CN104195868B - 一种具有高抑菌活性的本色绒毛竹浆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有高抑菌活性的本色绒毛竹浆，本色绒毛竹浆的白度为25～30% ISO，耐破度为0.25～0.35kPa•m2/g，干蓬松度为17～21cm3/g，吸水时间为6～6.5s，吸水量为8.9～9.8g/g，纤维均长为0.86～3.79mm，纤维均宽为0.009～0.022mm。该本色绒毛竹浆的制备方法为：原料碎解、蒸煮、洗涤、改性和干燥，其中洗涤包括振动筛粗选、真空洗浆机提取黑液、压力筛细选、除渣器除尘和真空洗浆机洗浆。本发明的本色绒毛竹浆具有较长的纤维长度、高柔韧性、较好的吸水性、保水性，且质地柔软、蓬松、抗菌性强、保持了竹纤维100%的天然本色，显著提高了下游产品的质量；制备方法具有操作简单、生产方便、成本低、绿色环保的特性。
Description
技术领域
本发明属于制浆造纸技术领域，具体涉及一种具有高抑菌活性的本色绒毛竹浆及其制备方法。
背景技术
绒毛浆，用作吸收液体介质的纸浆，它包裹着高分子吸水树脂就形成了吸收性卫生用品的吸收层，具有良好的吸水性能，并且在吸收液体后结构保持不变，是一种用于生产各种吸收性卫生用品的必须原料，如卫生巾、卫生护垫、纸尿裤、一次性护理床垫等。
目前绒毛浆以漂白针叶木纤维为主，而我国森林资源匮乏，我国用于卫生用品的绒毛浆主要依靠进口，年需求量日渐增加，而全球性的木材原材料供应正在日趋紧张，如何解决原材料的缺乏问题已是“迫在眉睫”。
卫生用品主要用于妇女、儿童、老人、病人以及一次性医疗卫生用品，现有卫生用品使用漂白绒毛浆，部分原料还添加了增白剂及显色剂。漂白工艺主要包括氧漂和氯漂两大类，无论是氧漂白还是氯漂白，对环境都存在不同程度的污染。氧漂，所用的漂白剂主要是双氧水、过硼酸钠、臭氧等。氧漂白对环境生态的危害虽然小一些，但因其漂白效果不如氯漂白度高、受阳光长时间照射其白度会大大降低，同时，氧漂具有生产速度慢、效率低、生产成本较高的缺点，因此而不被企业首选。氯漂，分高氯漂白和低氯漂白，即，以所用漂白剂的用量高低区分的，因其漂白效果好、成本低而被广泛采用。常用的漂白剂有次氯酸钠、次氯酸钙即亚次氯酸钠、二氧化氯等。不但漂白工序对环境造成巨大的影响，而且，漂白过程还将产生对环境有害的化学物质。在氯漂过程中除了产生三氯甲烷外，废液中含含有40多种有机氯化物，其中以各种氯代酚为最多，如二氯代酚、三氯代酚，还产生二噁英和呋喃产物，有10多种是剧毒的。因此，不管是采用高氯漂白还是低氯漂白，被漂白纤维上都会残留污染致癌物质，危害生态和人体健康。
现有技术关于绒毛浆的制作方法为采用BCTMP、CTMP或CMP制浆方法，也有用化学制浆的，但这些制浆方法生产的绒毛浆具有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，抗菌性差。由于存在质量问题，上述绒毛浆的使用受到极大的局限，对绒毛浆的制浆方法没有解决根本性问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种具有高抑菌活性的本色绒毛竹浆，该竹浆具有较长的纤维长度、高柔韧性、较好的吸水性、保水性，且质地柔软、蓬松、抗菌性强、保持了竹纤维100％的天然本色，显著提高了下游产品的质量；
本发明的另一目的在于提供本色绒毛竹浆的制备方法，该方法具有操作简单、生产方便、成本低、绿色环保的特性。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种具有高抑菌活性的本色绒毛竹浆，所述本色绒毛竹浆的白度为25～30％ISO，耐破度为0.25～0.35kPa·m2/g，干蓬松度为17～21cm3/g，吸水时间为6～6.5s，吸水量为8.9～9.8g/g，纤维均长为0.86～3.79mm，纤维均宽为0.009～0.022mm。
上述具有高抑菌活性的本色绒毛竹浆的制备方法，它包括以下步骤：
S1.原料碎解：选取竹类纤维为原料，将原料干法碎解成长度为2～4cm的纤维粉；
S2.蒸煮：将纤维粉和蒸煮液按1:2.5～4的料液比混合均匀后进行蒸煮处理，控制温度在130～175℃，得到高锰酸钾值为6～8g/L的低硬度竹浆；其中，所述蒸煮液为20～24％的KOH；
S3.洗涤：包括振动筛粗选、真空洗浆机提取黑液、压力筛细选、除渣器除尘和真空洗浆机洗浆，低硬度竹浆经洗涤去除重杂质和渣，得细浆；其中，振动筛进浆浓度为3～5％，真空洗浆机进浆浓度为1～2％，出浆浓度为12～15％，压力筛进浆浓度为3～5％，除渣器进浆浓度为1～2％；
S4.改性：将细浆浓缩至浓度为15～25％，输送至高浓水力碎浆机中，控制温度为40～50℃，加入改性助剂进行改性处理；其中，所述改性助剂的成分及加入量如下：解键剂LS-1：加入量为绝干细浆量的4～15％，轻质碳酸钙微粉：加入量为绝干细浆量的2～10％，汽巴P47助留剂：加入量为绝干细浆量的0.01～0.1％，高分子壳聚糖：加入量为绝干细浆量的0.01～0.1％；
S5.干燥：将上述改性后的浆料脱水干燥至成浆水分含量为6～10％，制得具有高抑菌活性的本色绒毛竹浆。
进一步地，步骤S1中所述竹类纤维原料为毛竹、黄竹、慈竹、水竹、白夹竹、西风竹中的一种或多种的组合。
进一步地，步骤S2中所述蒸煮采用分阶段升温的加热方式，具体方法为：将纤维粉和蒸煮液加入蒸煮锅中，第一次加热升温至135～150℃，保温110～140min，然后进行小放气15～25min，二次升温条件为在70～90min内升温至160～175℃，保温60～80min，最后进行大放气。
进一步地，步骤S4中所述改性助剂的加入方法为：在加入细浆的高浓水力碎浆机中先加入解键剂LS-1，混合熟化35～50min后再依次加入轻质碳酸钙微粉、汽巴P47助留剂，与浆料充分混合后最后加入高分子壳聚糖。
进一步地，所述高分子壳聚糖的相对分子量为200～300万。
本发明具有以下优点：
1.本发明方法在蒸煮步骤采用加入KOH的蒸煮液，与传统含NaOH、硫化钠等的蒸煮液相比，有效避免了硫化钠的使用，杜绝了产品中硫化物的残留污染；
2.本发明方法在生产过程中绒毛竹浆未经过漂白，因此具有原材料消耗低、产率高、成本低、污染小的优点，避免了绒毛竹浆在漂白过程中造成对纤维带来的损伤，故具有较长的纤维长度、高柔韧性、较好的吸水性、保水性，且质地柔软、蓬松，显著提高了下游产品的质量；且杜绝了因漂白产生的废气、废液对环境的污染，因此，发明方法具有生态环保的特性
3.本发明方法在生产过程中绒毛竹浆未经过漂白，避免了漂白过程中所使用的化学品对人体可能的伤害，以及所制备的具有高抑菌活性的本色绒毛竹浆产品中不含有二嗯英和可吸附有机卤化物等致癌物质，保持竹纤维100％的天然本色。
4.本发明方法在生产过程中添加了高分子壳聚糖作为抑菌剂，因此，采用本发明方法的本色绒毛竹浆制造的卫生用品更卫生、更环保，对人体的生理卫生和身心健康具有更好的保护性，试验证明，本发明的绒毛竹浆对金黄葡萄球菌的抑菌性≥99％，对大肠杆菌的抑菌性≥96％；
5.本发明采用的原材料为竹类植物，大大代替了多年生木本植物，充分有效的利用了自然资源、节约了多年生木本植物资源，保护了生态环境。所用原材料价廉易得，可为国家节省大量木材和外汇，具有显著的社会经济效益。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述。
实施例1：一种具有高抑菌活性的本色绒毛竹浆的制备方法，它包括以下步骤：
S1.原料碎解：选取慈竹纤维为原料，将原料干法碎解成长度为2cm的纤维粉；
S2.蒸煮：将纤维粉和蒸煮液按1:2.5的料液比混合均匀后加入蒸煮锅中进行蒸煮处理，第一次加热升温至135℃，保温110min，然后进行小放气15min，二次升温条件为在70min内升温至160℃，保温60min，最后进行大放气，得到高锰酸钾值为6g/L的低硬度竹浆；其中，所述蒸煮液为20％的KOH；
S3.洗涤：包括振动筛粗选、真空洗浆机提取黑液、压力筛细选除去粗大的纤维束及杂质、除渣器除尘和真空洗浆机洗浆，低硬度竹浆经洗涤去除重杂质和渣，得细浆；其中，振动筛进浆浓度为3％，真空洗浆机进浆浓度为1％，出浆浓度为12％，压力筛进浆浓度为3％，除渣器进浆浓度为1％，浓度的调整均采用清水；
S4.改性：将细浆浓缩至浓度为15％，输送至高浓水力碎浆机中，控制温度为40℃，先将解键剂LS-1用水稀释至浓度为4％，在加入细浆的高浓水力碎浆机中先加入稀释后的解键剂LS-1，混合熟化35min后再依次加入轻质碳酸钙微粉、汽巴P47助留剂，与浆料充分混合后最后加入稀释后的200万分子量的壳聚糖加入改性助剂进行改性处理；其中，所述解键剂LS-1的加入量为绝干细浆量的4％，轻质碳酸钙微粉的加入量为绝干细浆量的2％，汽巴P47助留剂的加入量为绝干细浆量的0.01％，高分子壳聚糖的加入量为绝干细浆量的0.01％；
S5.干燥：将上述改性后的浆料采用幅宽为1760mm的桨板机进行干燥，脱水干燥至成浆水分含量为6％，制得具有高抑菌活性的本色绒毛竹浆。
实施例2：一种具有高抑菌活性的本色绒毛竹浆的制备方法，它包括以下步骤：
S1.原料碎解：选取黄竹纤维为原料，将原料干法碎解成长度为4cm的纤维粉；
S2.蒸煮：将纤维粉和蒸煮液按1:4的料液比混合均匀后加入蒸煮锅中进行蒸煮处理，第一次加热升温至150℃，保温140min，然后进行小放气25min，二次升温条件为在90min内升温至175℃，保温80min，最后进行大放气，得到高锰酸钾值为6g/L的低硬度竹浆；其中，所述蒸煮液为24％的KOH；
S3.洗涤：包括振动筛粗选、真空洗浆机提取黑液、压力筛细选除去粗大的纤维束及杂质、除渣器除尘和真空洗浆机洗浆，低硬度竹浆经洗涤去除重杂质和渣，得细浆；其中，振动筛进浆浓度为5％，真空洗浆机进浆浓度为2％，出浆浓度为15％，压力筛进浆浓度为5％，除渣器进浆浓度为2％，浓度的调整均采用清水；
S4.改性：将细浆浓缩至浓度为25％，输送至高浓水力碎浆机中，控制温度为50℃，先将解键剂LS-1用水稀释至浓度为4％，在加入细浆的高浓水力碎浆机中先加入稀释后的解键剂LS-1，混合熟化50min后再依次加入轻质碳酸钙微粉、汽巴P47助留剂，与浆料充分混合后最后加入稀释后的300万分子量的壳聚糖加入改性助剂进行改性处理；其中，所述解键剂LS-1的加入量为绝干细浆量的15％，轻质碳酸钙微粉的加入量为绝干细浆量的10％，汽巴P47助留剂的加入量为绝干细浆量的0.1％，高分子壳聚糖的加入量为绝干细浆量的0.1％；
S5.干燥：将上述改性后的浆料采用幅宽为1760mm的桨板机进行干燥，脱水干燥至成浆水分含量为10％，制得具有高抑菌活性的本色绒毛竹浆。
实施例3：一种具有高抑菌活性的本色绒毛竹浆的制备方法，它包括以下步骤：
S1.原料碎解：选取慈竹纤维为原料，将原料干法碎解成长度为2～4cm的纤维粉；
S2.蒸煮：将纤维粉和蒸煮液按1:3的料液比混合均匀后加入蒸煮锅中进行蒸煮处理，第一次加热升温至140℃，保温125min，然后进行小放气18min，二次升温条件为在80min内升温至168℃，保温70min，最后进行大放气，得到高锰酸钾值为6g/L的低硬度竹浆；其中，所述蒸煮液为22％的KOH；
S3.洗涤：包括振动筛粗选、真空洗浆机提取黑液、压力筛细选除去粗大的纤维束及杂质、除渣器除尘和真空洗浆机洗浆，低硬度竹浆经洗涤去除重杂质和渣，得细浆；其中，振动筛进浆浓度为4％，真空洗浆机进浆浓度为1.4％，出浆浓度为13％，压力筛进浆浓度为3.5％，除渣器进浆浓度为1.4％，浓度的调整均采用清水；
S4.改性：将细浆浓缩至浓度为18％，输送至高浓水力碎浆机中，控制温度为45℃，先将解键剂LS-1用水稀释至浓度为4％，在加入细浆的高浓水力碎浆机中先加入稀释后的解键剂LS-1，混合熟化40min后再依次加入轻质碳酸钙微粉、汽巴P47助留剂，与浆料充分混合后最后加入稀释后的230万分子量的壳聚糖加入改性助剂进行改性处理；其中，所述解键剂LS-1的加入量为绝干细浆量的8％，轻质碳酸钙微粉的加入量为绝干细浆量的5％，汽巴P47助留剂的加入量为绝干细浆量的0.04％，高分子壳聚糖的加入量为绝干细浆量的0.05％；
S5.干燥：将上述改性后的浆料采用幅宽为1760mm的桨板机进行干燥，脱水干燥至成浆水分含量为7％，制得具有高抑菌活性的本色绒毛竹浆。
实施例4：一种具有高抑菌活性的本色绒毛竹浆的制备方法，它包括以下步骤：
S1.原料碎解：选取白夹竹和西风竹纤维为原料，将原料干法碎解成长度为2～4cm的纤维粉；
S2.蒸煮：将纤维粉和蒸煮液按1:3.5的料液比混合均匀后加入蒸煮锅中进行蒸煮处理，第一次加热升温至145℃，保温130min，然后进行小放气22min，二次升温条件为在85min内升温至172℃，保温76min，最后进行大放气，得到高锰酸钾值为6g/L的低硬度竹浆；其中，所述蒸煮液为23％的KOH；
S3.洗涤：包括振动筛粗选、真空洗浆机提取黑液、压力筛细选除去粗大的纤维束及杂质、除渣器除尘和真空洗浆机洗浆，低硬度竹浆经洗涤去除重杂质和渣，得细浆；其中，振动筛进浆浓度为4.5％，真空洗浆机进浆浓度为1.8％，出浆浓度为14.5％，压力筛进浆浓度为4.2％，除渣器进浆浓度为1.8％，浓度的调整均采用清水；
S4.改性：将细浆浓缩至浓度为22％，输送至高浓水力碎浆机中，控制温度为48℃，先将解键剂LS-1用水稀释至浓度为4％，在加入细浆的高浓水力碎浆机中先加入稀释后的解键剂LS-1，混合熟化45min后再依次加入轻质碳酸钙微粉、汽巴P47助留剂，与浆料充分混合后最后加入稀释后的260万分子量的壳聚糖加入改性助剂进行改性处理；其中，所述解键剂LS-1的加入量为绝干细浆量的12％，轻质碳酸钙微粉的加入量为绝干细浆量的8％，汽巴P47助留剂的加入量为绝干细浆量的0.08％，高分子壳聚糖的加入量为绝干细浆量的0.07％；
S5.干燥：将上述改性后的浆料采用幅宽为1760mm的桨板机进行干燥，脱水干燥至成浆水分含量为8％，制得具有高抑菌活性的本色绒毛竹浆。
以下通过实验说明本发明的有益效果：
一、性能测试实验
1.测试对象：实施例1-4制备的具有高抑菌活性的本色绒毛竹浆；
2.测试指标：水分、耐破度、白度、干蓬松度、吸水时间、吸水量、纤维均长、纤维均宽、卫生指标、二氯甲烷等有害化学物质；
3.实验方法：采用GB/T21331-2008；
4.实验结果：如表1所示：
表1：实施例1-4制备的具有高抑菌活性的本色绒毛竹浆性能测试结果
二、抑菌性测试
1.测试对象：实施例1-4制备的具有高抑菌活性的本色绒毛竹浆；
2.测试指标：大肠杆菌、金黄色葡萄球菌；
3.实验方法：采用GB/T20944.3-2008；
4.实验结果：如表2所示：
表2：实施例1-4制备的具有高抑菌活性的本色绒毛竹浆抑菌性测试结果
从表2可知，本发明的本色绒毛竹浆尤其是对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有很强的抑菌性。
Claims (1)
1.一种具有高抑菌活性的本色绒毛竹浆的制备方法，所述本色绒毛竹浆的白度为25～30% ISO，耐破度为0.25～0.35kPa•m2/g，干蓬松度为17～21cm3/g，吸水时间为6～6.5s，吸水量为8.9～9.8g/g，纤维均长为0.86～3.79mm，纤维均宽为0.009～0.022mm；
其特征在于，包括以下步骤：
S1. 原料碎解：选取竹类纤维为原料，将原料干法碎解成长度为2～4cm的纤维粉；
S2. 蒸煮：将纤维粉和蒸煮液按1:2.5～4的料液比混合均匀后进行蒸煮处理，控制温度在130～175℃，得到高锰酸钾值为6～8g/L的低硬度竹浆；其中，所述蒸煮液为20～24%的KOH；
S3. 洗涤：包括振动筛粗选、真空洗浆机提取黑液、压力筛细选、除渣器除尘和真空洗浆机洗浆，低硬度竹浆经洗涤去除重杂质和渣，得细浆；其中，振动筛进浆浓度为3～5%，真空洗浆机进浆浓度为1～2%，出浆浓度为12～15%，压力筛进浆浓度为3～5%，除渣器进浆浓度为1～2%；
S4. 改性：将细浆浓缩至浓度为15～25%，输送至高浓水力碎浆机中，控制温度为40～50℃，加入改性助剂进行改性处理；其中，所述改性助剂的成分及加入量如下：解键剂LS-1：加入量为绝干细浆量的4～15%，轻质碳酸钙微粉：加入量为绝干细浆量的2～10%，汽巴P47助留剂：加入量为绝干细浆量的0.01～0.1%，高分子壳聚糖：加入量为绝干细浆量的0.01～0.1%；所述高分子壳聚糖的相对分子量为200～300万；
S5. 干燥：将上述改性后的浆料脱水干燥至成浆水分含量为6～10%，制得具有高抑菌活性的本色绒毛竹浆；
其中，步骤S1中所述竹类纤维原料为毛竹、黄竹、慈竹、水竹、白夹竹、西风竹中的一种或多种的组合；
步骤S2中所述蒸煮采用分阶段升温的加热方式，具体方法为：将纤维粉和蒸煮液加入蒸煮锅中，第一次加热升温至135～150℃，保温110～140min，然后进行小放气15～25min，二次升温条件为在70～90min内升温至160～175℃，保温60～80min，最后进行大放气；
步骤S4中所述改性助剂的加入方法为：在加入细浆的高浓水力碎浆机中先加入解键剂LS-1，混合熟化35～50min后再依次加入轻质碳酸钙微粉、汽巴P47助留剂，与浆料充分混合后最后加入高分子壳聚糖。
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