CN101302728A - 一种剑麻浆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种制浆方法，尤其是涉及一种采用剑麻为原料，制备剑麻浆以及制备剑麻浆的方法。该方法生产的剑麻浆具有白度高，耐折度和强度性能好，聚合度稳定，纤维长度均匀，水溶物少，强度高，而且采用本工艺在实际生产中废水COD排放含量低，降低了对环境的污染。
Description
技术领域
本发明涉及一种制浆方法，尤其是涉及一种采用剑麻纤维为原料，制备剑麻浆以及制备剑麻浆的方法。
背景技术
剑麻是一种多年旱生草本植物，含丰富的纤维，纤维细胞呈长形结构，细胞腔大而长，壁厚，具有纤维长，色泽洁白，质地坚韧，富有弹性，拉力强，耐磨擦，耐酸碱，耐腐蚀，不易打滑的特点，由于化学稳定性好，具有合成纤维良好的力学特性，又有植物纤维良好的抄造性能；分丝帚化均匀，强度、裂断和耐折均远远高于棉、木浆，因此用剑麻纤维作为纸基复合材料的应用越来越受到关注，如用于制造证券纸以及电池隔膜、过滤、绝缘、密封材料、音响振膜、离合器摩擦片，砂纸等纤维复合材料。
目前有些科研单位虽对其有研究，但生产工艺过于复杂，蒸煮时间长，漂白采用多段漂白，产品白度＜80％，特别是制钞行业要求的避免出现荧光物质等，均达不到钞票纸质量要求；排放废水COD含量52000-56000mg/l，并且目前只处于实验室研究阶段。
《纸和造纸》2006年S1期，公开的：″剑麻纤维爆破-烧碱法制浆″，通过加入爆破因子对剑麻进行爆破，其工艺复杂，通过实验结果所得产品白度41％，未达到高级纸张或特种纸制品等行业对产品要求的质量指标。
《广东造纸》2000年05期，公开的″剑麻纤维制浆性能的研究″，实验采用烧碱-AQ法，此工艺产品白度低，蒸煮黑液废水COD含量高，严重污染环境。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供了一种剑麻浆及其制备方法，此方法制备的剑麻浆白度高，耐折度和强度性能好，荧光物质极少，纤维长度均匀，并且采用此方法生产过程中，废水COD含量低，降低了对环境的污染。
本发明提供一种制备剑麻浆的方法，包括以下步骤：
1、备料：选取外观无杂质的剑麻纤维，用切麻机将剑麻纤维切为长度5-10公分，转入蒸煮器；
2、蒸煮：蒸煮器中，液比1∶4.6-4.8，分别加入NaOH相对绝干浆量为14-15.5％，双氧水相对绝干浆量1.5％-2.0％，硅酸钠相对绝干浆量1.6％-2.2％，硫酸镁相对绝干浆量0.8％-1.2％，HY-PA渗透剂相对绝干浆量为0.2-0.25％；一次升温压力控制在0.3-0.42Mpa，温度控制在128-130℃，时间控制在25-30min，一次放汽时间15min，压力控制在0.05-0.06Mpa，二次升温温度控制在150-155℃，时间控制在30min，保温时间150-170min，水洗两遍，转入打浆机；
测指标：聚合度1300-1500；
3、打浆，荷兰式打浆机电流控制在90-110A，打浆时间控制在15-30min，浆浓度控制在3-4％，打浆后转入除砂器；
4、前除砂，除砂器压力≥0.28Mpa，浆浓控制在0.5-0.6％，除砂后转入漂白池中；
5、漂白，往漂白池中，加入次氯酸钠相对绝干浆量为3.5-4.5％，二氯异氰尿酸钠相对绝干浆量为4.5-7.5％，温度控制在40-55℃，漂白80-100min后，进行酸处理；
测指标：聚合度：950-1050，白度：≥71％；
6、酸处理，加入盐酸相对绝干浆量为2-2.5％，酸处理30-40min，再水洗2-3小时，转入双盘磨浆机；
7、后打浆，双盘磨浆机，电流控制在220-260A，浆浓度控制在2-2.6％，纤维长度控制在1.6-1.75mm，磨浆后，转入除砂机；
8、除砂、浓缩、抄造，经除砂机除砂后，转入浓缩机，浆浓度控制在3.5-4.5％，浓缩后，再经抄造机，抄造后制得成品。
所述的HY-PA渗透剂，为青岛海怡精细化工有限公司生产的，HaiYi牌，HY-PA型号渗透剂。
本发明工艺中，通过在蒸煮工序加入双氧水，能提高白度，可以缩短蒸煮时间，简化工艺步骤，使化学反应有针对性，有效的保护了纤维强度，同时双氧水和棉籽壳、色素反应，使整个制浆过程废水COD排放量降低，减轻了污水治理压力
本发明工艺中，蒸煮工序，通过二次升温，一次小放汽，随着温度变化，剑麻中纤维素的降解速度加快，同时伴有大部分水溶性物质和低分子纤维的溶出。
在蒸煮中，首先发生反应的是低聚糖类和木质素等物质，通过加入HY-PA渗透剂与NaOH配合使用，使水溶性物质溶出速度加快，使碱液充分渗透到纤维内部，避免蒸煮时，破坏纤维强度，使化学反应有针对性，纤维长度均匀，帚化高强度好，并且水溶物少，聚合度得到有效控制，而且可使成浆纤维耐折度高，裂断长高，白度高。
本发明的漂白工序，通过加入次氯酸钠，采用一段漂白，工艺简单，便于操作，节约能耗，可提高浆的白度；同时加入二氯异氰尿酸钠(DCCNa)，脱除浆料中90％以上的荧光物质。
本发明的一种剑麻浆及其制备方法，其剑麻浆纤维长度均匀，强度高，荧光物质极少，符合钞票纸质量要求，适合制造钞票纸的质量要求，并且本方法排放废水COD含量30000-32000mg/l，属低污染，降低了对环境的污染。
主要技术指标如下：
| 白度 | ≥80％ | 聚合度 | 950-1050 |
| 耐折度(双次) | ≥1800 | 裂断长 | ≥8000m |
| 纤维长度 | 1.6-1.75mm | 尘埃 | ≤30mm2/m2 |
| 叩解度 | 14-20°SR | 水份 | ≤11％ |
| 定量 | ≥200/m2 | 荧光物 | ≤10mm2/m2 |
具体实施例
下面结合实施例对本发明做进一步说明：
实施例1
1、备料：选取外观无杂质的剑麻，切为长度5公分，转入蒸煮器；
2、蒸煮：蒸煮器中，液比1∶4.6，分别加入NaOH相对绝干浆量为14％，双氧水相对绝干浆量为1.5％，硅酸钠相对绝干浆量为1.6％，硫酸镁相对绝干浆量为0.8％，HY-PA渗透剂相对绝干浆量为0.2％；一次升温压力控制在0.3Mpa，温度控制在128℃，时间控制在25min，一次放汽时间15min，压力控制在0.05Mpa，二次升温温度控制在150℃，时间控制在30min，保温时间150min，水洗两遍，转入打浆机；
测指标：聚合度1496，
3、打浆，荷兰式打浆机电流控制在90A，打浆时间控制在15min，浆浓度控制在3.0％，打浆后转入除砂器；
4、前除砂，除砂器压力0.28Mpa，浆浓控制在0.5％，除砂后转入漂白池中；
5、漂白，往漂白池中，加入次氯酸钠相对绝干浆量为3.5％，二氯异氰尿酸钠相对绝干浆量为7.5％，温度控制在40℃，漂白80min后，进行酸处理；
测指标：聚合度：1046白度：71.2％；
6、酸处理，加入盐酸相对绝干浆量为2％，酸处理30min，进行水洗2小时，水洗后，转入双盘磨浆机；
7、后打浆，经双盘磨浆机，电流控制在220A，纤浆浓度控制在2％，维长度控制在1.75mm，磨浆后，转入除砂机；
8、除砂、浓缩、抄造，经除砂机除砂后，转入浓缩机，浆浓度控制在3.5％，浓缩后，再经抄造机，抄造后制得成品。
测：主要技术指标如下：
| 白度 | 80.2％ | 聚合度 | 1039 |
| 耐折度(双次) | 2236 | 裂断长 | 8498m |
| 纤维长度 | 1.75mm | 尘埃 | 22mm2/m2 |
| 叩解度 | 14.0°SR | 水份 | 10.5％ |
| 定量 | 357g/m2 | 荧光物 | 3mm2/m2 |
测：此实施工艺中废水COD排放含量在30050mg/l。
实施例2
1、备料：选取外观无杂质的剑麻，切为长度5.5公分，转入蒸煮器；
2、蒸煮：蒸煮器中，液比1∶4.7，分别加入NaOH相对绝干浆量为14.1％，双氧水相对绝干浆量为1.6％，硅酸钠相对绝干浆量为1.65％，硫酸镁相对绝干浆量为0.85％，HY-PA渗透剂相对绝干浆量为0.21％；一次升温压力控制在0.32Mpa，温度控制在129℃，时间控制在25min，一次放汽时间15min，压力控制在0.055Mpa，二次升温温度控制在151℃，时间控制在30min，保温时间153min，水洗两遍，转入打浆机；
测指标：聚合度1458；
3、打浆，荷兰式打浆机电流控制在92A，打浆时间控制在16min，浆浓度控制在3.0％，打浆后转入除砂器；
4、前除砂，除砂器压力≥0.28Mpa，浆浓控制在0.51％，除砂后转入漂白池中；
5、漂白，往漂白池中，加入次氯酸钠相对绝干浆量为3.7％，二氯异氰尿酸钠相对绝干浆量为7.1％，温度控制在42℃，漂白82min后，进行酸处理；
测指标：聚合度：1027，白度：71.6％；
6、酸处理，加入盐酸相对绝干浆量为2.1％，酸处理32min，进行水洗2.1小时，水洗后，转入双盘磨浆机；
7、后打浆，经双盘磨浆机，电流控制在225A，浆浓度控制在2％，纤维长度控制在1.72mm，磨浆后，转入除砂机；
8、除砂、浓缩、抄造，经除砂机除砂后，转入浓缩机，浆浓度控制在3.6％，浓缩后，再经抄造机，抄造后制得成品。
测：主要技术指标如下：
| 白度 | 80.5％ | 聚合度 | 1029 |
| 耐折度(双次) | 2208 | 裂断长 | 8457m |
| 纤维长度 | 1.72mm | 尘埃 | 21mm2/m2 |
| 叩解度 | 14.5°SR | 水份 | 9.5％ |
| 定量 | 360g/m2 | 荧光物 | 5mm2/m2 |
测：此实施工艺中废水COD排放含量在31800mg/l。
实施例3
1、备料：选取外观无杂质的剑麻，切为长度7公分，转入蒸煮器；
2、蒸煮：蒸煮器中，液比1∶4.8，分别加入NaOH相对绝干浆量为14.2％，双氧水相对绝干浆量为1.65％，硅酸钠相对绝干浆量为1.7％，硫酸镁相对绝干浆量为0.9％，HY-PA渗透剂相对绝干浆量为0.22％；一次升温压力控制在0.35Mpa，温度控制在130℃，时间控制在26min，一次放汽时间15min，压力控制在0.06Mpa，二次升温温度控制在151.5℃，时间控制在30min，保温时间155min，水洗两遍，转入打浆机；
测指标：聚合度1427；
3、打浆，荷兰式打浆机电流控制在95A，打浆时间控制在17min，浆浓度控制在3.3％，打浆后转入除砂器；
4、前除砂，除砂器压力0.30Mpa，浆浓控制在0.6％，除砂后转入漂白池中；
5、漂白，往漂白池中，加入次氯酸钠相对绝干浆量为3.9％，二氯异氰尿酸钠相对绝干浆量为6.6％，温度控制在45℃，漂白85min后，进行酸处理；测指标：聚合度：1019，白度：72.0％；
6、酸处理，加入盐酸相对绝干浆量为2.2％，酸处理35min，进行水洗2.5小时，水洗后，转入双盘磨浆机；
7、后打浆，经双盘磨浆机，电流控制在230A，浆浓度控制在2.2％，纤维长度控制在1.70mm，磨浆后，转入除砂机；
8、除砂、浓缩、抄造，经除砂机除砂后，转入浓缩机，浆浓度控制在3.7％，浓缩后，再经抄造机，抄造后制得成品。
测：主要技术指标如下：具体数
| 白度 | 80.7％ | 聚合度 | 1016 |
| 耐折度(双次) | 2142 | 裂断长 | 8412m |
| 纤维长度 | 1.7mm | 尘埃 | 19mm2/m2 |
| 叩解度 | 15°SR | 水份 | 9.6％ |
| 定量 | 340g/m2 | 荧光物 | 3mm2/m2 |
测：此实施工艺中废水COD排放含量在30000mg/l。
实施例4
1、备料：选取外观无杂质的剑麻，切为长度8公分，转入蒸煮器；
2、蒸煮：蒸煮器中，液比1∶4.6，分别加入NaOH相对绝干浆量为14.7％，双氧水相对绝干浆量为1.75％，硅酸钠相对绝干浆量为1.75％，硫酸镁相对绝干浆量为0.95％，HY-PA渗透剂相对绝干浆量为0.24％；一次升温压力控制在0.38Mpa，温度控制在130℃，时间控制在28min，一次放汽时间15min，压力控制在0.06Mpa，二次升温温度控制在152℃，时间控制在30min，保温时间160min，水洗两遍，转入打浆机；
测指标：聚合度1406；
3、打浆，荷兰式打浆机电流控制在100A，打浆时间控制在30min，浆浓度控制在3.3％，打浆后转入除砂器；
4、前除砂，除砂器压力0.32Mpa，浆浓控制在0.56％，除砂后转入漂白池中；
5、漂白，往漂白池中，加入次氯酸钠相对绝干浆量为4.0％，二氯异氰尿酸钠相对绝干浆量为5.8％，温度控制在50℃，漂白90min后，进行酸处理；
测指标：聚合度：1006，白度：72.6％；
6、酸处理，加入盐酸相对绝干浆量为2.3％，酸处理36min，进行水洗2.6小时，水洗后，转入双盘磨浆机；
7、后打浆，经双盘磨浆机，电流控制在235A，浆浓度控制在2.2％，纤维长度控制在1.69mm，磨浆后，转入除砂机；
8、除砂、浓缩、抄造，经除砂机除砂后，转入浓缩机，浆浓度控制在3.8％，浓缩后，再经抄造机，抄造后制得成品。
测：主要技术指标如下：具体数
| 白度 | 80.9％ | 聚合度 | 1009 |
| 耐折度(双次) | 2096 | 裂断长 | 8387m |
| 纤维长度 | 1.69mm | 尘埃 | 16mm2/m2 |
| 叩解度 | 16.2°SR | 水份 | 8.7％ |
| 定量 | 350g/m2 | 荧光物 | 2mm2/m2 |
测：此实施工艺中废水COD排放含量在30500mg/l。
实施例5
1、备料：选取外观无杂质的剑麻，切为长度9公分，转入蒸煮器；
2、蒸煮：蒸煮器中，液比1∶4.7，分别加入NaOH相对绝干浆量为14.8％，双氧水1.8％，硅酸钠1.8％，硫酸镁1.0％，HY-PA渗透剂相对绝干浆量为0.25％；一次升温压力控制在0.40Mpa，温度控制在129℃，时间控制在28min，一次放汽时间15min，压力控制在0.06Mpa，二次升温温度控制在152.5℃，时间控制在30min，保温时间163min，水洗两遍，转入打浆机；
测指标：聚合度1396；
3、打浆，荷兰式打浆机电流控制在105A，打浆时间控制在25min，浆浓度控制在3.6％，打浆后转入除砂器；
4、前除砂，除砂器压力0.32Mpa，浆浓控制在0.6％，除砂后转入漂白池中；
5、漂白，往漂白池中，加入次氯酸钠相对绝干浆量为4.1％，二氯异氰尿酸钠相对绝干浆量为5.5％，温度控制在51℃，漂白88min后，进行酸处理；
测指标：聚合度：995，白度：73％；
6、酸处理，加入盐酸相对绝干浆量为2.5％，酸处理40min，进行水洗3小时，水洗后，转入双盘磨浆机；
7、后打浆，经双盘磨浆机，电流控制在240A，浆浓度控制在2.4％，纤维长度控制在1.66mm，磨浆后，转入除砂机；
8、除砂、浓缩、抄造，经除砂机除砂后，转入浓缩机，浆浓度控制在4％，浓缩后，再经抄造机，抄造后制得成品。
测：主要技术指标如下：具体数
| 白度 | 81％ | 聚合度 | 994 |
| 耐折度(双次) | 1987 | 裂断长 | 8326m |
| 纤维长度 | 1.66mm | 尘埃 | 22mm2/m2 |
| 叩解度 | 17°SR | 水份 | 7.6％ |
| 定量 | 368g/m2 | 荧光物 | 4mm2/m2 |
测：此实施工艺中废水COD排放含量在30100mg/l。
实施例6
本实施例所采用的工艺步骤与实施例1一致，其以下作更改：
1、备料：切为长度10公分；
2、蒸煮：加入NaOH相对绝干浆量为15％，双氧水相对绝干浆量1.85％，硅酸钠相对绝干浆量1.9％，硫酸镁相对绝干浆量1.05％，HY-PA渗透剂相对绝干浆量为0.25％；一次升温压力控制在0.42Mpa，温度控制在128℃，时间控制在26min，一次放汽时间15min，压力控制在0.06Mpa，二次升温温度控制在153℃，时间控制在30min，保温时间165min；
测指标：聚合度1373；
3、打浆，荷兰式打浆机电流控制在110A，时间控制在30min，浆浓度控制在3.6；
4、前除砂，浆浓控制在0.6％；
5、漂白，次氯酸钠相对绝干浆量为4.4％，二氯异氰尿酸钠相对绝干浆量为5.0％，温度控制在55℃，漂白95min；
测指标：聚合度：982，白度：73.2％；
6、酸处理，盐酸相对绝干浆量为2.5％，酸处理35min，水洗3小时；水洗后，转入双盘磨浆机；
7、后打浆，经双盘磨浆机，电流控制在245A，浆浓度控制在2.4％，纤维长度控制在1.64mm，磨浆后，转入除砂机；
8、除砂、浓缩、抄造，浓缩，浆浓度控制在4.5％。
测：主要技术指标如下：具体数
| 白度 | 81.2％ | 聚合度 | 983 |
| 耐折度(双次) | 1926 | 裂断长 | 8283m |
| 纤维长度 | 1.64mm | 尘埃 | 19mm2/m2 |
| 叩解度 | 17.8°SR | 水份 | 9.2％ |
| 定量 | 380g/m2 | 荧光物 | 3mm2/m2 |
测：此实施工艺中废水COD排放含量在30350mg/l。
实施例7
本实施例所采用的工艺步骤与实施例1一致，
2、蒸煮：蒸煮器中，液比1∶4.7，加入NaOH相对绝干浆量为15.2％，双氧水相对绝干浆量1.9％，硅酸钠相对绝干浆量2.0％，硫酸镁相对绝干浆量1.1％，HY-PA渗透剂相对绝干浆量为0.25％；一次升温压力控制在0.3Mpa，温度控制在128℃，时间控制在25min，一次放汽时间15min，压力控制在0.05Mpa，二次升温温度控制在154℃，时间控制在30min，保温时间167min；
测指标：聚合度1348；
3、打浆，荷兰式打浆机电流控制在100A，时间控制在15min，浆浓度控制在4％；
4、前除砂，浆浓控制在0.5％；
5、漂白，次氯酸钠相对绝干浆量为4.3％，二氯异氰尿酸钠相对绝干浆量为5.2％，温度控制在47℃，漂白100min；
测指标：聚合度：973，白度：73.6％；
6、酸处理，盐酸相对绝干浆量为2.4％，酸处理33min，进行水洗3小时；水洗后，转入双盘磨浆机；
7、后打浆，经双盘磨浆机，电流控制在250A，浆浓度控制在2.6％，纤维长度控制在1.63mm，磨浆后，转入除砂机；
测：主要技术指标如下：
| 白度 | 81.4％ | 聚合度 | 970 |
| 耐折度(双次) | 1897 | 裂断长 | 8212m |
| 纤维长度 | 1.63mm | 尘埃 | 16mm2/m2 |
| 叩解度 | 18.2°SR | 水份 | 10.2％ |
| 定量 | 370g/m2 | 荧光物 | 6mm2/m2 |
测：此实施工艺中废水COD排放含量在30020mg/l。
实施例8
2、蒸煮：蒸煮器中，液比1∶4.8，加入NaOH相对绝干浆量为15％，双氧水相对绝干浆量为2.0％，硅酸钠相对绝干浆量为2.0％，硫酸镁相对绝干浆量为1.2％，HY-PA渗透剂相对绝干浆量为0.25％；一次升温温度控制在129℃，时间控制在25min，二次升温温度控制在155℃，时间控制在29min，保温时间170min；
测指标：聚合度1326；
5、漂白，次氯酸钠相对绝干浆量为4.4％，二氯异氰尿酸钠相对绝干浆量为6.1％，温度控制在50℃，漂白95min；
测指标：聚合度：962，白度：73.9％；
测：主要技术指标如下：
| 白度 | 81.5％ | 聚合度 | 964 |
| 耐折度(双次) | 1890 | 裂断长 | 8206m |
| 纤维长度 | 1.65mm | 尘埃 | 13mm2/m2 |
| 叩解度 | 18.3°SR | 水份 | 9.6％ |
| 定量 | 362g/m2 | 荧光物 | 4mm2/m2 |
测：此实施工艺中废水COD排放含量在30400mg/l。
Claims (1)
1、一种剑麻浆的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
(1)备料：选取外观无杂质的剑麻纤维，用切麻机将剑麻纤维切为长度5-10公分，转入蒸煮器；
(2)蒸煮：蒸煮器中，液比1∶4.6-4.8，分别加入NaOH相对绝干浆量为14-15.5％，双氧水相对绝干浆量1.5％-2.0％，硅酸钠相对绝干浆量1.6％-2.2％，硫酸镁相对绝干浆量0.8％-1.2％，HY-PA渗透剂相对绝干浆量为0.2-0.25％，一次升温压力控制在0.3-0.42Mpa，温度控制在128-130℃，时间控制在25-30min，一次放汽时间15min，压力控制在0.05-0.06Mpa，二次升温温度控制在150-155℃，时间控制在30min，保温时间150-170min，水洗两遍，转入打浆机；
测指标：聚合度1300-1500；
(3)打浆，荷兰式打浆机电流控制在90-110A，打浆时间控制在15-30min，浆浓度控制在3-4％，打浆后转入除砂器；
(4)前除砂，除砂器压力≥0.28Mpa，浆浓控制在0.5-0.6％，除砂后转入漂白池中；
(5)漂白，往漂白池中加入次氯酸钠相对绝干浆量为3.5-4.5％，二氯异氰尿酸钠相对绝干浆量为4.5-7.5％，温度控制在40-55℃，漂白80-100min后，进行酸处理；
测指标：聚合度：950-1050，白度：≥71％；
(6)酸处理，加入盐酸相对绝干浆量为2-2.5％，酸处理30-40min，再水洗2-3小时，转入双盘磨浆机；
(7)后打浆，双盘磨浆机，电流控制在220-260A，浆浓度控制在2-2.6％，纤维长度控制在1.6-1.75mm，磨浆后，转入除砂机；
(8)除砂、浓缩、抄造，经除砂机除砂后，转入浓缩机，浆浓度控制在3.5-4.5％，浓缩后，再经抄造机，抄造后制得成品。
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