一种竹纤维的生产方法 |
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| 申请号 | CN201710874169.3 | 申请日 | 2017-09-25 | 公开(公告)号 | CN107523984A | 公开(公告)日 | 2017-12-29 |
| 申请人 | 安徽华祺汽车装饰有限公司; | 发明人 | 张雯静; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种竹 纤维 的生产方法，其特征在于，包括以下方面：（1） 软化 处理，将原竹进行开片制成竹片，然后分别浸入氢 氧 化钠溶液和 盐酸 溶液中进行浸渍；（2）高温蒸煮，向 蒸锅 中加入处理液，将软化竹片置于蒸馏层进行蒸煮处理；（3） 发酵 ，将蒸煮竹片经开纤后制成粗竹纤维，向粗竹纤维喷洒活化EM菌剂进行发酵；（4）酶解脱胶，先将发酵粗竹纤维分别浸入酶液A和酶液B中进行酶解处理；（5）变温处理，将酶解竹纤维浸入功能液中进行变温处理，烘干后制得竹纤维。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种竹纤维的生产方法，其特征在于，包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 一种竹纤维的生产方法技术领域[0001] 本发明属于竹纤维生产加工技术领域，具体涉及一种竹纤维的生产方法。 背景技术[0002] 竹纤维，是以竹为原料提取其中纤维而制成，为人类所利用的第五类天然纤维，而作为加工原料的竹子具有生长速度快，加工原料来源丰富，与其他化纤纤维比较具有安全、环保的特点，可有效降低对环境的污染和破坏；竹原纤维具有透气性和瞬间吸水性能好、耐磨性强和染色性性能优良，并且其具有天然抗菌、抑菌、除螨、防臭和抗紫外线功能，所加工衣物舒适、柔软、无刺激。但是，在将原竹加工制成竹纤维中需要使用大量软化剂，其成分复杂、污染性强，并且具有较强的腐蚀性和毒性，吸附在竹纤维内造成产品污染，软化中还对竹纤维结构造成破坏，降低竹纤维的韧性和强度；竹纤维多孔结构具有较强的吸附能力和杀菌性能，但是其韧性和可拉伸性能相对较差；竹纤维耐火性能相对较差，通过有机溶剂浸渍方法，可在竹纤维表面形成保护膜，可有效提高竹纤维耐火性能，但是会导致竹纤维吸附性和透气性降低。 发明内容[0003] 本发明针对现有的问题：在将原竹加工制成竹纤维中需要使用大量软化剂，其成分复杂、污染性强，并且具有较强的腐蚀性和毒性，吸附在竹纤维内造成产品污染，软化中还对竹纤维结构造成破坏，降低竹纤维的韧性和强度；竹纤维多孔结构具有较强的吸附能力和杀菌性能，但是其韧性和可拉伸性能相对较差；竹纤维耐火性能相对较差，通过有机溶剂浸渍方法，可在竹纤维表面形成保护膜，可有效提高竹纤维耐火性能，但是会导致竹纤维吸附性和透气性降低。为解决上述问题，本发明提供了一种竹纤维的生产方法。 [0004] 本发明是通过以下技术方案实现的：一种竹纤维的生产方法，包括以下步骤： （1）软化处理：将原竹进行开片制成竹片，然后浸入氢氧化钠溶液中进行碱浸渍，温度 56-60℃，压强0.6-0.8Mpa，时间40-45min，再浸入盐酸溶液中进行酸浸渍，温度52-55℃，压强0.5-0.7Mpa，时间32-36min，加热和高压提高溶液对竹片的渗透作用，提高对竹片的软化效果，制得软化竹片； （2）高温蒸煮：向蒸锅中加入处理液，其含有多种生物碱、黄酮类成分，可促进纤维与蛋白质、脂肪等成分脱离，将软化竹片置于蒸馏层进行蒸煮处理，压强为2-4Mpa，先将温度升至104-108℃保持20-23min，再温度升至146-149℃保持67-70min，升温和降温速度为5℃/min，高温可使竹片中蛋白质、脂肪等成分变性，使纤维与其他成分脱离，制得蒸煮竹片； （3）发酵：将蒸煮竹片经开纤后制成粗竹纤维，向粗竹纤维喷洒活化EM菌剂进行发酵，温度27-30℃，先进行厌氧发酵3-4天，再进行有氧发酵2-3天，制得发酵粗竹纤维；对粗竹纤维上杂质成分进行降解、分离，提高纤维纯度、致密性和韧性； （4）酶解脱胶：先将发酵粗竹纤维浸入酶液A中处理2-3h，温度为25-28℃，粗竹纤维中植物胶和木质素等成分脱离，再浸入酶液B中处理2-3h，温度为27-30℃，可使竹纤维上附着的蛋白质和脂肪降解脱胶，提高竹纤维的纯度，并使用32-35kHz频率超声波振荡25-30min/h，然后浸入沸盐水中浸渍4-6min，制得酶解竹纤维； （5）变温处理：将酶解竹纤维浸入功能液中进行变温处理，压强0.7-0.9Mpa，先在94-97℃条件下低温处理20-24min，再在131-134℃条件下高温处理32-35min，反复进行高、低温处理5-6次，竹纤维在高、低温交替中不断膨胀、收缩，可提高竹纤维的韧性和抗拉伸强度，烘干后制得竹纤维。 [0005] 步骤（1）所述的竹片，其宽度为0.3-0.5cm，长度为12-15cm。 [0007] 步骤（2）所述的处理液，其配制方法为：按照质量计份称取榆树叶23-27份、柏树叶12-16份、稻根8-12份、水葫芦6-9份、草木灰 4-7份、蚯蚓粪5-8份、碳酸钠2-4份，将榆树叶、柏树叶、稻根、水葫芦粉碎后加入总质量6-8倍的水，沸水蒸煮105-110min，降温至52-54℃加入草木灰、蚯蚓粪和碳酸钠，搅拌后保温 34-37min，过滤后浓缩至原体积的1/3，制得处理液。 [0008] 步骤（3）所述的活化EM菌剂，向玉米汁中加入其质量5%-6%的EM菌剂，在25-27℃活化培养20-24h。 [0009] 步骤（4）所述的酶液A，其中果胶酶：半纤维素酶：纤维素酶质量配比为3-4:1:1-2，其质量浓度为5%-7%；所述的酶液B，其中蛋白酶：脂肪酶质量配比为2-3:1，其质量浓度为3%-4%；所述的盐水，其质量浓度为7%-9%。 [0011] 本发明相比现有技术具有以下优点：软化处理，将竹片分别浸入氢氧化钠溶液和盐酸溶液中进行浸渍，通过加热和高压提高溶液对竹片的渗透作用，提高对竹片的软化效果，并且污染程度低。高温蒸煮，高温可使竹片中蛋白质、脂肪等成分变性，从而使纤维与其他成分脱离；而经提取的处理液中含有多种生物碱、黄酮类成分，可促进纤维与蛋白质、脂肪等成分脱离，并且能够提高竹纤维的韧性和强度，而通过高温和高压可提高处理液蒸气对竹片的渗透作用，提高竹片软化和脱胶。发酵方法，开纤后的粗竹纤维上附着较多蛋白质、植物胶等杂质成分，而通过厌氧和有氧发酵作用，可对粗竹纤维上杂质成分进行降解、分离，提高纤维纯度，并且发酵中可使竹纤维收缩，提高其致密性和韧性。酶解方法，使用果胶酶、半纤维素酶和纤维素酶可使粗竹纤维中植物胶和木质素等成分脱离，而蛋白酶和脂肪酶对竹纤维上附着的蛋白质和脂肪降解脱胶，提高竹纤维的纯度。变温处理，竹纤维在高、低温交替中出现膨胀、收缩，可提高竹纤维的韧性和抗拉伸强度，并且能够提高对功能液中有效成分吸收，提高竹纤维的耐火性能。 具体实施方式[0012] 实施例1：一种竹纤维的生产方法，包括以下步骤： （1）软化处理：将原竹进行开片制成竹片，然后浸入氢氧化钠溶液中进行碱浸渍，温度 57℃，压强0.63Mpa，时间41min，再浸入盐酸溶液中进行酸浸渍，温度53℃，压强0.54Mpa，时间33min，加热和高压提高溶液对竹片的渗透作用，提高对竹片的软化效果，制得软化竹片； （2）高温蒸煮：向蒸锅中加入处理液，其含有多种生物碱、黄酮类成分，可促进纤维与蛋白质、脂肪等成分脱离，将软化竹片置于蒸馏层进行蒸煮处理，压强为2.5Mpa，先将温度升至105℃保持21min，再温度升至147℃保持68min，升温和降温速度为5℃/min，高温可使竹片中蛋白质、脂肪等成分变性，使纤维与其他成分脱离，制得蒸煮竹片； （3）发酵：将蒸煮竹片经开纤后制成粗竹纤维，向粗竹纤维喷洒活化EM菌剂进行发酵，温度28℃，先进行厌氧发酵3天，再进行有氧发酵2天，制得发酵粗竹纤维；对粗竹纤维上杂质成分进行降解、分离，提高纤维纯度、致密性和韧性； （4）酶解脱胶：先将发酵粗竹纤维浸入酶液A中处理2.5h，温度为26℃，粗竹纤维中植物胶和木质素等成分脱离，再浸入酶液B中处理2.5h，温度为28℃，可使竹纤维上附着的蛋白质和脂肪降解脱胶，提高竹纤维的纯度，并使用33kHz频率超声波振荡26min/h，然后浸入沸盐水中浸渍5min，制得酶解竹纤维； （5）变温处理：将酶解竹纤维浸入功能液中进行变温处理，压强0.75Mpa，先在95℃条件下低温处理21min，再在132℃条件下高温处理33min，反复进行高、低温处理5次，竹纤维在高、低温交替中不断膨胀、收缩，可提高竹纤维的韧性和抗拉伸强度，烘干后制得竹纤维。 [0013] 步骤（1）所述的竹片，其宽度为0.3-0.5cm，长度为12-15cm。 [0014] 步骤（1）所述的氢氧化钠溶液，其质量浓度为5.2%；所述的盐酸溶液，其质量浓度为3.4%。 [0015] 步骤（2）所述的处理液，其配制方法为：按照质量计份称取榆树叶24份、柏树叶13份、稻根9份、水葫芦7份、草木灰5份、蚯蚓粪6份、碳酸钠2.6份，将榆树叶、柏树叶、稻根、水葫芦粉碎后加入总质量6.5倍的水，沸水蒸煮 106min，降温至53℃加入草木灰、蚯蚓粪和碳酸钠，搅拌后保温35min，过滤后浓缩至原体积的1/3，制得处理液。 [0016] 步骤（3）所述的活化EM菌剂，向玉米汁中加入其质量5.4%的EM菌剂，在26℃活化培养21h。 [0017] 步骤（4）所述的酶液A，其中果胶酶：半纤维素酶：纤维素酶质量配比为3:1:1，其质量浓度为5.2%；所述的酶液B，其中蛋白酶：脂肪酶质量配比为2:1，其质量浓度为3.8%；所述的盐水，其质量浓度为7.2%。 [0018] 步骤（5）所述的功能液，其各配制成分质量计份为：水103份、硅酸钠22份、氧化铝粉16份、高岭土12份、氮化硅粉7份。 [0019] 实施例2：（1）软化处理：将原竹进行开片制成竹片，然后浸入氢氧化钠溶液中进行碱浸渍，温度 59℃，压强0.78Mpa，时间44min，再浸入盐酸溶液中进行酸浸渍，温度54℃，压强0.68Mpa，时间35min，加热和高压提高溶液对竹片的渗透作用，提高对竹片的软化效果，制得软化竹片； （2）高温蒸煮：向蒸锅中加入处理液，其含有多种生物碱、黄酮类成分，可促进纤维与蛋白质、脂肪等成分脱离，将软化竹片置于蒸馏层进行蒸煮处理，压强为3.6Mpa，先将温度升至107℃保持22min，再温度升至148℃保持69min，升温和降温速度为5℃/min，高温可使竹片中蛋白质、脂肪等成分变性，使纤维与其他成分脱离，制得蒸煮竹片； （3）发酵：将蒸煮竹片经开纤后制成粗竹纤维，向粗竹纤维喷洒活化EM菌剂进行发酵，温度29℃，先进行厌氧发酵4天，再进行有氧发酵3天，制得发酵粗竹纤维；对粗竹纤维上杂质成分进行降解、分离，提高纤维纯度、致密性和韧性； （4）酶解脱胶：先将发酵粗竹纤维浸入酶液A中处理3h，温度为27℃，粗竹纤维中植物胶和木质素等成分脱离，再浸入酶液B中处理3h，温度为29℃，可使竹纤维上附着的蛋白质和脂肪降解脱胶，提高竹纤维的纯度，并使用34kHz频率超声波振荡29min/h，然后浸入沸盐水中浸渍6min，制得酶解竹纤维； （5）变温处理：将酶解竹纤维浸入功能液中进行变温处理，压强0.85Mpa，先在96℃条件下低温处理23min，再在133℃条件下高温处理34min，反复进行高、低温处理6次，竹纤维在高、低温交替中不断膨胀、收缩，可提高竹纤维的韧性和抗拉伸强度，烘干后制得竹纤维。 [0020] 步骤（1）所述的竹片，其宽度为0.3-0.5cm，长度为12-15cm。 [0021] 步骤（1）所述的氢氧化钠溶液，其质量浓度为6.5%；所述的盐酸溶液，其质量浓度为3.8%。 [0022] 步骤（2）所述的处理液，其配制方法为：按照质量计份称取榆树叶26份、柏树叶15份、稻根11份、水葫芦8份、草木灰6份、蚯蚓粪 7份、碳酸钠3.6份，将榆树叶、柏树叶、稻根、水葫芦粉碎后加入总质量7.5倍的水，沸水蒸煮 108min，降温至54℃加入草木灰、蚯蚓粪和碳酸钠，搅拌后保温36min，过滤后浓缩至原体积的1/3，制得处理液。 [0023] 步骤（3）所述的活化EM菌剂，向玉米汁中加入其质量5.8%的EM菌剂，在27℃活化培养23h。 [0024] 步骤（4）所述的酶液A，其中果胶酶：半纤维素酶：纤维素酶质量配比为4:1:2，其质量浓度为6.8%；所述的酶液B，其中蛋白酶：脂肪酶质量配比为3:1，其质量浓度为3.7%；所述的盐水，其质量浓度为8.5%。 [0025] 步骤（5）所述的功能液，其各配制成分质量计份为：水107份、硅酸钠24份、氧化铝粉18份、高岭土13份、氮化硅粉8份。 [0026] 对比1：本对比1与实施例1比较，未进行步骤（1）软化处理，其他步骤与实施例1相同。 [0027] 对比2：本对比2与实施例1比较，未进行步骤（2）中蒸煮处理，其他步骤与实施例1相同。 [0028] 对比3：本对比3与实施例2比较，未进行步骤（3）发酵，其他步骤与实施例2相同。 [0029] 对比4：本对比4与实施例2比较，未进行步骤（4）酶解脱胶，其他步骤与实施例2相同。 [0030] 对比5：本对比5与实施例2比较，未进行步骤（5）变温处理，其他步骤与实施例2相同。 [0032] 对实施例1、实施例2、对比1、对比2、对比3、对比4、对比5及对照组实验方案，统计竹纤维断裂强度、断裂伸长率、阻燃性、脱胶比例进行比较。 [0033] 实验数据：项目 断裂强度CN/dtex 断裂伸长率% 阻燃性S 脱胶比例% 实施例1 4.78 21.7 42 98.3 实施例2 4.72 21.4 41 98.7 对比1 4.75 21.2 39 96.1 对比2 4.73 20.0 40 94.9 对比3 4.15 19.3 41 94.1 对比4 4.75 21.1 43 95.0 对比5 3.80 18.2 26 98.5 对照组 3.26 14.3 24 84.6 综合结果：本发明方法所加工竹纤维，与对照组比较，断裂强度提高1.52CN/dtex，断裂伸长率提高7.4%，阻燃性延长18S，脱胶比例在98.7%以上。使用软化处理和蒸煮处理方法，可提高脱胶比例2.3%、3.5%；使用发酵方法，可提高断裂强度为0.57CN/dtex，断裂伸长率提高2.1%，脱胶比例提高4.7%；酶解方法可提高脱胶率为3.8%，变温处理方法可延长阻燃性为 15S。 |
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