專利名稱：本色未漂竹紙漿改性制備竹溶解漿的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于生產(chǎn)粘膠纖維的竹子溶解漿(竹漿粕)生產(chǎn)工藝及方法，尤其是
用本色未漂白竹紙漿改性制備溶解漿的方法，也適用于制備用于纖維素衍生物產(chǎn)品的化學(xué) 溶解漿和精制漿。
背景技術(shù)：
粘膠纖維用漿粕要求其a -纖維含量高，即纖維純度高，現(xiàn)在制備竹子溶解漿(竹 漿粕)均采取預(yù)水解+堿法(硫酸鹽法)兩級(jí)蒸煮或亞硫酸鹽法的兩級(jí)(多級(jí))蒸煮，采 取上述兩種蒸煮制漿技術(shù)，主要是為脫除原料中大量的木素，半纖維素(聚戊糖)以及樹脂 等雜質(zhì)。尤其是脫除原料中的半纖維素(聚戊糖)，在酸性條件下，半纖維素(聚戊糖)發(fā) 生酸性水解，方可大量在預(yù)水解等一級(jí)蒸煮中脫去，達(dá)到粘膠纖維生產(chǎn)中對(duì)半纖維素(聚 戊糖)含量低的要求，在完成一級(jí)蒸煮后，二級(jí)蒸煮繼續(xù)脫除少量半纖維素的目的。采用上 述兩種方法生竹溶解漿，雖具有a -纖維素含量較高，反應(yīng)性能較好的優(yōu)點(diǎn)，但投資較大， 生產(chǎn)周期長的缺點(diǎn)，其生產(chǎn)規(guī)模，產(chǎn)能受到限制，隨著粘膠纖維以及纖維素衍生物行業(yè)的發(fā) 展，特別是粘膠短絲的發(fā)展，對(duì)溶解漿(包括棉、木、竹漿粕)需求量增大，而由于人口的增 長，城市化的發(fā)展，棉花的種植面積逐年下降，其棉短絨的產(chǎn)量也是逐年下降，價(jià)格波動(dòng)大， 難以保證供應(yīng)，我國又是一個(gè)木材資源匱乏的國家，粘膠纖維用的木溶解漿幾乎全為進(jìn)口， 國內(nèi)僅有極少的木材溶解漿生產(chǎn)，且質(zhì)量不好。無法滿足粘膠行業(yè)的需求。竹子是我國的 傳統(tǒng)種植物，特別在南方和西南地區(qū)均有大量種植，早已成為制漿造紙的主要原料，竹子具 有生長快，存活率高，三年即成材并可采伐，具有清山常綠，永續(xù)利用等特點(diǎn)，利用竹子生產(chǎn) 竹溶解漿也是粘膠纖維產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)開發(fā)的項(xiàng)目。 利用竹漿粕生產(chǎn)竹纖維，具有與傳統(tǒng)棉、木、麻等纖維不同的特性。竹纖維具有獨(dú) 特的抗菌功能，吸濕性，透性好，采用竹纖維制成的成衣，穿著舒適，色彩艷麗，符合當(dāng)今人 類追求"環(huán)保型""天然型"要求。故開發(fā)利用未漂本色造紙級(jí)竹漿改性制備竹(子)溶解 漿具有極大現(xiàn)實(shí)意義。 現(xiàn)在利用造紙級(jí)竹漿改性制備竹漿粕，都采用漂白竹漿(紙級(jí))利用較高濃度的 氫氧化鈉(NaOH)對(duì)漂白竹漿進(jìn)行浸漬，高濃度的氫氧化鈉(NaOH)在較低溫度( 一般為常 溫)，將漂白竹漿(紙級(jí))中的半纖維溶出，然后再經(jīng)壓榨，壓榨出多余的堿液(NaOH)再將 提純后的漿料進(jìn)行適當(dāng)降粘(降低粘度或聚合度)，洗滌、除雜后抄造成漿粕，采取漂白竹 漿(造紙級(jí))改性制備竹(子)溶解漿(漿粕)，其a _纖維素較高(最高可達(dá)98 % )，其它 指標(biāo)基本可達(dá)到粘膠纖維用標(biāo)準(zhǔn)，是除采用預(yù)水解+堿法(硫酸鹽法)和亞硫酸鹽多級(jí)蒸 煮制備竹漿粕(竹子溶解漿)的又一種方法，稱之為堿精制法，該法由于采取較高用堿量和 高濃堿(NaOH)，造成堿液回收困難，漿料不易洗滌，成本較高，該法雖可制得高純度a _纖 維漿粕，但作為粘膠纖維生產(chǎn)中對(duì)漿粕的重要要求，反應(yīng)性能差，造成粘膠纖維生產(chǎn)中過濾 性差，易堵噴絲頭，堿預(yù)浸時(shí)消耗增加，同時(shí)CS2也要相應(yīng)增加，故該法生產(chǎn)的竹子溶解漿 (漿粕)無法滿足粘膠纖維行業(yè)的要求，無法與采取其他方法制備的竹漿粕產(chǎn)品竟?fàn)?，現(xiàn)該法基本不采用。 根據(jù)以上闡述，現(xiàn)有技術(shù)不論是預(yù)水解+堿法(硫酸鹽法)、亞硫酸鹽法還是堿精 制法，要么存在著投資大，生產(chǎn)周期長，要么存在著產(chǎn)品質(zhì)量缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是解決以述幾種方法的缺陷，利用本色未漂造紙級(jí)竹漿改性制備竹子 溶解漿(竹漿粕)，降低制備成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，擴(kuò)大資源供應(yīng)來源，尤其是要解決堿精制 法制備產(chǎn)品反應(yīng)性能不佳的弊端，提供一種利用本色未漂竹漿(造紙級(jí))改性制備竹子溶 解漿(竹漿粕)的生產(chǎn)方法，本法生產(chǎn)制備的竹漿粕除具有a-纖維素含量較高，更具有良 好的反應(yīng)性能，使所生產(chǎn)的竹子溶解漿(竹漿粕)可達(dá)到優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，且適用于 長、短絲纖維。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下 本色未漂竹紙漿改性制備竹溶解漿的方法，步驟包括竹漿的疏解、濃縮脫水、藥 液混合、蒸煮、洗滌、漂白、除雜、洗滌、抄造，其特征在于經(jīng)疏解后的未漂本色竹漿，經(jīng)濃縮 脫水后送入雙螺旋輥式磨漿機(jī)，在雙螺旋輥式磨漿機(jī)內(nèi)繼續(xù)脫水，并加入藥液，漿料在雙螺 旋輥式磨漿機(jī)內(nèi)完成繼續(xù)濃縮、揉搓、藥液混合工序，然后將漿料輸送到蒸煮器，在蒸煮器 中進(jìn)行蒸煮，蒸煮完畢后進(jìn)入包括洗滌、漂白在內(nèi)的后續(xù)工序，直至抄造。
采用本發(fā)明制備竹子溶解漿(竹漿粕)的有益效果表現(xiàn)在 該發(fā)明具有流程短，生產(chǎn)周期短，可以在較短蒸煮時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)出較高品質(zhì)粘膠纖 維用竹子溶解漿(竹漿粕)特別是具有較好反應(yīng)性能(5mlCS2讀秒)、較高甲纖含量(a-纖 維素85-96.0% )達(dá)到和優(yōu)于傳統(tǒng)工藝制備產(chǎn)品水平，本發(fā)明具有用途廣泛，不僅可以生產(chǎn) 制備上述粘膠纖維用漿粕，也可以用于生產(chǎn)纖維素衍生物產(chǎn)品。 由于采取本色未漂竹漿(造紙級(jí))具有較高的粘度，(30-50mpa. s)在蒸煮時(shí)控制 蒸煮強(qiáng)度，設(shè)定適宜的蒸煮溫度、蒸煮時(shí)間、用堿量等，促進(jìn)藥液對(duì)纖維細(xì)胞壁的破壞，有利 于藥液滲透，采用雙螺旋輥式磨漿機(jī)(雙螺桿磨漿機(jī))，可在較高漿濃下(30 50%)對(duì)纖維 進(jìn)行揉搓，加強(qiáng)纖維間的互相磨擦，促使纖維壁破裂，使纖維分絲帚化、扭曲、壓潰，達(dá)到增 加纖維表面積目的，有利于提高反應(yīng)性能。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提出的是一種以本色未漂竹漿(造紙級(jí))改性制備粘膠纖維用竹子溶解漿 (竹漿粕)的生產(chǎn)方法，步驟包括漿料疏解，脫水濃縮、擠壓、加藥、蒸煮、洗滌、漂白、除雜、 洗滌、濃縮、抄造，即將疏解后漿料送到螺旋壓榨機(jī)脫水濃縮，達(dá)工藝要求后，進(jìn)入雙螺旋輥 式磨漿機(jī)(雙螺桿磨漿機(jī))繼續(xù)擠壓后加藥液，在機(jī)內(nèi)完成漿料與藥液的混合，混合完后排 出機(jī)外，由螺旋(皮帶)輸送機(jī)送至蒸煮器內(nèi)，繼續(xù)進(jìn)行蒸煮。蒸煮完畢、放料、洗滌、漂白、 除雜、洗滌濃縮、抄造。 本發(fā)明所利用的雙螺旋輥式磨漿機(jī)，也稱雙螺旋桿和雙螺旋磨漿機(jī)。該機(jī)是原型 為用于塑料擠出的設(shè)備，經(jīng)改良后用于本發(fā)明中對(duì)纖維進(jìn)行擠壓、濃縮、揉搓和藥液混合， 并可對(duì)纖維長度進(jìn)行調(diào)整，經(jīng)該設(shè)備處理后漿料的"分絲帚化"率和比表面積進(jìn)一步提高。 本發(fā)明所用雙螺旋輥式磨漿機(jī)由于在塑料擠出領(lǐng)域?qū)佻F(xiàn)有技術(shù)，因此其具體構(gòu)造不再過多
5贅述。 所述雙螺旋輥式磨漿機(jī)至少有一個(gè)洗滌工段和一個(gè)藥液混合工段，一般來說擠壓 可設(shè)置成兩端，不排除采用三段以上的擠壓工段。擠壓工段在前，藥液混合工段在后，每個(gè) 工段的螺旋有正螺旋區(qū)和反螺旋區(qū)，擠壓工段的注水口和藥液混合工段的注藥口設(shè)在各自 工段的正螺旋區(qū)，擠壓工序貫穿于整個(gè)洗滌和藥液混合工段。 雙螺旋輥式磨漿機(jī)運(yùn)行過程中，竹漿纖維之間存在擠壓和摩擦，由此產(chǎn)生一定熱 量為加藥后的反應(yīng)提供溫度條件在藥液混合工序，藥液混合均勻后，甲磺酸那個(gè)此時(shí)具有 一定溫度，即可進(jìn)行初反應(yīng)，該反應(yīng)可理解為蒸煮的繼續(xù)，所加藥液量和種類根據(jù)不同工藝 要求加入，這屬于本領(lǐng)域公知常識(shí)。加入藥液并混合均勻漿料，根據(jù)后續(xù)蒸煮要求，制成不 同液比的漿、水、藥液混合體。從雙螺旋輥式磨漿機(jī)排出，經(jīng)螺旋(或皮帶)輸送機(jī)送往蒸 煮器繼續(xù)進(jìn)行適當(dāng)蒸煮，蒸煮完畢放料，再繼續(xù)洗滌、漂白、酸處理、除雜、洗滌濃縮后送抄 造成漿板，蒸煮后的一系列工序?qū)俦绢I(lǐng)域公知常識(shí)，不再贅述。
實(shí)施例1 :生產(chǎn)長絲漿粕
長絲漿粕工藝過程為 A、竹漿(板)經(jīng)水力碎漿機(jī)疏解后送脫水機(jī)在該機(jī)內(nèi)進(jìn)一步脫水，達(dá)到工藝要求 后進(jìn)入雙螺旋輥式磨漿機(jī)在該機(jī)，在該機(jī)內(nèi)進(jìn)一步脫水，脫水后加入藥液，混合均勻，并控 制其液比。 B、混合均勻并控制好液比之漿料，由出料口送出，由輸送機(jī)送往蒸煮器。
C、進(jìn)入蒸煮器后，加熱進(jìn)行繼續(xù)蒸煮。 D、蒸煮完畢后放料，進(jìn)行洗滌、漂白、酸處理、濃縮、除雜、抄造工序。
其工序條件如下 進(jìn)入水力碎槳機(jī)碎解槳料濃度3_5%，在壓榨機(jī)處控制槳料水份12-25 %，進(jìn)入雙
螺旋輥式磨漿機(jī)濃度12_25%，在該機(jī)內(nèi)脫水、揉搓、擠壓段控制濃度為35_60%，進(jìn)入加藥
段加入藥液后漿料濃度控制在20-50 %，所加入藥液為 NaOH (NaOH計(jì))10-50 % (對(duì)絕干竹槳料) Na2S (NaOH計(jì)):0. 1-40 % (對(duì)NaOH加入量計(jì)) H202 (折100%計(jì)):2-15% (對(duì)絕干竹漿料) 水玻璃(硅酸鈉)0. 5-7. 0% (對(duì)絕干竹漿料計(jì))EDTA(乙二胺四乙酸鈉鹽)0. 1-3. 0% (對(duì)絕干竹漿料計(jì)) 硫酸鎂(MgS04) :0. 5-6. 0% (對(duì)絕干竹漿料計(jì)) 出雙螺旋輥式磨漿機(jī)漿料溫度40-95 °C 進(jìn)入蒸煮器溫度40-80°C 在蒸煮其中的蒸煮工藝條件 液比1 : 3. 0-7. 0 裝料量150-250kg絕干槳料/m3 升溫條件 入料溫度升溫到120°C ，時(shí)間30-60min
120。C保溫30-120min，放汽5_20min
繼續(xù)升溫到140-145°C ，升溫時(shí)間30-60min
在140-145°C ，保溫120-180min 保溫完畢，繼續(xù)升溫到165-170°C ，保溫30-180min 保溫完畢，降溫放料 放料后經(jīng)洗滌漿料質(zhì)量指標(biāo) 白度45-75% a-纖維素85-95X 得率65-85% 粘度14-18mpa. s 將上述漿料送漂白、酸處理、除雜、濃縮、抄造工段，按常規(guī)操作即可得到符合國家 標(biāo)準(zhǔn)的長絲級(jí)竹子溶解漿(竹漿粕)。
實(shí)施例2 :生產(chǎn)制備短絲漿
短絲槳工藝過程為 A、竹漿(板)經(jīng)水力碎漿機(jī)疏解后送脫水機(jī)在該機(jī)內(nèi)進(jìn)一步脫水，達(dá)到工藝要求 后進(jìn)入雙螺旋輥式磨漿機(jī)在該機(jī)，在該機(jī)內(nèi)進(jìn)一步脫水，脫水后加入藥液，混合均勻，并控 制其液比。 B、混合均勻并控制好液比之漿料，由出料口送出，由輸送機(jī)送往蒸煮器。
C、進(jìn)入蒸煮器后，加熱進(jìn)行繼續(xù)蒸煮。 D、蒸煮完畢后放料，進(jìn)行洗滌、漂白、酸處理、濃縮、除雜、抄造工序。
其工序條件如下 進(jìn)入水力碎槳機(jī)碎解槳料濃度3_5%，在壓榨機(jī)處控制槳料水份12-25 %，進(jìn)入雙
螺旋輥式磨漿機(jī)濃度12_25%，在該機(jī)內(nèi)脫水、揉搓、擠壓段控制濃度為35_60%，進(jìn)入加藥
段加入藥液后漿料濃度控制在20-50 %，所加入藥液為 Na0H(Na0H計(jì))5—50% (對(duì)絕干竹槳料) Na2S (NaOH計(jì)):0. 1-40 % (對(duì)NaOH加入量計(jì)) H202 (折100 %計(jì))0. 1-15% (對(duì)絕干竹槳料) 水玻璃(硅酸鈉)0. 1-7. 0% (對(duì)絕干竹漿料計(jì)) EDTA(乙二胺四乙酸鈉鹽)0. 1-3. 0% (對(duì)絕干竹漿料計(jì)) 硫酸鎂(MgS04) :0. 1-6. 0% (對(duì)絕干竹漿料計(jì)) 出雙螺旋輥式磨漿機(jī)漿料溫度40-95 °C 進(jìn)入蒸煮器溫度40-80°C 在蒸煮其中的蒸煮工藝條件 液比l : 3.0-1 : IO，裝料量150-250kg絕干槳料/m3
升溫條件 入料溫度升溫到140°C ，時(shí)間30-60min， 140。C保溫30-120min，放汽5-20min，繼續(xù) 升溫到165-170。C，升溫時(shí)間30-60min，在165-170。C，保溫120-180min，保溫完畢，降溫放
料，放料后經(jīng)洗滌漿料質(zhì)量指標(biāo)
白度50-70%
a-纖維素85-95X
得率65-85%
7
粘度12-14mpa. s 將上述槳料送漂白、酸處理、除雜、濃縮、抄造工段，按常規(guī)操作即可得到符合國家 標(biāo)準(zhǔn)的長絲級(jí)竹子溶解漿(竹漿粕)。
權(quán)利要求
本色未漂竹漿改性制備竹溶解漿的方法，步驟包括竹漿的疏解、濃縮脫水、藥液混合、蒸煮、洗滌、漂白、除雜、洗滌、抄造，其特征在于經(jīng)疏解后的未漂本色竹漿，經(jīng)濃縮脫水后送入雙螺旋輥式磨漿機(jī)，在雙螺旋輥式磨漿機(jī)內(nèi)繼續(xù)脫水，并加入藥液，漿料在雙螺旋輥式磨漿機(jī)內(nèi)完成繼續(xù)濃縮、揉搓、藥液混合工序，然后將漿料輸送到蒸煮器，在蒸煮器中進(jìn)行蒸煮，蒸煮完畢后進(jìn)入包括洗滌、漂白在內(nèi)的后續(xù)工序，直至抄造。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的本色未漂竹漿改性制備竹溶解漿的方法，其特征在于所述竹漿疏解前的漿料濃度為3-5%，濃縮脫水后漿料水份為12-25%，進(jìn)入雙螺旋輥式磨漿機(jī)的漿料濃度為12-25%，在雙螺旋輥式磨漿機(jī)內(nèi)脫水、揉搓、擠壓段控制濃度為35-60 % ，進(jìn)入加藥段加入藥液后漿料濃度控制在20-50 % 。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的本色未漂竹漿改性制備竹溶解漿的方法，其特征在于所述雙螺旋輥式磨漿機(jī)至少有一個(gè)洗滌工段和一個(gè)藥液混合工段，擠壓工段在前，藥液混合工段在后，每個(gè)工段的螺旋有正螺旋區(qū)和反螺旋區(qū)，擠壓工段的注水口和藥液混合工段的注藥口設(shè)在各自工段的正螺旋區(qū)，擠壓工序貫穿于整個(gè)洗滌和藥液混合工段。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的本色未漂竹漿改性制備竹溶解漿的方法，其特征在于所述蒸煮后的后續(xù)工序?yàn)榉帕稀⑾礈?、脫水、漂白、洗滌、除雜、洗滌、濃縮、抄造。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的本色未漂竹漿改性制備竹溶解漿的方法，其特征在于出雙螺旋輥式磨漿機(jī)漿料溫度40-95t:，進(jìn)入蒸煮器溫度40-8(TC，在蒸煮其中的蒸煮工藝條件液比l : 3.0-7.0，裝料量150-250kg絕干漿料/m 升溫條件入料溫度升溫到120°C，時(shí)間30-60min， 120。C保溫30-120min，放汽5-20min，繼續(xù)升溫到140-145。C，升溫時(shí)間30-60min，在140-145。C，保溫120-180min，保溫完畢，繼續(xù)升溫到165-170。C，保溫30-180min，保溫完畢，降溫放料，放料后經(jīng)洗滌漿料質(zhì)量指標(biāo)白度45-75% ， a -纖維素85-95%，得率65-85%，粘度14-18mpa. s。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的本色未漂竹漿改性制備竹溶解漿的方法，其特征在于所加藥液為NaOH(NaOH計(jì))對(duì)絕干竹槳料重量百分比10-50%Na2S (NaOH計(jì))對(duì)NaOH加入量計(jì)重量百分比0. 1-40%H202 (折100%計(jì))對(duì)絕干竹槳料重量百分比2-15%水玻璃(硅酸鈉)對(duì)絕干竹漿料計(jì)重量百分比0. 5-7. 0%EDTA(乙二胺四乙酸鈉鹽)對(duì)絕干竹漿料計(jì)重量百分比0. 1-3. 0%硫酸鎂(MgS04):對(duì)絕干竹漿料計(jì)重量百分比0.5-6.0%。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的本色未漂竹漿改性制備竹溶解漿的方法，其特征在于將蒸煮后的漿料送漂白、酸處理、除雜、濃縮、抄造工段，按常規(guī)操作得到長絲級(jí)竹溶解漿。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的本色未漂竹漿改性制備竹溶解漿的方法，其特征在于出雙螺旋輥式磨漿機(jī)漿料溫度40-95t:，進(jìn)入蒸煮器溫度40-8(TC，在蒸煮其中的蒸煮工藝條件，液比l : 3.0-1 : 10，裝料量150-250kg絕干漿料/m 升溫條件入料溫度升溫到140°C ，時(shí)間30-60min， 140。C保溫30-120min，放汽5-20min，繼續(xù)升溫到165_170°C ，升溫時(shí)間30-60min，在165-170。C，保溫120-180min，保溫完畢，降溫放料，放料后經(jīng)洗滌漿料質(zhì)量指標(biāo)，白度50-70%， a-纖維素85_95%，得率65_85%，粘度12-14mpa. s。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的本色未漂竹漿改性制備竹溶解漿的方法，其特征在于所加藥液為Na0H(Na0H計(jì))對(duì)絕干竹槳料重量百分比5-50%Na2S (NaOH計(jì))對(duì)NaOH加入量計(jì)重量百分比0. 1-40%H202 (折100%計(jì))對(duì)絕干竹漿料重量百分比0. 1-15%水玻璃(硅酸鈉)對(duì)絕干竹漿料計(jì)重量百分比0. 1-7. 0%EDTA(乙二胺四乙酸鈉鹽)對(duì)絕干竹漿料計(jì)重量百分比0. 1-3. 0%硫酸鎂(MgS04):對(duì)絕干竹漿料計(jì)重量百分比O. 1-6.0%。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的本色未漂竹漿改性制備竹溶解漿的方法，其特征在于將蒸煮后的漿料送漂白、酸處理、除雜、濃縮、抄造工段，按常規(guī)操作得到短絲級(jí)竹溶解漿。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用本色未漂竹漿改性制備竹溶解漿的生產(chǎn)方法，解決堿精制法制備產(chǎn)品反應(yīng)性能不佳的弊端。步驟是經(jīng)疏解后的未漂本色竹漿，經(jīng)濃縮脫水后送入雙螺旋輥式磨漿機(jī)，在機(jī)內(nèi)繼續(xù)脫水，并加入藥液，漿料在機(jī)內(nèi)完成繼續(xù)濃縮、揉搓、藥液混合工序，然后將漿料輸送到蒸煮器，蒸煮完畢后進(jìn)入包括洗滌、漂白在內(nèi)的后續(xù)工序，直至抄造。本發(fā)明降低制備成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，擴(kuò)大資源供應(yīng)來源。本法生產(chǎn)制備的竹漿粕除具有α-纖維素含量較高，更具有良好的反應(yīng)性能，適用于長、短絲纖維。
文檔編號(hào)D21C5/00GK101736637SQ20091026344
公開日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月17日
發(fā)明者于渭東, 馮濤, 劉愛兵, 徐發(fā)祥, 薛勤 申請(qǐng)人:宜賓長毅漿粕有限責(zé)任公司