專利名稱：植物纖維液化制造人造棉纖維的方法
技術領域：
本發明涉及植物纖維液化技術領域，特別涉及一種植物纖維液化制造人造棉纖維的方法。
背景技術：
人造棉纖維是棉型人造短纖維的俗稱，棉花與人造棉纖維都是纖維素，人造棉纖維是將纖維素溶解在溶劑中再從很細的噴嘴中噴出形成細絲，其規格與棉纖維相似長度一般為35mm纖度為I. 5-2. 2dtex，可在棉紡機上混紡，也可以與棉花或棉型合成纖維混紡。植物纖維原料是自然界中極為豐富的可再生資源，比如麥草、稻草、竹木、棉桿、蘆葦、龍須草等都可以制取纖維素，但人們對這些物質的利用大多停留在制取纖維后進行造紙等簡單的利用層面上，也有的將植物纖維液化后制取高分子復合材料，例如專利申請號為03146953. I、名稱為《植物纖維液化物及其制法和用途》的中國發明專利申請，公開了用 多元醇、酚、酸等物化類物質對纖維物質進行液化制備聚氨酯發泡材料的方法；專利申請號為201010516811. 9、名稱為《一種新人造棉技術》公開了各種樹皮經曬干后放入鍋內加水加堿蒸煮，然后用酸，漂白粉，漂白后制人造棉的技術；《世界林業研究》2007年2月等20卷第一期上郭建欣等發表的文章《植物纖維原料的液化及其應用》一文公開了植物纖維的液化技術及其液化后的應用，但沒有提到利用生物酶去制作人造棉纖維。所以，使用生物植物纖維液化制造人造棉纖維，還是屬于比較新的領域。不管是什么用途，上述植物纖維液化的方法存在著高溫高壓，添加了大量化學物質，有機溶劑、苯、酚、酸、堿，這些物質都能造成二次污染，成本高、工藝復雜很難工業化生產的問題。

發明內容
為了解決以上現有技術中植物纖維液化高溫高壓、污染嚴重、難于工業化生產的問題，本發明提供了一種植物纖維經低溫常壓生物液化后用于制造人造棉纖維的方法，可以把麥草，稻草、棉桿、竹木、龍須草、蘆葦等木質及非木質原料進行液化，然后噴絲制造人造棉纖維。本發明是通過以下措施實現的一種植物纖維生物液化制造人造棉纖維的方法，包括以下步驟( I)在制漿機中加入水和生物催解劑，攪拌均勻，加入經過機械分絲的植物纖維，加熱到60-68°C保溫反應2-3小時得到纖維漿料；(2)纖維漿料經雙氧水漂白至白度達到80-90% ；(3)加入過氧化氫酶(活性單位為28000IU/g)和生物液化劑進行液化反應，反應時間為7-12小時，反應溫度為50-80°C，得到液化液，加入黃化劑后用于制造人造棉纖維；所述生物催解劑中各原料的重量配比為纖維素酶(活性單位為25000IU/g)20-30份，糖化酶(活性單位為18000IU/g)20-25份，蛋白酶(活性單位為20000IU/g) 16-22份，釀酒酵母菌(活菌數量>109CFU/g) 4-10份，丁基萘磺酸鈉2-4份，順丁烯二酸二仲辛酯磺酸鈉24-29份，環氧乙烷和脂肪醇的縮合物23-28份，尿素20-25份，硫酸鎂加入的份數是30 ;成固體狀物。所述生物液化劑中各原料的重量配比為纖維素酶(活性單位為25000IU/g)50-60份，糖化酶(活性單位為18000IU/g) 30-40份，硫脲10-15份，油酰氨基多肽羧酸鈉
5-10份，順丁烯二酸二仲辛酯磺酸鈉2-3份；所述的黃化劑中各原料的重量配比為98%的硫酸30-50份；亞硫酸鈉20_40份；四氯化碳0-30份。所述植物纖維與水的重量比為1:5，生物催解劑的加量為植物纖維重量的5-8%，過氧化氫酶加量為植物纖維重量的0-5%，生物液化劑加量為植物纖維重量的5-15%，黃化劑加量為植物纖維重量的10-15%。 所述植物纖維為木質或非木質原料。所述植物纖維為麥稻草、棉桿、竹木、龍須草或蘆葦。本發明提供的植物纖維產物為白色液體粘度在800_1500pas之間可染色制成彩色棉纖維。本發明提供的植物纖維液化方法是在常溫(80°C以下)，常壓下進行的，采用生物酶降解木質素原理制取植物纖維，然后對纖維進行氧化物漂白，再進行生物液化劑來制取植物纖維液化物的技術。目前，人們對棉纖維制品的需求日益擴大，棉花的種植加工成本居高不下，開發代用棉纖維是利國利民的大好事，取之不盡用之不竭的植物纖維為本技術的開發利用提供了廣泛的空間，因此本技術具有良好的應用前景。本發明的有益效果本發明的方法簡單實用，節約能源，不易產生二次污染，也不會對環境造成危害，充分利用了天然的植物纖維資源，解決了農業廢棄物的處理問題；制得的漿液經濕法分絲制取粘膠纖維，可紡性優良，可與棉毛或各種合成纖維混紡交織用于各種服裝及裝飾用紡織品級工業用品，用途廣泛。
具體實施例方式為了更好的理解本發明，下面結合具體實施例來進一步說明。下述實施例中用到的過氧化氫酶活性單位為28000IU/g，纖維素酶活性單位為25000IU/g，糖化酶活性單位為18000IU/g，蛋白酶活性單位為20000IU/g，釀酒酵母菌活菌數量 >109CFU/g。實施例I :一種植物纖維液化制造人造棉纖維的方法，包括以下步驟(I)在制漿機中加入水1000公斤和生物催解劑10公斤，攪拌均勻，加入經過機械分絲的稻草200公斤，加溫到60-65°C保溫反應2小時得到纖維漿料；(2)纖維漿料經雙氧水漂白至白度達到80% ；(3)加入過氧化氫酶10公斤和生物液化劑10公斤，在50_60°C進行液化反應，反應時間為8小時，得到液化液，加入黃化劑20公斤，即可制成固含量20%的纖維液化產品。所述生物催解劑中各原料的重量配比為纖維素酶20份，糖化酶25份，蛋白酶16份，釀酒酵母菌10份，丁基萘磺酸鈉2份，順丁烯二酸二仲辛酯磺酸鈉29份，環氧乙烷和脂肪醇的縮合物23份，尿素25份，硫酸鎂30份；成固體狀物。所述生物液化劑中各原料的重量配比為纖維素酶50份，糖化酶40份，硫脲10份，油酰氨基多肽羧酸鈉10份，順丁烯二酸二仲辛酯磺酸鈉2份；所述的黃化劑中各原料的重量配比為硫酸(98%) 30份；亞硫酸鈉40份。實施例2 一種植物纖維液化制造人造棉纖維的方法，包括以下步驟(I)在制漿機中加入水1000公斤和生物催解劑15公斤，攪拌均勻，加入經過機械分絲的棉桿200公斤，加熱到60-68°C保溫反應2-3小時得到纖維漿料；( 2)纖維漿料經雙氧水漂白至白度達到90% ； (3)加入過氧化氫酶IOOOg和生物液化劑15公斤進行液化反應，在50-60°C反應8-10小時，得到液化液，加入黃化劑25公斤，即可制成固含量20%左右的纖維液化產品。所述生物催解劑中各原料的重量配比為纖維素酶30份，糖化酶20份，蛋白酶22份，釀酒酵母菌4份，丁基萘磺酸鈉4份，順丁烯二酸二仲辛酯磺酸鈉24份，環氧乙烷和脂肪醇的縮合物28份，尿素20份，硫酸鎂30份，成固體狀物。所述生物液化劑中各原料的重量配比為纖維素酶60份，糖化酶30份，硫脲15份，油酰氨基多肽羧酸鈉5份，順丁烯二酸二仲辛酯磺酸鈉3份；所述的黃化劑中各原料的重量配比為硫酸(98%) 50份；亞硫酸鈉20份；四氯化碳30份。實施例3 一種植物纖維液化制造人造棉纖維的方法，包括以下步驟(I)在制漿機中加入水1000公斤和生物催解劑16公斤，攪拌均勻，加入經過機械分絲的竹子200公斤，保溫65-68°C反應2-3小時得到纖維漿料；(2)纖維漿料經雙氧水漂白至白度達到80-90% ；(3)加入生物液化劑30公斤進行液化反應，在60_70°C反應時間為7_8小時，得到液化液，加入黃化劑23公斤，即可制成固含量20%左右的纖維液化產品。所述生物催解劑中各原料的重量配比為纖維素酶25份，糖化酶22份，蛋白酶20份，釀酒酵母菌6份，丁基萘磺酸鈉3份，順丁烯二酸二仲辛酯磺酸鈉26份，環氧乙烷和脂肪醇的縮合物25份，尿素22份，硫酸鎂30份；成固體狀物。所述生物液化劑中各原料的重量配比為纖維素酶55份，糖化酶35份，硫脲12份，油酰氨基多肽羧酸鈉8份，順丁烯二酸二仲辛酯磺酸鈉2. 5份；所述的黃化劑中各原料的重量配比為硫酸(98%) 40份；亞硫酸鈉30份；四氯化碳15份。實施例4實施例I、實施例2、實施例3中得到的呈漿狀的液化纖維產品，屬于可溶性纖維素磺酸酯，再溶于稀堿液制成粘膠，經濕法分絲制取人造棉纖維，本品可紡性優良，可與棉毛或各種合成纖維混紡交織用于各種服裝及裝飾用紡織品級工業用品是一種用于較廣泛的化學纖維。關于麥草、蘆葦、龍須草、竹子、木材等木質纖維和非木質纖維的液化方法基本相似以下不再累述。
權利要求
1.一種植物纖維液化制造人造棉纖維的方法，其特征是包括以下步驟 (1)在制漿機中加入水和生物催解劑，攪拌均勻，加入經過機械分絲的植物纖維，加熱到60-68°C保溫反應2-3小時得到纖維漿料； (2)纖維漿料經雙氧水漂白至白度達到80-90%； (3)加入過氧化氫酶和生物液化劑進行液化反應，反應時間為7-12小時，反應溫度為50-800C，得到液化液，加入黃化劑后用于制造人造棉纖維； 所述生物催解劑中各原料的重量配比為纖維素酶20-30份，糖化酶20-25份，蛋白酶16-22份，釀酒酵母菌4-10份，丁基萘磺酸鈉2-4份，順丁烯二酸二仲辛酯磺酸鈉24-29份，環氧乙烷和脂肪醇的縮合物23-28份，尿素20-25份，硫酸鎂30份； 所述生物液化劑中各原料的重量配比為纖維素酶50-60份，糖化酶30-40份，硫脲10-15份，油酰氨基多肽羧酸鈉5-10份，順丁烯二酸二仲辛酯磺酸鈉2-3份； 所述的黃化劑中各原料的重量配比為98%的硫酸30-50份；亞硫酸鈉20-40份；四氯化碳0-30份； 所述過氧化氫酶活性單位為28000IU/g，纖維素酶活性單位為25000IU/g，糖化酶活性單位為18000IU/g，蛋白酶活性單位為20000IU/g，釀酒酵母菌活菌數量>109CFU/g。
2.根據權利要求I所述的方法，其特征在于植物纖維與水的重量比為1:5，生物催解劑的加量為植物纖維重量的5-8%，過氧化氫酶加量為植物纖維重量的0-5%，生物液化劑加量為植物纖維重量的5-15%，黃化劑加量為植物纖維重量的10-15%。
3.根據權利要求I或2所述的方法，其特征在于植物纖維為木質或非木質原料。
4.根據權利要求I或2所述的方法，其特征在于植物纖維為稻草、棉桿、竹木、龍須草或蘆葦。
全文摘要
本發明涉及植物纖維液化技術領域，特別涉及一種植物纖維液化制造人造棉纖維的方法，包括以下步驟在制漿機中加入水和生物催解劑，攪拌均勻，加入經過機械分絲的植物纖維，加熱到60-68℃保溫反應2-3小時得到纖維漿料；纖維漿料經雙氧水漂白至白度達到80-90%；加入過氧化氫酶和生物液化劑進行液化反應，反應時間為7-12小時，反應溫度為50-80℃，得到液化液，加入黃化劑后用于制造人造棉纖維。本發明的方法簡單實用，節約能源，不易產生二次污染，也不會對環境造成危害，充分利用了天然的植物纖維資源，解決了農業廢棄物的處理問題。
文檔編號D01F2/06GK102776595SQ20121029269
公開日2012年11月14日 申請日期2012年8月16日 優先權日2012年8月16日
發明者張紅, 李樹泉, 王傳倉 申請人:泰安市奇能化工科技有限公司