CN101942112B

CN101942112B - 一种竹浆海绵制品及其制备方法

Info

Publication number: CN101942112B
Application number: CN 201010275805
Authority: CN
Inventors: 董成勇
Original assignee: NINGBO NIKE HOME PRODUCTS CO Ltd
Current assignee: NINGBO NECO SPONGE TECHNOLOGY CO., LTD.
Priority date: 2010-09-09
Filing date: 2010-09-09
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2030-09-09
Also published as: CN101942112A; WO2012031502A2

Abstract

一种竹浆海绵制品及其制备方法，它主要选用竹浆粕为主要原料，它包括如下步骤：1）浸泡工序，将所述竹浆粕原料在25-35℃温度下，加入氢氧化钠溶液，反应生成AC碱纤维素和水；2）压榨工序，将上述AC碱纤维素通过压榨机进行压榨，将多余的氢氧化钠溶液过滤，使之形成蛋糕状，再进行粉碎，将其制成5-10mm的颗粒或块状；3）黄化工序，在温度25-40℃，真空条件下，将所述颗粒或块状的碱纤维素与二硫化碳进行反应，得到黄原酸脂；4）粘胶工序，在上述黄原酸脂中加入竹浆粕或木浆粕并一起在水中浸泡，形成粘胶料；5）成型工序，在上述粘胶料中加入碱金属或碱土金属的无机酸盐成孔剂，经混合后，静放5-7小时放入模具中成型，再通过电流凝结发泡，制成由92-94%重量百分比的甲纤维素、4.5-5.5%重量百分比的S10纤维素以及0.5-3.5%重量百分比的增强纤维素构成的海绵制品；它具有吸水力强，质地柔软，去污去油能力强，可以长时间储放收纳，品质不变，为纯天然无公害产品等特点。

Description

一种竹浆海绵制品及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种主要是用竹浆原料制备而成的海绵制品及其制备方法。

背景技术

海绵是发泡体的总称，根据所用的材料不同，可以生成多种性能不同的海绵产品。传统的海绵制品主要是采用聚氨酯和类似材料经发泡制成的合成树脂海绵，海绵的化学名称是聚氨酯发泡材料，它分软泡（用于家具上）和硬泡（用于保温）两种。

目前市场上所见的海绵拖把严格意义上来说不是海绵，它叫PVA胶棉，特别能吸水的一种胶棉，可以自动把水蒸发掉。这种拖把在拖地之后把脏水全部挤掉，最后用清水吸满保持长期湿润，就这样晾着就可以了，不用全部浸泡在水中。注意不要太阳暴晒。在下次用之前如果干硬可以先放在手中浸泡软之后再拉，否则棉头容易折断。这种拖把配合咱家中最普通的棉线拖把先拖地之后再用这个吸吸水效果很好。

但无论是上述海绵还是上述胶棉都是采用高分子化学材料制成的，因此就产品本身而言具有一定的环境污染性，无法再生，许多海绵产品都跟人体皮肤接触，容易造成对人体皮肤的刺激，这些海绵产品经长时间使用后，容易变质、变硬，降低其使用寿命；更糟糕的是使用后难处理,造成严重污染,且由于上述特性，因而限制了它们的使用范围,特别是欧美地区。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种可以替代传统的PVA海绵与PU海绵，采用绿色纯天然原料——竹子作为主要材料，清洁环保且再生能力强的竹浆海绵制品及其制备方法。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，本发明所述的竹浆海绵制品，它是选用竹浆粕作为主要原料，经过浸泡、压榨、黄化、粘胶、成型工序后，并在粘胶工序加入含增强纤维素的竹浆粕或木浆粕辅料，制成由92—94%重量百分比的甲纤维素、4.5—5.5%重量百分比的S10纤维素以及0.5—3.5%重量百分比的增强纤维素构成的海绵制品。

所述的海绵制品在成型工序后，用MgCl₂软化剂进行软化，并使该海绵制品在软化后含有总量1.5—2.5% MgCl₂和48—53%的水。

一种竹浆海绵制品的制备方法，它主要选用竹浆粕作为主要原料，该方法包括如下步骤：1）、浸泡工序，将含有30—50%重量百分比的甲纤维素(C₆H₁₀O₅)_n、S10 纤维素和S18纤维素的竹浆粕原料在25—35℃温度下，加入50—70%重量百分比、浓度为11—30%的氢氧化钠溶液，反应生成AC碱纤维素、水及未参与反应的S10 纤维素；

2）、压榨工序，将上述AC碱纤维素以及S10 纤维素通过压榨机进行压榨，将多余的氢氧化钠溶液过滤，使之形成蛋糕状，再进行粉碎，将其制成5—10mm的颗粒或块状；

3）、黄化工序，在温度25—40℃，绝对压强在0.03—0.08Mpa真空条件下，将所述60—72%重量百分比的颗粒或块状的AC碱纤维素和S10 纤维素与28—40%重量百分比的二硫化碳进行反应，反应时间100—140分钟，得到含有上述未起反应S10纤维素的黄原酸酯；其中所述S10纤维素不跟CS2起化学反应；

4）、粘胶工序，在上述黄原酸酯中加入含有加强纤维素的竹浆粕或木浆粕并一起在水中浸泡2—4小时，形成混合有S10纤维素的黄原酸酯占30—40%重量百分比，含有加强纤维素的竹浆粕或木浆粕占3—7%重量百分比，水占50—65%重量百分比的粘胶料；

5）、成型工序，在上述粘胶料中加入碱金属或碱土金属的无机酸盐成孔剂，所加入的量为粘胶料的25—35%重量百分比，经混合后，静放5—7小时后放入模具中成型，再通过电流凝结发泡，制成由甲纤维素(C₆H₁₀O₅)_n、S10 纤维素以及加强纤维素构成的海绵制品。

本发明优选的方案是：步骤1中，反应过程在碎浆机里面进行，反应的物质重量百分比是：含有40%甲纤维素(C₆H₁₀O₅)_n、S10 纤维素和S18纤维素的竹浆粕和60%的氢氧化钠溶液；在步骤3中，AC碱纤维素与二硫化碳的反应比例是2：1；在步骤5中，加入硫酸钠或硫酸镁晶体作为成孔剂，持续的凝结过程中硫酸钠或硫酸镁晶体熔化使海绵具有不同尺寸的小洞；在所述的成型工序之后，对成型的海绵制品还进行清洗和软化工序。

所述的清洗工序是将多余的二硫化碳、硫酸钠或硫酸镁溶液，氢氧化钠杂质通过常规的物理和化学方法清洗掉；所述的软化工序是在海绵成型后，通过MgCl2软化剂进行软化以及防腐，以防止细菌的滋长和异味的生成。

本发明通过上述制备，所得的海绵产品性能得到了提升，提供了更广的应用范围，具有如下技术效果：一是吸水力强，吸水后能够迅速膨胀并增加弹性；二是纯天然产品，质地柔软，对皮肤无刺激；三是去污去油能力强，将洗涤液少许涂于本产品表面后使用可产生丰富的泡沫；四是天然防蛀，干燥后不发霉；可以长时间储放收纳，品质不变；五是使用后抛弃可自动降解腐烂，燃烧亦无有害气体排出，为纯天然无公害产品等特点；可广泛用于清洁、医疗等领域。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明做详细的介绍：本发明所述的竹浆海绵制品，它是选用竹浆粕作为主要原料，经过浸泡、压榨、黄化、粘胶、成型工序后，并在粘胶工序加入含增强纤维素的竹浆粕或木浆粕辅料，制成由92—94%重量百分比的甲纤维素、4.5—5.5%重量百分比的S10纤维素以及0.5—3.5%重量百分比的增强纤维素构成的海绵制品。

一种竹浆海绵制品的制备方法，它主要选用竹浆粕作为主要原料，该方法包括如下步骤：1）、浸泡工序，将含有30—50%重量百分比的甲纤维素(C₆H₁₀O₅)_n、S10 纤维素和S18纤维素的竹浆粕原料在25—35℃温度下，加入50—70%重量百分比、浓度为11—30%的氢氧化钠溶液，反应生成AC碱纤维素、和水；其中S10纤维素不与该浓度范围的NaOH溶液反应；

3）、黄化工序，在温度25—40℃，绝对压强在0.03—0.08Mpa真空条件下，将所述60—72%重量百分比的颗粒或块状的AC碱纤维素和S10 纤维素与28—40%重量百分比的二硫化碳进行反应，反应时间100—140分钟，得到混合有S10纤维素的黄原酸酯；S10纤维素不参与反应；

实施例1：本发明选用市售的竹浆粕作为主要原料，所述的制备方法包括如下步骤：

1、浸泡过程：竹浆粕中参与化学反应的是如下的几种纤维素，甲纤维素(C₆H₁₀O₅)_nS10 纤维素和S18纤维素，他们分别的比例是92-94%，4.5-5.5%_, 0.5-3.5%，在25-35度温度下与浓度为11-30%的氢氧化钠（NaOH）溶液反应产生 AC碱纤维素(C₆H₉O₄ONa)_n和水，还包括未发生化学反应的S10纤维素，反应过程在碎浆机里面进行，反应的物质比例为纤维素（甲纤维素(C₆H₁₀O₅)_nS10 纤维素和S18纤维素的统称）和碱溶液 4:6，反应的过程见如下：(C₆H₁₀O₅)_n + nNaOH à (C₆H₉O₄ONa)_n + nH₂O；在这个过程中，甲纤维素与碱溶液反应生成AC碱纤维素，S10纤维素由于不能溶解于高于10%浓度的碱液，所以不能发生化学反应，S18纤维素在该浓度范围内溶解了也生成了AC碱纤维素；

2、压榨过程：上工序产生的AC碱纤维素和S10纤维素通过压榨机压榨，将多余的氢氧化钠（NaOH）溶液过滤，压榨后的AC碱纤维素(C₆H₉O₄ONa)_n和S10纤维素的混合物比竹浆粕重3倍，形状成蛋糕状，这些碱纤维素和S10纤维素还需要粉碎，使最后的尺寸达到5~10mm左右；

3、黄化过程：在温度为25-40度，，绝对压强在0.03-0.08MPA真空前提下，AC碱纤维素与二硫化碳发生化学反应，两者的比例为2:1，反应时间为100-140分钟，反应出来的混合物为黄原酸酯，他们的反应过程如下：(C₆H₉O₄ONa)_n + nCS2 à (C₆H₉O₄O-SC-SNa)_n；其中S10纤维素未参与反应，因而混合在反应物黄原酸酯中；

4、粘胶过程：此过程需要加入另外一种浆粕，强度比第一种强，分子结构式跟第一种一样的，这种浆粕如竹浆粕或木浆粕，其中所含的纤维素统称为增强纤维素，它们在整个过程中未参与化学反应；将它们跟黄原酸酯在水中浸泡2-4小时，水的温度为1-15度，形成粘胶，粘胶的组成成分为混合有S10纤维素的黄原酸酯30-40%，含增强纤维素的竹浆或木浆3-7% ，水分50-65%；经过实验发现，在所述粘胶料中加入另外未溶解的纤维素微粒（增强纤维素），那么这些未溶解的纤维素具有增强剂的作用，因此这些后加入的纤维素统称为增强纤维素；

5、成型过程：粘胶和硫酸钠晶体混合，静放6小时后放入模具中成形，再通过电流凝结发泡，持续的凝结过程中硫酸钠晶体熔化使海绵具有不同尺寸的小洞。小洞的作用是海绵具有更好的吸水性。凝结过程中发生了如下的反应，二硫化碳气体通过气体回收装置回收，(C₆H₉O₄O-SC-SNa)_n+ nH2O + E à (C₆H₁₀O₅)_n + nCS2 + nNaOH；所述的硫酸钠晶体可以用硫酸镁晶体或其它成孔剂代替，并构成以下所述的其它实施例；成型后制成的是由甲纤维素，S10纤维素以及增强纤维素组成的海绵制品；

6、清洗过程：将多余的二硫化碳，硫酸钠溶液，氢氧化钠溶液等杂物通过物理化学方法清洗掉；

7、软化过程：海绵成型后，将通过软化(软化剂的主要成分为MgCl2)，防腐措施防止细菌的滋长和异味的生成。最后的销售的海绵制品的组成成分为甲纤维素，S10纤维素以及增强纤维素，但在所述软化工程中，上述海绵制品中含有氯化镁和水。他们的比例分别是（甲纤维素+S10纤维素+增强纤维素）47%，2%氯化镁，51%的水。随着消费者的使用，氯化镁会逐渐的消失，直至含量为0,水分也可以根据实际需要挤干，真正的海绵的成分是92-94% 的甲纤维素，4.5-5.5%的S10纤维素_, 0.5-3.5%增强强度的纤维素。

本发明的其它实施例，是在前述的数值范围内进行的数据替换构成，因此，在前述技术方案的基础上可以变换出无数个具体的实施例，而这些是本领域的普通技术人员所熟练掌握并方便实施的。以上所述的配比均为重量百分比，尤其是未涉及公开的内容。

本发明主要使用范围如下：一是家居清洁：具有极强吸水性,柔韧,耐洗,耐溶剂,不粘油,易风干等特性（厨卫洗涤、沐浴等）；二是工业清洁：适用于工业农业、机械设备的表面擦拭，可彻底清除污垢油渍（洗车、电烙铁和清洁印刷设备的版面）；三是医疗美容：产品柔软、无剌激；用于擦拭面部可有效清除面部涂抹的美容护肤品，长期使用可祛除黑头。

Claims

1.一种竹浆海绵制品，它是选用竹浆粕作为主要原料，经过浸泡、压榨、黄化、粘胶、成型工序后，并在粘胶工序加入含增强纤维素的竹浆粕或木浆粕辅料，制成由92—94%重量百分比的甲纤维素、4.5—5.5%重量百分比的S10纤维素以及0.5—3.5%重量百分比的增强纤维素构成的海绵制品；所述的工序是：1）、浸泡工序，将含有30—50%重量百分比的甲纤维素(C₆H₁₀O₅)_n、S10 纤维素和S18纤维素的竹浆粕原料在25—35℃温度下，加入50—70%重量百分比、浓度为11—30%的氢氧化钠溶液，反应生成AC碱纤维素、水和未参与反应的S10 纤维素； 2）、压榨工序，将上述AC碱纤维素以及S10 纤维素通过压榨机进行压榨，将多余的氢氧化钠溶液过滤，使之形成蛋糕状，再进行粉碎，将其制成5—10mm的颗粒或块状；3）、黄化工序，在温度25—40℃，绝对压强在0.03—0.08Mpa真空条件下，将所述60—72%重量百分比的颗粒或块状的AC碱纤维素和S10 纤维素与28—40%重量百分比的二硫化碳进行反应，反应时间100—140分钟，得到混合有未参与反应的S10纤维素的黄原酸酯；4）、粘胶工序，在上述混合有S10纤维素的黄原酸酯中加入含有加强纤维素的竹浆粕或木浆粕并一起在水中浸泡2—4小时，形成混合有S10纤维素的黄原酸酯占30—40%重量百分比，含有加强纤维素的竹浆粕或木浆粕占3—7%重量百分比，水占50—65%重量百分比的粘胶料，且粘胶料中各组分的重量百分比之和为百分之百；5）、成型工序，在上述粘胶料中加入碱金属或碱土金属的无机酸盐成孔剂，所加入的量为粘胶料的25—35%重量百分比，经混合后，静放5—7小时后放入模具中成型，再通过电流凝结发泡，制成由甲纤维素(C₆H₁₀O₅)_n、S10 纤维素以及加强纤维素构成的海绵制品。

2.根据权利要求1所述的竹浆海绵制品，其特征在于所述的海绵制品在成型工序后，用MgCl₂软化剂进行软化，并使该海绵制品在软化后含有总量1.5—2.5% MgCl₂和48—53%的水。

3.一种竹浆海绵制品的制备方法，它主要选用竹浆粕作为主要原料，该方法包括如下步骤：1）、浸泡工序，将含有30—50%重量百分比的甲纤维素(C₆H₁₀O₅)_n、S10 纤维素和S18纤维素的竹浆粕原料在25—35℃温度下，加入50—70%重量百分比、浓度为11—30%的氢氧化钠溶液，反应生成AC碱纤维素、水和未参与反应的S10 纤维素；

3）、黄化工序，在温度25—40℃，绝对压强在0.03—0.08Mpa真空条件下，将所述60—72%重量百分比的颗粒或块状的AC碱纤维素和S10 纤维素与28—40%重量百分比的二硫化碳进行反应，反应时间100—140分钟，得到混合有未参与反应的S10纤维素的黄原酸酯；

4）、粘胶工序，在上述混合有S10纤维素的黄原酸酯中加入含有加强纤维素的竹浆粕或木浆粕并一起在水中浸泡2—4小时，形成混合有S10纤维素的黄原酸酯占30—40%重量百分比，含有加强纤维素的竹浆粕或木浆粕占3—7%重量百分比，水占50—65%重量百分比的粘胶料，且粘胶料中各组分的重量百分比之和为百分之百；

4.根据权利要求3所述的竹浆海绵制品的制备方法，其特征在于所述的步骤1）中，反应过程在碎浆机里面进行，反应的物质重量百分比是：含有40%甲纤维素(C₆H₁₀O₅)_n、S10 纤维素和S18纤维素的竹浆粕和60%的氢氧化钠溶液；在步骤3）中，AC碱纤维素与二硫化碳的反应比例是2：1；在步骤5）中，加入硫酸钠或硫酸镁晶体作为成孔剂，持续的凝结过程中硫酸钠或硫酸镁晶体熔化使海绵具有不同尺寸的小洞；在所述的成型工序之后，对成型的海绵制品还进行清洗和软化工序。

5.根据权利要求4所述的竹浆海绵制品的制备方法，其特征在于所述的清洗工序是将多余的二硫化碳、硫酸钠或硫酸镁溶液，氢氧化钠杂质通过常规的物理和化学方法清洗掉；所述的软化工序是在海绵成型后，通过 MgCl₂软化剂进行软化以及防腐，以防止细菌的滋长和异味的生成；并使该海绵制品在软化后含有总量1.5—2.5% MgCl₂和48—53%的水。