CN101736427B - 粘胶用竹浆粕及其生产方法 - Google Patents

粘胶用竹浆粕及其生产方法 Download PDF

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一种粘胶用竹浆粕及其生产方法,所述竹浆成品主要质量指标:聚合度500-600DP,甲纤≥92%,灰份≤0.20%,铁质≤30ppm,反映性能≤200s。其生产方法包括备料、蒸煮、漂白、酸处理、抄造。蒸煮方法采用两次不同工艺蒸煮,一次蒸煮采用硫酸盐法蒸煮,二次蒸煮采用纯碱法蒸煮。一次蒸煮可有效的溶解竹片中的木素,通过多段洗涤去除碱性木素及碱溶性杂质,减少污染。二次蒸煮进一步去除半纤维素和残余的少量木素,提纯甲纤,保证了竹浆粕的反应性能全部通过。该方法大大提高了竹浆粕的甲纤含量和反应性能通过速度,并减少蒸煮废液排放量,为进一步提高化纤生产粘胶竹纤维产、质量提供了基础。

Description

粘胶用竹浆粕及其生产方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种用竹子制造竹浆粕及其制造方法,具体地说是一种粘胶用竹浆粕 及其生产方法。
背景技术
[0002] 传统的再生纤维是以针叶木、棉短绒为原料制浆再用“粘胶法”制成纤维。由于我 国森林资源贫乏,棉田有限,传统的天然纤维在发展规模上有一定的局限,棉浆、木浆生产 粘胶纤维受到制约。所以人们逐渐的把视线转移到新型天然纤维的开发和利用上,寻求新 的再生纤维的原料已成为发展的趋势。竹子的纤维含量达到40-50%左右,是较好的天然纤 维原料。我国的竹资源占全世界竹资源的近四分之一,是第一竹资源大国。在棉浆粕和木 浆粕供应日趋紧张的形势下,竹浆纤维是最佳的替代产品。
[0003] 竹浆纤维是从竹子中提取出来的一种绿色环保型纤维材料,主要成份是纤维素, 纤维直径为0.03-0. 18mm纤维长度为10-40mm。含水量为小于或等于15%。竹浆纤维的长 度和细度值较棉纤维丰富,中空性和空隙略多,既有很高的吸汗能力和较好的透气性,还有 独特的回弹性能,与棉毛纤维相比有一系列优越性。竹浆纤维的横截面布满椭圆形的孔隙, 可以瞬间吸收并蒸发水分;竹浆纤维很难发生霉变,不易滋生细菌。用其制成的织物,手感 滑而细腻,丰富而挺阔,具有较强的透湿透气性,有极好的吸湿性;用其制成的服装比一般 纤维细软,没有束缚感,轻松舒适,且染色性能优良。
[0004] 竹浆纤维是继棉、麻、毛、丝四大天然纤维之后的第五大天然纺织元素,它是集天 然纤维与人造纤维的优点于一身。与其它纤维相比,由于其具有很高的绿色环保性、良好的 透气性、瞬间吸水性及较强的纵向和横向强度等优良特性,而收到越来越多行业的重视与 利用。用竹浆粕生产的竹浆纤维是高档服装面料的首选之材。可以纯纺,也可以与棉、麻、 绢、毛、涤纶等其它原料混纺,适用于床上用品、浴室用品、无纺布、卫生材料用品、内衣、袜 子、服装、装饰用品等。在针织服装、机织面料等领域应用广泛。
[0005] 中国专利CN1184374公开了一种纯天然抗菌生产工艺,其特征在于在备料与蒸煮 之间增加了预处理工序。中国专利CN101298700A公开了“一种粘胶纤维用竹浆粕的制造方 法及其产品”它的技术特征是水煮采用阶梯式升温,然后进行烧碱法蒸煮,具体工艺是:“首 先升温至130-150°C,保温50-70分钟,接着升温至165_175°C,保温120-180分钟。”虽然以 上两种方法制成的竹浆粕能用于粘胶纤维使用,水煮+烧碱法工艺虽简单,但制成的竹浆 粕甲纤含量仅在79-91. 2%,表明纤维纯度达不到棉浆、木浆甲纤含量标准,不利于下游粘 胶生产的质量控制,增加消耗,而且由于半纤和其它杂质含量较高,竹浆粕的反应性能不能 通过,在粘胶生产过程中制胶困难,废胶率上升,只能采取竹浆与棉浆、木浆混合投料才能 保证生产制成进行,即影响竹浆纤维的纯度,也不利于竹浆替代棉、木浆,制约了竹浆规模 化生产。发明内容
[0006] 本发明的目的在于针对背景技术的不足,一是提供一种甲纤含量大于92%粘胶用 竹浆粕,二是提供一种经两次蒸煮粘胶长丝用竹浆粕的生产方法。
[0007] 实现上述发明目的采用以下技术方案:
[0008] 一种粘胶用竹浆粕,所述竹浆成品主要质量指标:聚合度500-600DP,甲纤 彡92%,灰份< 0. 20%,铁质< 30ppm,反映性能< 200s。
[0009] 一种粘胶用竹浆粕的生产方法,包括备料、蒸煮、漂白、酸处理、抄造,其特征在于, 所述的蒸煮方法采用两次不同工艺蒸煮,具体步骤是:一次蒸煮采用硫酸盐法蒸煮,具体 技术条件为:烧碱用量占绝干浆料15-20% (氢氧化钠和绝干原料的百分比),硫化度为 5-15% (以氧化钠计算,硫化钠量对氢氧化钠和硫化钠总量的百分比),液比1 : 2-4,升 温时间:120-150分钟,保温时间:80-180分钟,保温温度160--180°C,蒸煮完毕后进行多段 洗涤抄造成竹浆粕;二次蒸煮采用纯碱法蒸煮,将经一次蒸煮的竹浆粕用配好的蒸煮液稀 释后用挤浆机浓缩至20% -30% (绝干纤维与浆料的重量比)送入蒸球进行二次纯碱法 蒸煮,具体技术条件为:烧碱用量占绝干浆料15-20% (氢氧化钠和绝干原料的百分比), 液比1 : 2-4,升温时间=100-150分钟,保温时间:80-180分钟,保温温度160—180°C ;经 二次蒸煮后竹浆粕的质量指标为:甲纤92.5%,聚合度500-600DP,灰份< 2%,铁质 ^ 80ppmo
[0010] 依照上述技术方案,本发明与现有技术相比,本发明采用两种不同的方法对竹片 进行蒸煮,解决了现有技术的诸多不足。本发明利用硫酸盐法在一次蒸煮有效的溶解竹片 中的木素,通过多段洗涤去除碱性木素及碱溶性杂质,以减少二次蒸煮的用碱率,同时回收 蒸煮后浆料中的残液,经浓缩、燃烧、苛化后形成新的硫酸盐蒸煮液再次参与蒸煮,几乎没 有污水排放,减少污染。二次蒸煮采用烧碱法,而且浆料完全被蒸煮液浸透后经过挤压浓缩 至规定浆浓再进入蒸煮器,使纤维素与烧碱均勻混合,使烧碱对纤维素氧化作用均勻,减少 部分纤维过氧化造成半纤增加、得率降低,二次蒸煮主要目的是进一步去除半纤维素和残 余的少量木素,提纯甲纤,同时,烧碱破坏纤维素初生壁,在纤维素降聚的同时由于烧碱与 纤维素反应均勻保证了竹浆粕的反应性能全部通过。
[0011] 用本发明本发明的制备方法制得的粘胶纤维用竹浆粕,其各项技术指标优于现有 技术,尤其是甲纤含量大于等于92%高于现有的同类产品,具有较高的甲纤和良好的反应 性能,粘胶单独使用竹浆,按常规工艺及设备可以顺利制胶生产出纯度更高的竹浆纤维,也 可与木浆、棉浆混配使用,为当前棉、木浆紧缺造成的资源紧张开辟了一条新途径。
具体实施例
[0012] 本发明是一种粘胶长丝用竹浆粕及其生产方法,其操作步骤及技术指标是:
[0013] 1、备料
[0014] 制备粘胶用竹浆粕的竹材全部采用2-3年生四川产慈竹,首先用切竹机将竹材粉 碎为长20-30mm,宽10-20mm的竹片,在常温常压用清水浸泡8_10小时使其充分吸水膨胀利 于蒸煮,并通过水洗去除尘土、尘埃等杂质,减少蒸煮负担,提高浆料纯度。
[0015] 2、一次蒸煮
[0016] 采用硫酸盐法,将经过净化处理的小竹片装入蒸煮器内,用进行一次蒸煮具体工艺为:烧碱用量占绝干浆料15-20% (氢氧化钠和绝干原料的百分比),硫化度为5-15% (硫化钠量对氢氧化钠和硫化钠总量的百分比(以氧化钠计算)),液比1 : 2. 5-4,升温 时间:100-150分钟,保温时间:80-150分钟,保温温度160-_175°C,蒸煮完毕后用真空洗 浆机多段洗涤抄造成竹浆粕,经一次蒸煮后竹浆粕的质量指标为:甲纤:> 92. 5%,聚合度 700-1000DP,灰份彡 2. 5%,铁质彡 IOOppm ;
[0017] 3、二次蒸煮
[0018] 采用碱法蒸煮,将经一次蒸煮的竹浆粕用配好的蒸煮液稀释后用挤浆机浓缩至 20-25% (绝干纤维与浆料的重量比)送入蒸球进行二次蒸煮,具体技术条件为:烧碱用量 占绝干浆料15-20% (氢氧化钠和绝干原料的百分比),升温时间:100-150分钟,保温时 间:80-150分钟,保温温度160-175°C;经一次蒸煮后竹浆粕的质量指标为:甲纤:彡93%, 聚合度400—550,灰份彡1. 5%,铁质彡50ppm ;
[0019] 4、洗浆
[0020] 采用洗浆机对蒸煮后的浆料进行充分洗涤,洗涤用水逆流循环使用,并回收最浓 的蒸煮废液,利用废液中的残碱用于下一球蒸煮,同时减少污水排放。
[0021] 5、疏解、除渣、浓缩
[0022] 洗浆处理后的浆料在打浆机内疏解后经两级除渣和浓缩脱水后加盐酸调整PH值 (2在浆池内反映20-30分钟。
[0023] 6、漂白
[0024] 为了使浆料与漂白药剂能够反映均勻赋予并纤维良好的白度,尽量减少纤维氧化 反应从而提高甲纤含量和反应性能,采用氯化、碱化、次氯酸钠三段漂白并加盐酸处理和 带式洗浆机洗涤去除反映产生的杂质,具体技术条件为:氯化时间20-40分钟,氯后含氯 0. 1-0. 3g/L,碱处理后20-40分钟,含碱50—90g/m3,漂白温度35—45°C,漂白时间30-90分 钟,酸处理含酸0. 8-1. 2g/L、酸处理时间40分钟,水洗残酸< 0. 05g/L。
[0025] 7、后除渣、浓缩洗涤、抄造
[0026] 水洗后的浆料经两级除渣和浓缩脱水后,由抄浆机脱水、压榨、烘干、切纸、计量打 包抄造成竹浆粕。
[0027] 具体操作实施例
[0028] 实施例1 :
[0029] 备料:首先用切竹机将竹材粉碎为长30mm,宽20mm的竹片,在常温常压用清水浸 泡10小时使其充分吸水膨胀利于蒸煮,用水冲洗洗去尘土、尘埃等杂质,减少蒸煮负担,提 高浆料纯度。
[0030] 一次蒸煮:将经过净化处理的长30mm,宽20mm的小竹片装入蒸煮器内,烧碱用量 占绝干浆料15% (氢氧化钠和绝干原料的百分比),硫化度为15% (硫化钠量对氢氧化钠 和硫化钠总量的百分比(以氧化钠计算)),液比1 : 2. 5,升温时间:150分钟,保温时间: 100分钟,保温温度180°C。
[0031] 二次蒸煮:将经一次蒸煮的竹浆充分洗涤、脱水、烘干后,用配好的蒸煮液稀释后 用挤浆机浓缩至25% (绝干纤维与浆料的重量比)送入蒸球进行二次蒸煮,具体技术条件 为:烧碱用量占绝干浆料20% (氢氧化钠和绝干原料的百分比),升温时间:120分钟,保温 时间:80分钟,保温温度1600C 0[0032] 疏解、除渣、浓缩:洗浆处理后的浆料在打浆机内疏解后经两级除渣和浓缩脱水后 加盐酸调整PH值彡2在浆池内反映30分钟。
[0033] 漂白:氯化时间20分钟,氯后含氯0. 3g/L碱处理后20分钟,含碱50g/m3,漂白温 度45°C,漂白时间30分钟,酸处理含酸0. 8g/L、酸处理时间40分钟,水洗残酸< 0. 05g/L。
[0034] 后除渣、浓缩洗涤、抄造
[0035] 水洗后的浆料经两级除渣和浓缩脱水后,由抄浆机脱水、压榨、烘干、切纸、计量打 包抄造成竹浆粕
[0036] 由本次实施例制得的粘胶纤维用竹浆粕,其质量指标为:甲纤92.5%、聚合度 600DP、灰份彡0. 2%、铁质彡30ppm、尘埃彡120mm2/kg、反应性能199S。
[0037] 实施例2 :
[0038] 备料:首先用切竹机将竹材粉碎为长20,宽IOmm的竹片,在常温常压用清水浸泡 9小时使其充分吸水膨胀利于蒸煮,并通过水洗去除尘土、尘埃等杂质,减少蒸煮负担,提高 浆料纯度。
[0039] 一次蒸煮:将经过净化处理的小竹片装入蒸煮器内,烧碱用量占绝干浆料17% (氢氧化钠和绝干原料的百分比),硫化度为10% (硫化钠量对氢氧化钠和硫化钠总量的 百分比(以氧化钠计算)),液比1 : 3,升温时间:120分钟,保温时间:130分钟,保温温度 168 "C。
[0040] 二次蒸煮:将经一次蒸煮的竹浆充分洗涤、脱水、烘干后,用配好的蒸煮液稀释后 用挤浆机浓缩至25% (绝干纤维与浆料的重量比)送入蒸球进行二次蒸煮,具体技术条件 为:烧碱用量占绝干浆料15% (氢氧化钠和绝干原料的百分比),升温时间:120分钟,保温 时间:120分钟,保温温度170°C。
[0041] 疏解、除渣、浓缩:洗浆处理后的浆料在打浆机内疏解后经两级除渣和浓缩脱水后 加盐酸调整PH值彡2在浆池内反映20-30分钟。
[0042] 漂白:氯化时间30分钟,氯后含氯0. 2g/L碱处理后30分钟,含碱70g/m3,漂白温 度40°C,漂白时间70分钟,酸处理含酸lg/L、酸处理时间40分钟,水洗残酸< 0. 05g/L。
[0043] 后除渣、浓缩洗涤、抄造
[0044] 水洗后的浆料经两级除渣和浓缩脱水后,由抄浆机脱水、压榨、烘干、切纸、计量打 包抄造成竹浆粕。
[0045] 由本次实施例制得的粘胶纤维用竹浆粕,其质量指标为:甲纤92.5%、聚合度 讨0、灰份彡0. 18%、铁质彡25ppm、尘埃彡120mm2/kg、反应性能126S。
[0046] 实施例3 :
[0047] 备料:首先用切竹机将竹材粉碎为长25mm,宽15mm的竹片,在常温常压用清水浸 泡8小时使其充分吸水膨胀利于蒸煮,并通过水洗去除尘土、尘埃等杂质,减少蒸煮负担, 提高浆料纯度。
[0048] 一次蒸煮:将经过净化处理的小竹片装入蒸煮器内,烧碱用量占绝干浆料20% (氢氧化钠和绝干原料的百分比),硫化度为5% (硫化钠量对氢氧化钠和硫化钠总量的百 分比(以氧化钠计算)),液比1 : 4,升温时间:150分钟,保温时间:150分钟,保温温度 165 "C。
[0049] 二次蒸煮:将经一次蒸煮的竹浆充分洗涤、脱水、烘干后,用配好的蒸煮液稀释后用挤浆机浓缩至25% (绝干纤维与浆料的重量比)送入蒸球进行二次纯碱法蒸煮,具体技 术条件为:烧碱用量占绝干浆料20% (氢氧化钠和绝干原料的百分比),液比1 : 3,升温 时间:150分钟,保温时间:150分钟,保温温度160 0C ο
[0050] 疏解、除渣、浓缩:洗浆处理后的浆料在打浆机内疏解后经两级除渣和浓缩脱水后 加盐酸调整PH值彡2在浆池内反映20-30分钟。
[0051] 漂白:氯化时间40分钟,氯后含氯0. lg/L碱处理后40分钟,含碱90g/m3,漂白温 度35°C,漂白时间90分钟,酸处理含酸1. 2g/L、酸处理时间40分钟,水洗残酸< 0. 05g/L。
[0052] 7、后除渣、浓缩洗涤、抄造
[0053] 水洗后的浆料经两级除渣和浓缩脱水后,由抄浆机脱水、压榨、烘干、切纸、计量打 包抄造成竹浆粕。
[0054] 由本次实施例制得的粘胶纤维用竹浆粕,其质量指标为:甲纤94.2%、聚合度 500、灰份彡0. 15%、铁质20ppm、尘埃彡120mm2/kg、反应性能20S。
[0055] 由以上实例发现本发明通过两次不同工艺蒸煮和多段漂白,浆料在蒸煮和漂白过 程中,通过延长工艺周期,降低工艺条件制得的竹浆粕的甲纤含量越高,反应性能通过速度 越快,综合质量越好,同时有利于粘胶规模化生产。经两次蒸煮和三段漂白后处理的竹浆 粕,其反应性能经粘胶纤维用浆粕行业标准(FZ/T51001-1998标准)测试方法检验,合格率 为 100%。
[0056] 以上公开的仅为本发明的具体实施例,但本发明并非局限于此,任何本领域的技 术人员能思之的变化,都应落在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1. 一种粘胶用竹浆粕的生产方法,该竹浆成品的主要质量指标为:聚合度500-600DP, 甲纤> 92%,灰份< 0. 20%,铁质< 30ppm,反映性能< 200s,其生产方法包括备料、蒸 煮、漂白、酸处理、抄造,其特征在于,所述的蒸煮方法采用两次不同工艺蒸煮,具体步骤 是:一次蒸煮采用硫酸盐法蒸煮,具体技术条件为:烧碱用量占绝干浆料15-20%,硫化 度为5-15%,液比1 : 2-4,升温时间:120-150分钟,保温时间:80-180分钟,保温温度 160-180°C,蒸煮完毕后进行多段洗涤抄造成竹浆粕;二次蒸煮采用纯碱法蒸煮,将经一次 蒸煮的竹浆粕用配好的蒸煮液稀释后用挤浆机浓缩至20% -30%送入蒸球进行二次纯碱 法蒸煮,具体技术条件为:烧碱用量占绝干浆料15-20%,液比1 : 2-4,升温时间:100-150 分钟,保温时间:80-180分钟,保温温度160-180°C ;经二次蒸煮后竹浆粕的质量指标为:甲 纤:彡 92. 5%,聚合度 500-600DP,灰份;^ 2%,铁质;^ 80ppm。
2.根据权利要求1所述的粘胶用竹浆粕的生产方法,其特征在于,所述的备料步骤中 的原料竹材采用2-3年生四川产慈竹,将其用切竹机将其粉碎为长20-30mm宽5_20mm的竹 片进行蒸煮。
3.根据权利要求1所述的粘胶用竹浆粕的生产方法,其特征在于,所述的漂白方法为 氯化、碱化、次氯酸钠三段漂白。
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