基本信息
- 项目名称：
- 新型纺织材料--竹笋壳纤维及制品
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 本作品以废弃物--竹笋壳为研究对象，采用化学方法成功的分析出了其主要成分的含量；设计了新型的脱胶工艺：物理气爆预处理+化学脱胶双脱胶工艺，成功的提取出了竹笋壳纤维；通过对提取出的纤维进行相关性能研究，结果表明其不仅具有可纺性能，且与苎麻纤维及其相似；对竹笋壳纤维进行纺纱和织造实践，得到的织物具有粗犷的风格，可广泛用于家用纺织品领域。目前，本研究已得到湖北天化麻业股份有限公司的认可。
- 详细介绍：
- 本作品以我国富有资源竹子的附加产物--竹笋壳为研究对象，采用GB5888-89《苎麻化学成分定量分析方法》成功的分析出了竹笋壳的化学物质成分，得到其所含纤维素、半纤维素、木质素等的含量；本作品根据已经分析出的对竹笋壳化学成分，结合传统的麻类纤维素纤维（如苎麻等）的脱胶方法对竹笋壳进行脱胶试验，在尽可能完整去除半纤维、素木质素、脂肪腊质、果胶和水溶性物质等杂质的基础上，选出适合竹笋壳纤维脱胶方法，并设计出一种全新脱胶的工艺流程：物理气爆预处理+化学脱胶双脱胶工艺，试样准备→预浸酸→水洗→气爆预处理→一煮→水洗→二煮→水洗→漂白→水洗→脱水→抖松→给油→烘干，成功的提取出了竹笋壳纤维；通过对提取出的纤维进行相关性能研究，结果表明其不仅具有可纺性能，且与苎麻纤维相似；对竹笋壳纤维进行纺纱和织造实践，得到的织物具有粗犷的风格，可广泛用于家用纺织品领域。本作品已得到湖北天化麻业股份有限公司的采用，生产出的竹笋壳纤维织物市场反应效果良好。 目前，我国家用纺织品大量采用苎麻纤维，由于耕地面积的减少，苎麻资源越来越缺乏，而竹笋壳纤维的性能与苎麻极其相似，其完全可以作为苎麻替代品，具有很广泛的应用前景。我国是产竹大国，竹笋壳资源极其丰富，竹笋壳制品的成本每吨要比麻低很多，具有可观的经济效益。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 目的： 本作品对我国楠竹竹笋壳进行纤维的提取，通过纺织加工研究与实践，开发出由竹笋壳纤维制成的新型家用纺织品，达到废弃物笋壳再利用、企业增效、农民增收，以及生产出具备独特使用风格的窗帘等目的。 基本思路： （1）采用化学方法分析其化学组成成分； （2）设计出一种全新脱胶的工艺流程，并选出最佳脱胶方案； （3）对竹笋壳纤维进行可纺性能研究； （4）对竹笋壳纤维进行纺纱和织造工艺设计； （5）对所得织物进行应用评判。 创新点： （1）得到一种新型天然纺织纤维—竹笋壳纤维，具有良好的可纺性； （2）得到一种新产品—家用窗帘制品，此产品为具备粗犷风格和芯吸效应的窗帘织物； （3）得到一种独特的半脱胶工艺，气爆预处理+化学脱胶工艺。 技术关键和主要技术指标： （1）竹笋壳的化学成分含量指标： 半纤维素：28.11%；木质素：20.35%；纤维素：41.66%； （2）脱胶工艺具体指标 气爆工艺：压强：1.0～8.0MPa，温度：160～250℃，时间：4～10min； 脱胶： 一煮：NaOH 10g/L，100℃下煮1小时； 二煮：NaOH 8g/L，100℃下煮40～80分钟； （3）竹笋壳纤维性能指标 平均长度：64mm;细度:59dtex; （4）纺纱及织造工艺具体指标 纺纱工艺：总牵伸倍数为85.83。 织造工艺：平纹织物的织造工艺
科学性、先进性
- 本作品以竹笋壳为研究对象，成功的提取出了具有可纺性的竹笋壳纤维，并进行了纺纱和织造。 通过检索武汉纺织大学图书馆的数据库，结果表明除本成果组成员外，未见竹笋壳纤维在提取、结构特征、纺纱、织造等方面的相关文章。 本设计发明具有很好的科学性和先进性，主要表现在： （1）本成果得到了竹笋壳纤维的化学构成及主要组成成分的含量，此研究成果为竹笋壳在纺织领域的开发及利用提供了全新的基础资料，无论在国内还是国外均属于首次； （2）本成果设计了一套全新的脱胶工艺，即物理气爆+化学脱胶双脱胶工艺，最终提取出了具备可纺性能的竹笋壳工艺纤维，在方法和手段上体现了实用性、科学性和先进性 （3）本成果通过对竹笋壳纤维与棉纤维匹配研究，开发了转杯纺纱线，并试织得出了含有竹笋壳纤维的窗帘织物，产品具备创新和独特性。
获奖情况及鉴定结果
- 发表论文： （1）周晓洁，李建强，陈延兴. 竹笋壳纤维脱胶方案的优化[J]. 上海纺织科技, 2010,38(11):17-18. （2）周晓洁，李建强，陈延兴. 竹笋壳化学成分分析[J]. 武汉科技学院学报，2010,23(1):1-3. （3）陈延兴，李建强，周晓洁，杨云. 竹笋壳的化学脱胶初探[J]. 世界竹藤通讯，2009,7(4):26-28. （4）陈延兴，李建强，严娜娜，杨云，周晓洁. 竹笋壳纤维的提取与其基本结构特性[J]. 天津工业大学学报， 2009,28(6):35-37.
作品所处阶段
- 生产阶段
技术转让方式
- 合作开发
作品可展示的形式
- 实物、产品、图片、样品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 使用说明： 购得竹笋壳，采用本作品设计的脱胶工艺流程，即可得到竹笋壳纤维，根据最终产品的需要可设计不同的纺纱和织造工艺，生产出竹笋壳纤维织物。 技术特点及优势： 本作品以竹笋壳为研究对象开发新的纺织产品，做到了废弃物再利用，变废为宝；本作品成功的提取出了竹笋壳纤维，其性能与苎麻纤维相似，完全可作为苎麻纤维的替代品来生产家用纺织品；本作品采用全新的脱胶工艺，有效的提高了脱胶效率。 适应范围及推广前景： 我国竹笋壳产量极其丰富，为本作品提供了广阔的原料来源；由竹笋壳纤维织出的织物具有挺爽、舒适等特点，可用于生产家用纺织品，具有广阔应用前景。 市场分析及经济效益预测： 本作品开发的竹笋壳纤维织物在性能和风格上均与麻相似，完全可以作为麻的替代品。我国竹笋壳每年的产量达到了500万吨，每吨仅需2000～4000元，与同类麻纤维相比，其成本每吨至少要低3000元，其经济效益非常客观。
同类课题研究水平概述
- 现阶段，生态与环保已成为人们关注的焦点，在纺织方面，纺织品生产过程中，如何利用自然界中丰富的天然资源已引起了人们的关注，例如竹纤维就是一种由我国自主成功开发并应用于生产的新型生态环保天然纤维。然而，同样具有良好功能的竹笋壳纤维却被人们所忽略。 目前，在国际上已经存在很多关于竹笋壳的应用研究，如：竹笋壳拖鞋、竹笋壳快餐盒、竹笋壳制浆造纸、竹笋壳工艺品等，这些应用模式都很传统，产品并没有很大的附加值，且生产方式很落后，并没有形成大规模的产业化，造成竹笋壳的开发利用率仍旧极低。近年，国际上虽然出现了竹笋壳高科技含量的研究，并有了高附加值含量的竹笋壳产品—活性成分的提取和产品开发，但由于成本高，经济效益差，而未能得到广泛应用。 本作品中的研究，如对竹笋壳化学成分的详细分析以及竹笋壳纤维的提取工艺、结构性能、纺纱工艺、织造工艺的研究，无论在国内还是国际上均未出现过。 本作品通过对我国楠竹竹笋壳的化学成分进行分析，利用物理和化学相结合的脱胶工艺成功的提取了具有可纺性的竹笋壳纤维，用其织造出的织物具有粗犷的风格及优良的芯吸效应，可用于家用纺织品等领域，具有广阔的市场应用前景，且此研究已得到了相关企业的认可。
