CN113882181A - 一种Lyocell纤维竹浆粕及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种Lyocell纤维竹浆粕及其制备方法,制备方法，包括以下步骤：S100、干湿法备料：切削、筛分、水洗竹片；S200、预水解硫酸盐法置换蒸煮：预水解、水解液分离、碱煮、冷喷放；S300、氧脱‑D0‑Eop‑D1漂白：氧脱木素、D0段漂白、Eop段、D1段漂白、高温酸化处理；S400、浆粕抄造：滤网成型、压榨脱水、干燥、分切打包，制得成品Lyocell纤维竹浆粕。可以提高竹浆粕聚合度均匀性；降低竹浆粕中的戊聚糖含量；降低竹浆粕灰铁含量。

Description

一种Lyocell纤维竹浆粕及其制备方法
技术领域
本发明属于纺织技术领域，尤其涉及一种Lyocell纤维竹浆粕及其制备方法。
背景技术
浆粕是通过物理化学方法除去植物原料中的半纤维素、木质素、淀粉果胶等杂质而分离出的纤维素。Lyocell纤维是以浆粕为原料，以无毒无味的NMM0为溶剂，通过干喷湿纺制成的一种再生纤维素纤维，Lyocell纤维兼具了植物纤维和化学纤维的优点，具有植物纤维的舒适度和化学纤维的强度。
近年来，Lyocell纤维迅速发展，但生产原料一直依赖于亚硫酸盐法木浆粕。一方面，亚硫酸盐法制浆技术产生的生产废物处理难度大、成本高，不符合国家环保要求，而且木资源有限，难以实现亚硫酸盐木浆粕大规模生产；另一方面，国内具有丰富竹子资源，采用预水解硫酸盐法生产出的竹浆粕已代替木浆粕和棉浆粕成功用于粘胶纤维。但竹浆粕因为存在聚合度不均匀、尘埃度偏高、戊聚糖含量偏高、灰分偏高、铁分偏高等质量问题，竹浆粕难以用于Lyocell纤维。因此，研制出一种高品质竹浆粕及制备技术是急需解决的问题。
发明内容
为解决现有技术不足，本发明提供一种Lyocell纤维竹浆粕及其制备方法，制备方法可以提高竹浆粕聚合度均匀性；降低竹浆粕中的戊聚糖含量；降低竹浆粕灰铁含量。
为了实现本发明的目的，拟采用以下方案：
一种Lyocell纤维竹浆粕的制备方法，包括以下步骤：
S100、干湿法备料
S110、切削：竹材切削，形成竹片、竹条、竹节和竹灰混合物；
S120、筛分：利用盘筛和摇摆筛筛分步骤S110中的混合物，筛分出20-60mm的竹片备用，其中经过筛分后尺寸合格的竹片重量百分比80-88%，竹节重量百分比0.6-1.0%；
S120、水洗竹片：使用斜板沉淀池对洗片水进行处理以循环使用，使竹片洗涤的泥沙去除率为99.0-99.4%；
S200、预水解硫酸盐法置换蒸煮
S210、预水解：将步骤S120处理后的竹片装入蒸煮锅，在蒸煮锅内加入脱糖液，在水解终点，蒸煮锅压力控制在0.7-0.8MPa；
S220、水解液分离：进行多级置换碱煮后，产生的水解液通过蒸煮锅底部过滤板压入水解液槽，水解液与竹片分离，水解液分离终点锅内压力控制在0.3-0.4MPa；
S230、冷喷放：利用放浆泵将蒸煮锅内浆料进行冷喷放，使竹浆粕粗浆戊聚糖含量＜3.5%，聚合度在500-600DP，短纤维含量＜2.0%，灰分含量＜0.4%；
S300、氧脱-D0-Eop-D1漂白
S310、氧脱木素：将步骤S230的竹浆粕粗浆与氧气均匀混合，使氧气与浆料发生氧化、脱色反应；
S320、D0段漂白：漂白剂为二氧化氯；
S330、Eop段：漂白剂为双氧水，最后加入除灰铁剂；
S340、D1段漂白：漂白剂为二氧化氯，最后加入除灰铁剂；
S350、高温酸化处理：利用无机酸高温处理浆料，最后加入除灰铁剂，使浆料白度＞86%，戊聚糖＜3.0%，灰分＜0.10%，铁分＜12ppm，聚合度430-470DP；
S400、浆粕抄造
S410、滤网成型：利用浆板机在成型网后端向浆页喷淋除盐水，除盐水喷淋量30-50m3/h；
S420、压榨脱水：经喷淋后的浆页进入压榨部后，通过挤压将水中灰分铁分挤压出去，同时在压榨毛布上喷淋除盐水，除盐水喷淋量50-80m3/h，然后通过毛布真空吸水箱将毛布洗涤水分离；
S430、经风干、热风干燥、分切打包，制得成品Lyocell纤维竹浆粕。
进一步的，步骤S120中，循环使用的洗片水PH值控制在6.5-9，浊度控制在30-50NTU。
进一步的，步骤S330中，除灰铁剂加药量为绝干浆量的0.05-0.10%。
进一步的，步骤S340中，除灰铁剂加药量为绝干浆量的0.10-0.20%。
进一步的，步骤S350中，除灰铁剂加药量为绝干浆量的0.05-0.10%，
进一步的，D0段漂白与D1漂白段的用氯量比例为3:2~4:1。
一种Lyocell纤维竹浆粕，采用上述所述的Lyocell纤维竹浆粕的制备方法制得，Lyocell纤维竹浆粕的白度＞87%，戊聚糖＜3.0%，灰分＜0.08%，铁分＜10ppm，聚合度430-470DP。
本发明的有益效果在于：
1、根据竹片中竹条、竹节以及节间组织的特性，有针对性的将竹条、竹节筛选出来用作他用，只选用节间组织进行生产，提高了竹浆粕聚合度均匀性，以及纤维长度均匀性；
2、优化了水解液处理方式，由碱液中和改为过滤排放，降低了锅内酸性水解液和糖分的含量，降低了竹浆粕中的戊聚糖含量，提高了碱性蒸煮碱的利用率，从而降低了碱单耗，同时提高了竹浆粕的蒸煮均匀性 ；
3、优化了竹浆粕除灰铁工艺，三段加药除灰铁降低了竹浆粕灰铁含量，配合抄造湿部使用了除盐水，进一步降低竹浆粕灰铁含量，使竹浆粕灰分不超过0.08%、铁含量不超过10ppm，到达Lyocell纤维浆粕要求。
附图说明
图1为实施例1的Lyocell纤维竹浆粕的制备方法流程图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，本实施例提供了一种Lyocell纤维竹浆粕的制备方法，包括以下步骤：
S100、干湿法备料
S110、切削：竹材切削，形成竹片、竹条、竹节和竹灰混合物；
S120、筛分：竹材的竹节和节间组织在细胞结构形态上存在较大差异，节间组织含丰富的长条型纤维细胞，而竹节以短纤维和杂细胞为主，现有的竹浆粕生产技术都是将竹节进行破碎后，再和节间组织一起进行蒸煮，导致竹浆粕聚合度散差大，所以本实施例利用盘筛和摇摆筛筛分步骤S110中的混合物，筛分出20-60mm的竹片备用，竹条、竹节和竹灰筛出做它用，经过筛分后尺寸合格的竹片重量百分比80-88%，竹节重量百分比0.6-1.0%；
S120、水洗竹片：在竹材生长砍伐过程中，竹材表面会有沾染泥沙，已有的生产技术大多对竹材进行洗料，但洗涤水未经处理或稍微处理后就重复循环使用，竹材残余的部分泥沙进入生产流程，这是导致竹浆粕灰分、铁分偏高的一大因素，所以本实施例使用斜板沉淀池对洗片水进行处理以循环使用，循环使用的洗片水PH值控制在6.5-9，浊度控制在30-50NTU，使竹片洗涤的泥沙去除率为99.0-99.4%；
S200、预水解硫酸盐法置换蒸煮
S210、预水解：现有技术的预水解硫酸盐法置换蒸煮技术，在预水解后使用碱液对水解液进行中和，在中和过程中由于温度下降，容易导致蒸煮反应器内局部水解液结垢，而且中和过程中水解液在蒸煮反应器中残留量较大，造成硫酸盐法蒸煮不均匀，制得的竹浆粕戊聚糖含量偏高，所以本实施例将步骤S120处理后的竹片装入蒸煮锅，在蒸煮锅内加入脱糖液，在水解终点，蒸煮锅压力控制在0.7-0.8MPa；
S220、水解液分离：进行多级置换碱煮后，产生的水解液通过蒸煮锅底部过滤板压入水解液槽，水解液与竹片分离，水解液分离终点锅内压力控制在0.3-0.4MPa；
S230、冷喷放：利用放浆泵将蒸煮锅内浆料进行冷喷放，使竹浆粕粗浆戊聚糖含量＜3.5%，聚合度在500-600DP，短纤维含量＜2.0%，灰分含量＜0.4%；
S300、氧脱-D0-Eop-D1漂白
氧脱-D0-Eop-D1漂白过程中，在D0段和D1段漂白过程中加入硫酸可以溶解出纤维细胞表面的部分无机物，起到一定的降低灰分和铁分的效果，但是无法将纤维细胞内部的无机物溶解，竹浆粕灰分和铁分含量无法达到Lyocell纤维浆粕质量要求，所以本实施例在在D1漂白前、酸处理前以及酸处理后加入除灰铁剂，具体步骤如下：
S310、氧脱木素：将步骤S230的竹浆粕粗浆与氧气均匀混合，使氧气与浆料发生氧化、脱色反应；
S320、D0段漂白：漂白剂为二氧化氯；
S330、Eop段：漂白剂为双氧水，最后加入除灰铁剂，除灰铁剂加药量为绝干浆量的0.05-0.10%；
S340、D1段漂白：漂白剂为二氧化氯，最后加入除灰铁剂，除灰铁剂加药量为绝干浆量的0.10-0.20%，其中，D0段漂白与D1漂白段的用氯量比例为3:2~4:1；
S350、高温酸化处理：利用无机酸高温处理浆料，最后加入除灰铁剂，除灰铁剂加药量为绝干浆量的0.05-0.10%，使浆料白度＞86%，戊聚糖＜3.0%，灰分＜0.10%，铁分＜12ppm，聚合度430-470DP；
S400、浆粕抄造
由于抄造过程中需要循环使用水，水中的无机物和灰分会产生累积，容易对浆料造成二次污染，导致抄造后竹浆粕灰分、铁分升高，所以本实施例在抄造过程中加入了除盐水，具体步骤如下：
S410、滤网成型：利用浆板机在成型网后端向浆页喷淋除盐水，除盐水喷淋量30-50m3/h；
S420、压榨脱水：经喷淋后的浆页进入压榨部后，通过挤压将水中灰分铁分挤压出去，同时在压榨毛布上喷淋除盐水，除盐水喷淋量50-80m3/h，然后通过毛布真空吸水箱将毛布洗涤水分离；
S430、经风干、热风干燥、分切打包，制得成品Lyocell纤维竹浆粕。
实施例2
一种Lyocell纤维竹浆粕，采用实施例1的Lyocell纤维竹浆粕的制备方法制得，Lyocell纤维竹浆粕的白度＞87%，戊聚糖＜3.0%，灰分＜0.08%，铁分＜10ppm，聚合度430-470DP。
具体实施例之一为：
S100、干湿法备料
S110、切削：竹材切削，形成竹片、竹条、竹节和竹灰混合物；
S120、筛分：利用盘筛和摇摆筛筛分步骤S110中的混合物，筛分出20-60mm的竹片备用，竹条、竹节和竹灰筛出做它用，经过筛分后尺寸合格的竹片重量百分比80.1%，竹节重量百分比2.0%；
S120、水洗竹片：使用斜板沉淀池对洗片水进行处理以循环使用，循环使用的洗片水PH值控制在7.6，浊度控制在50NTU，使竹片洗涤的泥沙去除率为99.0%；
S200、预水解硫酸盐法置换蒸煮
S210、预水解：将步骤S120处理后的竹片装入蒸煮锅，在蒸煮锅内加入脱糖液，在水解终点，蒸煮锅压力控制在0.7MPa；
S220、水解液分离：进行多级置换碱煮后，产生的水解液通过蒸煮锅底部过滤板压入水解液槽，水解液与竹片分离，水解液分离终点锅内压力控制在0.4MPa；
S230、冷喷放：利用放浆泵将蒸煮锅内浆料进行冷喷放，使竹浆粕粗浆戊聚糖含量3.5%，聚合度在528DP，短纤维含量2.0%，灰分含量0.4%；
S300、氧脱-D0-Eop-D1漂白
S310、氧脱木素：将步骤S230的竹浆粕粗浆与氧气均匀混合，使氧气与浆料发生氧化、脱色反应；
S320、D0段漂白：漂白剂为二氧化氯；
S330、Eop段：漂白剂为双氧水，最后加入除灰铁剂，除灰铁剂加药量为绝干浆量的0.10%；
S340、D1段漂白：漂白剂为二氧化氯，最后加入除灰铁剂，除灰铁剂加药量为绝干浆量的0.10%，其中，D0段漂白与D1段漂白的用氯量比例为3:2；
S350、高温酸化处理：利用无机酸高温处理浆料，最后加入除灰铁剂，除灰铁剂加药量为绝干浆量的0.10%，使浆料白度87%，戊聚糖3.0%，灰分0.1%，铁分8ppm，聚合度456DP；
S400、浆粕抄造
S410、滤网成型：利用浆板机在成型网后端向浆页喷淋除盐水，除盐水喷淋量30m3/h；
S420、压榨脱水：经喷淋后的浆页进入压榨部后，通过挤压将水中灰分铁分挤压出去，同时在压榨毛布上喷淋除盐水，除盐水喷淋量50m3/h，然后通过毛布真空吸水箱将毛布洗涤水分离；
S430、经风干、热风干燥、分切打包，制得成品Lyocell纤维竹浆粕，Lyocell纤维竹浆粕的白度87.3%，戊聚糖2.5%，灰分0.08%，铁分6ppm，聚合度449DP。
另一具体实施例之一为：
S100、干湿法备料
S110、切削：竹材切削，形成竹片、竹条、竹节和竹灰混合物；
S120、筛分：利用盘筛和摇摆筛筛分步骤S110中的混合物，筛分出20-60mm的竹片备用，竹条、竹节和竹灰筛出做它用，经过筛分后尺寸合格的竹片重量百分比84.1%，竹节重量百分比0.8%；
S120、水洗竹片：使用斜板沉淀池对洗片水进行处理以循环使用，循环使用的洗片水PH值控制在9，浊度控制在40NTU，使竹片洗涤的泥沙去除率为99.2%；
S200、预水解硫酸盐法置换蒸煮
S210、预水解：将步骤S120处理后的竹片装入蒸煮锅，在蒸煮锅内加入脱糖液，在水解终点，蒸煮锅压力控制在0.75MPa；
S220、水解液分离：进行多级置换碱煮后，产生的水解液通过蒸煮锅底部过滤板压入水解液槽，水解液与竹片分离，水解液分离终点锅内压力控制在0.35MPa；
S230、冷喷放：利用放浆泵将蒸煮锅内浆料进行冷喷放，使竹浆粕粗浆戊聚糖含量3.2%，聚合度在500DP，短纤维含量1.5%，灰分含量0.3%；
S300、氧脱-D0-Eop-D1漂白
S310、氧脱木素：将步骤S230的竹浆粕粗浆与氧气均匀混合，使氧气与浆料发生氧化、脱色反应；
S320、D0段漂白：漂白剂为二氧化氯；
S330、Eop段：漂白剂为双氧水，最后加入除灰铁剂，除灰铁剂加药量为绝干浆量的0.05%；
S340、D1段漂白：漂白剂为二氧化氯，最后加入除灰铁剂，除灰铁剂加药量为绝干浆量的0.1%，其中，D0段漂白与D1段漂白的用氯量比例为2:1；
S350、高温酸化处理：利用无机酸高温处理浆料，最后加入除灰铁剂，除灰铁剂加药量为绝干浆量的0.05%，使浆料白度86.8%，戊聚糖2.7%，灰分0.08%，铁分10ppm，聚合度430DP；
S400、浆粕抄造
S410、滤网成型：利用浆板机在成型网后端向浆页喷淋除盐水，除盐水喷淋量40m3/h；
S420、压榨脱水：经喷淋后的浆页进入压榨部后，通过挤压将水中灰分铁分挤压出去，同时在压榨毛布上喷淋除盐水，除盐水喷淋量65m3/h，然后通过毛布真空吸水箱将毛布洗涤水分离；
S430、经风干、热风干燥、分切打包，制得成品Lyocell纤维竹浆粕，Lyocell纤维竹浆粕的白度87.0%，戊聚糖3.0%，灰分0.06%，铁分10ppm，聚合度470DP。
另一具体实施例之一为：
S100、干湿法备料
S110、切削：竹材切削，形成竹片、竹条、竹节和竹灰混合物；
S120、筛分：利用盘筛和摇摆筛筛分步骤S110中的混合物，筛分出20-60mm的竹片备用，竹条、竹节和竹灰筛出做它用，经过筛分后尺寸合格的竹片重量百分比88.0%，竹节重量百分比0.6%；
S120、水洗竹片：使用斜板沉淀池对洗片水进行处理以循环使用，循环使用的洗片水PH值控制在6.5，浊度控制在30NTU，使竹片洗涤的泥沙去除率为99.4%；
S200、预水解硫酸盐法置换蒸煮
S210、预水解：将步骤S120处理后的竹片装入蒸煮锅，在蒸煮锅内加入脱糖液，在水解终点，蒸煮锅压力控制在0.8MPa；
S220、水解液分离：进行多级置换碱煮后，产生的水解液通过蒸煮锅底部过滤板压入水解液槽，水解液与竹片分离，水解液分离终点锅内压力控制在0.3MPa；
S230、冷喷放：利用放浆泵将蒸煮锅内浆料进行冷喷放，使竹浆粕粗浆戊聚糖含量3.0%，聚合度在600DP，短纤维含量1.6%，灰分含量0.32%；
S300、氧脱-D0-Eop-D1漂白
S310、氧脱木素：将步骤S230的竹浆粕粗浆与氧气均匀混合，使氧气与浆料发生氧化、脱色反应；
S320、D0段漂白：漂白剂为二氧化氯；
S330、Eop段：漂白剂为双氧水，最后加入除灰铁剂，除灰铁剂加药量为绝干浆量的0.10%；
S340、D1段漂白：漂白剂为二氧化氯，最后加入除灰铁剂，除灰铁剂加药量为绝干浆量的0.20%，其中，D0段漂白与D1段漂白的用氯量比例为4:1；
S350、高温酸化处理：利用无机酸高温处理浆料，最后加入除灰铁剂，除灰铁剂加药量为绝干浆量的0.10%，使浆料白度87.2%，戊聚糖2.9%，灰分0.09%，铁分8ppm，聚合度470DP；
S400、浆粕抄造
S410、滤网成型：利用浆板机在成型网后端向浆页喷淋除盐水，除盐水喷淋量50m3/h；
S420、压榨脱水：经喷淋后的浆页进入压榨部后，通过挤压将水中灰分铁分挤压出去，同时在压榨毛布上喷淋除盐水，除盐水喷淋量80m3/h，然后通过毛布真空吸水箱将毛布洗涤水分离；
S430、经风干、热风干燥、分切打包，制得成品Lyocell纤维竹浆粕，Lyocell纤维竹浆粕的白度87.6%，戊聚糖2.9%，灰分0.08%，铁分10ppm，聚合度430DP。
以上实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，并不表示是唯一的或是限制本发明。本领域技术人员应理解，在不脱离本发明的范围情况下，对本发明进行的各种改变或同等替换，均属于本发明保护的范围。

Claims (6)

1.一种Lyocell纤维竹浆粕的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S100、干湿法备料
S110、切削：竹材切削，形成竹片、竹条、竹节和竹灰混合物；
S120、筛分：利用盘筛和摇摆筛筛分步骤S110中的混合物，筛分出20-60mm的竹片备用，其中经过筛分后尺寸合格的竹片重量百分比80-88%，竹节重量百分比0.6-1.0%；
S120、水洗竹片：使用斜板沉淀池对洗片水进行处理以循环使用，使竹片洗涤的泥沙去除率为99.0-99.4%；
S200、预水解硫酸盐法置换蒸煮
S210、预水解：将步骤S120处理后的竹片装入蒸煮锅，在蒸煮锅内加入脱糖液，在水解终点，蒸煮锅压力控制在0.7-0.8MPa；
S220、水解液分离：进行多级置换碱煮后，产生的水解液通过蒸煮锅底部过滤板压入水解液槽，水解液与竹片分离，水解液分离终点锅内压力控制在0.3-0.4MPa；
S230、冷喷放：利用放浆泵将蒸煮锅内浆料进行冷喷放，使竹浆粕粗浆戊聚糖含量＜3.5%，聚合度在500-600DP，短纤维含量＜2.0%，灰分含量＜0.4%；
S300、氧脱-D0-Eop-D1漂白
S310、氧脱木素：将步骤S230的竹浆粕粗浆与氧气均匀混合，使氧气与浆料发生氧化、脱色反应；
S320、D0段漂白：漂白剂为二氧化氯；
S330、Eop段：漂白剂为双氧水，最后加入除灰铁剂；
S340、D1段漂白：漂白剂为二氧化氯，最后加入除灰铁剂；
S350、高温酸化处理：利用无机酸高温处理浆料，最后加入除灰铁剂，使浆料白度＞86%，戊聚糖＜3.0%，灰分＜0.10%，铁分＜12ppm，聚合度430-470DP；
S400、浆粕抄造
S410、滤网成型：利用浆板机在成型网后端向浆页喷淋除盐水，除盐水喷淋量30-50m3/h；
S420、压榨脱水：经喷淋后的浆页进入压榨部后，通过挤压将水中灰分铁分挤压出去，同时在压榨毛布上喷淋除盐水，除盐水喷淋量50-80m3/h，然后通过毛布真空吸水箱将毛布洗涤水分离；
S430、经风干、热风干燥、分切打包，制得成品Lyocell纤维竹浆粕。
2.根据权利要求1所述的Lyocell纤维竹浆粕的制备方法，其特征在于，步骤S120中，循环使用的洗片水PH值控制在6.5-9，浊度控制在30-50NTU。
3.根据权利要求2所述的Lyocell纤维竹浆粕的制备方法，其特征在于，步骤S330中，除灰铁剂加药量为绝干浆量的0.05-0.10%。
4.根据权利要求1~3任一项所述的Lyocell纤维竹浆粕的制备方法，其特征在于，步骤S340中，除灰铁剂加药量为绝干浆量的0.10-0.20%。
5.根据权利要求4所述的Lyocell纤维竹浆粕的制备方法，其特征在于，步骤S350中，除灰铁剂加药量为绝干浆量的0.05-0.10%，
根据权利要求5所述的Lyocell纤维竹浆粕的制备方法，其特征在于，D0段漂白与D1段漂白的用氯量比例为3:2~4:1。
6.一种Lyocell纤维竹浆粕，其特征在于，采用根据权利要求6所述的Lyocell纤维竹浆粕的制备方法制得，Lyocell纤维竹浆粕的白度＞87%，戊聚糖＜3.0%，灰分＜0.08%，铁分＜10ppm，聚合度430-470DP。
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