竹炭纤维(Bamboo charcoal viscose staple 纤维 )是以毛竹为原料,采用纯氧高温及氮气阻隔延时的煅烧工艺,使得竹炭天然具有的微孔更细化和蜂窝化,再与具有蜂窝状微孔结构的 聚酯 改性切片熔融纺丝而制成的。 竹炭纤维及其制成的织物具有 吸附 除臭、抑菌防霉、发射远红外、 阴离子 等功能和作用。
中国自1995年开始烧制 竹炭 ,河南 河南省新乡白鹭化纤集团有限责任公司 是国内最早见报道生产竹炭纤维的企业,2003年该企业成功开发出了竹炭 粘胶纤维 。 2004年以来,中国台湾地区也陆续报道有新型竹炭纤维问世。2005年,中国开发出竹炭磁性纤维,可以使人们在人造空气负离子的小环境中进行“无痛磁性理疗”;2006年,开发出多功能环保型竹炭改性 涤纶 。 竹炭纤维的生产主要有两种途径:一是纺丝过程中在纺丝液中加入纳米级竹发粉 乳浆大戟 (以水为介质,在乳化 分散剂 作用下,借助机械搅拌,使竹炭微粉均匀分散形成的悬浮液);二是在 合成纤维 切片中加入制作好的 竹炭 聚合物母粒进行复合纺丝。
竹炭纤维产品按粗细长短指标可分为:粗竹原纤维(长、短)、可纺竹原纤维(棉型、麻型);按照产品用途可分为:纺织用竹原纤维(纺纱、非织造)、复合用竹原纤维( 复合材料 、 建筑材料 )。 市场上有一些以 再生纤维素纤维 、粘胶维纤、竹浆纤维、竹炭纤维等为原料生产的各类纺织品,被人为标注成“ 竹纤维 ”产品,实际上其原料成分并不是真正的竹纤维,产品也不符合中国国家标准GB11951—89《纺织品 天然纤维术语》的定义。
简介
竹炭纤维(Bamboo Charcoal 纤维 )
竹炭 素有“ 黑钻石 ”的美誉,在国际上被誉为“二十一世纪环保 新卫士”。该纤维最大的与众不同之处,就是每一根竹炭纤维都呈内外贯穿的蜂窝状微孔结构。这种独特的纤维结构设计,能使竹炭所具有的功能100%的发挥出来。这款集多功能于一身竹炭纤维的诞生,是纺织多功能原料一次革命性的创新。
原料
竹炭是竹材热解得到的主要产品,在热解过程中还能 够得到大量的 副产品 —— 竹醋液 ,它是水溶性的液体 混合物 。
竹炭生产工艺我国烧制竹炭的方法主要有两种。 干馏 热解法和土窑直接烧制法
(1)干馏热解法:其设备主要是外热式立式干馏釜,这种干馏釜在烧制 竹炭 时,既可使用预干至含水率为20%~25%的竹材,也可使用未经预干的竹材,但以使用经预干的竹材为佳。由于在烧制过程中基本不存在竹炭氧化问题,因此竹炭得率较高,一般为25%左右,高者可达35%,烧制周期一般在48~72小时。但精炼温度提不高,影响竹炭密度;干馏釜容积小,竹炭产量低。 浙江省 有些厂家就采用这种立式 干馏 釜烧制竹炭。
(2)土窑烧制法:它是采用燃料(木材)直接加热方式,即窑口由燃料燃烧产生的热量上升到 窑顶 后,向窑内扩散,其中大部分 上火 流流动在上层,有小部分热量向四周辐射,由上往下缓慢干燥并达到预 碳化 ;燃烧窑内部分竹材使窑内温度继续升高,除去 挥发性 物质,此时窑内烟气循环流动,各点热量和温度基本均匀,完成炭化和精炼阶段,得到结构致密的 竹炭 。土窑烧制法通常有烟熏预干燥、干燥、预炭化、炭化、煅烧(精炼)、自然冷却等阶段。各个阶段有不同的温度,烟熏预干燥阶段为60~100℃,干燥阶段为100~150℃,预炭化阶段为150~270℃,炭化阶段为270~450℃,煅烧阶段为450℃至1000℃左右。土窑烧炭的过程,各阶段的温度和 碳化 速度是通过操作者“眼观鼻嗅”,一是观察烟囱及窑门出烟口烟的变化;二是通过闻烟味来确定。土窑用的鲜 孟宗竹 ,一般在室外放置一周左右,再放入窑中进行烟熏预干燥,大约要1周,而自然冷却至窑口温度50~60℃时也需要一周,出窑一般也要2天。所以从装窑到出炭一般要25~30天, 竹炭 得率一般为20%左右。工艺合理,后期氧化燃烧的量少则得率超过20%,否则会低于20%,甚至更低(因空气漏入或空气量进入过大)。土窑造价便宜,精炼温度高,竹炭密度大,但质量稳定性差,得率不高。 浙江省 遂昌、 衢州市 等竹炭厂家都采用这种土窑烧制竹炭。
生产
竹炭是竹材资源开发的又一个全新的具有卓越性能的环保材料。将竹子经过800度高温干燥 碳化 工艺处理后,形成竹炭。竹炭具有很强的 吸附 分解能力,能吸湿干燥、消臭抗菌并具有 阴离子 穿透等性能。竹炭纤维则是运用 纳米技术 ,先将竹炭微粉化,再将纳米级竹炭微粉经过 高科技 工艺加工,然后采用传统的化纤制备工艺流程,即可纺丝成型,制备出合格的竹炭纤维。
分类
烧制 竹炭 的竹材一般用当地老龄竹(5年以上)和竹材加工剩余物。由于经验的积累和外销渠道的畅通,竹炭的质量和产量逐年上升。仅 浙江省 不完全统计,1999年竹炭产量约4000t,2000年达5000t,预计2001年将突破万t,出口创汇愈亿元。2012年,竹炭每吨售价在5000~10000元, 竹醋液 每吨5000~7000元,烧制6~7t新竹材可热解成1t竹炭和350~650kg竹醋液,每吨竹材可增值3~4倍。1.2.1 竹炭产品 的分类,全国尚无统一的竹炭分类标准,生产上按精炼度,竹炭形状和导电性分为3种。(1)按精炼度分 精炼度是日本木炭标准中用来测定木炭的 碳化 程度的一种方法,此项标准对指导生产与消费具有一定作用,常用精炼计来测定。它的原理是根据木炭 电阻 测定其炭化度,测定范围是100~108Ω,其指数0~8称为精炼度,109Ω以上的称精炼度为9。炭化度越高, 电阻 越小,精炼度值越小。(2)按竹炭形状分 (3)按导电性能分 竹炭导电性常与竹炭的密度、精炼度、含水率、灰分含量等因素有关,导电性较好的竹炭要求密度较大,精炼度高,含灰分少,电阻值较小。生产中常用 电导率 仪来粗略判定 竹炭 的导电性。按电阻值大小可分高中低三等。
2 竹炭的 物理化学 性质
片炭含水率5%~8%,颗粒炭含水率14%~18%; 固定碳含量85%~88%; 灰分含量2%~4%; 比表面积 300~600m2/g; 挥发分6%~8%; 干碳热值30000~33000kJ/kg: pH值8~9; 气干密度0.800~1.320/cm3。
特点
1、柔滑软暖,似“绫罗绸缎”: 竹纤维 具有单位细度细、手感柔软;白度好、色彩亮丽;韧性及耐磨性强,有独特的回弹性;有较强的纵向和横向强度,且稳定均一,悬垂性佳;柔软滑爽不扎身,比棉还软,有着特有的丝绒感。
2 、吸湿透气,冬暖夏凉:竹炭纤维横截面布满了大大小小椭圆形的孔隙,可以瞬间吸收并蒸发大量的水分。天然横截面的高度中空,使得业内专家称竹炭纤维为“会呼吸”的纤维,还称其为“纤维皇后”。竹炭纤维的吸湿性、放湿性、透气性居各大纺织纤维之首。冬暖夏凉由竹炭纤维的中空特征决定,竹炭纤维纺织品夏秋季使用,使人感到特别的凉爽、透气;冬春季使用蓬松舒适又能排除体内多余的 上火 和水份,不上火,不发燥。
3.抑菌抗菌,抗菌率94.5%:经全球最大的检验、测试和认证机构 SGS 检测,同样数量的细菌在 显微镜 下观察,细菌在棉、木纤维制品中能够大量繁衍,而细菌在 竹炭 竹纤维面料 上经24小时后则减少94.5%。这一成果也为防“ 严重急性呼吸综合征 ”提供了防护服的选择,这是其它纺织原料不可比拟的。
4 、绿色环保,抗 紫外线 :竹炭纤维是从原竹中提练出来的绿色环保材料,它具有竹子天然的防螨、防臭、防虫和产生 阴离子 特性。经中国科学院上海物理研究所检测证明,竹炭纤维织物对200—400nm的紫外线透过率几乎为零,而这一波长的紫外线对人体的伤害最大.
性能
竹炭纤维具有的主要性能是:
超强的 吸附 力: 竹炭 吸附能力是木炭的5倍以上,对甲醛、苯、 甲苯 、氨等有害物质和粉尘能发挥吸收、分解异味和消臭的作用。例如:普通 粘胶纤维 的氨去除率只有17.4%,而竹炭粘胶纤维的氨去除率达到54%。
发射 远红外线 ,蓄热保暖:远红外线发射率高达0.87,能蓄热保暖,温升速度比普通棉织物快。调湿,达到除湿与干燥的功效:高平衡回潮率和保水率,赋予了竹炭纤维调湿的本领。
阴离子 发射浓度高:通常都市公园的负离子浓度为1000-2000个/ cm3,郊外田野的负离子浓度为5000-50000个/cm3,竹炭纤维发射负离子的浓度为6800个/cm3,相当于郊外田野的负离子浓度,因此有益于身体健康。
矿物质含量高,有特殊的保健功能:竹炭纤维含有钾、钙等有益于身体健康的矿物质。
例如:含钾0.85,钠0.01,钙0.05,镁0.04,铁0.01,锰0.05。
近些年来,国内外时装界不断掀起纤维革命,功能性保健纺织品成为市场主流。因此用黑漆漆的竹炭纤维制成的服装,深受消费者欢迎,获得了“ 黑钻石 ”的美称。它不仅具有自然和环保特性,更有 远红外线 、 阴离子 、蓄热保暖等多种功能,非常适宜织制贴身穿着服装。竹炭纤维的功能具有永久性,不受洗涤次数的影响。
现竹炭纤维面料主要应用于内衣产品、牛仔裤、衬衫、T恤、袜子、毛巾、床上用品及运动休闲装等,以充分发挥竹炭纤维天然、环保、多功能的优异特性,竹炭纤维为纺织产品开发提供了崭新的原料素材,同时也为产品销售增加了新的闪光点。我国已开发出 竹炭 粘胶纤维 和面料。竹炭纤维正日渐走入人们生活。从竹炭原料的选择、竹炭纤维的纺纱性能、各种纺织原料与竹炭纤维 混纺 性能、以及不同的混纺比例对纱线、成品性能的影响,进行了分析、测试和开发。
在此基础上又开发出不同后整理、印染加工的产品,极大限度的发挥竹炭纤维的优异性能,丰富竹炭纤维系列产品的种类。已开发出32s、40s、60s/2竹炭纤维与PTT, 天丝 , 精梳棉 , 长绒棉 , 聚对苯二甲酸乙二醇酯 ,粘胶, 莫代尔 等的混纺纱线和面料,可以广泛地用于内衣裤,衬衫,家纺,运动休闲装,功能服装服饰、空气清新及平衡保湿材料等多个领域,面料手感舒适、保健功能性强。
区别
竹炭纤维与竹原纤维、竹浆纤维有那些区别呢?竹原纤维是将天然的竹材锯成生产上所需要的长度,然后通过机械、物理的方法去除竹子中的 木质素 、多 戊糖 、竹粉、 果胶 等杂质,从竹材中直接分离出来的纤维。其生产工艺与 麻纤维 相类似,是纯粹的天然绿色环保型纤维。竹浆纤维则属于 化学纤维 中的 再生纤维素纤维 ,先将竹子制成适合纺丝的竹浆 粕 ,然后经湿法纺丝获得竹浆纤维。其生产工艺与粘胶相类似
应用
竹炭 应用:竹炭已开发了许多领域的用途。
(1)燃料:竹炭作为烧烤野炊的燃料清洁而有情趣,它的 比表面积 大(木炭一般为300m2/g,竹炭最大可达700m2/g),火力是木炭的3成多。
(2) 净水器 :因竹炭是多孔性材料,具有大的比表面积,有很强的吸附性,适合对河水和生活用水的净化。
(3)居室调湿:将竹炭作为住宅居室床下的调湿剂可以遏制湿度上升和 霉菌 、微生物的繁衍,同时还可将竹炭放置于地板下,起到防菌、调节湿度的功效。
(4) 吸附 异味:可将炭放入冰箱中消除食品等的异味,保持食品新鲜不变质;放入米缸可防止彀虫的生成,保持米缸干燥确保米质;放入橱窗、柜子和 钢琴 内,可除湿、防霉、除臭;放在汽车内用可消除异味。在煮饭时放入竹片炭可吸附 白米 所含的农药残留物,且能使米质变软而不粘;将 竹炭 放置在电脑、电视和微波炉等旁边,可遮挡 电磁波 辐射,有利于健康。
(5)保健产品:利用竹炭的多孔结构和吸附特性,可用于汗水、口水及室内湿气的吸附,且能释放出天然的香气,提高人的睡眠质量。竹炭辐射远红外线。能渗透血管,刺激身体各 经络 的穴道,改善身体器官机能,所以用竹炭加工成保健炭枕、床垫等床上用品和汽车坐垫。
(6)鲜花水果保鲜:花瓶中放入几片竹炭,能够延长鲜花的凋谢期;水果箱中放入几片竹炭,能起到一定的保鲜效果。
(7)美容美肤:已开发 竹炭 肥皂和香皂,能使皮肤增白清爽,且对 皮肤病 有一定的预防和治疗作用,2012年正在开发牙刷、牙膏等 大宗商品 。
竹醋液 的应用:竹醋液已开发的使用领域有:
(1)熏制火腿和 腊肠 :经澄清的竹醋液浸渍的火腿和香肠,再进行烟熏,火腿和香肠不易生虫,味道更鲜美。
(2)除臭味:将竹醋液喷洒在卫生间等有恶臭的地方,能消除臭味,保持空气清新,喷洒一次能维持3~5天。夏天还可作为香水消除身上汗臭等气味,并使人感到凉爽。
(3)医治脚气:脚气经竹醋液清洗能起到止痒治愈功效,一般在竹醋液中浸泡半小时到1小时取出擦干即可。