CN1088129C - 利用竹材生产粘胶纤维浆粕的工艺 - Google Patents

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本发明涉及一种利用竹材生产粘胶纤维浆粕的工艺,其工艺流程为:备料→切料→筛选→洗料→预水解→洗料→蒸煮→倒料→洗料→筛选→疏解→除砂→浓缩→氯化、洗料→碱精制、洗料→漂白、洗料→酸处理→洗料→除砂→浓缩→抄造。本发明的优点是原料来源丰富,生产成本低,为合理利用资源提供一条新途径。

Description

利用竹材生产粘胶纤维浆粕的工艺
本发明涉及一种利用竹材生产粘胶纤维浆粕的工艺。
化学纤维作为纺织工业的原料,其发展与日俱增,据统计资料介绍,到九十年代中期,世界化学纤维产量已占纺织纤维总量的47%,其中粘胶纤维又占化学纤维五分之一左右。粘胶纤维的制造,世界上传统的方法是采用针叶木为原料,但随着制浆技术的不断提高和世界性原料的短缺,在国外,阔叶木也被用于生产粘胶纤维。在我国,由于棉花资源较为丰富,且棉短绒的纤维素含量高达95%以上,易于制造高纯度的浆粕,因此大多数厂家采用棉短绒为原料生产粘胶纤维浆粕。采用棉短绒生产粘胶纤维浆粕的方法基本上是采用碱法蒸煮、游离打浆、精选净化,CEH三段或NaCIO单段漂白精制而成。其具体工艺为:备料→开棉→碱预浸渍→蒸煮→倒料→洗涤→打浆→除砂→脱水浓缩→预酸→氯化→碱化→漂白→酸处理→洗涤→除砂→浓缩→抄造。采用针叶木、阔叶材为原料,需要大量采伐木材,必将影响环境保护,破坏生态平衡;采用棉短绒为原料,原料短缺极为严重,因此,开发探索新原料势在必行。
本发明的目的是提供一种采用资源丰富的竹子为原料,以竹代木利用竹材生产粘胶纤维浆粕的工艺。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的:利用竹材生产粘胶纤维浆粕的工艺如下:(1)备料:将竹材切料后筛选、清洗;切料规格:长20--30mm;(2)预水解、洗料:预水解在蒸煮器中进行,预水解技术条件为:液比:1∶2.5--3.5,温度160--180℃,时间100--180min;预水解完毕后带压排液,然后用水冲洗;(3)蒸煮、倒料、洗料:蒸煮在蒸煮器中进行,蒸煮技术条件为:对于绝干浆量,以NaOH计总碱用量为16--26%,液比:1∶2.5--3.5;升温总时间:150--240min,小放汽次数:≥2次,第一次保温温度130--150℃,保温时间:60--120min,第二次保温温度:155--175℃,保温时间120-240min;蒸煮后倒料、洗料;蒸煮质量为:KMnO4值:4-10,甲种纤维素:≥95.5%, DP:≥600DP;(4)筛选:采用跳筛筛选;(5)疏解:在疏解机中轻刀疏解,要求浆中无小浆团,或由蒸煮器直接喷放;(6)除砂、浓缩:在除砂器中进行除砂,技术条件为:除砂浆浓:0.7±0.1%,除砂压力>0.28Mpa;除砂后经浓缩机浓缩,浆浓为:3.0--3.5%;(7)氯化、洗料:在氯化塔中进行,技术条件为:氯化用氯量:对于绝干浆量,用氯量为1.90--2.22%,占总用氯量3.2--3.7%的60%,氯化浆浓:3.0--3.5%,氯化时间:40-60min,氯化温度:常温,氯化残氯:≥0.20g/l,氯化后PH值<2,洗至浆液呈中性;(8)碱精制、洗料:在碱化塔或漂白机中进行,技术条件为:碱精制浆浓:≥5.0%,用碱量相对于绝干浆量,用碱量为2.0--5.0%,碱精制温度:50-90℃,碱精制时间:60-90min,洗至残碱≤50g/m3;(9)漂白、洗料:在漂白机中进行,技术条件为:漂白用氯量:相对于绝干浆量,用氯量为1.28--1.48%,占总用氯量3.2--3.7%的40%,温度38--45℃,漂白含碱量:≤250g/m3,漂白时间120--240min:漂白质量要求:白度≥75%, DP:≥450DP,粘度:≥7.5mpa.s,甲种纤维素:≥93%,洗至残碱≤50g/m3;(10)酸处理、洗料:酸处理在漂白机中进行,技术条件为:相对于绝干浆量,盐酸用量为2.0--5.0%,时间:40--60min,温度:常温;酸处理后进行洗料,水洗残酸:≤0.20g/l;(11)除砂、浓缩、抄造:在除砂器中进行除砂,除砂后经浓缩机使浆液浓度为3.0--3.5%;然后在抄浆机中进行抄造,技术条件为:定量≥400g/m2,水份:8.5--13.0%;蒸煮的技术条件还设有硫化度:0.1--28%,蒽醌:0.1--1.0%。竹材为:慈竹、黄竹、西凤竹、水竹、鸡爪竹、白夹竹、绿竹、方竹等。
竹子是一种分布十分广泛,栽种成活后每年生笋成竹,3-5年即可成林砍伐的速生高产纤维原料。以使用最广、纤维质优的慈竹为例,每亩产量可达600-800kg。我国有竹类40多属、400多种,竹林面积达420万公顷,是世界竹业资源第一大国,“以竹代棉”前景十分广阔。竹材主要由纤维素、木质素、果胶和淀粉等组成,其中综纤维素含量在40--50%,木质素含量20-30%,灰份1-3%,多戊糖16-21%,与针叶木相比较,其灰份及多戊糖含量高,木质素含量稍低。纤维平均长度比针叶木略短,比阔叶木要长。竹类纤维细长硬直,厚壁纤维较多,细胞腔窄小,纤维组织致密。
竹茎杆是制浆中应用的主要部分,它是由茎杆和薄壁组织组成,茎杆中除有很少比例的表皮层外,其余部分是纵向排列的脉管状纤维束和包围着纤维素的薄壁组织。纤维束中木质素、薄壁组织、竹节以及硅质表皮是制浆过程中需要除去的主要物质。
本发明工艺方法的选择:由于化纤浆粕主要用于生产纤维素的衍生物,它要求浆粕的化学纯度很高,即甲种纤维素含量高,灰份、铁份、半纤维素、木质素、树脂等含量低,并有适当的平均聚合度及良好的反应能力,而竹子内部因含有大量的需要除去的木质素,只有应用碱法,才能良好的加以脱除,同时,其内还含有抗碱性的多戊糖约20%左右,不能在碱法蒸煮中脱去,故需要采取在蒸煮前预水解的方法,使竹片中的半纤维素在蒸煮前水解溶出,即使残留在原料中的半纤维素,其组成和结构也发生了变化,便于在蒸煮时溶出,同时预水解还破坏纤维的初生壁,使在制浆过程中便于脱离,提高浆粕的反应能力,半纤维素与木质素之间的化学键,也在预水解的作用下部分断裂,可溶出一定量的木质素。这样,经过预水解—碱法蒸煮之后的竹类浆粕,其甲种纤维素、灰份、多戊糖及树脂的含量才能达到粘胶纤维浆粕的要求。
在竹子茎杆内部的纤维素中,有着维持细胞生存的输导组织——导管,其在蒸煮过程中即成为药液的渗透通道,但由于茎杆壁外层导管细,内层导管粗,而杆壁密度外层较大,内层较小,再加上竹子导管在竹片风干后形成不规则的密封状态,造成竹子在蒸煮过程中药液渗透困难,不易蒸解均匀,故在蒸煮工艺控制过程中,需要有较长的升温阶段,多次小放汽,以及一段低压保温时间。
同时,由于竹类纤维壁上纹孔很小,且很稀少,而且厚壁纤维内还含有25%左右的缩合木素,使得在漂白过程中,漂液很难进入纤维内壁,在不损伤纤维的情况下,用常规的漂白方法很难将其漂至78%以上的白度,而且成浆容易返黄,针对这种情况,我们采用了强氯化、碱精制抽提、次氯酸盐补充漂白、酸处理等新工艺措施,并增强了段间的洗涤,使得成浆白度高且稳定。
本发明的优点是原料来源丰富,生产成本低,为合理利用资源提供一条极佳途径。
本发明的实施例如下:按上述技术方案所述工艺步骤和技术条件操作,即可生产出合格的粘胶纤维浆粕产品。经批量生产,一等品率达90%以上,其成品质量标准之一(企业标准:粘胶短纤维)如下表:

Claims (3)

1.利用竹材生产粘胶纤维浆粕的工艺,其特征在于:(1)备料:将竹材切料后筛选、清洗;切料规格:长20--30mm;(2)预水解、洗料:预水解在蒸煮器中进行,预水解技术条件为:液比:1∶2.5--3.5,温度160--180℃,时间100--180min;预水解完毕后带压排液,然后用水冲洗;(3)蒸煮、倒料、洗料:蒸煮在蒸煮器中进行,蒸煮技术条件为:对于绝干浆量,以NaOH计总碱用量为16--26%,液比:1∶2.5--3.5;升温总时间:150--240min,小放汽次数:≥2次,第一次保温温度130--150℃,保温时间:60--120min,第二次保温温度:155--175℃,保温时间120-240min;蒸煮后倒料、洗料;蒸煮质量为:KMnO4值:4-10,甲种纤维素:≥95.5%, DP:≥600DP:(4)筛选:采用跳筛筛选;(5)疏解:在疏解机中轻刀疏解,要求浆中无小浆团,或由蒸煮器直接喷放;(6)除砂、浓缩:在除砂器中进行除砂,技术条件为:除砂浆浓:0.7±0.1%,除砂压力>0.28Mpa;除砂后经浓缩机浓缩,浆浓为:3.0--3.5%;(7)氯化、洗料:在氯化塔中进行,技术条件为:氯化用氯量:对于绝干浆量,用氯量为1.90--2.22%,占总用氯量3.2--3.7%的60%,氯化浆浓:3.0--3.5%,氯化时间:40-60min,氯化温度:常温,氯化残氯:≥0.20g/l,氯化后PH值<2,洗至浆液呈中性;(8)碱精制、洗料:在碱化塔或漂白机中进行,技术条件为:碱精制浆浓:≥5.0%,用碱量相对于绝干浆量,用碱量为2.0--5.0%,碱精制温度:50-90℃,碱精制时间:60-90min,洗至残碱≤50g/m3;(9)漂白、洗料:在漂白机中进行,技术条件为:漂白用氯量:相对于绝干浆量,用氯量为1.28--1.48%,占总用氯量3.2--3.7%的40%,温度38--45℃,漂白含碱量:≤250g/m3,漂白时间120--240min;漂白质量要求:白度≥75%, DP:≥450DP,粘度:7.5mpa.s,甲种纤维素:≥93%,洗至残碱≤50g/m3;(10)酸处理、洗料:酸处理在漂白机中进行,技术条件为:相对于绝干浆量,盐酸用量为2.0--5.0%,时间:40--60min,温度:常温;酸处理后进行洗料,水洗残酸:≤0.20g/l;(11)除砂、浓缩、抄造:在除砂器中进行除砂,除砂后经浓缩机使浆液浓度为3.0--3.5%;然后在抄浆机中进行抄造,技术条件为:定量≥400g/m2,水份:8.5--13.0%;
2.根据权利要求1所述的工艺,其特征在于蒸煮的技术条件还设有硫化度:0.1--28%,蒽醌:0.1--1.0%。
3.根据权利要求2所述的工艺,其特征在于竹材为:慈竹、黄竹、西凤竹、水竹、鸡爪竹、白夹竹、绿竹、方竹。
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