CN114875701B - 一种钢纸用棉浆加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钢纸制备领域，针对钢纸用棉浆聚合度不易调控的问题，提供一种钢纸用棉浆加工方法，包括以下步骤：（1）碱浸渍：以绝干量计算浴比为1:(3‑4)，碱溶液中NaOH的浓度为30‑40 g/L，碱溶液的温度70‑75℃；（2）蒸煮：将上述步骤制得的浆液先室温运转，再升温，最后保温，保温压力为0.62‑0.66 MPa，保温温度为160‑165℃，保温时间为90‑110 min；（3）氯碱化：将上述步骤制得的浆液送至氯化塔内，加入HClO溶液使溶液中含氯≤0.05 g/L；通入NaOH溶液至含碱30‑60 g/m³。本发明通过调节蒸煮温度和时间、碱液浓度等因素，制得特定聚合度的钢纸用棉浆。

Description

一种钢纸用棉浆加工方法

技术领域

本发明涉及钢纸制备领域，尤其是涉及一种钢纸用棉浆加工方法。

背景技术

棉浆是生产钢纸的基本原料，如专利CN102660910B公开了一种钢纸原纸的制备方法，对棉浆粕进行碎浆、打浆、抄纸等步骤制得钢纸原纸。棉浆一般由棉短绒经蒸煮、漂白制成，棉短绒主要由纤维素组成(含量在98％以上)，还含有少量脂、蜡、果胶、灰分等杂质。利用碱的作用可以削弱棉短绒纤维间的结合力，促使其解离成浆，同时使棉短绒中的杂质皂化除去，得到平均聚合度大幅度降低的棉浆。采用高温、高碱的蒸煮工艺虽然能除去脂、蜡、果胶、灰分等杂质，但是纤维的降解和损失严重，影响棉浆性能。加工过程中，蒸煮的温度、时间，碱液的浓度等都对棉浆的聚合度有影响，为了得到特点聚合度的棉浆，需要统筹兼顾多个因素。据此需要一种理想的解决方法。

发明内容

本发明为了克服钢纸用棉浆聚合度不易调控的问题，提供一种钢纸用棉浆加工方法，通过调节蒸煮温度和时间、碱液浓度等因素，制得特定聚合度的钢纸用棉浆。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种钢纸用棉浆加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)碱浸渍：以绝干量计算浴比为1:(3-4)，碱溶液中NaOH的浓度为30-40g/L，碱溶液的温度70-75℃；

(2)蒸煮：将上述步骤制得的浆液先室温运转，再升温，最后保温，保温压力为0.62-0.66MPa，保温温度为160-165℃，保温时间为90-110min；

(3)氯碱化：将上述步骤制得的浆液送至氯化塔内，加入HClO溶液使溶液中含氯≤0.05g/L；通入NaOH溶液至含碱30-60g/m³。

作为进一步优选，所述蒸煮采用两次升温方式：第一次升温40-50min至温度为120-130℃，放气5-15min，温度降为110-120℃；第二次升温25-35min，温度升至160-165℃。

作为优选，所用原料为聚合度3250-3300的棉短绒，制得的棉浆粕具有以下指标：

聚合度950-1000；

白度≥70％；

甲纤≥98％；

灰分≤0.15％；

铁≤20mg/kg。

现有技术制得的棉浆粕聚合度较低，一般直接降到500-700，本发明需要将聚合度控制在950-1000之间，所以对各参数需要严格控制。

作为优选，碱浸渍时加入助剂，所述助剂由十二烷基苯磺酸钠和苦参粗提物组成，所述苦参粗提物由苦参经盐酸溶液回流提取后过滤、蒸干制得。苦参粗提物中含有大量的生物碱，包括苦参碱、氧化苦参碱等，还有一些含活性基团的醇、酮类有机物，如去甲苦参酮、苦参醇，其中含量最高的氧化苦参碱(约占总重的2％)起主要作用。氧化苦参碱的氮氧键极性很强，易和棉浆纤维素表面的-OH形成H键，从而打断棉浆纤维素的分子间H键；在十二烷基苯磺酸钠的助渗作用下，有利于氧化苦参碱进入纤维素内部，加速纤维素结构的破坏，而且氧化苦参碱含有4个环结构，“卡在”纤维素间有利于碱液渗入。作为进一步优选，所述助剂的用量为绝干浆的1-3wt％，十二烷基苯磺酸钠和苦参提取物的质量比为(2-3):1。随着助剂用量的增加，蒸煮棉短绒后棉浆的聚合度下降较为迅速。当助剂用量达到3wt％以后，棉浆的平均聚合度下降较缓慢，为此，助剂用量应控制在1-3wt％。

作为优选，包括以下步骤：开棉、除杂、风送、旋风分离、所述碱浸渍、螺旋输送、所述蒸煮、洗料、打浆、前除砂、所述氯碱化、漂白、漂后挤浆、抄造、打包。

作为优选，所述前除砂为将浆浓0.6-0.8wt％的浆料，通入除渣器中，除渣器的压力为0.28-0.3MPa。除砂可以除去铁微粒等杂质。

因此，本发明的有益效果为：(1)通过调节蒸煮温度和时间、碱液浓度等因素，制得特定聚合度的钢纸用棉浆；(2)在蒸煮液中添加助剂降低碱的用量和蒸煮时长。

具体实施方式

下面通过具体实施例，对本发明的技术方案做进一步说明。

本发明中，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的，实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。

总实施例

一种钢纸用棉浆加工方法，所用原料为聚合度3250-3300的棉短绒。

步骤为开棉、除杂、风送、旋风分离、碱浸渍、螺旋输送、蒸煮、洗料、打浆、前除砂、氯碱化、(漂白、漂后挤浆、精浆)、抄造、计量、打包、入库，一些关键步骤的具体操作如下：

(1)碱浸渍：以绝干量计算浴比为1:(3-4)，入球碱浓30-40g/L，碱溶液的温度70-75℃，输出的物料经螺旋输送打入蒸球内。

(2)蒸煮：用蒸球对物料进行蒸煮，先室温运转、再升温、最后保温，保温压力为0.62-0.66MPa，保温温度为160-165℃，保温时间为90-110min；所述升温优选采用两次升温方式：第一次升温40-50min至温度为120-130℃，放气5-15min，温度降为110-120℃；第二次升温25-35min，温度升至160-165℃。

(3)洗料：先在洗料池内加入白水，再将蒸球内蒸煮后的浆料倒入洗料池，加满水，洗涤2次出浆，打浆处理。

(4)前除砂：将打浆后制得的物料与水混合制成物料浓度为0.6-0.8wt％的浆液，浆液送入通入除渣器中除去铁微粒等杂质，除渣器的压力为0.28-0.3MPa。

(5)氯碱化：将除渣后的浆液送至氯化塔内，加入HClO溶液使溶液中含氯≤0.05g/L，再通入NaOH溶液至含碱30-60g/m3(随上浆随时检测含碱量，不符合要求及时补充)。

(6)漂白：本发明对钢纸白度的要求不高，漂白视氯化后白度适当调整是否进行漂白，漂白步骤采用常规工艺。将氯碱化的浆液送至漂池，浆浓3.0-3.5wt％，折合1.2-1.4T/池(上浆回水排掉，上满第一次后取样测漂前DP)。漂白上浆过程中十分钟含碱量50-60g/m³，十分钟含酸量0.4-0.5g/L，酸处理后直接放浆至漂后挤浆机洗涤，使残酸≤0.05g/L。

制得的棉浆粕符合以下指标：

聚合度950-1000；

白度≥70％；

甲纤≥98％；

灰分≤0.15％；

铁≤20mg/kg。

实施例1

一种钢纸用棉浆加工方法，所用原料为新疆棉短绒，风干重量3360kg，配比60％，成熟度65％，含有灰分1.6％、硫酸不溶物6.8％、水分82％，聚合度为3277。

步骤为开棉、除杂、风送、旋风分离、碱浸渍、螺旋输送、蒸煮、洗料、打浆、前除砂、氯碱化、(漂白、漂后挤浆、精浆)、抄造、计量、打包、入库，一些关键步骤的具体操作如下：

(1)碱浸渍：投料量为风干量5600±15kg/球或合绝干量5040±15kg/球，以绝干量计算浴比为1:3.37，入球碱浓35g/L，碱溶液的温度在72℃左右，以每球17000L的碱量均匀喷洒在所投的物料中，蒸煮用碱率11.8％，输出的物料经螺旋输送打入蒸球内。

(2)蒸煮：用蒸球对物料进行蒸煮，先室温运转15min，再升温85min，升温采用两次升温方式，第一次升温45min至温度为125℃，放气10min，温度降为115℃；第二次升温30min，温度升至162℃；162℃±1下保温100min，保温压力为0.62MPa。

(3)洗料：先在洗料池内加入0#白水至一半体积，再将蒸球内蒸煮后的浆料20min内倒入洗料池，加满水，一次放水80min，二次加水出浆80min。

(4)前除砂：将打浆后制得的物料与水混合制成物料浓度为0.7wt％的浆液，浆液送入通入除渣器中除去铁微粒等杂质，除渣器的压力为0.28MPa。

(5)氯碱化：将除渣后的浆液送至氯化塔内，加入HClO溶液使溶液中含氯≤0.05g/L，再通入NaOH溶液至含碱40g/m³。

(6)漂白：本发明对钢纸白度的要求不高，漂白视氯化后白度适当调整是否进行漂白，漂白步骤采用常规工艺。将氯碱化的浆液送至漂池，进浆时间45min，浆浓3.0wt％，折合1.2T/池(上浆回水排掉，上满第一次后取样测漂前DP)。漂白上浆过程中十分钟含碱量53g/m³，十分钟含酸量0.4g/L，酸处理时间为40min，酸处理后直接放浆至漂后挤浆机洗涤，使残酸≤0.05g/L。

制得的棉浆粕满足指标要求。

对比例1

与实施例1的区别在于，碱溶液中NaOH的浓度为45g/L。

对比例2

与实施例1的区别在于，碱溶液中NaOH的浓度为25g/L。

对比例3

与实施例1的区别在于，保温温度为170℃，保温时长为90min。

对比例4

与实施例1的区别在于，保温温度为150℃，保温时长为160min。

实施例2

一种钢纸用棉浆加工方法，所用原料为新疆棉短绒，风干重量3360kg，配比60％，成熟度65％，含有灰分1.6％、硫酸不溶物6.8％、水分82％，聚合度为3277。

步骤为开棉、除杂、风送、旋风分离、碱浸渍、螺旋输送、蒸煮、洗料、打浆、前除砂、氯碱化、(漂白、漂后挤浆、精浆)、抄造、计量、打包、入库，一些关键步骤的具体操作如下：

(1)碱浸渍：投料量为风干量5600±15kg/球或合绝干量5040±15kg/球，以绝干量计算浴比为1:3.37，入球碱浓30g/L，碱溶液的温度在70℃左右，碱溶液中加入绝干浆2wt％的助剂，所述助剂由质量比为2:1的十二烷基苯磺酸钠和苦参粗提物组成。以每球17000L的碱量均匀喷洒在所投的物料中，输出的物料经螺旋输送打入蒸球内。

所述苦参粗提物的制备方法参照现有技术，具体为：取100g苦参，加0.2％的盐酸溶液600mL，浸泡半小时后加热回流提取2h，重复提取3次，过滤、蒸干得苦参粗提物49g，含氧化苦参总碱2wt％左右。现有技术在取得苦参粗提物后还需要通过脱脂、除鞣酸等步骤使其中的生物碱游离。本发明加入助剂后经历碱浸渍和加热蒸煮过程，可以使生物碱充分游离出来，大大节省了苦参提取物的制备成本，其中产生的杂质可以随着棉浆杂质一起被除去，而且因为助剂用量少，对棉浆杂质去除的影响不大。

(2)蒸煮：用蒸球对物料进行蒸煮，先室温运转15min，再升温85min，升温采用两次升温方式，第一次升温45min至温度为125℃，放气10min，温度降为115℃；第二次升温30min，温度升至160℃；160℃±1下保温90min，保温压力为0.62MPa。

其它步骤的操作同实施例1。

对比例5

与实施例2的区别在于，所用助剂为绝干浆2wt％的十二烷基苯磺酸钠。

对比例6

与实施例2的区别在于，所用助剂为绝干浆2wt％的苦参粗提物。

性能测试

对各实施例和对比例制得的棉浆粕进行性能测试，结果如下表所示，表中“/”表示未测量相应数据。

	聚合度DP	白度％	甲纤％	灰分％	铁mg/kg
						指标	950-1000	≥70	≥98	≤0.15	≤20
实施例1	994	70	98.4	0.10	20
						对比例1	993	/	98.4	0.10	/
对比例2	1081	/	/	/	/
						对比例3	940	/	98.1	0.18	/
对比例4	1000	/	98.3	0.12	/
						实施例2	952	71	99.0	0.05	10
对比例5	963	/	98.7	0.07	10
						对比例6	968	/	98.5	0.09	20

从上表可以看出，实施例1制得的棉浆粕性能符合要求，对比例1-4改变碱溶液浓度或蒸煮的温度、时长，都会使得聚合度不满足要求。对比例1其他条件不变的情况下，碱溶液浓度超出优选范围后，对性能的提升作用不明显，所以出于成本考虑将碱浓度限制在40g/L以下；对比例2中碱溶液浓度低于优选范围，聚合度过高不达标。对比例3保温温度过高，聚合度下降快，不得不缩短保温时长，但是杂质含量不满足要求；对比例4保温温度过低，即使延长了保温时长，效果还是不如实施例1，对实际生产不利。

实施例2作为优选方案，和实施例1相比，蒸煮时加入助剂，可以在更低的蒸煮温度、更短的蒸煮时间下制得甲纤含量更高、聚合度更低的棉浆粕，说明助剂有利于棉浆中纤维素的降解和杂质的去除。对比例5和对比例6分别只用了助剂中的一种成分，效果不如实施例2，说明十二烷基苯磺酸钠和苦参粗提物相互配合才能取得更好的效果。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种钢纸用棉浆加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）碱浸渍：以绝干量计算浴比为1:(3-4)，碱溶液中NaOH的浓度为30-40 g/L，碱溶液的温度70-75 ℃；碱浸渍时加入助剂，所述助剂由质量比(2-3):1的十二烷基苯磺酸钠和苦参粗提物组成，所述助剂的用量为绝干浆的1-3wt%；

（2）蒸煮：将上述步骤制得的浆液先升温，再保温，保温压力为0.62-0.66 MPa，保温温度为160-165 ℃，保温时间为90-110 min；所述蒸煮采用两次升温方式：第一次升温40-50min至温度为120-130 ℃，放气5-15 min，温度降为110-120 ℃；第二次升温25-35 min，温度升至160-165 ℃；

（3）氯碱化：将上述步骤制得的浆液送至氯化塔内，加入HClO溶液使溶液中含氯 ≤0.05 g/L；通入NaOH溶液至含碱30-60 g/m³；

所用原料为聚合度3250-3300的棉短绒，制得的棉浆粕具有以下指标：

聚合度950-1000；

白度 ≥ 70%；

甲纤 ≥ 98%；

灰分 ≤ 0.15%；

铁 ≤ 20 mg/kg。

2.根据权利要求1所述的一种钢纸用棉浆加工方法，其特征在于，所述苦参粗提物由苦参经盐酸溶液回流提取后过滤、蒸干制得。

3.根据权利要求1所述的一种钢纸用棉浆加工方法，其特征在于，包括以下步骤：开棉、除杂、风送、旋风分离、所述碱浸渍、螺旋输送、所述蒸煮、洗料、打浆、前除砂、所述氯碱化、漂白、漂后挤浆、抄造、打包。

4.根据权利要求3所述的一种钢纸用棉浆加工方法，其特征在于，所述前除砂为将浆浓0.6-0.8wt%的浆料，通入除渣器中，除渣器的压力为0.28-0.3 MPa。