竹纖維溶解漿及其生產工藝的制作方法

專利名稱：竹纖維溶解漿及其生產工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及制漿工藝技術領域，具體涉及一種竹纖維溶解漿及其生產工藝。
背景技術：
溶解漿，也叫漿柏，是一種高純度(_纖維素含量在95%以上)的精制紙漿。溶解漿是工業制備纖維素及其衍生物的主要原料，可用于生產粘膠人造絲、硝化纖維素、醋酸纖維素、玻璃紙、羧甲基纖維素等產品。生產溶解漿的傳統原料為針葉木和棉短絨，但由于國內木材資源供應不足，而棉短絨又有更重要的用途，所以長期以來，國內的溶解漿主要依賴于進口。溶解漿最大的用量在于制備膠粘纖維以生產人造絲，用作紡織材料。中國經濟的快速增長和人民生活水平的提高，再加近年上棉花價格猛漲，國內對粘膠纖維的需求量快速增長，致使溶解漿的價格甚至出現翻番的情況。這樣極大地增加了溶解漿使用企業的生產成本，并限制了企業發展的主動性。
盡管用于不同產品制備所要求的溶解漿的性質不同，但其基本的要求是一致的， 即纖維素含量高且聚合度均一、多戊糖及雜質(如鐵、灰分)含量低。所以，研究發明利用其它原料生產溶解漿，不僅能夠解決溶解漿供給緊張的問題，也可以節約棉纖維和木材纖維， 減少樹木的砍伐保護環境。竹子是一種常見的非木材植物，在我國有大量的種植，特別是在南方地區有豐富的資源儲存，因而利用竹子生產溶解漿也可提高竹子的利用價值，促進林業發展。竹子的纖維素含量高、木素含量低，適合于溶解漿生產；但多戊糖、灰分及其他雜質的含量也較高，纖維素的聚合度低，這就要求在生產中應加強多戊糖及雜質的去除，并采用先進的工藝技術保護纖維素，減少纖維素的損傷以提高產品的得率和質量。發明內容
本發明克服了現有技術的不足，提供一種生產成本低、產品質量好的竹纖維溶解漿及其生產工藝。
考慮到現有技術的上述問題，根據本發明公開的一個方面，本發明采用以下技術方案
一種竹纖維溶解漿的生產工藝，其特征在于，
步驟A、竹材原料的選取；
步驟B、竹材備料，將選用的竹子切成竹片，然后對竹片進行篩選，去除尺寸過大的長竹片和太小的竹屑；
步驟C、竹片預水解，所述竹片預水解通過選用汽蒸、水煮或酸煮工藝中的一種在密閉的反應器中進行，用于去除竹片中的多戊糖；
步驟D、硫酸鹽置換蒸煮，將C得到的竹片放入密閉的反應器中，加入包括水、燒堿、硫化鈉和蒸煮促進劑組成的蒸煮液進行蒸煮；
步驟E、封閉洗選，將E得到的漿料進行洗滌、篩選、凈化處理，除去漿料中可溶性和不溶性的雜質；
步驟F、ECF漂白與精制，將經過步驟E得到的漿料用氧氣、二氧化氯、燒堿、硫酸、 過氧化氫中的一種或多種進行處理；
步驟G、抄造，將F步驟得到的漿料進行抄造，得到竹纖維溶解漿成品。
為了更好地實現本發明，進一步的技術方案是
作為優選，上述步驟A中的竹材可選慈竹、毛竹、白夾竹、麻竹、西風竹、黃竹、撐綠竹、楠竹中的任一種，或同時選用多種。
作為優選，上述步驟B中選取長10 35mm、寬2 20mm、厚2 IOmm的竹片，用竹片質量2 10倍的水對其進行洗滌，除去雜質和塵埃，洗滌脫水后竹片的水分30% 60%。
作為優選，上述步驟C中濃度(固體物質的質量百分比)10% 40%、pH值I 4、 溫度80 160°C、壓力O. I O. 7MPa、時間30 150分鐘。
作為優選，上述步驟D中蒸煮液與竹片質量比2 5: I、燒堿與竹片質量百分比 10% 30%、硫化鈉與竹片質量百分比2% 10%、蒸煮促進劑與竹片質量百分比O. 03% O. 10%，蒸煮的溫度80 170°C、壓力O. I O. 7MPa、時間60 240分鐘。
作為優選，上述步驟E中凈化處理過程以水為介質，漿料濃度O. 2% 15%、溫度 25 80 。
作為優選，上述步驟F處理過程中漿料濃度O. 2% 15%、溫度35 130°C。
作為優選，上述步驟G中抄造，并將漿料分切成片狀漿板；所述抄造可采用圓網機或者長網機。
本發明還可以是
通過上述工藝加工出的竹纖維溶解漿，所述竹纖維溶解漿成品的技術指標為，粘度10 30mPa · s，α -纖維素95 99%，灰分彡O. 3%，鐵含量彡25ppm，硫酸不溶物含量(O. 4%,白度 85% 88%。
上述竹纖維溶解漿可用于生產粘膠人造絲、硝化纖維素、醋酸纖維素、玻璃紙、羧甲基纖維素。
與現有技術相比，本發明的有益效果之一是
本發明中的工藝方法利用竹子為原料，利用化工輔料，并采用預水解、置換蒸煮、 ECF漂白精制技術生產溶解漿。與現有同類產品相比，本發明針對溶解漿的性質要求，采用纖維素含量高且資源豐富、價格便宜竹子為原料，并利用預水解、置換蒸煮、ECF漂白等新技術，生產的竹纖維溶解漿的α-纖維素含量高、聚合度均勻、反應性能好，且生產過程的污染物排放少，對環境的污染較輕。具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步地詳細說明，但本發明的實施方式不限于此。
一種竹纖維溶解漿的生產工藝的一個實施例，包括以下步驟，
步驟Α、竹材原料的選取；
步驟B、竹材備料，將選用的竹子切成竹片，然后對竹片進行篩選，去除尺寸過大的長竹片和太小的竹屑；
步驟C、竹片預水解，所述竹片預水解通過選用汽蒸、水煮或酸煮工藝中的一種在密閉的反應器中進行，用于去除竹片中的多戊糖；
步驟D、硫酸鹽置換蒸煮，將C得到的竹片放入密閉的反應器中，加入包括水、燒堿、硫化鈉和蒸煮促進劑組成的蒸煮液進行蒸煮；
步驟E、封閉洗選，將E得到的漿料進行洗滌、篩選、凈化處理，除去漿料中可溶性和不溶性的雜質；
步驟F、ECF漂白與精制，將經過步驟E得到的漿料用氧氣、二氧化氯、燒堿、硫酸、 過氧化氫中的一種或多種進行處理；
步驟G、抄造，將F步驟得到的漿料進行抄造，得到竹纖維溶解漿成品。
一種竹纖維溶解漿的生產工藝的另一個實施例，所述步驟A中的竹材可選慈竹、 毛竹、白夾竹、麻竹、西風竹、黃竹、撐綠竹、楠竹中的任一種，或同時選用多種。竹子的種類很多，資源儲量也很大，生產上除了使用所列舉的竹種外，還可使用其他一些竹子。
一種竹纖維溶解漿的生產工藝的另一個實施例，所述步驟B中選取長10 35mm、 寬2 20mm、厚2 IOmm的竹片，用竹片質量2 10倍的水對其進行洗滌，除去雜質和塵埃，洗滌脫水后竹片的水分30% 60%。發明人通過實驗得出以上參數在發明中具有較佳的技術效果，在此列舉一些具體的值作為優選實施例進行進一步的說明，一種竹纖維溶解漿的生產工藝的一個優選實施例，所述步驟B中選取長10_、寬2_、厚2_的竹片，用竹片質量2倍的水對其進行洗滌，除去雜質和塵埃，洗滌脫水后竹片的水分30%。一種竹纖維溶解衆的生產工藝的另一個優選實施例，所述步驟B中選取長25mm、寬10mm、厚6mm的竹片,用竹片質量6倍的水對其進行洗滌，除去雜質和塵埃，洗滌脫水后竹片的水分40%。一種竹纖維溶解漿的生產工藝的另一個優選實施例，所述步驟B中選取長35mm、寬20mm、厚IOmm的竹片，用竹片質量10倍的水對其進行洗滌，除去雜質和塵埃，洗滌脫水后竹片的水分60%。
一種竹纖維溶解漿的生產工藝的另一個實施例，所述步驟B中將選用的竹子通過切片機切成竹片，然后通過篩選機對竹片進行篩選，去除尺寸過大的長竹片和太小的竹屑；
一種竹纖維溶解漿的生產工藝的另一個實施例，所述步驟C中濃度(固體物質的質量百分比)10% 40%、pH值I 4、溫度80 160°C、壓力O. I O. 7MPa、時間30 150 分鐘。發明人通過實驗得出以上參數在發明中具有較佳的技術效果，在此列舉一些具體的值作為優選實施例進行進一步的說明，一種竹纖維溶解漿的生產工藝的一個優選實施例， 所述步驟C中濃度(固體物質的質量百分比)10%、pH值I、溫度80°C、壓力O. IMPa、時間30 分鐘。一種竹纖維溶解漿的生產工藝的另一個優選實施例，所述步驟C中濃度(固體物質的質量百分比)25%、pH值2. 5、溫度120°C、壓力O. 4MPa、時間100分鐘。一種竹纖維溶解漿的生產工藝的另一個優選實施例，所述步驟C中濃度(固體物質的質量百分比)40%、pH值4、 溫度160。。、壓力O. 7MPa、時間150分鐘。
一種竹纖維溶解漿的生產工藝的另一個實施例，所述步驟D中蒸煮液與竹片質量比2 5: I、燒堿與竹片質量百分比10% 30%、硫化鈉與竹片質量百分比2% 10%、蒸煮促進劑與竹片質量百分比O. 03% O. 10%，蒸煮的溫度80 170°C、壓力O. I O. 7MPa、時間 60 240分鐘。經過蒸煮，可將竹片中的木素脫除，使纖維得以分離，并將一部分多戊糖及其他雜質去除。發明人通過實驗得出以上參數在發明中具有較佳的技術效果，在此列舉一些具體的值作為優選實施例進行進一步的說明，一種竹纖維溶解漿的生產工藝的另一個優選實施例，所述步驟D中蒸煮液與竹片質量比2: I、燒堿與竹片質量百分比10%、硫化鈉與竹片質量百分比2%、蒸煮促進劑與竹片質量百分比O. 03%，蒸煮的溫度80°C、壓力O. IMPa、時間60分鐘。一種竹纖維溶解漿的生產工藝的另一個優選實施例，所述步驟D中蒸煮液與竹片質量比3: I、燒堿與竹片質量百分比20%、硫化鈉與竹片質量百分比6%、蒸煮促進劑與竹片質量百分比O. 06%,蒸煮的溫度120°C、壓力O. 4MPa、時間180分鐘。一種竹纖維溶解漿的生產工藝的另一個優選實施例，所述步驟D中蒸煮液與竹片質量比5:1、燒堿與竹片質量百分比30%、硫化鈉與竹片質量百分比10%、蒸煮促進劑與竹片質量百分比O. 10%，蒸煮的溫度 170°C、壓力O. 7MPa、時間240分鐘。
一種竹纖維溶解漿的生產工藝的另一個實施例，所述步驟E中凈化處理過程以水為介質，漿料濃度(固體物質的質量百分比)0. 2% 15%、溫度25 80°C。發明人通過實驗得出以上參數在發明中具有較佳的技術效果，在此列舉一些具體的值作為優選實施例進行進一步的說明，一種竹纖維溶解漿的生產工藝的另一個優選實施例，所述步驟E中凈化處理過程以水為介質，漿料濃度O. 2%、溫度25°C。一種竹纖維溶解漿的生產工藝的另一個優選實施例，所述步驟E中凈化處理過程以水為介質，漿料濃度1%、溫度30°C。一種竹纖維溶解漿的生產工藝的另一個優選實施例，所述步驟E中凈化處理過程以水為介質，漿料濃度 5%、溫度50°C。一種竹纖維溶解漿的生產工藝的另一個優選實施例，所述步驟E中凈化處理過程以水為介質，漿料濃度15%、溫度80°C。
一種竹纖維溶解漿的生產工藝的另一個實施例，所述步驟F處理過程中漿料濃度 O. 2% 15%、溫度35 130°C。發明人通過實驗得出以上參數在發明中具有較佳的技術效果，在此列舉一些具體的值作為優選實施例進行進一步的說明，一種竹纖維溶解漿的生產工藝的另一個實施例，所述步驟F處理過程中漿料濃度O. 2%%、溫度35°C。一種竹纖維溶解漿的生產工藝的另一個實施例，所述步驟F處理過程中漿料濃度1%、溫度50°C。一種竹纖維溶解漿的生產工藝的另一個實施例，所述步驟F處理過程中漿料濃度5%、溫度100°C。 一種竹纖維溶解漿的生產工藝的另一個實施例，所述步驟F處理過程中漿料濃度15%、溫度 130°C。這一工序的主要作用是進一步去除木素、多戊糖及金屬離子等雜質，是漿料得以純化，并且經過氧化、水解等作用，提高纖維素分子量的均勻性。
一種竹纖維溶解漿的生產工藝的另一個實施例，所述步驟G中抄造，并將漿料分切成片狀漿板；所述抄造可采用圓網機或者長網機。
一種通過上述實施例加工出的竹纖維溶解漿，所述竹纖維溶解漿的技術指標為， 粘度10 30mPa*s (毫帕斯卡秒，布氏旋轉粘度)，α-纖維素95 99% (質量)，灰分 (O. 3% (質量)，鐵含量彡25ppm (質量比，百萬分之一)，硫酸不溶物含量彡O. 4% (質量比)， 白度85% 88% (白度可用白度儀來測量，一般以MgO為標準白度100%)。
通過上述實施例加工出來的竹纖維溶解漿可用于生產粘膠人造絲、硝化纖維素、 醋酸纖維素、玻璃紙、羧甲基纖維素。
本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其它實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分相互參見即可。
在本說明書中所談到的“一個實施例”、“另一個實施例”、“實施例”、等，指的是結合該實施例描述的具體特征、結構或者特點包括在本申請概括性描述的至少一個實施例中。在說明書中多個地方出現同種表述不是一定指的是同一個實施例。進一步來說，結合任一實施例描述一個具體特征、結構或者特點時，所要主張的是結合其他實施例來實現這種特征、結構或者特點也落在本發明的范圍內。
盡管這里參照本發明的多個解釋性實施例對本發明進行了描述，但是，應該理解， 本領域技術人員可以設計出很多其他的修改和實施方式，這些修改和實施方式將落在本申請公開的原則范圍和精神之內。更具體地說，在本申請公開、附圖
和權利要求的范圍內，可以對主題組合布局的組成部件和/或布局進行多種變型和改進。除了對組成部件和/或布局進行的變型和改進外，對于本領域技術人員來說，其他的用途也將是明顯的。
權利要求
1.ー種竹纖維溶解漿的生產エ藝，其特征在干， 步驟A、竹材原料的選取； 步驟B、竹材備料，將選用的竹子切成竹片，然后對竹片進行篩選，去除尺寸過大的長竹片和太小的竹屑； 步驟C、竹片預水解，所述竹片預水解通過選用汽蒸、水煮或酸煮エ藝中的ー種在密閉的反應器中進行，用于去除竹片中的多戊糖； 步驟D、硫酸鹽置換蒸煮，將C得到的竹片放入密閉的反應器中，加入包括水、燒堿、硫化鈉和蒸煮促進劑組成的蒸煮液進行蒸煮； 步驟E、封閉洗選，將E得到的漿料進行洗滌、篩選、浄化處理，除去漿料中可溶性和不溶性的雜質； 步驟F、ECF漂白與精制，將經過步驟E得到的漿料用氧氣、ニ氧化氯、燒堿、硫酸、過氧化氫中的ー種或多種進行處理； 步驟G、抄造，將F步驟得到的漿料進行抄造，得到竹纖維溶解漿成品。
2.根據權利要求I所述的竹纖維溶解漿的生產エ藝，其特征在于，所述步驟A中的竹材可選慈竹、毛竹、白夾竹、麻竹、西風竹、黃竹、撐綠竹、楠竹中的任ー種，或同時選用多種。
3.根據權利要求I所述的竹纖維溶解漿的生產エ藝，其特征在于，所述步驟B中選取長10 35mm、寬2 20mm、厚2 IOmm的竹片，用竹片質量2 10倍的水對其進行洗滌，除去雜質和塵埃，洗滌脫水后竹片的水分30% 60%。
4.根據權利要求I所述的竹纖維溶解漿的生產エ藝，其特征在于，所述步驟C中濃度(固體物質的質量百分比)10% 40%、pH值I 4、溫度80 160°C、壓カO. I O. 7MPa、時間30 150分鐘。
5.根據權利要求I所述的竹纖維溶解漿的生產エ藝，其特征在于，所述步驟D中蒸煮液與竹片質量比2 5: I、燒堿與竹片質量百分比10% 30%、硫化鈉與竹片質量百分比2% 10%、蒸煮促進劑與竹片質量百分比O. 03% O. 10%，蒸煮的溫度80 170°C、壓カO. I O.7MPa、時間60 240分鐘。
6.根據權利要求I所述的竹纖維溶解漿的生產エ藝，其特征在干，所述步驟E中凈化處理過程以水為介質，漿料濃度O. 2% 15%、溫度25 80°C。
7.根據權利要求I所述的竹纖維溶解漿的生產エ藝，其特征在于，所述步驟F處理過程中漿料濃度O. 2% 15%、溫度35 130°C。
8.根據權利要求I所述的竹纖維溶解漿的生產エ藝，其特征在于，所述步驟G中抄造，并將漿料分切成片狀漿板；所述抄造可采用圓網機或者長網機。
9.一種通過如權利要求I至8任意ー項所述エ藝加工出的竹纖維溶解漿，其特征在干，所述竹纖維溶解漿成品的技術指標為，粘度10 30mPa .s，a -纖維素95 99% (質量)，灰分≤O. 3% (質量)，鐵含量≤25ppm，硫酸不溶物含量≤O. 4% (質量)，白度85% 88%。
10.根據權利要求9所述的竹纖維溶解漿，其特征在于，所述竹纖維溶解漿用于生產粘膠人造絲、硝化纖維素、醋酸纖維素、玻璃紙、羧甲基纖維素。
全文摘要
本發明公開了一種竹纖維溶解漿及其生產工藝，該工藝的生產以竹子為原料，并采用下列生產工序竹材備料、竹片預水解、硫酸鹽置換蒸煮、封閉洗選、ECF漂白與精制、漿粕抄造。本發明將置換蒸煮、ECF漂白用于生產竹纖維溶解漿，產品質量好、得率高，α-纖維素含量高，多戊糖含量低，灰分及雜質少，粘度均勻，反應性能好，白度高、不易返黃，利于后工序的生產；采用無元素氯ClO2漂白，可大大減輕對環境的危害。
文檔編號D21H11/12GK102978993SQ201210487209
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月26日 優先權日2012年11月26日
發明者王紀超, 于渭東, 王修朋, 羅江奇, 劉保周, 劉一山 申請人:四川銀鴿竹漿紙業有限公司