竹炭纤维的性能及应用

竹炭纤维是取毛竹为原料，采用了纯氧高温及氮气阻隔延时的煅烧新工艺和新技术，使得竹炭天生具有的微孔更细化和蜂窝化，然后再与具有蜂窝状微孔结构趋势的聚酯改性切片熔融纺丝而制成的。这种独特的纤维结构设计，具有吸湿透气、抑菌抗菌、冬暖夏凉、绿色环保等特点。

 

 

简介

 

竹炭纤维（Bamboo Charcoal Fiber）

竹炭素有“黑钻石”的美誉，在国际上被誉为“二十一世纪环保

竹炭纤维

新卫士”。是取毛竹为原料，采用了纯氧高温及氮气阻隔延时的煅烧新工艺和新技术，使得竹炭天生具有的微孔更细化和蜂窝化，然后再与具有蜂窝状微孔结构趋势的聚酯改性切片熔融纺丝而制成的。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

竹炭

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,其中大部分热气流流动在上层,有小部分热量向四周辐射,由上往下缓慢干燥并达到预炭化;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,各阶段的温度和炭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。土窑用的鲜毛竹,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度高温干燥炭化工艺处理后，形成竹炭。竹炭具有很强的吸附分解能力，能吸湿干燥、消臭抗菌并具有负离子穿透等性能。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,2015年竹炭产量约8000t,2016年达9000t,预计2018年将突破130000万t。2017年,竹炭每吨售价在15000～25000元,竹醋液每吨13000～27000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炭化程度的一种方法,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,电阻值越小,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热气和水份，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“非典”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、防虫和产生负离子特性。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。

负离子发射浓度高：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。

竹炭纤维产品

 

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、负离子、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。

竹碳纤维产品

 

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，涤纶，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)水质净化: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、牙膏等日用品。

竹醋液的应用:竹醋液已开发的使用领域有:

(1)熏制火腿和香肠: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。