摘 要: 本发明属于纺织麻纤维生产技术领域，具体涉及一种苎麻纤维的生产方法。所述方法包括苎麻韧皮的除杂活化步骤、碱促醇基低共熔溶剂脱胶步骤、后整理步骤；所述碱促醇基低共熔溶剂是在氯化胆碱与高沸醇的醇基低共熔溶剂的基础上，加入氢氧化钠，氢氧化钾，碳酸钠，碳酸钾中的任一种所形成。上述技术方案中，除杂活化处理和碱促醇基低共熔溶剂脱胶处理有机结合且密不可分，可实现高效的脱胶效果，还能显著提升苎麻纤维的成品质量。本发明所制得的苎麻纤维成品指标好、脱胶步骤简化、时间成本降低、化学品消耗量减小、环保压力轻、生产效率高、生产成本降低，所得苎麻纤维成品指标可满足或超越国家标准。
权利要求书
1.一种苎麻纤维的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一步，苎麻韧皮的除杂活化步骤：将苎麻韧皮置于脱胶罐内，开启进液阀注入水，直至完全浸没苎麻韧皮后关闭进液阀；随后加热脱胶罐，完成苎麻韧皮的除杂活化处理；之后，开启出液阀排空脱胶罐中的水，并对经过除杂活化处理的苎麻原麻进行挤压脱水，随后关闭出液阀；
第二步，碱促醇基低共熔溶剂脱胶步骤：再次开启进液阀，向脱胶罐内泵入由碱促醇基低共熔溶剂组成的脱胶液，直至液面覆盖所有除杂活化处理过的苎麻原麻后关闭进液阀；将脱胶罐加热并连续蒸煮；随后，开启出液阀，待脱胶液排空后关闭出液阀；接着，再次打开进液阀，向脱胶罐内注入水，对苎麻纤维进行水洗，直至得到干净的苎麻纤维半成品；
第三步，后整理步骤：将所得到的苎麻纤维半成品依次经脱水、上油、烘干处理，最终制得苎麻纤维成品。
2.根据权利要求1所述的一种苎麻纤维的生产方法，其特征在于，在第一步中，加热脱胶罐至水沸腾，并在沸腾状态下持续蒸煮20～30min。
3.根据权利要求1所述的一种苎麻纤维的生产方法，其特征在于，在第二步中，醇基低共熔溶剂包括氯化胆碱和高沸醇，所述高沸醇为乙二醇，丙三醇，丁二醇的任一种；苎麻韧皮与醇基低共熔溶剂的质量比为1：15～20。
4.根据权利要求3所述的一种苎麻纤维的生产方法，其特征在于，氯化胆碱与高沸醇的摩尔比范围为1：1～10。
5.根据权利要求4所述的一种苎麻纤维的生产方法，其特征在于，碱促醇基低共熔溶剂是在氯化胆碱与高沸醇的醇基低共熔溶剂的基础上，加入氢氧化钠，氢氧化钾，碳酸钠，碳酸钾中的任一种所形成。
6.根据权利要求5所述的一种苎麻纤维的生产方法，其特征在于，碱促醇基低共熔溶剂中碱成分的质量百分比浓度控制为0.4％～1.0％。
7.根据权利要求1所述的一种苎麻纤维的生产方法，其特征在于，在第二步中，脱胶罐加热至130～170℃温度范围，并在此温度下连续蒸煮1.5～2h。
8.根据权利要求1所述的一种苎麻纤维的生产方法，其特征在于，在第二步中，使用水对脱胶罐内的苎麻纤维洗涤2～5次，至pH值降至7；水洗时间为20min。9.根据权利要求1所述的一种苎麻纤维的生产方法，其特征在于，在第三步中，脱水、上油处理时长均控制在20min。
10.根据权利要求1所述的一种苎麻纤维的生产方法，其特征在于，在第三步中，干燥的温度为90～120℃，干燥时间为50～60min。
技术领域
本发明属于纺织麻纤维生产技术领域，具体涉及一种苎麻纤维的生产方法。
背景技术
现有技术的苎麻纤维生产方法主要依赖于化学碱煮法，其典型工艺流程包括苎麻原麻的预浸(使用1％硫酸，持续1h)、水洗、一煮(采用1％氢氧化钠，时长1h)、再次水洗、二煮(混合使用1％氢氧化钠，3％硅酸钠，3％尿素，3％双氧水，3％三聚磷酸钠，2％亚硫酸钠，再煮1h)、多次水洗、脱水、给油、烘干，最终得到精干麻。
尽管这一工艺成熟且应用广泛，但其缺陷也十分显著：一方面，生产过程大量使用硫酸、烧碱等强腐蚀性、污染性化学试剂，导致大量废水和废气的产生，显著增加了环保处理成本；另一方面，整个工艺流程冗长复杂，耗时近6小时，不仅效率低下，还极大地增加了人力投入。此外，高浓度烧碱的使用不可避免地会对苎麻纤维的纤维素造成损伤，降低其物理强度等指标，从而限制了其在高档纺织品领域的进一步应用。
国内外在苎麻纤维脱胶生产方法的创新研究中开展了一些工作，以期在保持或提升苎麻纤维性能的同时，减少环境污染和资源消耗。
低共熔溶剂是一种新兴的绿色脱胶溶剂，因其对于苎麻韧皮中的木质素等非纤维素物质的高选择去除能力而备受关注。低共熔溶剂是一种低熔点的混合物，具有无毒无害，可生物降解，可再生循环使用、原子利用率100％等优点。其中，由高沸醇组成低共熔溶剂在可回收性和环境友好性方面表现尤为突出，并已初步应用于苎麻纤维的预脱胶处理(如中国申请专利CN201910645683.9所展示)。然而，由于醇基低共熔溶剂体系本身的中性特性，其对苎麻韧皮非纤维素组分的脱除效率相对较低，仅能实现苎麻纤维的预脱胶或半脱胶，难以满足企业高效生产的需求。
因此，开发一种能够克服现有技术缺陷，实现苎麻纤维高效、绿色生产的新方法，对于提升苎麻纤维的利用价值，推动纺织行业技术进步，具有重要意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是提供一种苎麻纤维的生产方法，是一种高效、清洁、绿色的生产方法，流程简单，耗时短。
采用的技术方案为：
一种苎麻纤维的生产方法，包括如下步骤：
第一步，苎麻韧皮的除杂活化步骤：
将苎麻韧皮置于脱胶罐内，开启进液阀注入水，直至完全浸没苎麻韧皮后关闭进液阀；随后加热脱胶罐，完成苎麻韧皮的除杂活化处理；
之后，开启出液阀排空脱胶罐中的水，并对经过除杂活化处理的苎麻原麻进行挤压脱水，随后关闭出液阀；
第二步，碱促醇基低共熔溶剂脱胶步骤：
再次开启进液阀，向脱胶罐内泵入由碱促醇基低共熔溶剂组成的脱胶液，直至液面覆盖所有除杂活化处理过的苎麻原麻后关闭进液阀；将脱胶罐加热并连续蒸煮；
随后，开启出液阀，待脱胶液排空后关闭出液阀；
接着，再次打开进液阀，向脱胶罐内注入水，对苎麻纤维进行水洗，直至得到干净的苎麻纤维半成品；
第三步，后整理步骤：
将所得到的苎麻纤维半成品依次经脱水、上油、烘干处理，最终制得苎麻纤维成品。
优选的，在第一步中，加热脱胶罐至水沸腾，并在沸腾状态下持续蒸煮20～30min。
优选的，在第二步中，醇基低共熔溶剂包括氯化胆碱和高沸醇，所述高沸醇为乙二醇，丙三醇，丁二醇的任一种；苎麻韧皮与醇基低共熔溶剂的质量比为1：15～20。
优选的，氯化胆碱与高沸醇的摩尔比范围为1：1～10。
优选的，碱促醇基低共熔溶剂是在氯化胆碱与高沸醇的醇基低共熔溶剂的基础上，加入氢氧化钠，氢氧化钾，碳酸钠，碳酸钾中的任一种所形成。
优选的，碱促醇基低共熔溶剂中碱成分的质量百分比浓度控制为0.4％～1.0％。
优选的，在第二步中，脱胶罐加热至130～170℃温度范围，并在此温度下连续蒸煮1.5～2小时。
优选的，在第二步中，使用水对脱胶罐内的苎麻纤维洗涤2～5次，至pH值降至7；水洗时间为20min。
优选的，在第三步中，脱水、上油处理时长均控制在20min。
优选的，在第三步中，干燥的温度为90～120℃，干燥时间为50～60min。
上述技术方案直接带来的技术效果是，脱胶效果显著(残胶率低至2.02％～3.69％)、所制得的苎麻纤维成品细度佳(为6.23～8.01dtex)、纤维强度优异(为6.03～7.45cN/dtex)，上述指标可满足或超越国家标准。
上述技术方案的苎麻纤维的生产方法不仅确保了苎麻纤维的高品质产出，而且整个生产流程中，化学品使用量减小；工艺流程缩短且简化；生产效率提高、生产成本降低。
为更好地理解本发明的技术特点，现详细分析与说明如下：
上述技术方案中，将苎麻韧皮进行蒸煮除杂与活化，在此过程中，沸腾的水分子活性很高，可以快速地浸润苎麻韧皮原料，使得苎麻韧皮表面的硬皮软化，有利于后续脱胶加工；并且随着水分子逐渐渗透至苎麻韧皮内部，胶质与纤维素的结合力被显著弱化，因此苎麻韧皮致密的内部结构变得疏松，比表面积增大，这进一步促进了后续正式脱胶过程的活化效应。
同时，高温蒸煮还促进了原料中杂质的去除、水溶物的溶解以及半纤维素的水解，暴露了更多的非纤维素物质，为后续化学试剂的渗透与反应提供了良好基础，显著提高了脱胶效率。
上述技术方案中，将经过除杂活化处理后的苎麻韧皮进行的碱促醇基低共熔溶剂脱胶处理是本发明的技术关键点，对最终的苎麻纤维脱胶效果起到了十分关键的作用。
在此过程中，高温高压状态的氯化胆碱与高沸醇构成的低共熔溶剂体系共同作用于苎麻原料，对原料进行充分溶胀，且通过氢键竞争机制破坏木质素、半纤维素等非纤维素物质的分子内及分子间氢键，将其溶出并溶解于低共熔溶剂中；同时，在碱性环境下，这些非纤维素物质的化学键被进一步破坏，木质素大分子的酯键、醚键和半纤维素 木质素连接键的酯键等断裂并降解为可溶性的小分子物质，最终溶解在低共熔溶剂体系中，实现苎麻韧皮的深度分散与高效脱胶。
上述技术方案中，碱促醇基低共熔溶剂脱胶处理，脱胶液采用回收循环的上一轮脱胶废液，并补充适量碱成分以配制新的碱促醇基低共熔溶剂脱胶液，此举大幅减少了新鲜水和化学试剂的消耗，降低了污水排放量。此外，通过避免传统碱煮脱胶中高污染性化学品如亚硫酸钠等试剂的使用，并显著降低烧碱用量，本发明显著减轻了废水废气处理负担，降低了生产成本与环境压力。
上述技术方案中，除杂活化处理和碱促醇基低共熔溶剂脱胶处理有机结合且密不可分，只有通过蒸煮处理将苎麻韧皮杂质去除和结构活化之后，才可以使用碱促醇基低共熔溶剂脱胶工序。该技术不仅实现了高效的脱胶效果，还显著提升了苎麻纤维的成品质量。
上述技术方案的苎麻纤维的生产方法，与现有技术的碱煮处理化学脱胶方法对比，由于只有一次蒸煮脱胶步骤，大大节省了时间成本。此外，上述技术方案采用的低共熔溶剂脱胶体系避免了硫酸、亚硫酸钠等高污染、高腐蚀性试剂，大幅减少了烧碱的应用，且该体系可回收再循环利用，因此大大节约了废气废水处理成本。总之，这对于有效减轻碱煮过程对纤维物理指标的损伤，降低废水处理难度、缓解环保压力、提高生产效率，降低生产成本均具有明显的积极意义。
综上所述，本发明相对于现有技术，具有脱胶效果显著、所制得的苎麻纤维成品指标好、脱胶步骤简化、时间成本降低、化学品消耗量减小、环保压力轻、生产效率高、生产成本降低等有益效果。
附图说明
图1为采用本发明方法实施例3生产的苎麻纤维电镜照片。
图1
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进行详细说明。
说明：
苎麻原麻产地：湖南长沙。
苎麻原麻800公斤，等分为四份，分别用于实施例1、实施例2、实施例3和对比例1。
实施例1
一种苎麻纤维的生产方法，包括以下步骤：
第一步，苎麻韧皮的除杂活化步骤
将苎麻韧皮置于脱胶罐内，开启进液阀注入水，直至完全浸没苎麻韧皮后关闭进液阀；随后加热脱胶罐煮至水沸腾，并在沸腾状态下持续蒸煮0.5小时，以完成苎麻韧皮的除杂活化处理；
之后，开启出液阀排空脱胶罐中的水，并对经过除杂活化处理的苎麻原麻进行挤压脱水，随后关闭出液阀；
第二步，碱促醇基低共熔溶剂脱胶步骤
再次开启进液阀，向脱胶罐内泵入由氯化胆碱和1，4 丁二醇低共熔溶剂及碳酸钠组成的脱胶液，直至液面覆盖所有除杂活化处理过的苎麻原麻后关闭进液阀；将脱胶罐加热至130℃，并在此温度下连续蒸煮2小时；
随后，开启出液阀，待脱胶液排空后关闭出液阀；
接着，再次打开进液阀，向脱胶罐内注入水，对苎麻纤维进行洗涤直至其pH值降至7或以下；最后使用清水反复漂洗，直至得到干净的苎麻纤维半成品；
第三步，后整理步骤
将所得到的苎麻纤维半成品依次经脱水、上油、烘干处理，最终制得苎麻纤维成品。
上述碱促醇基低共熔溶剂由氯化胆碱与1，4 丁二醇以摩尔比1：1，进一步加入0.4％碳酸钠混合而成；且苎麻韧皮与醇基低共熔溶剂的质量比为1：20。
上述除杂活化步骤时长控制在30min及以下，碱促醇基低共熔溶剂脱胶步骤时长控制在2h及以下，水洗、脱水、给油处理时长均控制在20min及以下，烘干处理时长控制在1h及以下。
产品检验检测结果：
所制得的苎麻纤维残胶率为3.69％、纤维强度为8.01cN/dtex、纤维细度为7.45dtex。
实施例2
一种苎麻纤维的生产方法，包括以下步骤：
第一步，苎麻韧皮的除杂活化步骤
将苎麻韧皮置于脱胶罐内，开启进液阀注入水，直至完全浸没苎麻韧皮后关闭进液阀；随后加热脱胶罐煮至水沸腾，并在沸腾状态下持续蒸煮0.5小时，以完成苎麻韧皮的除杂活化处理；
之后，开启出液阀排空脱胶罐中的水，并对经过除杂活化处理的苎麻原麻进行挤压脱水，随后关闭出液阀；
第二步，碱促醇基低共熔溶剂脱胶步骤
再次开启进液阀，向脱胶罐内泵入由氯化胆碱和丙三醇低共熔溶剂及氢氧化钾组成的脱胶液，直至液面覆盖所有除杂活化处理过的苎麻原麻后关闭进液阀；将脱胶罐加热至150℃，并在此温度下连续蒸煮2小时；
随后，开启出液阀，待脱胶液排空后关闭出液阀；
接着，再次打开进液阀，向脱胶罐内注入水，对苎麻纤维进行洗涤直至其pH值降至7或以下；最后使用清水反复漂洗，直至得到干净的苎麻纤维半成品；
第三步，后整理步骤
将所得到的苎麻纤维半成品依次经脱水、上油、烘干处理，最终制得苎麻纤维成品。
上述醇基低共熔溶剂由氯化胆碱与丙三醇以摩尔比1：5，进一步加入0.6％氢氧化钾混合而成；且苎麻韧皮与醇基低共熔溶剂的质量比为1：20。
上述除杂活化步骤时长控制在30min及以下，碱促醇基低共熔溶剂脱胶步骤时长控制在2h及以下，水洗、脱水、给油处理时长均控制在20min及以下，烘干处理时长控制在1h及以下。
产品检验检测结果：
所制得的苎麻纤维残胶率为3.00％、纤维强度为6.83cN/dtex、纤维细度为7.26dtex。
实施例3
一种苎麻纤维的生产方法，包括以下步骤：
第一步，苎麻韧皮的除杂活化步骤
将苎麻韧皮置于脱胶罐内，开启进液阀注入水，直至完全浸没苎麻韧皮后关闭进液阀；随后加热脱胶罐煮至水沸腾，并在沸腾状态下持续蒸煮0.5小时，以完成苎麻韧皮的除杂活化处理；
之后，开启出液阀排空脱胶罐中的水，并对经过除杂活化处理的苎麻原麻进行挤压脱水，随后关闭出液阀；
第二步，碱促醇基低共熔溶剂脱胶步骤
再次开启进液阀，向脱胶罐内泵入由氯化胆碱和乙二醇低共熔溶剂及氢氧化钠组成的脱胶液，直至液面覆盖所有除杂活化处理过的苎麻原麻后关闭进液阀；将脱胶罐加热至170℃，并在此温度下连续蒸煮2小时；
随后，开启出液阀，待脱胶液排空后关闭出液阀；
接着，再次打开进液阀，向脱胶罐内注入水，对苎麻纤维进行洗涤直至其pH值降至7或以下；最后使用清水反复漂洗，直至得到干净的苎麻纤维半成品；
第三步，后整理步骤
将所得到的苎麻纤维半成品依次经脱水、上油、烘干处理，最终制得苎麻纤维成品。
上述醇基低共熔溶剂由氯化胆碱与乙二醇以摩尔比1：10，进一步加入1.0％氢氧化钠混合而成；且苎麻韧皮与醇基低共熔溶剂的质量比为1：20。
上述除杂活化步骤时长控制在30min及以下，碱促醇基低共熔溶剂脱胶步骤时长控制在2h及以下，水洗、脱水、给油处理时长均控制在20min及以下，烘干处理时长控制在1h及以下。
产品检验检测结果：
所制得的苎麻纤维残胶率为2.02％、纤维强度为6.03cN/dtex、纤维细度为6.23dtex。
对比例1
采用现有传统技术生产苎麻精干麻。
工艺流程包括苎麻原麻的预浸(使用1％硫酸，持续1h)、水洗(20min)、一煮(采用1％氢氧化钠，时长1h)、再次水洗(20min)、二煮(混合使用1％氢氧化钠，3％硅酸钠，3％尿素，3％双氧水，3％三聚磷酸钠，2％亚硫酸钠，再煮1h)、多次水洗(20min)、脱水(20min)、给油(20min)、烘干(1h)，最终得到精干麻。
产品检验检测结果：
所制得的苎麻纤维残胶率为2.18％、纤维强度为6.17cN/dtex、纤维细度为6.86dtex。
为更加全面地对比实施例1/2/3和对比例1的工艺，结合下列附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的促低共熔溶剂方法(实施例3)生产得到的苎麻纤维的电镜照片，由图1可以看出，本发明方法所得纤维产品都较洁净，表面残留胶质较少。
本发明(实施例1)与现有化学碱煮法(对比例1)所需时间方面的对比结果，见下表1。
表1 实施例1与对比例1的方法所需时间对比情况
从表1可以看出，对比例1的现有技术的碱煮法生产一批苎麻纤维所需用时5小时40分，而本发明技术的耗时低至4小时30分，大大节约了时间成本。
本发明(实施例2)与现有化学碱煮法(对比例1)所需化学用品方面的对比结果，见下表2：
表2 处理每公斤苎麻韧皮时实施例2与对比例1所需化学试剂对比
本发明技术每轮消耗不可回收的碱促低共熔溶剂约为5％。从表2可以看出，以碱促浓度1.0％，每轮消耗碱50％为例，处理每公斤苎麻韧皮时本发明技术所消耗的化学用品仅为传统碱煮法的30％，且本发明技术未使用高污染性、高腐蚀性的亚硫酸钠、硫酸等试剂，因此化学试剂成本与环保成本均大幅降低。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
文章摘自国家发明专利，一种苎麻纤维的生产方法，发明人:宋焱，孙长春，马君志，张帅，冯逢逢，张元明，姜伟，韩光亭，申请号，202411257250.3，申请日，2024.09.09。
