CN102425014A - 一种丝瓜络粘胶纤维的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种丝瓜络粘胶纤维的制备方法，包括：除渣、粉碎、脱胶、蒸煮、漂白、酸处理、抄造、压榨、粉碎、老成、磺化、研磨、溶解、过滤、脱泡、过滤、纺丝、牵伸、切断、后处理、干燥和打包，所述脱胶工艺采用的是生物-化学联合脱胶法。与传统的脱胶工艺相比，采用本发明所述脱胶方法制备的丝瓜络粘胶纤维的残胶率、干断裂强度、干断裂伸长率、回潮率和白度等性能指标都得到进一步的改善。

Description

一种丝瓜络粘胶纤维的制备方法

技术领域

本发明涉及人造纤维素纤维技术领域，尤其涉及一种丝瓜络粘胶纤维的制备方法。

背景技术

在纺织行业中，纺织原材料的发展是整个纺织业发展的基础。各种纤维原料具有不同的性质和特点。为了将各种不同类别、不同性能的纺织纤维，制成适于各种用途的优质成品；为了用有限的原料，加工生产成更多更好的纺织品；为了开辟新的适于纺织工业使用的原料来源，增产各种纺织品以满足人民和国家的各方面需要，必须对纺织纤维材料进行各方面的研究工作。因此，纺织材料的研究是一项长久性的研究。

随着人们生活水平的日益提高和世界能源危机的影响，人们逐渐认识到天然环保型材料的优点，尤其对服装类天然环保型材料的需求量越来越大，而其中织物废弃后能自然降解的粘胶纤维就占相当大的比例。目前人们用来生产粘胶纤维用浆粕的主要原料是阔叶木、针叶木或棉短绒。但是随着近年来粘胶纤维工业和造纸工业的迅速发展，对阔叶木、针叶木或棉短绒的需求量大大增加，导致用来生产粘胶纤维用浆粕的原料空前紧张，供需矛盾突出。因此，为了发展粘胶纤维工业，必须开拓新的原料领域。

丝瓜为葫芦科攀援草本植物，国内外均有分布和栽培。丝瓜成熟时里面的网状纤维称丝瓜络，可代替海绵用作洗刷灶具及家具；还可供药用，有清凉、利尿、活血、通经、解毒之效。丝瓜络又名丝瓜网、瓜络、丝瓜親，国外叫植物海绵，是葫芦科植物丝瓜干燥成熟果实的维管束，呈长圆筒形或长梭形，表面白色或黄白色，由多层丝状维管束交织而成，体径，质坚韧，不易折断。一直以来，丝瓜络主要以其药用及刷锅洗碗的价值为人们认识和利用。

近年来，随着科技的发展及人们生活水平的提高，丝瓜络经科学开发，已从医药领域发展到日用工业领域。以丝瓜络为原料的工艺品、日用品正日益受到人们的青睐，如丝瓜络拖鞋、丝瓜络枕套和枕芯等。丝瓜络产业逐渐实现了种植、加工、产品质检和销售的规范化、科学化、标准化和现代化，丝瓜络产品已打开国际市场，畅销东南亚、欧美等50多个国家和地区，其中浙江省慈溪市丝瓜络制品就占全球市场份额的80％。

从文献检索情况看，目前人们对于丝瓜络的研究主要集中在污水处理领域。如刘引烽，毛金浩等人在专利CN101239306中公开了一种醚化丝瓜络的制备方法及其在金属离子吸附中的应用。该方法是将天然丝瓜络与适量的NaOH乙醇溶液混合，在25～80℃下碱化，或用微波间歇辐射碱化；然后在恒温水浴中回流，洗涤、抽滤、烘干；用NaOH溶液分散，与一氯乙酸的醇溶液进行反应，抽滤、洗涤、烘干，得到醚化丝瓜络。醚化丝瓜络来源广泛，可生物降解，并且处理工艺相对简单，在污水处理方面可部分替代合成高分子材料，并具有环境友好等优点。

他们同时在专利CN101239303中公开了一种丝瓜络碱化改性方法及其在金属离子吸附中的应用。该方法是将天然丝瓜络与适量的NaOH乙醇溶液混合，在25～80℃下碱化，或用微波间歇辐射1～10min碱化，然后在恒温水浴中回流，洗涤、抽滤、烘干，得到碱处理丝瓜络。丝瓜络来源广泛，可生物降解，并且处理工艺相对简单，在污水处理方面可部分替代合成高分子材料，并具有环境友好等优点。

李慧芝，许崇娟在专利CN101670273中公开了一种巯基官能化丝瓜络制备方法及应用技术。在具塞的三角瓶中，按质量百分比加入巯基乙酸，四氢呋喃，碱化的丝瓜络，浓硫酸，加塞，于40℃恒温放置48h，然后用去离子水洗涤、抽滤，至滤液呈中性为止，用少量乙醇洗涤后，放在35℃烘箱中干燥，获得的巯基官能化丝瓜络对金属离子的吸附量大，具有巯基特性，可直接对水体中各种金属离子的吸附和洗脱，吸附效率高，吸附的速度快，选择性强，解吸性能好，有良好的物理化学稳定性和优异的机械稳定性，能够在较宽的酸碱范围内使用，同时巯基官能化丝瓜络具有再生能力。

刘引烽，杨红等人在专利CN101664671中公开了一种酯化丝瓜络的制备方法及其在有机物，尤其是水体系中有机物吸附中的应用。该方法是将天然丝瓜络用适量的NaOH/乙醇溶液浸泡后，微波间歇辐射碱化，然后在恒温水浴中回流，洗涤、烘干；用乙酸酐浸泡，再在微波辐射条件下进行间歇反应，洗涤、烘干，得到酯化丝瓜络。酯化丝瓜络的处理工艺相对简单，吸附有机污染物的性能较天然丝瓜络有所提高，在污水处理方面可部分替代合成高分子材料，并具有环境友好、来源广泛、价格低廉、可生物降解和环境友好等特点。

尹静波，俞臻阳等人在专利CN101177523中公开了一种聚乳酸/丝瓜络纤维复合材料及其制备方法。该新型完全可生物降解复合材料可明显改善聚乳酸的耐热性能，具有较好的机械性能，并且降低了原材料成本，有利于聚乳酸更广泛的应用。该复合材料以聚乳酸作为主体原材料，加入经过有机改性的丝瓜络短纤维以及少量润滑剂，热稳定剂。由上述原料及其辅料制成的完全可生物降解复合材料具有较好机械性能，优良的耐热性，抗菌，耐潮湿和较低的成本等特点，可应用于包装包裹、工程建设、室内装饰、汽车内饰等各个领域，解决白色污染带来的环境问题。

随着人们对环境问题的重视以及对纺织品的生态需求，天然纤维以其对环境无污染以及对人体肌肤的亲和性而倍受重视，丝瓜络纤维的绿色环保性更是受到人们的青睐。对于丝瓜络粘胶纤维，人们普遍采用的是常规的制备技术，包括除渣、粉碎、脱胶、蒸煮、漂白、酸处理、抄造、压榨、粉碎、老成、磺化、研磨、溶解、过滤、脱泡、过滤、纺丝、牵伸、切断、后处理、干燥、打包等工艺过程。尤其是脱胶工艺，由于采用常规的化学脱胶技术，致使生产过程中生成的废水多，产品质量差等。

发明内容

本发明的目的是提供一种丝瓜络粘胶纤维的制备方法。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案为：

一种丝瓜络粘胶纤维的制备方法，包括除渣、粉碎、脱胶、蒸煮、漂白、酸处理、抄造、压榨、粉碎、老成、磺化、研磨、溶解、过滤、脱泡、过滤、纺丝、牵伸、切断、后处理、干燥和打包，所述脱胶工艺采用的是生物-化学联合脱胶法：

(1)生物脱胶：向采用常规工艺预水煮-浸酸-水洗后的丝瓜络中加入生物酶，进行生物脱胶，脱胶过程中控制生物酶4-15g/l，pH值3.5-5.5，温度40-60℃，时间3-10小时，浴比1∶10-1∶30；

(2)化学脱胶：将步骤(1)所得丝瓜络水洗-打纤后，进行碱煮，碱煮条件为NaOH 5-20g/l，Na₂SO₃1-10g/l，Na₅P₃O₁₀1-5g/l，浴比1∶10-1∶30，时间2-5h。

优选地，所述生物酶为果胶酶或半纤维素酶。

与传统的脱胶工艺相比，采用本发明所述脱胶方法制备的丝瓜络粘胶纤维的残胶率、干断裂强度、干断裂伸长率、回潮率和白度等性能指标都得到进一步的改善。

具体实施方式

实施例1：

(1)除渣：35℃的硫酸溶液浸泡，浓度为6g/L，时间为24h；

(2)生物-化学联合脱胶：生物脱胶过程中控制果胶酶浓度为4g/l，pH值3.5，温度40℃，时间3小时，浴比1∶10；化学脱胶过程中，碱煮条件为NaOH 5g/l，Na₂SO₃10g/l，Na₅P₃O₁₀5g/l，浴比1∶10，时间2h；

(3)蒸煮：用碱量为以氢氧化钠计对绝干浆量的25％，液比为1∶3，升温时间为100min，保温温度为150℃，保温时间为180min。

(4)漂白：用氯量对绝干浆的3％，温度40℃，时间为60min。

(5)酸处理：用酸量对绝干浆的4％，温度为常温，时间为60min。

(6)压榨：甲纤含量30％，氢氧化钠含量14％。

(7)老成：温度为16℃。

(8)磺化：CS2加入量相对甲纤的30％，时间为90min，磺化终温为30℃。

(9)纺丝：酸浴液组成为：硫酸120g/L，硫酸钠270g/L，硫酸锌10g/L，温度为50℃。

(10)所制备的成品质量：干断裂强度2.54CN/dtex，湿断裂强度1.46CN/dtex，干断裂伸长率20.4％，线密度偏差率+0.72％，长度偏差率-2.5％，超长纤维0.4％，倍长纤维3.5mg/100g，残硫量7.6mg/100g，疵点3.0mg/100g，干强变异系数12.4％，白度77.4％，回潮率11.4％。

实施例2：

(2)生物-化学联合脱胶：生物脱胶过程中控制半纤维素酶浓度为15g/l，pH值5.5，温度60℃，时间10小时，浴比1∶30；化学脱胶过程中，碱煮条件为NaOH 20g/l，Na₂SO₃1g/l，Na₅P₃O₁₀1g/l，浴比1∶30，时间5h；

其它步骤同实施例1。

实施例3

(2)生物-化学联合脱胶：生物脱胶过程中控制半纤维素酶浓度为8g/l，pH值4.0，温度45℃，时间5小时，浴比1∶15；化学脱胶过程中，碱煮条件为NaOH 15g/l，Na₂SO₃8g/l，Na₅P₃O₁₀2g/l，浴比1∶15，时间2h；

其它步骤同实施例1。

实施例4

(2)生物-化学联合脱胶：生物脱胶过程中控制果胶酶浓度为12g/l，pH值4.5，温度55℃，时间8小时，浴比1∶25；化学脱胶过程中，碱煮条件为NaOH 10g/l，Na₂SO₃4g/l，Na₅P₃O₁₀4g/l，浴比1∶25，时间4h；

其它步骤同实施例1。

对比实施例1

(2)化学脱胶：采用含0.2重量份的阳离子表面活性剂的氢氧化钠溶液浸泡，温度为40℃，氢氧化钠浓度为6g/l，时间为24h。

其它步骤同实施例1。

对比实施例2

(2)化学脱胶：采用含0.4重量份的阴离子表面活性剂的氢氧化钠溶液浸泡，温度为45℃，氢氧化钠浓度为7g/L，时间为20h。

其它步骤同实施例1。

将实施例1-4和对比实施例1-2所得丝瓜络粘胶纤维的残胶率、细度、单纤维强度、长度、回潮率和白度进行测试，结果见表1所示。

表1不同脱胶方法得到的丝瓜络粘胶纤维的质量指标

测试项目	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	对比例1	对比例2
							残胶率S(％)	2.91	2.97	3.01	2.89	3.32	3.41
干断裂强度(CN/dtex)	2.54	2.48	2.39	2.50	2.04	2.17
							干断裂伸长率(％)	20.4	21.1	20.7	21.3	18.9	19.1
回潮率(％)	11.4	11.6	11.0	11.3	10.3	10.0
							白度	77.4	77.6	78.2	78.9	76.1	75.8

从表1所示数据可以看出，与传统的化学脱胶工艺相比，本发明生物-化学联合脱胶法所得丝瓜络粘胶纤维的残胶率、干断裂强度、干断裂伸长率、回潮率和白度要好于前者。

Claims (2)

1.一种丝瓜络粘胶纤维的制备方法，包括除渣、粉碎、脱胶、蒸煮、漂白、酸处理、抄造、压榨、粉碎、老成、磺化、研磨、溶解、过滤、脱泡、过滤、纺丝、牵伸、切断、后处理、干燥和打包，其特征在于，所述脱胶工艺采用的是生物-化学联合脱胶法：

(1)生物脱胶：向采用常规工艺预水煮-浸酸-水洗后的丝瓜络中加入生物酶，进行生物脱胶，脱胶过程中控制生物酶浓度4-15g/l，pH值3.5-5.5，温度40-60℃，时间3-10小时，浴比1∶10-1∶30；

(2)化学脱胶：将步骤(1)所得丝瓜络水洗-打纤后，进行碱煮，碱煮条件为NaOH 5-20g/l，Na₂SO₃1-10g/l，Na₅P₃O₁₀1-5g/l，浴比1∶10-1∶30，时间2-5h。

2.如权利要求1所述的丝瓜络粘胶纤维的制备方法，其特征在于，所述生物酶为果胶酶或半纤维素酶。