竹材加工竹LYOCELL纤维的制备方法

摘要

本发明公开了一种利用速生的竹材生产纺织纤维的方法。其工艺步骤包括竹材粉碎;制浆;将竹浆进一步进行浓碱除杂、漂洗,再用螯合剂充分漂洗纯化,干燥得到纯净的分子聚合度大于800的竹纤维素;用N－氧化甲基吗啉溶液将其溶解,减压并逐渐升温至120℃以下温度,脱水,获得纺丝浆料;最后纺丝浆料在90－130℃温度条件下挤压喷丝,水相凝固得到竹LYOCELL纤维。它解决了竹LYOCELL纤维的工艺问题。适合作为纺织、造纸优良的纤维原料。

说明书

本发明涉及从含纤维素原料处理、生产和纤维制品的制造工艺。

此前公开了LYOCELL纤维，其组成为纤维素结构，易降解，被认为是综合性能十分良好的一种绿色环保纤维。它具有棉纤维的舒适性，聚酯纤维的强度，粘胶纤维的悬垂性和蚕丝的柔软质感。它的制造方法都是针对以木材为原料进行的，而以木材为原料来制造纤维木浆，势必要消耗大量而又已经表明属于紧缺的林木资源，对于社会的可持续经济发展难免存在着负面影响。

《丝绸》2000年1期P21-22页“BTCA的整理Tencel织物工艺探索”一文，有关LYOCELL纤维的报导指的是用木材为原料生产的纤维。

《印染》杂志1998年12期P32-34页“LYOCELL纤维织物染整工艺探讨”一文中所指的LYOCELL也是以木浆为对象加工制造的纤维。

《国际纺织导报》杂志1998年2期P4-8页所载的“功能性的LYOCELL产品”和P74-77的“LYOCELL的整染”文章，其所指的LYOCELL纤维也都是针对以木浆为原料生产的纤维。

根据检索结果表明，目前尚未见到有关采用竹材加工竹LYOCELL纤维的文献记载。

本发明的目的在于提出一种以竹材加工竹LYOCELL纤维的制备方法。它采用速生的竹子为原料，根据竹材特点，改进工艺，制成具有环保意义的无污染的LYOCELL纤维，为保护木材资源和生态环境，为可持续发展创造条件。

本发明的原理基于采用N-氧化甲基吗啉(NMMO)为溶剂，将竹材制成的纯净的，且分子聚合度大于800的纤维竹浆浆料，然后通过喷丝，水相凝固获得制品。

本发明的竹材加工竹LYOCELL纤维的制备方法，其特征在于该制备方法的工艺步骤依次为：

1)、竹材粉碎；

2)、制浆；将原料在碱溶液和160-180℃温度下进行高压充分蒸煮，经水洗、氧漂后制成竹浆；

3)、将竹浆进一步进行浓碱除杂、漂洗，再使用螯合剂充分漂洗纯化，然后干燥，得到纯净的分子聚合度大于800的竹纤维素；

4)、用N-氧化甲基吗啉溶液溶解纯净的分子聚合度大于800的竹纤维素，减压并逐渐升温在120℃以下温度，脱水，获得纺丝浆料；

5)、纺丝浆料在90-130℃温度条件下挤压喷丝，拉伸并水相凝固得到竹LYOCELL纤维。

本发明的积极效果如下：

1、竹LYOCELL纤维与粘胶纤维相比，它克服了因粘胶纤维湿强度低下和生产酸液量大带来的环保问题，具有替代粘胶纤维生产的前景；

2、原料成本比较低，竹子作为速生材，而且资源丰富，与短棉绒相比，成本要降低一半，而且竹子多在山地种植，其每亩产量要比棉花高八倍；

3、步骤中多道除杂工艺，解决了竹材纤维中杂质对纺丝的不良影响；

4、得到的竹纤维素，小分子含量低，分子聚合度大于800，适合作为竹LYOCELL纤维纺丝原料；

5、竹LYOCELL纤维质量可达到与木材制造的LYOCELL纤维的同样水平。

本发明的工艺过程如下：

     制浆      精炼          NMMO          纺丝

竹材----→竹浆----→竹纤维素----→纺丝浆料----→竹LYOCELL纤维。

                             溶解

实施例：

1、取一年龄新慈竹，切片粉碎；取100份投入高压蒸锅，加入55克/升氢氧化钠溶液500份，再加硫化钠20份，在170℃温度下蒸煮5小时，出锅、水洗；然后通氯作漂白处理，并水洗；再用次氯酸钠进行补充漂白水洗，用17％的氢氧化钠溶液常温漂洗2小时，通常浓碱的浓度范围在3-25％的常规范围选取，水洗至酚酞检测不变色，用0.1％EDTA螯合剂溶液洗涤1小时，经脱水干燥得到精制竹纤维素20份，测得分子聚合度≥800；按1∶20的比例与50％的N-氧化甲基吗啉(NMMO)溶剂混合溶解，减压至小于0.01Mpa，脱水并逐渐升温至90℃，使之完全溶解成纺丝浆料；最后，进行挤压喷丝，选喷丝板为24孔，孔径为0.1mm，经拉伸、水相凝固、卷绕、水洗，干燥得到竹LYOCELL纤维。

2、取二至三年龄毛竹的去篾青碎料，切片粉碎；取100份投入高压蒸锅，加入50克/升氢氧化钠溶液500份，再加硫化钠20份，在170-175℃温度下蒸煮5小时，出锅、水洗；再用次氯酸钠溶液漂白后水洗，用15％的氢氧化钠溶液常温漂洗1小时，水洗至酚酞检测不变色，用0.1％EDTA螯合剂溶液常温漂洗1小时，经脱水干燥得到精制竹纤维素18份，测得分子聚合度≥800；按1∶18的比例与50％的NMMO溶剂混合溶解，减压至小于0.01Mpa，脱水并逐渐升温至90℃，使之完全溶解成纺丝浆料；最后，进行挤压喷丝，选喷丝板为7孔，孔径为0.2mm，经拉伸、水相凝固、卷绕、水洗，干燥得到竹LYOCELL纤维。