光电生物质纤维素膜生产工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及光电生物质纤维素膜的生产工艺。一种光电生物质纤维素膜生产工艺，其特征在于工艺步骤主要包括：①生物质纤维素胶体的制备：将重量百分比为8.8～9.1%的生物质纤维素甲纤，5～7%的氢氧化钠，余量为水进行混合，再加入二硫化碳反应；②生物质纤维素胶体经过过滤经喷膜装置喷出之后，经过凝固、再生、脱硫、漂白过程，最后再经塑化和表面处理使膜成形；③成形的光电生物质纤维素膜经热风循环烘干，干燥后的光电生物质纤维素膜还要进行再调湿；④测试。为了克服现有常见包装材料防污力差、强度低、易老化、不能降解的不足，本发明工艺简单，适合规模化生产，可大提高生产效率，所生产的光电生物质纤维素膜，产品品质高。
【专利说明】光电生物质纤维素膜生产工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种光电生物质纤维素膜的生产工艺。
【背景技术】
[0002]目前常用的食品、药品包装材料多数为石油制品如:PP膜、PVC膜、PE膜等。这些材料需要浪费大量石油资源，材料本身不易降解容易造成二次污染，带静电、耐温性能差、印刷性能差、不易撕裂等。光电生物质纤维素膜是一种极佳的包装材料，主要用于航空航天、液晶面板生产、食品、药品、及高档礼品的包装。光电生物质纤维素膜采用生物质纯天然纤维素为原料，其产品本身具有其它薄膜类包装材料无可比拟的优越性:原料来自大自然的生物质纤维素，可再生，取之不尽；产品性能优越:不带静电、具有光线扩散性、印刷性能好、可自然降解、可扭曲和水粘接、耐高温等。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种工艺简单、经济实用、适用于工业规模化生产、可大提高生产效率、生产产品品质高的光电生物质纤维素膜的生产工艺。
[0004]本发明公开了一种光电生物质纤维素膜生产工艺，其特征在于工艺步骤主要包括 ①生物质纤维素胶体的制备:将重量百分比为8.8~9.1 %的生物质纤维素甲纤，5~7%的氢氧化钠，余量为水进行混合；
生物质纤维素甲纤与氢氧化钠发生化学反应生成碱纤维素后，再加入二硫化碳，二硫化碳加入的量为上述甲纤重量百分比含量的32%，碱纤维素与二硫化碳发生反应生成纤维素黄酸酯，纤维素黄酸酯溶与水中，从而形成生物质纤维素胶体；
化学反应过程如下:
C6H7(OH) 3 + NaOH — C6H7O2 (OH) 20Na + H2O
C6H7 (OH) 3 + NaOH — C6H7O2 (OH) 20H.NaOH
OC6H9O4
I
C6H9ONa + CS2 <- C=S + Q
I
SNa
②生物质纤维素胶体经过一台纤维素胶体计量泵进入过滤滤器，滤出纤维素胶体的杂质，由喷头的中间进入喷腔，压力下使纤维素胶体从喷腔底部垂直喷出，喷出的胶体与凝固浴槽中的硫酸反应形成白色生物质纤维素薄膜，白色生物质纤维素薄膜进入再生浴槽继续进行化学反应，使生物质纤维素完全生成，成形后的生物质纤维素薄膜经过水洗浴槽除去表面多余的残酸和残硫，进入脱硫浴槽与槽内高温氢氧化钠碱液反应，除去剩余残硫，再进入水洗槽，洗去生物质纤维素膜上的残余碱液，进入放有次氯酸钠的漂白槽除去膜上的有色色素并增加白度，然后进入水洗槽洗去残余的次氯酸钠，再进入放有醋酸或稀盐酸的酸洗槽洗去膜上的残氯同时提高白度，然后进入水洗槽洗去膜上的一切杂物，保证膜的无毒无味，最后再经塑化和表面处理使膜成形；
③成形的光电生物质纤维素膜经热风循环烘干，干燥后的光电生物质纤维素膜还要进行再调湿；
④测试:检测成品水分在6.5±0.6 %，塑化剂在10.0±0.5 %为合格品。
[0005]为了满足光电生物质纤维素膜的技术要求，我们对薄膜行进了酸化处理。所述的上述步骤②中在酸洗槽中对薄膜进行酸化处理，采用的醋酸或药用盐酸浓度为I~2g/L。
[0006]在酸洗槽酸化处理之后的薄膜还要进行塑化和表面处理，塑化剂采用PEG、TEG和医用甘油的混合物，控制浓度50~80g/L，表面处理剂采用了 A、B和C的混合物，其浓度控制为 A:0.2 ~1.0g/L ；B 为:0.5 ~2.5 g/L ；C 为:2.0 ~5.0 g/L ；
其中A为产自德国的GemexZ-7长链脂肪酸季铵盐；
B 为产自 AERODISP ? W1813 (DMF784)硅溶胶；
C为产自日本的 D 8 6 P (Bis (hydrogenated tallow alkyl) dimethyl chlorides,Isopropyl alcohol)。
[0007]生物质纤维素膜经过上述处理之后赋予了良好的韧性和表面性能，能够满足生物质纤维素膜表面复合、印刷、淋膜等要求。
[0008]实验表明加入GemexZ-7与DMF784能有效地提高生物质纤维素膜的表面张力，从而提高生物质纤维素薄膜的质量。
[0009]所述烘干过程是在40~120°C下烘干200~260秒；所述调湿是在温度40~100°C下，湿度控制在40~80RH%。
[0010]与现有技术相比，本发明的优点:
生物质纤维素胶体作为光电生物质纤维素膜的原料，影响产品的整体质量，光电生物质纤维素膜要求产品具有较高的匀度，以满足后续加工。光电生物质纤维素膜区别与其他膜的特点是具有良好的韧性、较高的表面张力和气体阻隔性。
[0011]本发明纺膜的关键设备采用瑞士进口，属于国际最先进的喷膜装置。使用这种设备制取的光电生物质纤维素膜匀度可以达到Iym以下。能够满足光电生物质纤维素膜的质量要求。
[0012]生物质纤维素胶体经喷膜装置喷出之后，经过凝固、再生、脱硫、漂白变成了无色透明的薄膜。
[0013]温度能提高纺膜药液的稳定性，作为优选，温度控制在10~100°C。
[0014] 光电生物质纤维素膜靠干燥器内的烘缸传递，热空气由在缸之间专门设计的分配器垂直吹到膜的表面，进行干燥，湿空气由排湿风机抽出；干燥后的光电生物质纤维素膜还要进行再调湿，调湿的目的是改变纸的外在水份和内在水份的关系，使膜的含水率变得稳定，内部结构稳定，内应力平衡。
[0015]实验表明，不加AER0DISP ? W1813 (DMF784)，产品会出现粘结，影响使用；不加GemexZ-7，产品表面张力小，不能进行后续深加工；不加KWO，产品尺寸稳定性差，影响产品美观度机后续使用效果。单独添加A:AER0DISP ? W1813 (DMF784)、B:GemexZ-7长链脂肪酸季铵盐和 C:日本的 D 8 6 P (Bis (hydrogenated tallow alkyl) dimethyl chlorides,Isopropyl alcohol)只能单一改善产品抗粘性、表面张力及尺寸稳定性,不能整体提升产品品质。具体实验数据如下表:详见图9。
[0016]—、GemexZ-7与表面张力的关系。
[0017]1、表面张力与GemexZ-7浓度的关系，详见图5。
[0018]2、表面张力与温度的关系，详见图6。
[0019]3、表面张力与pH值的关系,详见图7。
[0020]4、表面张力与处理时间的关系，详见图8。
上述试验分析如下:
膜的表面张力受药液浓度影响较大，随着药液浓度的提高，膜的表面张力先增大后降低，当药液浓度在0.5g/l时达到最大值；
膜的表面张力随温度的升高而降低，而常规生产过程中药液温度不能高于20°C，因此适宜的特殊表面处理温度为10 - 200C ；
对膜的表面处理是在酸性药液中进行的，通过多次试验得出，PH在4.5 — 5.5之间时膜的表面张力最高。因此，膜表面特殊处理所用药液的最佳PH值为:4.5 — 5.5 ;
膜在药液中的处理时间也影响其表面张力的大小，且处理时间越长表面张力越大。
[0021]二、A:AER0DISP ? W1813 (DMF784)与抗粘性的关系
1、抗粘性与DMF784浓度的关系
【权利要求】
1.一种光电生物质纤维素膜生产工艺，其特征在于工艺步骤主要包括: ①生物质纤维素胶体的制备:将重量百分比为8.8~9.1 %的生物质纤维素甲纤，5~7%的氢氧化钠，余量为水进行混合； 生物质纤维素甲纤与氢氧化钠发生化学反应生成碱纤维素后，再加入二硫化碳，二硫化碳加入的量为上述甲纤重量百分比含量的32%，碱纤维素与二硫化碳发生反应生成纤维素黄酸酯，纤维素黄酸酯溶与水中，从而形成生物质纤维素胶体； ②生物质纤维素胶体经过一台纤维素胶体计量泵进入过滤滤器，滤出纤维素胶体的杂质，由喷头的中间进入喷腔，压力下使纤维素胶体从喷腔底部垂直喷出，喷出的胶体与凝固浴槽中的硫酸反应形成白色生物质纤维素薄膜，白色生物质纤维素薄膜进入再生浴槽继续进行化学反应，使生物质纤维素完全生成，成形后的生物质纤维素薄膜经过水洗浴槽除去表面多余的残酸和残硫，进入脱硫浴槽与槽内高温氢氧化钠碱液反应，除去剩余残硫，再进入水洗槽，洗去生物质纤维素膜上的残余碱液，进入放有次氯酸钠的漂白槽除去膜上的有色色素并增加白度，然后进入水洗槽洗去残余的次氯酸钠，再进入放有醋酸或稀盐酸的酸洗槽洗去膜上的残氯同时提高白度，然后进入水洗槽洗去膜上的一切杂物，保证膜的无毒无味，最后再经塑化和表面处理使膜成形； ③成形的光电生物质纤维素膜经热风循环烘干，干燥后的光电生物质纤维素膜还要进行再调湿； ④测试:检测成品水分在6.5±0.6 %，塑化剂在10.0±0.5 %为合格品。
2.如权利要求 1所述的光电生物质纤维素膜生产工艺，其特征在于所述的上述步骤②中在酸洗槽中对薄膜进行酸化处理，采用的醋酸或药用盐酸浓度为I~2g/L。
3.如权利要求1所述的光电生物质纤维素膜生产工艺，其特征在于在酸洗槽酸化处理之后的薄膜还要进行塑化和表面处理，塑化剂采用PEG、TEG和医用甘油的混合物，控制浓度50~80g/L，表面处理剂采用了 A、B和C的混合物，其浓度控制为A:0.2~1.0g/L ；B为:0.5 ~2.5 g/L ；C 为:2.0 ~5.0 g/L ； 其中A为产自德国的GemexZ-7长链脂肪酸季铵盐； B为商标为AERODISP的W1813 (DMF784)硅溶胶； C 为日本产的 D 8 6 P (Bis (hydrogenated tallow alkyl) dimethyl chlorides,Isopropyl alcohol)。
4.如权利要求1所述的光电生物质纤维素膜生产工艺，其特征在于所述烘干过程是在40~120°C下烘干200~260秒；所述调湿是在温度40~100°C下，湿度控制在40~80RH%。
【文档编号】C08L1/24GK104072810SQ201410179364
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年4月30日 优先权日:2014年4月30日
【发明者】李哲, 陈汉爱, 江恒 申请人:新疆元泰新材料有限公司