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
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：
| 指标名称 | 一等品 | 二等品 | 三等品 |
| 动力粘度mpa.s | 9.0(1±8％) | 9.0(1±10％) | 9.0(1±14％) |
| 甲种纤维素≥％ | 93.0 | 92.5 | 92.0 |
| 灰份≤％575℃725℃ | 0.110.10 | 0.130.12 | 0.160.15 |
| 铁份≤PPM | 20 | 25 | 30 |
| 白度≥％ | 80 | 78 | 76 |
| 小尘埃mm2/kg(绝干)0.05--3.0mm2≤ | 140 | 180 | 240 |
| 大尘埃个/kg(绝干)＞3.0mm2≤ | 1.0 | 1.8 | 2.5 |
| 吸碱值％≥ | 500 | 480 | 450 |
| 树脂％≤ | 0.70 | 0.75 | 0.75 |
| 多缩戊糖≤％ | 3.0 | 4.0 | |
| 木质素 | 微量 | ||
| 定量(g/m2)长网圆网 | 700±100500±100 | 不符合一等品 | |
| 交货水份％ | 10.0±1.5 | ≤13.0 | |
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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