CN103306152A - 一种绒毛浆制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种绒毛浆制备工艺，属于制浆造纸技术领域，本发明以针叶木为原料，绒毛浆制备工艺流程依次包括选料切片、预水解、蒸煮、初漂、绒毛化、补充漂白及抄造。本发明拓宽了绒毛化工艺的使用范围，降低了原料成本，无污染，绒毛浆浆板定量在650～700g/m2时，其耐破指数小于0.75kPa·m2/g，白度大于85ISO%；干解离后绒毛浆纤维的干蓬松度大于19.64cm3/g，吸水速度小于3.47g/s，吸水量大于9.96g/g，达到GB/T21331-2008的质量要求。适用于卫生巾、婴儿尿布、床垫及一次性医疗卫生用品等的吸水性材料。
Description
技术领域
本发明属于制浆造纸技术领域，具体涉及一种绒毛浆制备工艺。
背景技术背景技术
绒毛浆作为一次性卫生用品的吸水性材料，填充在垫芯层，呈棉絮状，具有高蓬松度、高吸水性等特点。使用时，需要将绒毛浆板干解离得到绒毛浆纤维，因此，纤维间合适的结合强度以及纤维良好的吸收性是绒毛浆制备过程中需要重点考虑的问题。
已有研究中，绒毛浆的制造原料主要是利用阔叶木、竹子或棉短绒等，采用BCTMP、CTMP或CMP制浆方法，也有用化学法制浆的，但所生产的绒毛浆纤维短小，纤维干蓬松度小，吸水性差，填充性不好，且容易掉毛掉粉，粉尘污染大。采用针叶木为原料制备绒毛浆的技术目前也有研究，但由于没有得到合适的绒毛浆制备工艺，该类绒毛浆产品也存在一定质量问题，通常采取与商品或进口绒毛浆配合使用，或是抄造过程中添加一些高吸水性的聚合材料（SAP）或是化学助剂，这样不仅增加了成本而且生产工艺流程繁琐，因此，在使用上受到了很大限制。
国外惠好公司、tartas公司以及G.P公司等几家大的绒毛浆生产厂家对我国绒毛浆实行了技术及产品的双重垄断，国内无论在绒毛浆的研究还是实际生产中都存在着巨大的挑战。国产绒毛浆存在着一定的质量问题，然而随着人们生活水平的改善，人们对其后续产品——一次性卫生用品的使用标准也随之提高，我国一些绒毛浆生产厂家由于生产成本、绒毛浆质量及销量等问题而被迫停产。由此可见，国内绒毛浆市场前景是广阔的，研究出一种以针叶木为原料制备绒毛浆的合适的工艺，提高国产绒毛浆的质量，将具有现实意义。
发明内容
本发明的目的在于解决上述绒毛浆市场目前所存在的问题，提出一种绒毛浆制备工艺，由该工艺制备得到的绒毛浆产品，具备干蓬松度高、吸收性好、纤维间结合强度适中的特点，满足了后续绒毛浆用于生产一次性卫生用品的性能要求，弥补了上述现有的绒毛浆产品的质量缺陷。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案包括以下步骤：
1）预水解
将绝干针叶木纤维与浓度为4～6g/L的醋酸以（1:4）～（1:6）的料液比混合均匀，在120℃～150℃下预水解处理40min～60min后，过滤，收集滤渣；
2）蒸煮
按与绝干针叶木纤维1g:5ml的料液比，向滤渣中加入蒸煮液，搅拌均匀后进行蒸煮处理，得到针叶木硫酸盐浆料；其中，所述的蒸煮液，以质量分数计，蒸煮条件为：20%～22%的固体NaOH、6%～10%的Na2S、0.4%～0.5%的蒽醌，余量为水；
3）初步漂白
对针叶木硫酸盐浆料进行初步漂白处理；
4）绒毛化工艺
a.将经过初步漂白处理的针叶木硫酸盐浆料洗涤，然后碎解分散制成质量浓度为8%～10%的浆料A；
b.将浆料A加热至60℃～90℃，向其中加入绝干针叶木纤维质量0.05%～0.10%的抗静电剂，并搅拌混合均匀，得到浆料B；
c.向浆料B中加入绝干针叶木纤维质量6%～8%的固体NaOH，搅拌混合均匀后在60℃～90℃下保温10～30min，得到浆料C，将浆料C过滤加水洗涤；
5）补充漂白
将经过绒毛化处理的针叶木纤维进行后续补充漂白，得到绒毛浆。
上述步骤1）中预水解为：将绝干针叶木纤维与醋酸混合均匀后，在120℃～150℃下，保温40～60min。
上述步骤2）中蒸煮处理采用分阶段升温的加热方式，具体步骤为：
将经过预水解处理的针叶木纤维和蒸煮液装入蒸煮锅中，空转4～6min后开始加热，当温度升至120℃～130℃进行小放气，然后在50～60min内升温至140℃～150℃，然后再升温至160℃～170℃后保温80～90min，最后进行大放气。
上述步骤2）中的蒸煮液的硫化度为25%～30%。
上述步骤2）中，在经过漂白处理之前，先对针叶木硫酸盐浆料进行洗浆、筛选处理，其中，筛选采用0.15mm的筛缝进行筛浆。
上述步骤3）中的漂白采用D0、EP、D1段初步漂白。
上述步骤3）中，对经过漂白处理的针叶木硫酸盐浆料先洗涤，并测定白度，然后再碎解分散。
上述步骤3）中的抗静电剂为聚酯类抗静电剂或聚氨酯类抗静电剂；其中，聚酯类抗静电剂为抗静电剂JWK-02；聚氨酯类抗静电剂为抗静电剂PK或复合型抗静电剂YS-11。
上述步骤5）的补充漂白采用D2、P段补充漂白。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明对木片原料针叶木纤维进行轻度预水解，除去了原料中部分半纤维素，有利于绒毛浆纤维间适宜的结合性能的实现，降低了后续工艺的负荷，且预水解后生成的低聚物及部分单糖还可以回收利用。同时，本发明将绒毛化工艺置于漂白工艺之后，采用短时间高温碱处理，通过改变纤维的形态及化学成分实现纤维良好的吸收性及适中的结合强度，扩展了绒毛化工艺的使用范围，并且碱处理可以使纤维产生卷曲和扭结而具有弹性，并且能使纤维疏松更易于吸水，短时间的碱处理还可以去除掉纤维表面的木素及部分半纤维素，进而有利于纸浆白度的提高及纤维之间的弱结合。另外，本发明不需要与棉绒毛浆、优质或是进口绒毛浆混合使用，不仅得到了质量优良的绒毛浆产品，且减少了工艺流程，降低了成本。
进一步的，本发明对经过漂白处理的针叶木硫酸盐浆料先洗涤，再测定其白度，由于绒毛浆对白度的要求较高，绒毛化处理过程可以提高白度，因此将此处的白度与绒毛化处理后的白度做对比，不仅能够看出绒毛化处理的效果，同时处理后的白度也达到国标要求，再通过其他性能检测，最终得到符合实际应用要求的绒毛浆。
进一步的，本发明漂白时采用ECF无元素氯漂白，其工艺为D0EPD1D2P，漂后纸浆强度好、白度高、对环境的影响小，成本又相对较低。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述：
实施例1：
1）预水解
将绝干针叶木纤维与浓度为4～6g/L的醋酸以（1:4）的料液比混合均匀，在120℃下，保温40min后，过滤，收集滤渣；
2）蒸煮
按与绝干针叶木纤维1g:5ml的料液比，将1kg的滤渣和硫化度为25%～30%的蒸煮液加入到蒸煮锅中并搅拌均匀，其中，蒸煮液，以质量分数计，蒸煮条件为：20%的固体NaOH、6%～10%的Na2S、0.4%的蒽醌，余量为水；将蒸煮锅空转4min后开始加热，当温度升高至120℃进行小放气，然后缓慢升温50min至温度达到140℃，之后再升温至160℃后保温80min，最后进行大放气，得到针叶木硫酸盐浆料，然后再对针叶木硫酸盐浆料进行洗浆、筛选处理，其中，筛选采用0.15mm的筛缝进行筛浆；
3）对经过洗涤、筛选处理的针叶木硫酸盐浆料进行D0、EP、D1段初步漂白处理；
4）初步漂白后的针叶木硫酸盐浆料经洗涤后，碎解分散制成质量浓度为8%的浆料A；
5）将浆料A加热到90℃时，向其中加入绝干针叶木纤维质量0.05%的抗静电剂，并搅拌混合均匀，得到浆料B；
其中，抗静电剂为无毒类抗静电剂，诸如聚酯类抗静电剂：抗静电剂JWK-02；聚氨酯类抗静电剂：抗静电剂PK及复合型抗静电剂YS-11。
6）向浆料B中加入绝干针叶木纤维质量7%的固体NaOH，搅拌混合均匀后在90℃下保温10min，得到浆料C，将浆料C过滤加水洗涤，得到浆料D。同时收集滤液用作反复回收使用及后续成分分析，既提高了其使用价值又节能环保；
7）对浆料D进行后续D2、P段补充漂白，得到绒毛浆。
将本实施例得到的绒毛浆按照如下方式处理：
1）将绒毛浆加水稀释至浓度为2%～3%，送入成浆池，抄造得到定量为650g/m2的绒毛浆浆板，检测浆板定量、耐破度、白度等指标。
2）将绒毛浆浆板干解离后得到绒毛浆纤维，检测其干蓬松度与吸收性。
检测结果表明：用上述工艺方法制造的绒毛浆板定量为650g/m2时，绒毛浆板的耐破指数小于0.78kPa·m2/g，白度大于84.5ISO%，干分散后的绒毛浆纤维的干蓬松度大于20.04cm3/g，吸水速度为3.37g/s，吸水量大于10.04g/g。自制绒毛浆的质量与进口绒毛浆的质量相当，并能达到GB/T21331-2008的质量要求。
实施例2：
1）预水解
将绝干针叶木纤维与浓度为4～6g/L的醋酸以（1:5）的料液比混合均匀，在140℃下，保温50min后，过滤，收集滤渣；
2）蒸煮
按与绝干针叶木纤维1g:5ml的料液比，将1kg的滤渣和硫化度为25%～30%的蒸煮液加入到蒸煮锅中并搅拌均匀，其中，蒸煮液，以质量分数计，蒸煮条件为：21%的固体NaOH、6%～10%的Na2S、0.45%的蒽醌，余量为水；将蒸煮锅空转5min后开始加热，当温度升高至125℃进行小放气，然后缓慢升温55min至温度达到145℃，之后再升温至165℃后保温85min，最后进行大放气，得到针叶木硫酸盐浆料，然后再对针叶木硫酸盐浆料进行洗浆、筛选处理，其中，筛选采用0.15mm的筛缝进行筛浆；
3）对经过洗涤、筛选处理的针叶木硫酸盐浆料进行D0、EP、D1段初步漂白处理；
4）初步漂白后的针叶木硫酸盐浆料经洗涤后，碎解分散制成质量浓度为9%的浆料A；
5）将浆料A加热到60℃时，向其中加入绝干针叶木纤维质量0.75%的抗静电剂，并搅拌混合均匀，得到浆料B；
其中，抗静电剂为无毒类抗静电剂，诸如聚酯类抗静电剂：抗静电剂JWK-02；聚氨酯类抗静电剂：抗静电剂PK及复合型抗静电剂YS-11。
6）向浆料B中加入绝干针叶木纤维质量8%的固体NaOH，搅拌混合均匀后在90℃下保温30min，得到浆料C，将浆料C过滤加水洗涤，得到浆料D。同时收集滤液用作反复回收使用及后续成分分析，既提高了其使用价值又节能环保；
7）对浆料D进行后续D2、P段补充漂白，得到绒毛浆。
将本实施例得到的绒毛浆按照如下方式处理：
1）将绒毛浆加水稀释至浓度为2%～3%，送入成浆池，抄造得到定量为700g/m2的绒毛浆浆板，检测浆板定量、耐破度、白度等指标。
2）将绒毛浆浆板干解离后得到绒毛浆纤维，检测其干蓬松度与吸收性。
检测结果表明：用上述工艺方法制造的绒毛浆板定量为700g/m2时，绒毛浆板的耐破指数小于0.70kPa·m2/g，白度大于85.21ISO%，干分散后的绒毛浆纤维的干蓬松度大于18.35cm3/g，吸水速度为3.62g/s，吸水量大于9.56g/g。自制绒毛浆的质量与进口绒毛浆的质量相当，并能达到GB/T21331-2008的质量要求。
实施例3：
1）预水解
将绝干针叶木纤维与浓度为4～6g/L的醋酸以（1:6）的料液比混合均匀，在150℃下，保温60min后，过滤，收集滤渣；
2）蒸煮
按与绝干针叶木纤维1g:5ml的料液比，将1kg的滤渣和硫化度为25%～30%的蒸煮液加入到蒸煮锅中并搅拌均匀，其中，蒸煮液，以质量分数计，蒸煮条件为：22%的固体NaOH、6%～10%的Na2S、0.5%的蒽醌，余量为水；将蒸煮锅空转6min后开始加热，当温度升高至130℃进行小放气，然后缓慢升温60min至温度达到150℃，之后再升温至170℃后保温90min，最后进行大放气，得到针叶木硫酸盐浆料，然后再对针叶木硫酸盐浆料进行洗浆、筛选处理，其中，筛选采用0.15mm的筛缝进行筛浆；
3）对经过洗涤、筛选处理的针叶木硫酸盐浆料进行D0、EP、D1段初步漂白处理；
4）初步漂白后的针叶木硫酸盐浆料经洗涤后，碎解分散制成质量浓度为10%的浆料A；
5）将浆料A加热到75℃时，向其中加入绝干针叶木纤维质量0.75%的抗静电剂，并搅拌混合均匀，得到浆料B；
其中，抗静电剂为无毒类抗静电剂，诸如聚酯类抗静电剂：抗静电剂JWK-02；聚氨酯类抗静电剂：抗静电剂PK及复合型抗静电剂YS-11。
6）向浆料B中加入绝干针叶木纤维质量8%的固体NaOH，搅拌混合均匀后在60℃下保温20min，得到浆料C，将浆料C过滤加水洗涤，得到浆料D。同时收集滤液用作反复回收使用及后续成分分析，既提高了其使用价值又节能环保；
7）对浆料D进行后续D2、P段补充漂白，得到绒毛浆。
将本实施例得到的绒毛浆按照如下方式处理：
1）将绒毛浆加水稀释至浓度为2%～3%，送入成浆池，抄造得到定量为670g/m2的绒毛浆浆板，检测浆板定量、耐破度、白度等指标。
2）将绒毛浆浆板干解离后得到绒毛浆纤维，检测其干蓬松度与吸收性。
检测结果表明：用上述工艺方法制造的绒毛浆板定量为670g/m2时，绒毛浆板的耐破指数小于0.75kPa·m2/g，白度大于85ISO%，干分散后的绒毛浆纤维的干蓬松度大于19.64cm3/g，吸水速度为3.47g/s，吸水量大于9.96g/g。自制绒毛浆的质量与进口绒毛浆的质量相当，并能达到GB/T21331-2008的质量要求。
实施例4：
1）将绝干针叶木纤维与浓度为4～6g/L的醋酸以（1:5）的料液比混合均匀，在130℃下，保温40min后，过滤，收集滤渣；
2）蒸煮
按与绝干针叶木纤维1g:5ml的料液比，将1kg的滤渣和硫化度为25%～30%的蒸煮液加入到蒸煮锅中并搅拌均匀，其中，蒸煮液，以质量分数计，蒸煮条件为：20%的固体NaOH、6%～10%的Na2S、0.5%的蒽醌，余量为水；将蒸煮锅空转4min后开始加热，当温度升高至120℃进行小放气，然后缓慢升温60min至温度达到145℃，之后再升温至160℃后保温90min，最后进行大放气，得到针叶木硫酸盐浆料，然后再对针叶木硫酸盐浆料进行洗浆、筛选处理，其中，筛选采用0.15mm的筛缝进行筛浆；
3）对经过洗涤、筛选处理的针叶木硫酸盐浆料进行D0、EP、D1段初步漂白处理；
4）初步漂白后的针叶木硫酸盐浆料经洗涤后，碎解分散制成质量浓度为10%的浆料A；
5）将浆料A加热到65℃时，向其中加入绝干针叶木纤维质量0.10%的抗静电剂，并搅拌混合均匀，得到浆料B；
其中，抗静电剂为无毒类抗静电剂，诸如聚酯类抗静电剂：抗静电剂JWK-02；聚氨酯类抗静电剂：抗静电剂PK及复合型抗静电剂YS-11。
6）向浆料B中加入绝干针叶木纤维质量6%的固体NaOH，搅拌混合均匀后在75℃下保温20min，得到浆料C，将浆料C过滤加水洗涤，得到浆料D。同时收集滤液用作反复回收使用及后续成分分析，既提高了其使用价值又节能环保。
7）对浆料D进行后续D2、P段补充漂白，得到绒毛浆。
将本实施例得到的绒毛浆按照如下方式处理：
1）将绒毛浆加水稀释至浓度为2%～3%，送入成浆池，抄造得到定量为670g/m2的绒毛浆浆板，检测浆板定量、耐破度、白度等指标。
2）将绒毛浆浆板干解离后得到绒毛浆纤维，检测其干蓬松度与吸收性。
检测结果表明：用上述工艺方法制造的绒毛浆板定量为680g/m2时，绒毛浆板的耐破指数小于0.72kPa·m2/g，白度大于85ISO%，干分散后的绒毛浆纤维的干蓬松度大于18.85cm3/g，吸水速度为3.30g/s，吸水量大于9.78g/g。自制绒毛浆的质量与进口绒毛浆的质量相当，并能达到GB/T21331-2008的质量要求。
本发明以针叶木为原料，提供了一种绒毛浆制备工艺，该工艺以针叶木为原料，先进行轻度预水解，之后在初步漂白工艺流程之后应用绒毛化工艺。不仅适用于针叶木原料，同时也适用于其它造纸用原料，如杨木、竹、棉短绒等，原料范围广泛；刚开始对木片原料进行轻度预水解，除去原料中部分半纤维素，有利于绒毛浆纤维间适宜的结合性能的实现，降低了后续工艺的负荷，且预水解后生成的低聚物及部分单糖还可以回收利用；绒毛化工艺应用于初步漂白工艺之后，采用短时间高温碱处理，通过改变纤维的形态及化学成分实现纤维良好的吸收性及适中的结合强度，拓宽了绒毛化工艺的使用范围。最终制备得到吸收性能良好且纤维间结合力适中的绒毛浆产品，提高了绒毛浆的质量，满足后续应用于一次性卫生用品的使用要求。
Claims (9)
1.一种绒毛浆制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1）预水解
将绝干针叶木纤维与浓度为4～6g/L的醋酸以（1:4）～（1:6）的料液比混合均匀，在120℃～150℃下预水解处理40min～60min后，过滤，收集滤渣；
2）蒸煮
按与绝干针叶木纤维1g:5ml的料液比，向滤渣中加入蒸煮液，搅拌均匀后进行蒸煮处理，得到针叶木硫酸盐浆料；其中，所述的蒸煮液，以质量分数计，蒸煮条件为：20%～22%的固体NaOH、6%～10%的Na2S、0.4%～0.5%的蒽醌，余量为水；
3）初步漂白
对针叶木硫酸盐浆料进行初步漂白处理；
4）绒毛化工艺
a.将经过初步漂白处理的针叶木硫酸盐浆料洗涤，然后碎解分散制成质量浓度为8%～10%的浆料A；
b.将浆料A加热至60℃～90℃，向其中加入绝干针叶木纤维质量0.05%～0.10%的抗静电剂，并搅拌混合均匀，得到浆料B；
c.向浆料B中加入绝干针叶木纤维质量6%～8%的固体NaOH，搅拌混合均匀后在60℃～90℃下保温10～30min，得到浆料C，将浆料C过滤加水洗涤；
5）补充漂白
将经过绒毛化处理的针叶木纤维进行后续补充漂白，得到绒毛浆。
2.根据权利要求1所述的绒毛浆制备工艺，其特征在于：所述步骤1）中预水解为：将绝干针叶木纤维与醋酸混合均匀后，在120℃～150℃下，保温40～60min。
3.根据权利要求1所述的绒毛浆制备工艺，其特征在于：所述步骤2）中蒸煮处理采用分阶段升温的加热方式，具体步骤为：
将经过预水解处理的针叶木纤维和蒸煮液装入蒸煮锅中，空转4～6min后开始加热，当温度升至120℃～130℃进行小放气，然后在50～60min内升温至140℃～150℃，然后再升温至160℃～170℃后保温80～90min，最后进行大放气。
4.根据权利要求1或3所述的绒毛浆制备工艺，其特征在于：所述步骤2）中的蒸煮液的硫化度为25%～30%。
5.根据权利要求1所述的绒毛浆制备工艺，其特征在于：所述步骤2）中，在经过漂白处理之前，先对针叶木硫酸盐浆料进行洗浆、筛选处理，其中，筛选采用0.15mm的筛缝进行筛浆。
6.根据权利要求1所述的绒毛浆制备工艺，其特征在于：所述步骤3）中的漂白采用D0、EP、D1段初步漂白。
7.根据权利要求5所述的绒毛浆制备工艺，其特征在于：所述步骤3）中，对经过漂白处理的针叶木硫酸盐浆料先洗涤，并测定白度，然后再碎解分散。
8.根据权利要求1所述的绒毛浆制备工艺，其特征在于：所述步骤3）中的抗静电剂为聚酯类抗静电剂或聚氨酯类抗静电剂；其中，聚酯类抗静电剂为抗静电剂JWK-02；聚氨酯类抗静电剂为抗静电剂PK或复合型抗静电剂YS-11。
9.根据权利要求1所述的绒毛浆制备工艺，其特征在于：所述步骤5）的补充漂白采用D2、P段补充漂白。
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