一种高透气量纤维及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种植物纤维及其制备方法，具体的，涉及一种低污染、高透气量的植 物纤维以及其和制备方法，用于高级过滤纸制造行业，所属制浆造纸领域。
【背景技术】
[0002] 过滤纸是以植物纤维、合成纤维、无机纤维中的一种或几种为原料，适当添加化学 助剂和填料，利用抄纸技术抄造而成的具有良好过滤性能、疏松多孔的过滤介质。其作为一 种有效的过滤介质，过滤纸已被广泛地用于各个领域。根据组成滤纸的纤维种类不同，过滤 纸的性能、用途也不一样，有用于一般场合的普通滤纸，用于高温下的玻璃纤维滤纸，也有 超净用聚丙烯滤纸等。
[0003] 透气量（气体透过量）是在恒定温度和单位压力差下，在气体稳定透过时，单位时 间内透过试样单位面积的气体的体积，常用单位为L/m 2. S。透气量是过滤气体或液体纸张 的重要技术指标。对于高级过滤纸等高透气量纸张，一般较为广泛地采用棉纤维原料或涤 纶材料。棉纤维需由耕地种植而得到，其产量有限，且棉纤维的较长，均一性较差，加工高透 气量纸张有一定欠缺。涤纶纤维材料可以一定程度地提高特种纸的强度，但其使用后的废 弃物也数量巨大，从环境和生态效应考虑，作为在自然环境中难以降解的高聚物，涤纶的废 弃物已经成为全球性的环境污染源之一。而提供一种高透量、高强度木浆纤维，将其用于制 备过滤纸，是有利于环境保护，符合国家环保政策。为此，特提出本发明。
【发明内容】
[0004] 本发明的一个目的是提供一种高透气量纤维的制备方法，该方法是以经过木浆纤 维为原料，经过碱液处理制备得到高透气量的纤维，同时对95%以上的碱溶液进行回收，回 收的NaOH溶液浓度高，可用于其它纸浆的制浆生产或出售，从而降低了生产成本，实现生 产废水的零排放。
[0005] 本发明的另一个目的是提供一种高透气量纤维，该纤维的透气量达到1700L/m2. S 以上，且其他机械性能保持良好。
[0006] 为实现本发明的目的，采用如下技术方案如下：
[0007] 一种高透气量纤维的制备方法，包括如下步骤：
[0008] (1)处理原料：选用木衆为原料，其中，选取木衆纤维的长度在l_4mm之间，
[0009] (2)碱处理：将步骤（1)的木浆液与碱溶液混合进行碱处理，混合后的碱溶液的质 量百分比浓度为12-22% ;
[0010] (3)洗脱碱溶液：经步骤⑵处理后木浆进行水洗，水洗至洗脱液的pH值为 6. 5-7. 5为止，加入水的温度控制在60-90°C ;
[0011] (4)步骤（3)脱碱溶液后的木浆进行脱水处理，随后，脱水后的木浆进行干燥，至 纤维水分含量为5-15%为止。
[0012] 一种高透气量纤维，其产品纤维透气量达到1700L/m2. s以上。
[0013] 下面对本发明的一种高透气量纤维的制备方法以及制备而成的高透气度纤维进 一步详细的介绍。
[0014] -种高透气量纤维的制备方法，包括如下步骤：
[0015] (1)处理原料：选用木衆为原料，其中，选取木衆纤维的长度在l_4mm之间，
[0016] (2)碱处理：将步骤（1)的木浆液与碱溶液混合，碱溶液的质量百分比浓度为 12-22% ；
[0017] (3)洗脱碱溶液：经步骤⑵处理后木浆进行水洗，水洗至洗脱液的pH值为 6. 5-7. 5为止，水的温度控制在60-90°C ;
[0018] (4)步骤（3)脱碱溶液后的木浆进行脱水处理，随后，脱水后的木浆进行干燥，至 纤维水分含量为5-15%为止，得到高透气量纤维。
[0019] 进一步，所述的木浆包括但不限于针叶木浆、阔叶木浆，其优选，针叶木浆。
[0020] 所述的木浆可以为漂白的木浆或本色木浆。所述的本色木浆也可以称为未漂木 浆。
[0021] 原料可以直接选择木浆液，筛选出木浆纤维长度为l_4mm之间的木浆作为原料。 也可以选用长纤维干木浆为原料，经水碎机碎浆至浆浓1±〇. 5%，再进行纤维分级筛选，选 取纤维长度l_4mm之间的纤维进行后续处理。
[0022] 进一步，所述的木衆纤维的长度为2-3mm ;更优选2. 4-2. 5mm。
[0023] 进一步，步骤（1)的木浆的浓度为30-50%。
[0024] 本发明的原料采用普通木浆即可，优选的，本发明的木浆原料的物理性能如下：裂 断长 2. 1-3. 37km，撕裂指数 13-20.1 mN. m2/g。
[0025] 采用长纤维干浆作为原料时，筛选后的浆液进行挤压脱水至浓度为30-50%。
[0026] 经过筛选后的短纤维脱水后用于其它纸浆使用。
[0027] 在本发明中制备高透气量纤维的原料选用长度为1-4_之间的纤维，这种规格的 纤维经处理后制备高级过滤纸，纤维与纤维之间的接触部为不会有太短的纤维填充进去， 保证了过滤纸的透气性。且短纤维木浆还可以用于其他制浆使用。
[0028] 进一步，在步骤（2)中，木衆液与碱溶液混合后，木衆的浓度为1-30%，其优选为 5_10%〇
[0029] 进一步，在步骤（2)中，碱溶液处理的温度为20_50°C。其优选，碱处理的温度为 25-40 °C，更优选，碱处理的温度为25-30 °C。
[0030] 进一步，在步骤（2)中，碱溶液温度为20-50°C的条件下处理10-60分钟。
[0031] 进一步，在步骤（2)中，碱溶液温度为25-30°C的条件下处理20-30分钟。
[0032] 进一步，碱溶液的质量百分比浓度为18. 5-21%。
[0033] 所述的碱溶液可以为碱金属氢氧化物的溶液，其优选为氢氧化钠溶液。
[0034] 在本发明中，碱处理过程中，通过选用浓度为12-22 %碱溶液处理木浆，优选氢氧 化钠溶液，同时，在温度20-50°C处理。处理后的木浆纤维呈现类圆柱形，其比表面积会减 小。在该条件下处理后的木浆纤维素所具有的外形以及比表面积，其抄造为过滤纸后，纤维 与纤维之间的以很小的接触面接触，大大提高了过滤纸的透气量，且容尘量大。
[0035] 碱处理后的木浆经过水洗，加入水的温度控制在60-90°C。在该温度下进行水洗， 经过干燥后得到的高透气量的纤维的物理性能保持良好。具体的原因尚不明确，发明人推 测，在碱处理过程中，纤维素大分子中甙键断裂以及溶胀作用造成的不均匀的附加张力，纤 维的机械强度降低。本发明在60-90°C水洗碱处理后的木浆，处理多余的碱液除去之外，可 能在该温度下纤维素大分子内部产生的附加张力趋于均匀，纤维的机械强度受损程度大大 降低，且分散性能好。经过本发明上述过程处理后木浆纤维保持了较高的透气量的同时，综 合的物理性能保持很好。
[0036] 在水洗过程中，加入水的温度优选控制在70-80 °C。
[0037] 进一步，在步骤（3)的水洗过程中采用逆流洗涤方式。
[0038] 逆流洗涤后流出的木浆的浓度为25-60%，pH值6. 5-7. 5。
[0039] 逆流洗绦后流出的碱溶液浓度为8-20%。该碱溶液可以回收在利用，用于其它制 浆生产或出售。在脱碱过程中没有废水排放。
[0040] 更优选的，逆流水洗进行多次，经处理后的浆料首先脱碱，脱碱后浆料浓度为 20-50 % ;再进行多次逆流洗涤，最终的出料浓度为25-60 %，pH值6. 5-7. 5。
[0041] 在步骤（4)中，干燥的温度控制在50-120°C。
[0042] 所述的干燥可以采用烘缸烘干、履带烘干或气流烘干。烘缸或履带烘干温度 70-130°C，更优选为90-1KTC。气流烘干温度40-90°C，更优选为50-70°C。
[0043] 本发明的木浆纤维在加工过程中以松散状态进行，即，为木浆液。
[0044] 一种高透气量纤维，其产品纤维透气量达到1700L/m2. s以上，其优选1700-2200L/ m2. S0
[0045] 进一步，所述的高透气量纤维的机械性能降低幅度很低，纤维状态自然，分散使用 性能好。
[0046] 本发明提供的高透气量纤维可以单独用于