本色竹纸浆与漂白木纸浆复合改性为溶解浆的蒸煮工艺的制作方法

专利名称：本色竹纸浆与漂白木纸浆复合改性为溶解浆的蒸煮工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及用本色竹纸浆与漂白木纸浆复合改性为溶解浆的方法，尤其涉及用本色竹纸浆与漂白木纸浆复合改性为溶解浆的方法，其中，溶解浆是指粘胶纤维用浆柏、纤维素及纤维素衍生物。
背景技术：
申请号为200710050470. 9，授权公告号为CN101158125，授权公告日为2008年4月9的中国发明专利公开了一种造纸级针叶木浆板改性工艺，其中蒸煮工艺采用的是将造纸级木浆板采用烧碱法、硫酸盐法或亚硫酸盐法进行蒸煮，蒸煮剂分别为NaOH、NaOH+Na2S、Na2SO3 + NaOH，工艺条件是1、烧碱法、硫酸盐法蒸煮液总碱浓度为40_120g/l、液比I :2. 5-4. O ;亚硫酸盐法蒸煮液总酸用量5-9%、液比1:3. 0-4. O ;2、蒸煮液初温≥40°C ;3、预升温10-15分钟，至105±5°C ;4、停汽后再空运转25-30分钟；5、采用3次以内小放汽；6、保温温度135-172 ，升温总时间2小时以内。本发明提供的蒸煮工艺添加了蒸煮剂，蒸煮均匀且蒸煮工艺多样，造纸级木桨板经过该蒸煮工艺后取得了较好的提纯聚酯效果，该发明最后制得的木浆柏的各项指标可与同类粘胶纤维用棉浆柏指标媲美，从而降低了生产成本。但是我国是一个木材奇缺的国家，用造纸级木桨板改性为木浆柏的生产成本较高，而且用单一的木浆柏生产出来的粘胶纤维，性能单调，彰显个性不突出。而申请号为200910263444. 3，授权公告号为CN101736637A，授权公告日为2010年6月16日的中国发明专利申请公开了一种利用本色未漂竹浆改性制备竹溶解浆的生产方法，步骤是经疏解后的未漂本色竹浆，经浓缩脱水后送入双螺旋辊式磨浆机，在机内继续脱水，并加入药液，浆料在机内完成继续浓缩、揉搓、药液混合工序，然后将浆料输送到蒸煮器，蒸煮完毕后进入包括洗涤、漂白在内的后续工序，直至抄造，其中蒸煮工艺条件为出双螺旋辊式磨浆机浆料温度40-95°C，进入蒸煮器温度40-80°C，液比1:3. 0-7. 0，装斗量150-250kg绝干浆料/m3，升温条件入料温度升温到120°C，时间30_60min，120°C保温 30-120min，放气 5_20min，继续升温到 140-145°C，升温时间 30_60min，在 140-145°C,保温120-180min，保温完毕继续升温到165-170 °C，保温30_180min，保温完毕，降温放料，放料后经洗涤浆料质量指标白度45-75%，α -纤维素85-95%，得率65_85%，粘度14-18mpa. S。本发明利用本色未漂竹浆改性为粘胶纤维用竹浆柏在很大程度上降低了生产成本，扩大了资源供应来源且本法生产制备的竹浆柏α-纤维素含量较高，适用于长、短丝纤维。但是该发明制备的竹浆柏存在以下缺点1、得率较低，最高得率仅为85%。2、α_纤维素含量波动较大，从85%到95%，使得改性出来的竹浆柏α-纤维素含量不稳定。3、纤维平均长度低于造纸木纤维，生产过程灰分、多戊糖含量高，且竹类纤维质硬、厚壁纤维较多、细胞腔窄小、纤维组织致密、细胞中存在空气而导致溶解困难、化工用量大。4、单一的竹浆柏生产出来的粘胶纤维，性能单调，彰显个性不突出。上述的造纸级针叶木浆板改性工艺和利用本色未漂竹浆改性制备竹溶解浆的生产方法生产出来的木浆柏和竹浆柏具有各自的优点与缺点，性能各不相同，各有特色，如肌肤亲和力、纤维的挺度、抗菌抑菌功能、纤维柔感性、防臭性、透气性、着色性、反弹性、吸湿放湿性等。由此可知找出一种改性工艺将两种原料复合改性制备溶解浆，来弥补各自的缺点，保留各自的优点是十分必要的。申请号为200610020971. 8，授权公告号为CN1844497，授权公告日为2006年10月
11日的发明专利公开了一种由木、棉混合生产的复合纤维素新型浆柏及其制造方法。复合纤维素新型浆柏由棉绒、木材、麻、竹材之任意两种或者两种以上的原材料的任意组合所制成，其中的蒸煮工艺为棉采用苛性钠法、木采用硫酸盐法或亚硫酸盐法蒸煮，按绝干重量的5. 0-35. 0%加入NaOH、Na2S、Na2SO3'H2SO3中的一种或几种，液比为1:1. O 9. 5，蒸煮先抽真空，升温次数> I次，小放汽次数> O次，每次升温最高温度< 20(TC，每次升温、保温 n时间< 800分钟。本发明提出了新型粘胶纤维浆柏及其生产的新思路，能有效地将棉、木纤维原料的优点集中起来，取其精华、去其糟柏，提供满足于粘胶纤维彰显不同性能、不同档次对浆柏原料的需要，且扩大了原料的来源，降低了粘胶纤维用浆柏的生产成本。但是该发明涉及的蒸煮工艺采用的蒸煮设备是蒸球、立锅或蒸煮器，其单位设备产量低、使用人工量大、安全性不高，从而导致其生产效率低。其蒸煮液比为I: I. O 9. 5，蒸煮液比大，需加热的液体多，从而导致能耗高。所使用的蒸煮设备热传递效率低，从而导致蒸煮均匀性差，蒸煮周期长。申请号为200810044655. 3，授权公告号为CN101333778，授权公告日为2008年12月31日的发明专利申请公开了一种氧解连蒸法制备溶解浆的生产方法，包括如下步骤棉短绒预处理用双辊磨浆机对棉短绒进行棉短绒开松、旋风分离和除尘、喂料、双辊磨浆处理等预处理；.氧解连蒸采用横管连蒸装置，通过高温、碱、氧气或双氧水的作用，实现连续、快速、低污染的制备溶解棉浆。横管连蒸装置包括预反应料仓、双辊计量器、喂料螺旋、T型管、连蒸管和冷喷放装置。本发明有效实现棉短绒干法备料后的切断、撕裂和细胞初生壁的破坏，棉短绒中大量杂质的物理、化学去除，棉短绒在连蒸装置中的快速降聚和快速降聚下甲种纤维素的提纯，生产环节中废热的回收利用，黑液中COD总量的削减等问题，而且蒸煮均匀、蒸煮周期短。但是该发明只适用于将棉短绒改性制备成粘胶纤维，如果将复合原料用本发明提供的方法来改性制备溶解浆，改性后的溶解浆的质量指标达不到溶解浆的要求，且耗能高，得率低。综上所述，上述几个发明专利主要存在以下缺点1、原料单一，生产出来的溶解浆性能单一、彰显个性不突出。2、单一的原料都有各自的缺点，要么生产成本高、要么得率低、产品质量不稳定。3、生产设备落后、耗能高、蒸煮不均匀。

发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供了一种本色竹纸浆与漂白木纸浆复合改性为溶解浆的蒸煮工艺，该蒸煮工艺能够将本色竹纸浆与漂白木纸浆复合改性为溶解浆，且通过该蒸煮工艺改性制备的粘胶纤维溶解浆与同类粘胶纤维用棉浆柏或木浆柏相比，其质量指标均能满足粘胶纤维用浆柏要求，且质量稳定，得率较高，从而拓宽了原料的选择范围，降低了生产成本，其蒸煮效率高、蒸煮周期短、蒸煮均匀、能耗低。为实现上述目的，本发明采用的技术方案是
本色竹纸浆与漂白木纸浆复合改性为溶解浆的蒸煮工艺，其特征在于将复合纸浆送入管式连续蒸煮器进行蒸煮，所述连续蒸煮器的连蒸管设为3段，其蒸煮工艺要求如下 液比1:2. O 4. O ;
按绝干重量的17 23%加入碱液；
所述连蒸管的与预反应料仓相连的一段的蒸汽温度为105±5°C ；
中间一段的蒸汽温度为140±5°C ；
与冷喷放装置相连的一段的蒸汽温度为150°C 175°C ；
压缩比1 2 3. O。所述本色竹纸浆、漂白木纸浆按以下配比复合而成，本色竹纸浆漂白木纸浆=40% 60% ·Α0% 60%。
所述本色竹纸浆甲纤含量> 94%，聚合度1000-1300DP，灰份< O. 5%，所漂白木纸浆甲纤含量彡91%，聚合度1000-1500DP，灰份< O. 71%。所述碱液为NaOH和Na2SO3的混合溶液，其混合比例为:NaOH Na2S03=90% 98%
2% 10% ο所述本色竹纸浆与漂白木纸浆的复合纸浆在蒸煮前采用干法备料的方法备料。所述干法备料的具体工艺条件是a、纸浆投入量>4吨/批，b、按纤维绝干重量的13 30%加入NaOH溶液，C、液比1:2. 0 5· O。本发明具有以下优点
I、本发明采用本色竹纸浆与漂白木纸浆的复合改性为溶解浆，克服了用单一本色竹纸浆改性竹浆柏得率较低、竹浆柏α -纤维素含量不稳定，纤维平均长度低于造纸木纤维，生产过程灰分、多戊糖含量高，且竹类纤维质硬、厚壁纤维较多、细胞腔窄小、纤维组织致密、细胞中存在空气而导致溶解困难、化工用量大，性能单调，彰显个性不突出的缺陷和用单一的漂白木纸浆改性为木浆柏的成本高、选用范围狭窄、破坏环境的缺陷，采用本发明提供的蒸煮工艺改性的溶解浆与同类的粘胶纤维用棉浆柏、木浆柏相比，其甲纤含量、白度、粘度大体相当，符合粘胶纤维用溶解浆的标准，适用于长短纤维。2、由于本发明的原料是本色竹纸浆和漂白木纸浆，其聚合度均在大体相当，在连续蒸煮器中蒸煮时，液比为1:2. O 4. O ;碱液为NaOH和Na2SO3的混合溶液，其混合比例为NaOH Na2S03=90% 98% 2% 10%，按绝干重量的17 23%加入；连蒸管的与预反应料仓相连的一段的蒸汽温度为105±5°C，中间一段的蒸汽温度为140±5°C，与冷喷放装置相连的一段的蒸汽温度为150°C 175°C;压缩比1 :2 3 ;液比超过1:4.0，将导致连续蒸煮器耗能极大，严重的浪费了能源。连蒸管3段蒸汽温度保证了两种原料的充分蒸煮，避免了一种原料过蒸煮另一种原料欠蒸煮的缺陷的发生，从而使得两种复合原料改性制备的溶解浆的质量指标与单一的棉浆柏或木浆柏大体相当，满足使用要求。3、本发明改性制备出来的溶解浆既具有木浆柏的优点又具有竹浆柏的优点，性能多样化，彰显个性突出。生产时造价低、能耗低、占地面积小、人工小、安全性高。4、选用的本色竹纸浆和漂白木纸浆的质量指标有利于生产过程控制、产品质量稳定、节约化工药液、缩短洗涤流程，节约了水电的消耗。5、本色竹纸浆漂白木纸浆=40% 60% 40% 60%，成品浆柏成形匀度好，强度闻，甲纤闻。6、本色竹纸浆甲纤含量彡94%，聚合度1000-1300DP，灰份彡O. 5%，漂白木纸浆甲纤含量> 88%，聚合度1000-1200DP，灰份< O. 21%。选用上述质量指标有利于复合浆蒸煮均匀，有利于蒸煮工艺过程的控制，节约化工药液，降低生产成本，同时也能更有效的保证溶解浆的质量指标达到粘胶纤维用溶解浆的要求和质量的稳定。
具体实施例方式本色竹纸浆与漂白木纸浆复合改性为溶解浆的蒸煮工艺，所述本色竹纸浆、漂白木纸浆按以下配比组合而成，本色竹纸浆漂白木纸浆=40% 60% :40% 60%，将所述混合后的复合浆送入管式连续蒸煮器进行蒸煮，所述连续蒸煮器的连蒸管设为3段，与预反应料仓相连的一段设有加入碱液的T形管和加入蒸汽的蒸汽管，其他两段均设有加入蒸汽的蒸汽管，其蒸煮工艺要求如下，液比1:2. O 4. O ;碱液为NaOH和Na2SO3的混合溶液，其混合比例为NaOH Na2S03=90% 98% 2% 10%，按绝干重量的17 23%加入；连蒸管的与预反应料仓相连的一段的蒸汽温度为105±5°C，中间一段的蒸汽温度为140±5°C，与冷喷放 装置相连的一段的蒸汽温度为150°C 175°C ;压缩比1 2 3. O。本发明采用本色竹纸浆与漂白木纸浆的复合改性为溶解浆，克服了用单一本色竹纸浆改性竹浆柏得率较低、竹浆柏α -纤维素含量不稳定，纤维平均长度低于造纸木纤维，生产过程灰分、多戊糖含量高，且竹类纤维质硬、厚壁纤维较多、细胞腔窄小、纤维组织致密、细胞中存在空气而导致溶解困难、化工用量大，性能单调，彰显个性不突出的缺陷和用单一的漂白木纸浆改性为木浆柏的成本高、选用范围狭窄、破坏环境的缺陷，采用本发明提供的蒸煮工艺改性的溶解浆与同类的粘胶纤维用棉浆柏、木浆柏相比，其甲纤含量、白度、粘度大体相当，符合粘胶纤维用溶解浆的标准，适用于长短纤维。液比超过I 4. 0，将导致连续蒸煮器耗能极大，严重的浪费了能源。连蒸管3段蒸汽温度保证了两种原料的充分蒸煮，避免了一种原料过蒸煮另一种原料欠蒸煮的缺陷的发生，从而使得两种复合原料改性制备的溶解浆的质量指标与单一的棉浆柏或木浆柏大体相当，满足使用要求。本发明改性制备出来的溶解浆既具有木浆柏的优点又具有竹浆柏的优点，性能多样化，彰显个性突出。生产时造价低、能耗低、占地面积小、人工小、安全性高。选用的本色竹纸浆和漂白木纸浆的质量指标有利于生产过程控制、产品质量稳定、节约化工药液、缩短洗涤流程，节约了水电的消耗。本色竹纸浆漂白木纸浆=40% 60% 40% 60%，成品浆柏成形匀度好，强度高，甲纤闻。为了有利于复合浆蒸煮均匀，有利于蒸煮工艺过程的控制，节约化工药液，降低生产成本，同时也能更有效的保证溶解浆的质量指标达到粘胶纤维用溶解浆的要求和质量的稳定，
本发明将本色竹纸浆与漂白木纸浆的复合纸浆改性为溶解浆的工艺步骤为
备料(常规的干法备料或湿法备料均可)——蒸煮——洗涤——除杂——漂白——二次洗涤——抄柏。而本发明的发明点在于蒸煮工艺，其他工艺可以采用现有技术，也可以采用本发明提供的方法。实施例I Α、备料
将本色竹纸浆占复合浆板40%的复合浆板，用分散装置例如散包机、喂柏机、分叶刀等对混合纸浆板进行分散，用切割设备和粉碎设备如碎浆机、粉碎机将浆板粉碎成絮状，用输送设备(风机、旋风分离器、螺旋输送机)将絮状的复合浆板送入蒸煮设备中，在送入蒸煮设备的过程中，一边投入原料一边加入蒸煮液，此备料方法称为干法备料，其工艺要求为a、纸浆投入量4吨/批，b、加碱量(与纤维绝干量百分比)13 30%，C、液比1:2.0，d、质量指标要求本色竹纸浆甲纤含量94%，聚合度1200，灰份O. 5%，漂白木纸浆甲纤含量91%，聚合度 1100，灰份 O. 71%。采用此备料方法的优点备料地点灵活，可实现机械化作业，降低劳动强度，药液混合均，反应速快、得率高，蒸煮质量好。如果采用此备料方法备料，在连续蒸煮器时要加入碱液。本实施例的备料也可以采用湿法备料，其具体步骤为采用分散装置(散包机、喂柏机、碎浆机、疏解机)一配碱装置一混合装置(溃浸桶)一脱液装置(压榨机、挤浆机)一粉碎装置(粉碎机)一输送装置(螺旋输送机、皮带输送机)一将料投入蒸煮液中。其工艺条件a、纸浆投入量4吨/批，b、冷碱碎浆浆浓2%，c、脱液后浆料干度> 20%, d入球碱量(与纤维绝干量百分比)13%，e、液比1:2. (Γ5. 0，f、质量指标要求本色竹纸浆甲纤含量94%，聚合度1000，灰份O. 5%，漂白木纸浆甲纤含量91%，聚合度1100，灰份O. 71%。 湿法备料的优点控制稳定性好，单机生产能力大，劳动生产率高，制备的碱纤含碱均匀。如果采用此备料方法，在连续蒸煮时可以不加入碱液。B、蒸煮
用螺旋输送机或皮带输送机将步骤A制成的絮状复合浆板送往连续蒸煮器进行蒸煮，如果步骤A采用干法备料，在连续蒸煮时，通过T形管向连续蒸煮器中加入碱液，碱液选用NaOH和Na2SCV混合物，按绝干重量的17%加入，其混合比例为NaOH :Na2S03=90% : 10%液比1:2.0，连蒸管的与预反应料仓相连的一段的蒸汽温度为105，中间一段的蒸汽温度为140，与冷喷放装置相连的一段的蒸汽温度为150°C ;压缩比1 :2。C、蒸煮完毕后放料，进行洗涤、漂白、酸处理、浓缩、除杂、抄造工序。经过本实施例改性制备出来的溶解浆其质量指标如下表所示
1、采用干法备料
早纤 I聚合度 I白度 I灰分 I得率—
89—93% 1500—700 卜8—88% |θ. 1—0.2% 卜5—85%
2、采用湿法备料
￥纤 j聚合度 j白度 j灰分 j得率—
92—93% 1500—600 |8Q—88% |θ. I—O. 2% 卜5 — 85%
实施例2 A、备料
将本色竹纸浆占复合浆板40%的复合浆板，用分散装置例如散包机、喂柏机、分叶刀等对混合纸浆板进行分散，用切割设备和粉碎设备如碎浆机、粉碎机将浆板粉碎成絮状，用输送设备(风机、旋风分离器、螺旋输送机)将絮状的复合浆板送入蒸煮设备中，在送入蒸煮设备的过程中，一边投入原料一边加入蒸煮液，此备料方法称为干法备料，其工艺要求为a、纸浆投入量5吨/批，b、加碱量(与纤维绝干量百分比)15%，C、液比1:3. 0，d质量指标要求本色竹纸浆甲纤含量95%，聚合度1000，灰份O. 5%，漂白木纸浆甲纤含量93%，聚合度1200，灰份O. 71%。采用此备料方法的优点备料地点灵活，可实现机械化作业，降低劳动强度，药液混合均，反应速快、得率高，蒸煮质量好。如果采用此备料方法备料，在连续蒸煮器时要加入碱液。当然本实施例也可以采用湿法备料，其具体步骤为采用分散装置(散包机、喂柏机、碎浆机、疏解机)一配碱装置一混合装置(溃浸桶)一脱液装置(压榨机、挤浆机)一粉碎装置(粉碎机)一输送装置(螺旋输送机、皮带输送机)一将料投入蒸煮液中。其工艺条件a、纸浆投入量5吨/批，b、冷碱碎浆浆浓4%，c、脱液后浆料干度22%，d入球碱量(与纤维绝干量百分比)18%, e、液比1:3. 0，f、质量指标要求本色竹纸浆甲纤含量95%，聚合度1100，灰份O. 5%，漂白木纸浆甲纤含量92%，聚合度1000，灰份O. 71%。湿法备料的优点控制稳定性好，单机生产能力大，劳动生产率高，制备的碱纤含碱均匀。如果采用此备料方法，在连续蒸煮时可以不加入碱液。B、蒸煮
用螺旋输送机或皮带输送机将步骤A制成的絮状复合浆板送往连续蒸煮器进行蒸煮，如果步骤A采用干法备料，在连续蒸煮时，通过T形管向连续蒸煮器中加入碱液，碱液选用NaOH和Na2SO3混合物，按绝干重量的20%加入，其混合比例为NaOH Na2S03=92% :8%液比1:2. 5，连蒸管的与预反应料仓相连的一段的蒸汽温度为105°C，中间一段的蒸汽温度为140°C，与冷喷放装置相连的一段的蒸汽温度为160°C ;压缩比1 :2。C、蒸煮完毕后放料，进行洗涤、漂白、酸处理、浓缩、除杂、抄造工序。经过本实施例改性制备出来的溶解浆其质量指标如下表所示
干法备料
权利要求
1.本色竹纸浆与漂白木纸浆复合改性为溶解浆的蒸煮工艺，其特征在于将复合纸浆送入管式连续蒸煮器进行蒸煮，所述连续蒸煮器的连蒸管设为3段，与预反应料仓相连的一段设有加入碱液的T形管和加入蒸汽的蒸汽管，其他两段均设有加入蒸汽的蒸汽管，其蒸煮工艺要求如下液比:1:2. O 4. O ; 按绝干重量的17 23%加入碱液； 所述连蒸管的与预反应料仓相连的一段的蒸汽温度为105±5°C ； 中间一段的蒸汽温度为140±5°C ； 与冷喷放装置相连的一段的蒸汽温度为150°C 175°C ； 压缩比1 2 3. O。
2.根据权利要求I所述的本色竹纸浆与漂白木纸浆复合改性为溶解浆的蒸煮工艺，其特征在于所述本色竹纸浆、漂白木纸浆按以下配比复合而成，本色竹纸浆漂白木纸浆=40% 60% ·Α0% 60%。
3.根据权利要求I或2所述的本色竹纸浆与漂白木纸浆复合改性为溶解浆的蒸煮工艺，其特征在于所述本色竹纸浆甲纤含量> 94%，聚合度1000-1300DP，灰份< O. 5%，所漂白木纸浆甲纤含量彡91%，聚合度1000-1500DP，灰份< O. 71%。
4.根据权利要求I所述的本色竹纸浆与漂白木纸浆复合改性为溶解浆的蒸煮工艺，其特征在于所述碱液为NaOH和Na2SO3的混合溶液，其混合比例为NaOH Na2S03=90% 98% 2% 10% ο
5.根据权利要求I所述的本色竹纸浆与漂白木纸浆复合改性为溶解浆的蒸煮工艺，其特征在于所述本色竹纸浆与漂白木纸浆的复合纸浆在蒸煮前采用干法备料的方法备料。
6.根据权利要求5所述的本色竹纸浆与漂白木纸浆复合改性为溶解浆的蒸煮工艺，其特征在于所述干法备料的具体工艺条件是a、纸浆投入量> 4吨/批，b、按纤维绝干重量的13 30%加入NaOH溶液，C、液比1:2. 0 5. O。
全文摘要
本发明公布了一种本色竹纸浆与漂白木纸浆复合改性为溶解浆的蒸煮工艺，将复合纸浆送入连续蒸煮器进行蒸煮，连续蒸煮器的连蒸管设为3段，与预反应料仓相连的一段设有加入碱液的T形管和加入蒸汽的蒸汽管，其他两段均设有加入蒸汽的蒸汽管，液比1:2.0～4.0；碱液为NaOH，按绝干重量的17～23%加入；压缩比12～3.0。由于本发明的原料采用的是本色竹纸浆与漂白木纸浆，在很大程度上降低了制备溶解浆的成本，同时也满足粘胶纤维用溶解浆的质量要求。
文档编号D21C3/02GK102720084SQ20121017073
公开日2012年10月10日 申请日期2012年5月29日 优先权日2012年5月29日
发明者于渭东, 刘爱兵, 徐发祥, 杨大平, 竭发全, 薛勤, 谢鹏 申请人:宜宾丝丽雅集团有限公司, 宜宾长毅浆粕有限责任公司