專利名稱：環(huán)保型生物─化學(xué)法紡織用纖維的制取的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種紡織用天然纖維的制作工藝，特別是指利用竹子通過環(huán)保型生物—化學(xué)法制取紡織用竹原纖維的工藝。
背景技術(shù)：
目前紡織用竹纖維有兩種一種是把從竹子里提取的纖維素，進(jìn)行化學(xué)變性然后把化學(xué)變性后的纖維素衍生物，溶解在溶劑里，進(jìn)行濕法紡絲，得到纖維，這實(shí)際上和現(xiàn)有的粘膠纖維是一回事只是原料來源不一樣，一般粘膠纖維使用木漿纖維素制取的，它們都不再是天然的纖維了，纖維的物理結(jié)構(gòu)和原來的纖維素纖維都發(fā)生了很大變化，是一種化學(xué)纖維。用竹子纖維素做原料的纖維素纖維又叫竹漿纖維。用最新的技術(shù)也可不進(jìn)行化學(xué)變性，直接的把纖維素溶解在特種溶劑里，再進(jìn)行濕法紡絲，得到纖維，但這種纖維的結(jié)構(gòu)也和天然的竹纖維結(jié)構(gòu)也不一樣了，也屬于化學(xué)纖維。如發(fā)明專利03150422.1(用竹漿粕生產(chǎn)粘膠長絲的工藝)、03150659.3(一種粘膠長絲及其制品)、200410066226.8(紡織功能粘膠纖維及制備方法)、02111954.6(竹纖維制造方法)就是屬于這類竹漿纖維的制造。
另一種是直接從竹子里提取的纖維素纖維，是一種天然的、原生的纖維，保持原有竹子纖維的結(jié)構(gòu)和理化性能。竹纖維有麻纖維一樣的結(jié)構(gòu)和性能，纖維光澤亮麗，有良好的抗菌性和耐磨性，具有優(yōu)良的著色性、反彈性、懸垂性、特別是其纖維的內(nèi)部布滿大大小小的空隙，可快速的吸收水分并揮發(fā)水分，穿著有優(yōu)良的透氣性和舒適感。這種竹纖維又叫竹原纖維。
天然竹纖維的制取的發(fā)明頗多，但其中有相當(dāng)多的專利是與紡織無關(guān)的、用粗竹纖維的制取復(fù)合材料或建筑材料。如02154784.X(竹纖維的加工方法)、93108031.2(竹纖維的生產(chǎn)方法)、01108748.X(物理法提取竹纖維的工藝)、01108747.1(竹纖維加工工藝)、01107139.7(竹纖維及其制造方法)等。
紡織用竹原纖維的中國發(fā)明專利申請有8項(xiàng)，申請?zhí)枮?2111380.7(竹纖維及其制造方法)、02151265.5(竹材成纖的制備方法)、02133494.3(天然竹纖維的制備方法)、01123617.5(竹材纖維的制取方法)、200410060809.X(竹纖維加工工藝)、200410046835.7(一種將原竹加工成可紡性竹纖維的制作方法)、200310108826.1(一種竹原纖維的制備方法)、200410046802.2(一種將原竹加工成可紡性竹纖維的制作方法)。
其中專利申請?zhí)枮?2151265.5、02133494.3和200410060809.X的紡織用竹纖維制造方法中要用酸或堿或同時(shí)要用到酸和堿來對竹子進(jìn)行處理。會產(chǎn)生大量難以處理的污水。
專利申請?zhí)枮?1123617.5的保護(hù)范圍是處理工藝程序及滾壓設(shè)備；02111380.7的專利保護(hù)內(nèi)容也僅是個處理工藝程序，其中提到用軟化劑軟化處理，至于軟化劑的成分及軟化工藝條件都未涉及。
申請?zhí)枮?00310108826.1的處理方法所用軟化液要用堿、硅酸鈉、三聚磷酸鈉、硫代硫酸鈉、硫化鈉等化學(xué)藥品，同時(shí)還要在壓力下反應(yīng)。最后還要用硫酸、磷酸、鹽酸等無機(jī)酸處理。這些廢水也難以處理。
申請?zhí)枮?00410046802.2和200410046835.7這兩個申請專利不知為何不僅內(nèi)容類同而且摘要也是一模一樣。他的竹原纖維制取方法用稻草霉菌對竹子進(jìn)行生物處理，但前期需把竹子放入壓力容器過熱蒸汽處理。竹子在稻草霉菌溶液中浸泡2小時(shí)，再一起加熱至80℃。這種方法有兩個疑點(diǎn)，霉菌是否有這么快的反應(yīng)速度、霉菌在80℃是否還有活性。一般霉菌在20-40℃溫度是最高活性，包括稻草霉菌。這可參見微生物學(xué)講義。
所以，期望有一種環(huán)保型的制取紡織用竹原纖維的方法，以滿足人民生活水平日益最佳增長的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是一種涉及環(huán)保型的生物一化學(xué)法共同處理制取紡織用纖維。
本發(fā)明采用的方法是首先采用物理方法對天然植物進(jìn)行預(yù)處理，再把預(yù)處理過的天然植物絲，用微生物來消化分解木質(zhì)素、半纖維素、果膠及部分纖維素，以使纖維素纖維分離和變細(xì)。這兩部分處理后的廢水，含有大量果膠、多糖和礦物質(zhì)可用作植物的有機(jī)肥料。
再進(jìn)一步對生物處理后的絲再在接近中性的化學(xué)藥品中用微波進(jìn)行化學(xué)處理，植物的木質(zhì)素、半纖維素、果膠及纖維素都是極性分子，在微波作用下分子高速震動加速與藥品的反應(yīng)。這樣處理化用化學(xué)藥品少，時(shí)間短。而且用這些藥品反應(yīng)后清洗的廢水經(jīng)濃縮后可直接焚燒無環(huán)境污染并可回收部分化學(xué)藥品循環(huán)使用?；具_(dá)到無環(huán)境污染的綠色生產(chǎn)方法。
本發(fā)明尤其適用于以竹、麻、桑樹皮、芭蕉或龍須草類韌皮植物制取天然的紡織用竹、麻、桑樹皮、芭蕉或龍須草類韌皮植物的纖維。
本發(fā)明的主要工藝可表示如下1、首先采用物理方法對天然植物進(jìn)行預(yù)處理，把天然植物截?cái)嗷蚱食善?，或是去掉皮，如竹青，竹青可作它用。然后放入水中煮沸變軟，取出壓碎、錘成細(xì)絲。再放入沸水中煮0.5-4小時(shí)，以去掉部分果膠、半纖維素、木質(zhì)素。
2、把上述預(yù)處理過的天然植物絲，浸入含有霉菌的溶液中發(fā)酵處理，讓霉菌分泌的多種酶分解木質(zhì)素、半纖維素、果膠及部分纖維素，以使纖維素纖維分離和變細(xì)。所用霉菌為白腐霉菌或芽孢桿菌，發(fā)酵時(shí)間7-30天，溫度10-40℃。其中，絲與微生物溶液比為(1∶5)-(1∶15)。
3、再把發(fā)酵后經(jīng)清洗的絲，浸入亞硫酸鈉、草酸銨和表面活性劑的混合溶液中，混合液的濃度取出后瀝去多余溶液，浸漬液經(jīng)補(bǔ)充藥品后可反復(fù)使用，含藥品的竹絲經(jīng)微波處理，再經(jīng)清洗。
最后按常規(guī)的方法漂白、上油、柔軟、開松即得到可供紡織用的天然纖維。
所述的微生物溶液中活干菌含量為0.5％-3％。
其特征是微波化學(xué)處理的微波頻率是915MHZ或2450MHZ。
本發(fā)明中采用的混合處理溶液是①亞硫酸鈉或亞硫酸氫鈉②草酸銨或檸檬酸銨③商品非離子型表面活性劑，三部分組成的水溶液。水溶液中所含化學(xué)品的重量百分濃度為0.5％-2％；化學(xué)品①+②和③的比例為(8∶1)-(2∶1)；①和②的比例為(2∶1)-(1∶2)。
所述的微波處理的微波頻率是500～3000MH，處理的時(shí)間是1-20分鐘。推薦微波化學(xué)處理的微波頻率是915MHZ或2450MHZ。
本發(fā)明是一種環(huán)保型的生物-化學(xué)法共同處理制取紡織用天然纖維的方法，前處理不必高壓設(shè)備，只需常壓蒸煮即可；生物處理的廢水可作肥料使用，化學(xué)處理的藥品是中性，而且可以回收重復(fù)使用，在化學(xué)處理的過程中使用微波處理時(shí)間短，效果好。
具體實(shí)施例方式通過以下實(shí)施例將有助于理解本發(fā)明，但并不限制本發(fā)明的內(nèi)容。
實(shí)施例中所用化學(xué)品均為市購商品。
實(shí)施例1把毛竹截?cái)嗖⑵食芍衿?，放入水中煮沸變軟后，取出壓碎、錘成細(xì)絲。再放入沸水中煮4小時(shí)，以去掉部分果膠、半纖維素、木質(zhì)素。把上述預(yù)處理過的竹絲一份，浸入30℃的含1％白腐霉菌溶液5份中發(fā)酵處理15天，取出洗凈。再浸入每升含14.5克亞硫酸鈉、5.5克草酸銨、2.5克JFC的水溶液中，浸透取出瀝去多余溶液后，在2450MHZ的微波中處理1分鐘，取出洗凈、漂白、上油、柔軟、開松，得到平均細(xì)度為1000公支的竹天然纖維。
實(shí)施例2把毛竹去青皮截?cái)嗖⑵食芍衿?，放入水中煮沸變軟后，取出壓碎、錘成細(xì)絲。再放入沸水中煮0.5小時(shí)，以去掉部分果膠、半纖維素、木質(zhì)素。把上述預(yù)處理過的竹絲一份，浸入10℃的含3％白腐霉菌的溶液15份中發(fā)酵處理30天，取出洗凈。再浸入每升含1.6克亞硫酸氫鈉、3.2克檸檬酸銨、0.7克MOA-10的水溶液中，浸透取出瀝去多余溶液后，在2450MHZ的微波中處理5分鐘，取出洗凈、漂白、上油、柔軟、開松，得到平均細(xì)度為1240公支的竹天然纖維。
實(shí)施例3把翠竹截?cái)嗖⑵食尚∑湃胨兄蠓凶冘浐螅〕鰤核?、錘成細(xì)絲。再放入沸水中煮2小時(shí)，以去掉部分果膠、半纖維素、木質(zhì)素。把上述預(yù)處理過的竹絲一份，浸入40℃的含2％芽孢桿菌的溶液10份中發(fā)酵處理7天，取出洗凈。再浸入每升含2.4克亞硫酸氫鈉、4.8克草酸銨、3.6克OP-15的水溶液中，浸透取出瀝去多余溶液后，在915MHZ的微波中處理10分鐘，取出洗凈、漂白、上油、柔軟、開松，得到平均細(xì)度為2350公支的竹天然纖維。
實(shí)施例4把淡竹截?cái)嗖⑵食善?，放入水中煮沸變軟后，取出壓碎、錘成細(xì)絲。再放入沸水中煮3小時(shí)，以去掉部分果膠、半纖維素、木質(zhì)素。把上述預(yù)處理過的竹絲一份，浸入26℃的含12芽孢桿菌溶液12份中發(fā)酵處理20天，取出洗凈。再浸入每升含4.8克亞硫酸鈉、2.4克草酸銨、1.2克AEO-9的水溶液中，浸透取出瀝去多余溶液后，在2450MHZ的微波中處理12分鐘，取出洗凈、漂白、上油、柔軟、開松，得到平均細(xì)度為2600公支的竹天然纖維。
實(shí)施例5把麻竹去青皮截?cái)嗖⑵食尚∑?，放入水中煮沸變軟后，取出壓碎、錘成細(xì)絲。再放入沸水中煮4小時(shí)，以去掉部分果膠、半纖維素、木質(zhì)素。把上述預(yù)處理過的竹絲一份，浸入25℃的含1.2％芽孢桿菌溶液7份中發(fā)酵處理30天，取出洗凈。再浸入每升含12.6克亞硫酸氫鈉、6.3克草酸銨、2.1克OP-10的水溶液中，浸透取出瀝去多余溶液后，在915MHZ的微波中處理16分鐘，取出洗凈、漂白、上油、柔軟、開松，得到平均細(xì)度為2850公支的竹天然纖維。
實(shí)施例6把麻竹去青皮截?cái)嗖⑵食尚∑湃胨兄蠓凶冘浐?，取出壓碎、錘成細(xì)絲。再放入沸水中煮4小時(shí)，以去掉部分果膠、半纖維素、木質(zhì)素。把上述預(yù)處理過的竹絲一份，浸入25℃的含1.8％芽孢桿菌溶液14份中發(fā)酵處理30天，取出洗凈。再浸入每升含6.3克亞硫酸氫鈉、12.6克草酸銨、4克AEO-9的水溶液中，浸透取出瀝去多余溶液后，在2450MHZ的微波中處理20分鐘，取出洗凈、漂白、上油、柔軟、開松，得到平均細(xì)度為3000公支的竹天然纖維。
實(shí)施例7把桑樹皮放入沸水中煮3小時(shí)，以去掉部分果膠、半纖維素、木質(zhì)素。把上述預(yù)處理過的桑樹皮一份，浸入35℃的含1.4％白腐霉菌溶液12份中發(fā)酵處理30天，取出洗凈。再浸入每升含5.1克亞硫酸氫鈉、4.6克草酸銨、0.8克MOA-12的水溶液中，浸透取出瀝去多余溶液后，在2450MHZ的微波中處理12分鐘，取出洗凈、漂白、上油、柔軟、開松，得到平均細(xì)度為2510公支的桑皮天然纖維。
實(shí)施例8把干龍須草放入沸水中煮3.5小時(shí)，以去掉部分果膠、半纖維素、木質(zhì)素。把上述預(yù)處理過的龍須草一份，浸入30℃的含0.9％白腐霉菌溶液10份中發(fā)酵處理30天，取出洗凈。再浸入每升含8.5克亞硫酸氫鈉、3.2克草酸銨、1.4克MOA-10的水溶液中，浸透取出瀝去多余溶液后，在2450MHZ的微波中處理15分鐘，取出洗凈、漂白、上油、柔軟、開松，得到平均細(xì)度為2400公支的龍須草天然纖維。
權(quán)利要求
1.一種環(huán)保型生物—化學(xué)法紡織用纖維的制取方法，其特征是采用下述方法制得A、首先將天然纖維植物去皮在水中煮沸變軟，取出壓碎、錘成細(xì)絲，再放入沸水中煮煉0.5-4小時(shí)；B、把上述預(yù)處理過的絲，浸入含有霉菌的溶液中發(fā)酵處理7-30天，溫度10-40℃；所用霉菌為白腐霉菌或芽孢桿菌；C、再把發(fā)酵后經(jīng)清洗的絲，浸入處理液中浸透后取出瀝去多余溶液，經(jīng)微波處理，再經(jīng)清洗；所述的處理液是①亞硫酸鈉或亞硫酸氫鈉、②草酸銨或檸檬酸銨和③商品非離子型表面活性劑組成的重量百分濃度的0.5％-2％的水溶液，其中化合物①+②與③的重量比為8∶1-2∶1；①與②的重量比為2∶1-1∶2；再按常規(guī)的方法漂白、上油、柔軟、開松即得到可供紡織用的天然纖維。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保型生物—化學(xué)法紡織用纖維的制取方法，其特征是所述的煮煉溫度為80-100℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保型生物—化學(xué)法紡織用纖維的制取方法，其特征是所述的絲與微生物溶液的比為(1∶5)-(1∶15)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保型生物—化學(xué)法紡織用纖維的制取方法，其特征是所述的微生物溶液中活干菌含量為0.5％-3％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一一種環(huán)保型生物—化學(xué)法紡織用纖維的制取方法，其特征是所述的微波化學(xué)處理的微波頻率是500～3000MH。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種環(huán)保型生物—化學(xué)法紡織用纖維的制取方法，其特征是所述的微波化學(xué)處理的微波頻率是915MHZ或2450MHZ。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保型生物—化學(xué)法紡織用纖維的制取方法，其特征是微波化學(xué)處理的時(shí)間是1-20分鐘。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保型生物—化學(xué)法紡織用纖維的制取方法，其特征是所述的天然纖維植物是竹、麻、桑樹、芭蕉或龍須草類韌皮植物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保型生物—化學(xué)法紡織用纖維的制取方法，其特征是所述的天然纖維是竹、麻、桑樹、芭蕉或龍須草類韌皮植物的天然紡織用纖維。
全文摘要
本發(fā)明是一種涉及環(huán)保型的生物—化學(xué)法共同處理制取紡織用天然纖維的方法。先將天然纖維植物制成片煮軟，壓錘成絲，在水中煮去除部分果膠、半纖維素、木質(zhì)素后用霉菌進(jìn)一步去除果膠、半纖維素、木質(zhì)素及部分纖維素，再在可容易回收的近中性化學(xué)藥品中微波處理后得到紡織用的纖維，所述的原纖維植物是竹、麻、桑樹、芭蕉或龍須草類韌皮植物。
文檔編號D01C1/00GK1793442SQ20051011170
公開日2006年6月28日 申請日期2005年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月20日
發(fā)明者郁崇文, 章悅庭, 張?jiān)? 馬衛(wèi)明, 汪軍 申請人:東華大學(xué), 蘇州市利飛紡織品有限公司