本发明涉及一种钞票纸用干切棉纤维浆粕及其生产工艺，属于钞票纸纸浆制备技术领域。
背景技术
钞票纸用棉纤维浆料有两种，一种是自制棉纤维浆料，一种是外购棉纤维浆板。
自制棉纤维浆料生产是钞票纸生产企业外购棉纤维原料进行蒸漂制浆，制得棉纤维浆料，外购棉纤维浆板是外协加工企业采购棉纤维原料进行蒸漂制浆，再利用纸机干燥浆料制得浆板，供钞票纸生产企业使用。棉纤维浆板生产工艺流程如图1所示，主要包括以下步骤：利用清花设备对棉纤维原料进行开松除杂处理，对开松除杂后的棉纤维原料(如三级棉、棉短绒等)进行蒸漂制浆，制浆方法为碱法蒸煮后漂白或碱性过氧化氢法一次蒸漂完成，对蒸漂后的浆料进行洗涤和切断，再利用纸机干燥浆料抄造成浆板，打包浆板成品。其中，外购棉纤维浆板存在生产成本高和浆料质量差等问题。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种钞票纸用干切棉纤维浆粕的生产工艺，通过对棉纤维实现干法均匀切断，达到降低浆料生产能耗，提高浆料质量与成纸质量的效果。
为达到上述目的，本发明提供了一种钞票纸用干切棉纤维浆粕的生产工艺，其包括以下步骤：
(1)去除棉纤维原料中的杂质，采用干切法将棉纤维原料均匀切断；
(2)将干切后的棉纤维原料进行蒸漂制浆，得到浆料；
(3)对浆料进行洗涤、挤压脱水，使浆料的干度达到50％以上，然后将浆料打包，得到钞票纸用干切棉纤维浆粕。
本发明所提供的钞票纸用干切棉纤维浆粕的生产工艺是钞票纸用棉纤维浆料的先进生产工艺，其是在现有棉纤维浆料工艺基础上，添加干法备料设备与工序，实现制浆用棉纤维原料的干法均匀切断，提高浆料可漂性与匀整度，降低生产消耗，提高浆料质量，进而提高棉浆抄纸的纸张质量。其中，在步骤(1)中，所述干切法可以采用梳切或散切的方式进行，优选采用梳切法。
在本发明的生产工艺中，梳切备料是棉纤维原料经清梳联系统开松除杂后进行梳棉加工，将绝大多数棉纤维进行纵向排列，梳理后的棉条喂料至切料机，切料机通过回转动刀和固定底刀的剪切作用切断纤维，切后原料供后续蒸漂和精浆使用。采用梳切的方式时，优选控制以下参数：切料长度l＝v带/(n×v刀)，其中，n为动刀片数；v刀为动刀转速，单位为转/分；v带为喂料速度，单位为米/分，即动刀片数一定时，可通过调整动刀转速和送料速度等参数调节来调整和确定切料长度。根据本发明的优选实施方案，当切料长度为2mm(满足钞票纸精浆生产要求)时，干切后的棉纤维原料中纤维的分布情况如下：长度在1mm以下的棉纤维的数量为4-7％，长度在1-4mm的棉纤维的数量为85-90％，长度4mm以上的棉纤维的数量为6-9％，各种棉纤维的数量之和为100％；更优选地，以梳切2mm棉纤维原料计，干切后的棉纤维原料中，长度在1mm以下的棉纤维的数量低于6％，长度在1-4mm的棉纤维的数量约为88％，长度4mm以上的棉纤维的数量低于7％，各种棉纤维的数量之和为100％。上述数量百分比为纤维根数的百分比，即一定长度范围内的纤维根数占总纤维根数的百分比。通过干切棉纤维原料制得的浆料无需半浆处理，浆料只含游离水，浆料脱水干燥难度低，为浆粕生产提供了技术保障。
在本发明的生产工艺中，优选地，在步骤(2)中，所述蒸漂制浆采用生物酶法进行，因为采用了梳切法的干切棉纤维原料，蒸漂制浆工艺可以得到优化，本发明可以采用生物酶对干切后的棉纤维原料进行预处理，再采用碱性过氧化氢法进行漂白。
在本发明的生产工艺中，优选地，所述生物酶法采用的酶为果胶酶。以棉纤维原料的质量计，所述果胶酶的加入量可以控制为0.2-0.5％；优选地，预处理的反应温度为60℃，反应时间为30分钟。
在本发明的生产工艺中，在步骤(3)中，对蒸漂后的浆料进行洗涤之后，应利用挤压的方式尽量脱去浆料中的水分，必要时可以辅助对浆料进行真空吸水处理。
在气温较低的季节(冬季，日平均气温低于5度)，挤压脱水的浆粕的干度在50％以上，无需干燥即可直接运输或使用。在气温较高的季节(冬季以外的三个季节，日平均气温高于5度)，为防止浆料腐败，夏季(6-8月)需要将浆料干燥至干度85％以上，春秋季(3-5月和9-11月)需要将浆料干燥至干度75％以上，然后再将浆料打包，供钞票纸生产使用。其中，干燥处理可以通过对挤压脱水后的浆料进行闪蒸干燥或者桨叶干燥的方式进行。
除了干燥处理之外，在春、夏、秋三个季节，也可以考虑向制备得到的钞票纸用干切棉纤维浆粕添加杀菌剂(例如异塞锉啉酮类杀菌剂或其他浆料杀菌剂抑菌剂)，即可直接运输使用挤压脱水后的浆粕(干度50％以上)。
本发明还提供了一种钞票纸用干切棉纤维浆粕，其是通过上述生产工艺制备的。
本发明所提供的技术方案具有以下技术效果：
1、成本优势：
同现钞票纸生产所用浆板相比，本发明的技术方案的生产成本更低，其中一部分是切料成本，干切浆粕是干切法切断棉纤维，干切棉纤维制得的浆料只含游离水，为棉纤维的湿法应用和节能干燥提供便利，同湿法切断棉纤维比，切料能耗大大降低；另一部分是干燥成本，棉浆板是切料打浆后用纸机干燥，干切浆粕无需湿法打浆，纤维不吸水润胀，浆料只是含有游离水，挤压脱水干度高，可直接使用，减少干燥成本，即便干燥到85％以上的干度，其脱水成本也低于棉浆板生产。
2、质量优势：
干切棉纤维浆粕纤维匀整性好，同时无需湿法打浆切断，纤维无润胀，能够避免后续干燥过程造成的纤维的收缩和角质化，减少生产过程对浆料质量的不利影响。
3、制浆浆工艺优化：
采用干切法加工棉纤维原料，原料含杂降低至0.1％左右(加工棉含杂0.4％左右，原棉含杂0.8％左右)，基本无肉眼可视大杂质，所以可以优化制浆工艺，采用生物酶法等温和生产工艺进行制浆。
附图说明
图1为棉纤维浆板生产工艺流程示意图。
图2为实施例2提供的钞票纸用干切棉纤维浆粕的生产工艺流程示意图。
图3为梳切备料工艺流程示意图。
图4为散切备料工艺流程示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例1
采用自制半浆和干切料自制浆进行干燥试验，具体试验情况如下：
1、试验原料
自制半浆：造纸三部梳落棉蒸漂浆，切料至湿重20g左右。
干切料自制浆：腾龙集团散切三级棉、梳落棉和棉短绒混合蒸漂浆(混合比例为1:1:1)。
此试验是为了对比不同浆料的脱水难易程度和干燥效果，故采取了统一的蒸漂工艺，采用常规生产工艺即可。上述浆料的制浆工艺的主要工艺参数如表1所示。
表1
其中，tc-1为湿润剂，dtpa(二乙基三胺五乙酸)为稳定剂。
2、干燥方法：
闪蒸干燥：热风干燥
桨叶干燥：桨叶接触干燥
3、干燥试验：
两种原料的初始干度为人工挤压后干度，自制半浆为18.5％，散切料自制浆为36.36％。应用两种干燥方法对两种原料进行干燥试验，并调整干燥工作参数，共进行9个方案干燥试验，具体情况如表2所示。
表2
由表1的干燥试验结果可以看出，干切棉纤维原料制得的浆料干燥脱水难度低，纤维无缠绕，可以进行浆粕生产。
实施例2
本实施例提供了一种钞票纸用干切棉纤维浆粕的生产工艺，其流程如图2所示，具体包括如下步骤：
干法备料：采用三级棉原料，进行梳棉和切料，具体流程为开松、除杂、上料、梳棉、收条、切料，切料长度2毫米。
蒸漂制浆：采用蒸球设备对浆料进行蒸漂，碱(氢氧化钠)量为2％，过氧化氢量为1.5％，温度为90℃，蒸漂时间60分钟。
浆料洗涤：对浆料进行洗涤。
挤压脱水：浆料洗涤后进行挤压脱水，挤压脱水后干度为56％。
浆粕干燥：对挤压脱水的浆料进行闪蒸干燥，闪蒸干燥的温度设定为130℃，出料量为600公斤每小时，出料干度为85％。
计量打包：对完成干燥的浆粕进行计量打包，得到浆粕成品。
不同备料工艺的切料成本对比如表3所示。
表3
梳切备料的工艺流程如图3所示，具体包括以下步骤：
梳切备料是棉纤维原料经清梳联系统开松除杂后进行梳棉加工，将绝大多数棉纤维进行纵向排列，梳理后的棉条喂料至切料机，切料机通过回转动刀和固定底刀的剪切作用切断纤维，切后原料供后续蒸漂和精浆使用。
切料长度设定说明：
n动刀片数、v刀动刀转速(转/分)和v带喂料速度(米/分)决定切料长度，具体计算如下：
切料长度l＝v带/(n*v刀)
即动刀片数一定时，可通过动刀转速和送料速度等参数调节来调整和确定切料长度。切料长度2毫米时，刀片数6片，动刀转速500转/分钟，送料速度为6米/分钟。
梳切后纤维分布：
切料长度设定为2毫米(满足钞票纸精浆生产要求)时，纤维分布如下：长度在1mm以下的棉纤维的量为4-7％，长度在1-4mm的棉纤维的量为85-90％，长度4mm以上的棉纤维的量6-9％。
散切备料的工艺流程如图4所示，具体包括以下步骤：
散切备料是棉纤维经过开松除杂后，将散乱的棉花直接送料至切料机切料，切料机料仓出口加筛网，切料机刀片数量一定，通过设定送料速度、切刀转速、出料风力和筛孔参数等调整和确定切料长度，切后原料供后续蒸漂和精浆使用。
切料原理：开松后的棉纤维原料送料至切料机，一次切断的棉纤维原料进入料仓，在出料风机的抽风作用下，一部分切短原料通过筛网传送出去，出料长度和筛网孔径、开孔率和抽风作用大小有关，偏长的原料滞留在料仓，在切刀旋转的带动下进入下一切料流程。
散切后纤维分布：
切料长度设定为2-3毫米(满足钞票纸精浆生产要求)时，纤维分布如下：长度在1mm以下的棉纤维的量为15％以内，长度在1-4mm的棉纤维的量为60-70％，长度4mm以上的棉纤维的量15％以上。
现浆板生产企业为湿法备料，切料方式同造三托纳多加工，为蒸漂后切料，吨切料电耗在千元以上，干切浆粕无论是梳切还是散切，吨切料电耗均远远低于浆板生产企业现生产工艺。
本实施例制备的干切浆粕棉纤维长度分布均匀，优于现湿法备料的浆板，利于提高浆料质量；干切浆粕无纤维润胀吸水后再干燥过程，减少了生产加工过程对棉纤维的伤害，利于提高浆料质量。