观舒适、抗菌健身的功效。用棉、木浆粕制成的纤维没有抑菌功能,是因为其浆粕中没有抑菌物质,而竹子本身含有抗菌功能,如何将竹材的抑菌性保存在浆粕中,应用到纤维上,是一个值得关注的问题。CN1184374公开了一种纯天然抗菌竹浆的生产工艺,包括备料、蒸煮、放料、洗选、除砂、浓缩、氯化、碱处理、次氯酸漂白、洗涤、浓缩、抄造,其特征在于在备料与蒸煮之间增加了预处理工序,该预处理工序的工艺参数为:液比=1∶1.0-5.0,升温条件:由常温升温至120-140℃,升温时间为45-75分钟,排气5-20分钟,再升温至120-140℃,保温4-6小时。该工艺的预处理工序时间较长,需要约5~7小时,浆粕的抗菌性也并未达到很高的标准。

发明内容

因此,本发明的目的在于提供一种制造具有优良抗菌性能的粘胶纤维用竹浆粕的方法以及由该方法制得的粘胶纤维用竹浆粕。
为了实现本发明的目的,提供一种粘胶纤维用竹浆粕的制造方法,包括备料、水煮,碱法蒸煮、洗浆、除砂、浓缩、漂白、除砂、浓缩和抄造。其特征在于,所述的水煮是指:首先升温至130—150℃,保温50—70分钟,接着升温至165—175℃,保温120—180分钟。具体操作方法及工艺参数如下:
备料:将选用生产化纤浆粕的竹材进行粉碎(切断),经过净化、筛选,除去中间夹杂部分物理性杂质,具体为首先将竹材切成长约20—30mm的小块,再将其经过进一步的筛选和简单冲洗后装入蒸煮器内。
水煮:蒸煮前首先进行水煮,此项水煮是十分主要和必要的,是其功能性和减少环境污染的主要保证,也是本发明的必备条件。
本专利采用的为不同温度的阶梯式水煮工艺,即在不断升高温度条件下的阶段处理。具体为先向蒸煮器内加入竹原料和重量为绝干原材料2倍的水并升温至130—150℃,保温50—70分钟,然后在此保温温度的基础上进一步升温至165—175℃,保温120—180分钟,水煮完后带压排液。
因为竹材本身是由纤维束、木质素、果胶和淀粉等组成的,其木质素含量20—30%,灰份1—3%,多戊糖16—21%,同时其纤维细长,硬直,厚壁纤维多,细胞腔窄小,纤维组织致密,外面还有坚硬的硬质表皮,使得普通的预水解方法较难对其进行杂质抽提,采用不同温度的阶梯式水煮工艺,可使其废液的COD>80000mg/l,色度>10000倍,最大可能地将对纤维素浆粕生产有害的杂质去除。
蒸煮:可采用如烧碱法、硫酸盐法、氧碱法等的碱法蒸煮,优选采用烧碱法,具体参数为:以NaOH计,总碱量为绝干竹料的16—26%;液比1:2.5—3.5;升温时间150—240分钟,保温温度155—175℃,保温时间120—180分钟。然后是放料,将碱煮结束的浆料从蒸煮器中放出。
由于采用了不同与普通预水解的方法,其碱煮后的残液COD>180000mg/l,色度>60000倍。
洗浆:采用洗浆机对碱煮后的浆料进行洗涤,使得洗涤后浆料的残碱浓度小于0.05g/m3。由于浆料中的蒸煮残液浓度较高,可以方便地进行洗涤处理,同时使浆料中的残液以达到最低,降低了对后工艺中水的污染,可提高水的重复利用率。
洗浆后还可对浆料进行除砂、浓缩:使用除砂机将未除去的物理性杂质除去,并用浓缩机使浆料浓度为3—3.5%。
漂白:可采用一段次氯酸盐漂白或两段次氯酸盐漂白,调整竹浆的聚合度,满足纤维的生产要求,同时达到浆粕的白度要求。一段漂白:漂白温度40—45℃,用氯量0.2—0.4g/l,漂白时间30—180分钟;二段漂白:漂白温度40—45℃,用氯量0.15—0.3g/l,漂白时间30—180分钟。
漂白后还可进一步对浆料进行除砂、浓缩,然后进行抄造:将漂白后浆料进行进一步的除砂、浓缩,使浆料浓度为3—3.5%,然后在抄浆机上抄造,依次进行压榨、烘干,最后按要求进行分切、计量包装。
由本发明的方法制得的粘胶纤维用竹浆粕,其成分包括甲种纤维素79—91.2%,半纤维素3.8—6%,水分5—15%,该竹浆粕经过AATCC100—1998抑菌性检测标准测试,其金黄色葡萄球菌的减少率大于85%。
本发明的有益效果在于,本发明所述的方法制得的竹浆粕具有优良的抗菌性能。
CN1184374公开了一种纯天然抗菌竹浆的生产工艺,其特征在于在备料与蒸煮之间增加了预处理工序,该预处理工序的工艺参数为:液比=1∶1.0-5.0,升温条件:由常温升温至120-140℃,升温时间为45-75分钟,排气5-20分钟,再升温至120-140℃,保温4-6小时。该工艺与本发明的工艺相比,相同之处在于均采用2步升温水煮,但CN1184374的水煮工艺是先通过45-75分钟的升温过程将温度升至120-140℃,然后排气5—20分钟,再升温至120-140℃后保温,而本发明则是先升温至130—150℃后保温,然后在130—150℃的基础上继续升温至165—175℃后再次保温。
本发明的发明人通过反复试验发现,在130—150℃的温度下水煮,可以使原料中的果胶、可溶性淀粉逐渐水解溶出,使得致密的硬质表皮得到充分的破坏,使抗菌物质和纤维素有一个结合的过程,不被破坏掉,而CN1184374的水煮工艺升温至120-140℃即排气降温,无法达到本发明的水煮效果。本发明在130—150℃的基础上继续升温至165—175℃水煮,与CN1184374相比大大缩短了工艺所需时间。
本发明由于化学纤维主要是应用植物的纤维素,它对浆粕的要求比较严格,即甲种纤维素高、灰份、铁份、半纤维素、木素等的含量要求低,同时,竹茎杆是制浆应用的主要部分,其杆中除含有很少比例的薄壁组织外,其余部分是纵向排列的脉管状纤维束和包围着纤维束的薄壁组织,再加上茎杆外的硬质表皮,形成一个天然屏障,影响了其化学药品向组织内渗透的通道,从而影响采用普通预水解方法的效果,影响其制得的浆粕的功能性。同时,如果竹材的杂质溶出不彻底,就会影响碱煮后残液的提取,使得较多的杂质保留在浆料中,致使一方面污染了后序大量水源,又使得浆料质量较次。
采用本发明的不同温度阶段式水煮,首先是一段低温的水煮,即130—150℃的温度下,使原料中的果胶、可溶性淀粉逐渐水解溶出,使得致密的硬质表皮得到充分的破坏,使抗菌物质和纤维素有一个结合的过程,不被破坏掉,同时也为第二阶段的高温165—175℃条件下的水煮及碱煮打下了良好的基础,水煮残液的COD可达120000mg/l,色度可达30000倍;蒸煮残液的COD可达220000mg/l,色度可达100000倍。浆料再经过之后的碱煮等工艺步骤,即可得到具有优良的抗菌性能的能够用于生产粘胶纤维的竹浆粕。
另外,由于采用本发明的水煮残液及碱煮残液的浓度都较高,可以方便地进行洗涤处理,同时使浆料中的残液以达到最低,降低了对后工艺中水的污染,可提高水的重复利用率。此外本发明的工艺也相对简单。
下面结合具体实施方式进一步详细描述本发明,以下的实施例用于理解本发明,而非限制本发明。

具体实施方式

实施例1
备料:首先将竹材切成长约20—30mm的小块,再将其经过进一步的筛选和简单冲洗后装入蒸煮器内。
水煮:向蒸煮器内加入竹原料和重量为绝干原材料2倍的水并升温至130℃,保温60分钟,然后在此保温温度的基础上进一步升温至175℃,保温120分钟,水煮完后带压排液。水煮残液的COD为80000mg/l,色度为10000倍。
蒸煮:本实施例的蒸煮采用烧碱法,具体参数为:以NaOH计,总碱量为绝干竹料的21%;液比1:3.5;升温时间150分钟,保温温度165℃,保温时间180分钟。蒸煮残液的COD为200000mg/l,色度为80000倍。
洗浆:采用洗浆机对碱煮后的浆料进行洗涤,使得洗涤后浆料的残碱浓度小于0.05g/m3。
除砂、浓缩:使用除砂机将未除去的物理性杂质除去,并用浓缩机使浆料浓度为3—3.5%。
漂白:采用一段次氯酸盐漂白或两段次氯酸盐漂白,一段漂白:漂白温度40℃,用氯量0.3g/l,漂白时间180分钟;二段漂白:漂白温度40℃,用氯量0.23g/l,漂白时间30分钟。
抄造:将漂白后浆料在抄浆机上抄造,依次进行压榨、烘干,最后按要求进行分切、计量包装。
由本实施例制得的粘胶纤维用竹浆粕,其成分为:甲种纤维素79%,半纤维素6%,水分15%,其他成分<0.1%
实施例2
备料:首先将竹材切成长约20—30mm的小块,再将其经过进一步的筛选和简单冲洗后装入蒸煮器内。
水煮:向蒸煮器内加入竹原料和重量为绝干原材料2倍的水并升温至140℃,保温70分钟,然后在此保温温度的基础上进一步升温至165℃,保温150分钟,水煮完后带压排液。水煮残液的COD为100000mg/l,色度为20000倍。
蒸煮:本实施例的蒸煮采用烧碱法,具体参数为:以NaOH计,总碱量为绝干竹料的26%;液比1:2.5;升温时间195分钟,保温温度175℃,保温时间120分钟。蒸煮残液的COD为220000mg/l,色度为100000倍。
洗浆:采用洗浆机对碱煮后的浆料进行洗涤,使得洗涤后浆料的残碱浓度小于0.05g/m3。
除砂、浓缩:使用除砂机将未除去的物理性杂质除去,并用浓缩机使浆料浓度为3—3.5%。
漂白:采用一段次氯酸盐漂白或两段次氯酸盐漂白,一段漂白:漂白温度42℃,用氯量0.4g/l,漂白时间90分钟;二段漂白:漂白温度42℃,用氯量0.3g/l,漂白时间120分钟。
除砂、浓缩、抄造:将漂白后浆料进行进一步的除砂、浓缩,然后在抄浆机上抄造,依次进行压榨、烘干,最后按要求进行分切、计量包装。
由本实施例制得的粘胶纤维用竹浆粕,其成分为:甲种纤维素85%,半纤维素5%,水分10%,其他成分<0.1%
实施例3
备料:首先将竹材切成长约20—30mm的小块,再将其经过进一步的筛选和简单冲洗后装入蒸煮器内。
水煮:向蒸煮器内加入竹原料和重量为绝干原材料2倍的水并升温至150℃,保温50分钟,然后在此保温温度的基础上进一步升温至170℃,保温180分钟,水煮完后带压排液。水煮残液的COD为120000mg/l,色度为30000倍。
蒸煮:本实施例的蒸煮采用烧碱法,具体参数为:以NaOH计,总碱量为绝干竹料的16%;液比1:3;升温时间240分钟,保温温度155℃,保温时间150分钟。蒸煮残液的COD为180000mg/l,色度为60000倍。
洗浆:采用洗浆机对碱煮后的浆料进行洗涤,使得洗涤后浆料的残碱浓度小于0.05g/m3。
除砂、浓缩:使用除砂机将未除去的物理性杂质除去,并用浓缩机使浆料浓度为3—3.5%。
漂白:采用一段次氯酸盐漂白或两段次氯酸盐漂白,一段漂白:漂白温度45℃,用氯量0.2g/l,漂白时间30分钟;二段漂白:漂白温度45℃,用氯量0.15g/l,漂白时间180分钟。
除砂、浓缩、抄造:将漂白后浆料进行进一步的除砂、浓缩,然后在抄浆机上抄造,依次进行压榨、烘干,最后按要求进行分切、计量包装。
由本实施例制得的粘胶纤维用竹浆粕,其成分为:甲种纤维素91.2%,半纤维素3.8%,水分5%,其他成分<0.1%
比较例4
本比较例将一般竹浆粕、CN1088129和CN1184374公开的竹浆粕以及由本发明实施例得到的浆粕的抗菌性进行比较,列表如下(表1):
 竹浆粕一般竹浆粕CN1088129CN1184374实施例1实施例2实施例3金黄葡萄球菌减少率60%70%75%85%90%95%
表1
注:抗菌性测试采用AATCC100—1998标准。
由此可见,本发明由于采用了阶梯升温水煮的方法,可较彻底的除去原料中的木素和其他杂质,同时抗菌物质和纤维素有一个结合的过程,不被破坏掉,因而得到的竹浆粕有着优良的抗菌性能。