CN102182090A - 一种纸浆与棉短绒的复合浆粕及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种纸浆与棉短绒复合制备粘胶纤维用浆粕的方法，采用该方法可以将竹、木、麻、甘蔗渣等纤维的独特性能与棉的优异性能相结合，可以为其它任意两种或两种以上纸浆或竹、木、棉、麻等原料独立蒸煮，经一系列工艺处理后，在漂白段复合制备成溶解浆。本发明所用纸浆的品种不受生产方法及原料的限制，可以为本色浆，也可为漂白浆，通过碱浸渍处理，降低纸浆蒸煮难度，制得的溶解浆甲种纤维素含量高，浸渍液可循环利用，采用该方法制浆过程中污染少，能实现碱液的循环利用。

Description

一种纸浆与棉短绒的复合浆粕及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种粘胶纤维用浆粕，具体地说，是一种采用造纸浆粕与棉短绒为原料制备的复合粘胶纤维用浆粕及其制备工艺，属于浆粕制浆技术领域。
背景技术
随着科学技术的发展和人民生活水平的提高，人们的消费观念和健康观念发生了很大的转变，消费者对纺织用品的要求也越来越高，在穿着方面不仅要求美观舒适、讲究个性时尚，而且能抑菌、抗菌、易于护理，健康环保。
棉、木、竹、麻、等原料生产的粘胶纤维各有特点，而只用一种浆粕生产的粘胶纤维性能单调，将两种及以上浆粕进行复合制备粘胶纤维用浆粕能发挥各种纤维的优异性能，扬长避短。
纸浆从原料来说，有竹、木、棉、麻、甘蔗渣、棉杆等种类，纸浆粕制备溶解浆有自身的优缺点，纸浆灰分、铁等指标含量较好，但甲种纤维素含量低，半纤维素含量高。纸浆改溶解浆技术已开始在化纤行业应用，但存在生产周期长、污染重、得率低、成本高等缺点。棉短绒因纤维素含量高、工艺成熟、棉花种植量大，尽管近几年棉短绒价格一路走高，目前仍是生产粘胶纤维的主要原料。
粘胶纤维用浆粕生产讲究重蒸轻漂，甲种纤维素含量的多少、非纤维素物质分解的多少及得率等主要取决于蒸煮过程工艺的控制，因每种原料物性质不同，蒸煮工艺也不同。如果在蒸煮段对原料进行复合蒸煮，会造成其中一种原料的纤维素裂解过剧或蒸解不透，得率降低等难处理的问题。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述问题，提供了一种纸浆与棉短绒的复合浆粕及其制备浆粕的方法，将纸浆与棉短绒按各自的性状分别蒸煮，在漂白段进行复合，既能使纤维性能有效结合又不会产生在蒸煮段复合时的顾此失彼的问题，从而使制得的复合浆粕不但保留了各原料的优点，且甲种纤维素含量高，得率高。
本发明的技术方案为：一种制备复合纤维素的新型浆粕生产方法，采用造纸浆粕和棉短绒为原料分别进行碱法蒸煮，纸浆漂白前的生产可包括如下步骤：原料备料、预浸渍、投料、蒸煮、挤浆、打浆、洗料、浓缩、碱精制。
纸浆甲种纤维素含量偏低，半纤维素含量较高，直接蒸煮消耗蒸煮液多，而且蒸煮后的黑液难处理。将纸浆进行碱浸渍处理，可以除去一部分半纤维素，提纯甲种纤维素。预浸渍处理后的纸浆易投料，能缩短蒸煮时间，降低蒸煮强度，而且浆料杂纤维含量少，易漂白。
在蒸煮之前对纸浆原料进行碱浸渍处理，即将经备料后的纸浆用浸渍碱液浸渍，浸渍液中碱以NaOH计含量为25～60g/L，液比(即绝干原料重量与蒸煮液总液量体积的比)为1∶2～1∶8.5，在常压下浸渍液温度50-80℃，保温20～60min。因纸浆含杂质很少，浸渍后的碱液除溶入一部分半纤维素外，较为洁净，可以滤出半纤维素重复使用，也可配为蒸煮液。纸浆在浸渍桶中打碎浸渍，浸渍后的浆料挤压出多余的碱液后，由螺旋输送机输送到蒸球或立锅投料蒸煮。
本方法中纸浆的蒸煮工艺，采用碱法蒸煮，用碱率10～30％，液比1∶2.0～1∶6.5，添加蒸煮助剂，蒸煮助剂为十二烷基苯磺酸钠和绿氧。十二烷基苯磺酸钠的加入量为绝干浆重的0.1～5％，绿氧加入量为绝干浆重的0.1～5％。经1次升温，1次小放汽后保温，保温温度110～170℃，保温时间40～300min。蒸煮后黑液残碱以NaOH计5～20g/L，粘度9～18mPa.s。
将蒸煮后的纸浆料通过挤浆机挤压出大部分黑液，挤浆压力0.2～0.5MPa，出料浓度20～60％。挤浆有利于下一步浆料的洗涤，还可减少废水排放量。
根据纸浆纤维长短情况进行打浆，湿重≤20g的浆料打浆以疏解为主，疏解电流≤120A；湿重＞20的浆料进行切断和疏解，控制湿重在8～20g，然后进行洗料、浓缩；
碱精制能进一步提纯甲种纤维素，溶出半纤维素。碱精制条件：氢氧化钠相对绝干浆重加入量5.0～15.0％，浆浓6～40％，温度60～100℃，精制时间40～150min。
漂白工艺：碱精制后的纸浆料与碱精制后的棉浆料在漂白塔中混合的绝干重量百分比为：纸浆料1％～99％，棉浆料1％～99％。具体方法为：漂白塔设有两个，在第一个漂白塔中，加入二氧化氯，二氧化氯加入量为相对绝干浆重的0.4～2％，浆料浓度6～30％，漂白温度40～70℃，时间控制在60～150min，漂白终点pH在3.5～4.1；水洗后进入第二个漂白塔，分别加入过氧化氢、氢氧化钠、硅酸钠和硫酸镁，过氧化氢的加入量为相对绝干浆重的2～5％，氢氧化钠的加入量为相对绝干浆重的2～5％，硅酸钠的加入量为相对绝干浆重的2～3％，硫酸镁的加入量为相对绝干浆重的0.1～2％，温度60～90℃，漂白时间控制在30～90min。
漂白后的浆料经酸处理、水洗、精选、抄浆制成粘胶纤维用浆粕。
本发明的优点在于：能够将竹、木、麻、甘蔗渣等纤维的独特性能与棉的优异性能相结合，且所用纸浆的品种不受生产方法及原料的限制，可以为本色浆，也可为漂白浆；制得的成品甲种纤维素浆粕中甲种纤维素含量≥92％、灰分含量≤0.10％、铁分含量≤25mg/kg，而且制浆过程中污染少，能实现碱液的循环利用；可拓展为其它任意两种或两种以上纸浆或竹、木、棉、麻等原料独立蒸煮，经本发明方法的一系列工艺处理后，在漂白段复合制备成溶解浆。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明，在实际生产需要中，可以根据生产的需要和生产中的状况对该生产步骤进行适当的调整，这对本领域内技术人员来说，是公知的常识。
实施例一
所用造纸竹浆粕的甲种纤维素86.1％，湿重10g，棉短绒蒸煮按化纤行业常用工艺。
1、造纸浆漂白前的工艺：
A、碱浸渍处理：浸渍液中碱以NaOH计含量为30g/L，液比为1∶4.2，在常压下浸渍液温度52℃，保温30min；
B、蒸煮：用碱率15％，液比1∶3.2，蒸煮助剂十二烷基苯磺酸钠加入量为绝干浆重的0.5％，绿氧加入量为绝干浆重的1％，升温时间40min，小放汽时间10min，保温温度146℃，保温时间60min。蒸煮后黑液残碱以NaOH计7.8g/L，蒸煮后粘度14.3mPa.s；
C、挤浆：螺旋挤浆机，挤浆压力0.35MPa，出料浓度35％；
D、打浆：疏解为主，疏解时间15min，电流100A；
E、洗料：带式洗浆机，水洗30min；
F、浓缩：按照化纤行业常用工艺；
H、碱精制：氢氧化钠加入量为相对绝干浆重的5.0％，浆浓30％，温度80℃，精制时间50min。
2、漂白及漂白后的工艺：
漂白：纸浆料与棉浆料在漂白塔中混合的绝干重量百分比为：纸浆料60％，棉浆料40％。在第一个漂白塔中，二氧化氯相对绝干浆重的加入量为0.8％，浆料浓度15％，漂白温度42℃，漂白时间60min，漂白终点pH在3.6；水洗后进入第二个漂白塔，加入过氧化氢相对绝干浆重的3％，氢氧化钠相对绝干浆重的3％，硅酸钠相对绝干浆重的2％，硫酸镁相对绝干浆重的1％，漂白温度62℃，漂白时间40min；
酸处理：浓度20％的盐酸相对绝干浆重的加入量为2％，六偏磷酸钠相对绝干浆重的加入量为1％，处理时间40min；
经水洗、精选除砂、抄造成浆粕。
最终制备的胶粘纤维浆粕中甲种纤维素含量94.8％、灰分含量0.08％和铁分含量12mg/kg。
实施例二
所用造纸麻浆粕的甲种纤维素88.4％，湿重35g，棉短绒蒸煮按化纤行业常用工艺。
1、造纸浆漂白前的工艺：
A、碱浸渍处理：浸渍液中碱以NaOH计含量为25g/L，液比为1∶2.0，在常压下浸渍液温度50℃，保温20min；
B、蒸煮：用碱率10％，液比1∶2.0，蒸煮助剂十二烷基苯磺酸钠加入量为绝干浆重的5％，绿氧加入量为绝干浆重的0.1％，升温时间30min，小放汽时间10min，保温温度110℃，保温时间40min。蒸煮后黑液残碱以NaOH计6.4g/L，蒸煮后粘度13.0mPa.s；
C、挤浆：螺旋挤浆机，挤浆压力0.2MPa，出料浓度20％；
D、打浆：进行切断和疏解，打浆后湿重15g；
E、洗料：带式洗浆机，水洗30min；
F、浓缩：按照化纤行业常用工艺；
H、碱精制：氢氧化钠加入量为相对绝干浆重的15.0％，浆浓6％，温度60℃，精制时间40min。
2、漂白及漂白后的工艺：
漂白：纸浆料与棉浆料在漂白塔中混合的绝干重量百分比为：纸浆料1％，棉浆料99％。在第一个漂白塔中，二氧化氯相对绝干浆重的加入量为0.4％，浆料浓度6％，漂白温度40℃，漂白时间60min，漂白终点pH在3.5；水洗后进入第二个漂白塔，加入过氧化氢相对绝干浆重的2％，氢氧化钠相对绝干浆重的2％，硅酸钠相对绝干浆重的2％，硫酸镁相对绝干浆重的0.1％，漂白温度60℃，漂白时间30min；
酸处理：浓度20％的盐酸相对绝干浆重的加入量为2％，六偏磷酸钠相对绝干浆重的加入量为1％，处理时间40min；
经水洗、精选除砂、抄造成浆粕。
最终制备的胶粘纤维浆粕中甲种纤维素含量96.4％、灰分含量0.06％和铁分含量18mg/kg。
实施例三
所用造纸甘蔗渣浆粕的甲种纤维素78.7％，湿重8g，棉短绒蒸煮按化纤行业常用工艺。
1、造纸浆漂白前的工艺：
A、碱浸渍处理：浸渍液中碱以NaOH计含量为60g/L，液比为1∶8.5，在常压下浸渍液温度80℃，保温60min；
B、蒸煮：用碱率30％，液比1∶6.5，蒸煮助剂十二烷基苯磺酸钠加入量为绝干浆重的0.1％，绿氧加入量为绝干浆重的5％，升温时间50min，小放汽时间10min，保温温度170℃，保温时间300min。蒸煮后黑液残碱以NaOH计8.0g/L，蒸煮后粘度12.5mPa.s；
C、挤浆：螺旋挤浆机，挤浆压力0.5MPa，出料浓度60％；
D、打浆：疏解为主，疏解时间15min，电流100A；
E、洗料：带式洗浆机，水洗30min；
F、浓缩：按照化纤行业常用工艺；
H、碱精制：氢氧化钠加入量为相对绝干浆重的7.0％，浆浓40％，温度100℃，精制时间150min。
2、漂白及漂白后的工艺：
漂白：纸浆料与棉浆料在漂白塔中混合的绝干重量百分比为：纸浆料99％，棉浆料1％。在第一个漂白塔中，二氧化氯相对绝干浆重的加入量为2.0％，浆料浓度30％，漂白温度70℃，漂白时间150min，漂白终点pH在4.1；水洗后进入第二个漂白塔，加入过氧化氢相对绝干浆料的5％，氢氧化钠相对绝干浆料的5％，硅酸钠相对绝干浆料的3％，硫酸镁相对绝干浆重的2％，漂白温度90℃，漂白时间90min；
酸处理：浓度20％的盐酸相对绝干浆重的加入量为3％，六偏磷酸钠相对绝干浆重的加入量为1％，处理时间30min；
经水洗、精选除砂、抄造成浆粕。
最终制备的胶粘纤维浆粕中甲种纤维素含量92.3％、灰分含量0.08％和铁分含量21mg/kg。
实施例四
所用造纸木浆粕的甲种纤维素89.2％，湿重15g，棉短绒蒸煮按化纤行业常用工艺。
1、造纸浆漂白前的工艺：
A、碱浸渍处理：浸渍液中碱以NaOH计含量为28g/L，液比为1∶4.4，在常压下浸渍液温度60℃，保温50min。
B、蒸煮：用碱率15.4％，液比1∶3.4，蒸煮助剂十二烷基苯磺酸钠加入量为绝干浆重的1％，绿氧加入量为绝干浆重的3％，升温时间40min，小放汽时间10min，保温温度152℃，保温时间120min。蒸煮后黑液残碱以NaOH计8.2g/L，蒸煮后粘度12.2mPa.s。
C、挤浆：螺旋挤浆机，挤浆压力0.35MPa，出料浓度33％。
D、打浆：切断、疏解，时间30min。
E、洗料：带式洗浆机，水洗30min。
F、浓缩：按照化纤行业常用工艺；
H、碱精制：氢氧化钠加入量为相对绝干浆重的10.5％，浆浓31％，温度80℃，精制时间70min。
2、漂白及漂白后的工艺：
漂白：纸浆料与棉浆料在漂白塔中混合的绝干重量百分比为：纸浆料70％，棉浆料30％。在第一个漂白塔中，二氧化氯相对绝干浆重的加入量为1.5％，浆料浓度15％，漂白温度50℃，漂白时间80min，漂白终点pH在3.8；水洗后进入第二个漂白塔，加入过氧化氢相对绝干浆重的3.4％，氢氧化钠相对绝干浆重的3.2％，硅酸钠相对绝干浆重的2％，硫酸镁相对绝干浆重的0.8％，漂白温度75℃，漂白时间50min。
酸处理：浓度20％的盐酸相对绝干浆重的加入量为2.5％，六偏磷酸钠相对绝干浆重的加入量为1.0％，处理时间40min。
经水洗、精选除砂、抄造成浆粕。
最终制备的胶粘纤维浆粕中甲种纤维素含量95.3％、灰分含量0.05％和铁分含量8mg/kg。
实施例五
所用造纸甘蔗渣浆粕的甲种纤维素73.8％，湿重8g，所用造纸麻浆粕甲种纤维素86.3％，湿重15g，造纸甘蔗渣浆粕与造纸麻浆粕在浸渍桶中混合的绝干重量百分比为：甘蔗渣浆粕50％，麻浆料50％。棉短绒蒸煮按化纤行业常用工艺。
1、造纸浆漂白前的工艺：
A、碱浸渍处理：浸渍液中碱以NaOH计含量为40g/L，液比为1∶3.5，在常压下浸渍液温度70℃，保温40min；
B、蒸煮：用碱率25％，液比1∶4.5，蒸煮助剂十二烷基苯磺酸钠加入量为绝干浆重的1.3％，绿氧加入量为绝干浆重的4％，升温时间40min，小放汽时间10min，保温温度165℃，保温时间210min。蒸煮后黑液残碱以NaOH计5.0g/L，蒸煮后粘度13.6mPa.s；
C、挤浆：螺旋挤浆机，挤浆压力0.4MPa，出料浓度55％；
D、打浆：疏解为主，疏解时间15min，电流110A；
E、洗料：带式洗浆机，水洗30min；
F、浓缩：按照化纤行业常用工艺；
H、碱精制：氢氧化钠加入量为相对绝干浆量的9.5％，浆浓42％，温度99℃，精制时间120min。
2、漂白及漂白后的工艺：
漂白：纸浆料与棉浆料在漂白塔中混合的绝干重量百分比为：纸浆料65％，棉浆料35％。二氧化氯相对绝干浆重的加入量为1％，浆料浓度18％，漂白温度65℃，漂白时间80min，漂白终点pH3.8；水洗后进入第二个漂白塔，加入过氧化氢相对绝干浆重的3％，氢氧化钠相对绝干浆重的3％，硅酸钠相对绝干浆重的2％，硫酸镁相对绝干浆重的1％，温度60℃，漂白时间60min；
酸处理：浓度20％的盐酸相对绝干浆重的加入量为2％，六偏磷酸钠相对绝干浆重的加入量为2％，处理时间30min；
经水洗、精选除砂、抄造成浆粕。
最终制备的胶粘纤维浆粕中甲种纤维素含量94.9％、灰分含量0.06％和铁分含量15mg/kg。
本发明各个实施例中，所用化工料均为本领域生产中所用之料，均可从市场中得到，且对于生产结果不会产生影响；在各工序中用到的设备，均采用当前粘胶纤维生产中所用的常规设备，并无特别之处。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种纸浆与棉短绒的复合浆粕，其特征在于：由纸浆与棉短绒复合制备而成，采用造纸浆粕和棉短绒为原料分别进行碱法蒸煮，然后在漂白阶段进行复合而成；所述的复合浆粕中各原料所含的重量分数分别为纸浆料1％～99％，棉浆料1％～99％；所述的复合浆粕的甲种纤维素含量≥92％，灰分含量≤0.10％，铁分含量≤25mg/kg。
2.根据权利要求1所述纸浆与棉短绒的复合浆粕，其特征在于所述的纸浆为竹、木、棉、麻中的一种或多种为原料的纸浆。
3.权利要求1所述纸浆与棉短绒的复合浆粕的制备方法，其特征在于：包括碱浸渍处理、蒸煮、挤浆、打浆、洗料、浓缩、碱精制、漂白、酸处理、水洗、精选除砂、抄造成浆粕，具体工艺步骤如下：
(1)碱浸渍处理，将经备料后的纸浆用浸渍碱液浸渍，浸渍液中碱以NaOH计含量为25～60g/L，液比为1∶2～1∶8.5，在常压下浸渍液温度50～80℃，保温20～60min；
(2)蒸煮工艺采用碱法蒸煮，用碱率10～30％，液比1∶2.0～1∶6.5，经1次升温，1次小放汽后保温，保温温度110～170℃，保温时间40～300min，蒸煮后黑液残碱以NaOH计5～20g/L，粘度9～18mPa.s；
(3)将蒸煮后的纸浆料通过挤浆机挤压出黑液，挤浆压力0.2～0.5MPa，出料浓度20～60％；
(4)打浆：湿重≤20g的浆料打浆以疏解为主，疏解电流≤120A；湿重＞20的浆料进行切断和疏解，控制湿重在8～20g，然后进行洗料、浓缩；
(5)碱精制，条件：氢氧化钠相对绝干浆重加入量5.0～15.0％，浆浓6～40％，温度60～100℃，精制时间40～150min；
(6)漂白：碱精制后的纸浆料与碱精制后的棉浆料在漂白塔中的绝干重量百分比分别为：纸浆料1％～99％，棉浆料1％～99％；
(7)漂白后的浆料经酸处理、水洗、精选、抄浆制成粘胶纤维用浆粕。
4.根据权利要求3所述的纸浆与棉短绒的复合浆粕的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)蒸煮工艺中添加蒸煮助剂，蒸煮助剂为十二烷基苯磺酸钠和绿氧，十二烷基苯磺酸钠的加入量为绝干浆重的0.1～5％，绿氧加入量为绝干浆重的0.1～5％。
5.根据权利要求3所述的纸浆与棉短绒的复合浆粕的制备方法，其特征在于所述的步骤(6)漂白方法为：所述的漂白塔设有两个，在第一个漂白塔中，加入二氧化氯，二氧化氯加入量为相对绝干浆重的0.4～2％，浆料浓度6～30％，漂白温度40～70℃，时间控制在60～150min，漂白终点pH在3.5～4.1；水洗后进入第二个漂白塔，分别加入过氧化氢、氢氧化钠、硅酸钠和硫酸镁，过氧化氢的加入量为相对绝干浆重的2～5％，氢氧化钠的加入量为相对绝干浆重的2～5％，硅酸钠的加入量为相对绝干浆重的2～3％，硫酸镁的加入量为相对绝干浆重的0.1～2％，温度60～90℃，漂白时间控制在30～90min。
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