專利名稱：本色未漂竹紙漿改性制備竹溶解漿的方法
技術領域：
本發明涉及用于生產粘膠纖維的竹子溶解漿(竹漿粕)生產工藝及方法，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品的化學 溶解漿和精制漿。
背景技術：
粘膠纖維用漿粕要求其a -纖維含量高，即纖維純度高，現在制備竹子溶解漿(竹 漿粕)均采取預水解+堿法(硫酸鹽法)兩級蒸煮或亞硫酸鹽法的兩級(多級)蒸煮，采 取上述兩種蒸煮制漿技術，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。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 生酸性水解，方可大量在預水解等一級蒸煮中脫去，達到粘膠纖維生產中對半纖維素(聚 戊糖)含量低的要求，在完成一級蒸煮后，二級蒸煮繼續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，反應性能較好的優點，但投資較大， 生產周期長的缺點，其生產規模，產能受到限制，隨著粘膠纖維以及纖維素衍生物行業的發 展，特別是粘膠短絲的發展，對溶解漿(包括棉、木、竹漿粕)需求量增大，而由于人口的增 長，城市化的發展，棉花的種植面積逐年下降，其棉短絨的產量也是逐年下降，價格波動大， 難以保證供應，我國又是一個木材資源匱乏的國家，粘膠纖維用的木溶解漿幾乎全為進口， 國內僅有極少的木材溶解漿生產，且質量不好。無法滿足粘膠行業的需求。竹子是我國的 傳統種植物，特別在南方和西南地區均有大量種植，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，永續利用等特點，利用竹子生產 竹溶解漿也是粘膠纖維產業重點開發的項目。 利用竹漿粕生產竹纖維，具有與傳統棉、木、麻等纖維不同的特性。竹纖維具有獨 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，符合當今人 類追求"環保型""天然型"要求。故開發利用未漂本色造紙級竹漿改性制備竹(子)溶解 漿具有極大現實意義。 現在利用造紙級竹漿改性制備竹漿粕，都采用漂白竹漿(紙級)利用較高濃度的 氫氧化鈉(NaOH)對漂白竹漿進行浸漬，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)中的半纖維溶出，然后再經壓榨，壓榨出多余的堿液(NaOH)再將 提純后的漿料進行適當降粘(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)改性制備竹(子)溶解漿(漿粕)，其a _纖維素較高(最高可達98 % )，其它 指標基本可達到粘膠纖維用標準，是除采用預水解+堿法(硫酸鹽法)和亞硫酸鹽多級蒸 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中對漿粕的重要要求，反應性能差，造成粘膠纖維生產中過濾 性差，易堵噴絲頭，堿預浸時消耗增加，同時CS2也要相應增加，故該法生產的竹子溶解漿 (漿粕)無法滿足粘膠纖維行業的要求，無法與采取其他方法制備的竹漿粕產品竟爭，現該法基本不采用。 根據以上闡述，現有技術不論是預水解+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，生產周期長，要么存在著產品質量缺陷。
發明內容
本發明目的是解決以述幾種方法的缺陷，利用本色未漂造紙級竹漿改性制備竹子 溶解漿(竹漿粕)，降低制備成本，提高產品質量，擴大資源供應來源，尤其是要解決堿精制 法制備產品反應性能不佳的弊端，提供一種利用本色未漂竹漿(造紙級)改性制備竹子溶 解漿(竹漿粕)的生產方法，本法生產制備的竹漿粕除具有a-纖維素含量較高，更具有良 好的反應性能，使所生產的竹子溶解漿(竹漿粕)可達到優于國家標準的產品，且適用于 長、短絲纖維。 為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下 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，其特征在于經疏解后的未漂本色竹漿，經濃縮 脫水后送入雙螺旋輥式磨漿機，在雙螺旋輥式磨漿機內繼續脫水，并加入藥液，漿料在雙螺 旋輥式磨漿機內完成繼續濃縮、揉搓、藥液混合工序，然后將漿料輸送到蒸煮器，在蒸煮器 中進行蒸煮，蒸煮完畢后進入包括洗滌、漂白在內的后續工序，直至抄造。
采用本發明制備竹子溶解漿(竹漿粕)的有益效果表現在 該發明具有流程短，生產周期短，可以在較短蒸煮時間內生產出較高品質粘膠纖 維用竹子溶解漿(竹漿粕)特別是具有較好反應性能(5mlCS2讀秒)、較高甲纖含量(a-纖 維素85-96.0% )達到和優于傳統工藝制備產品水平，本發明具有用途廣泛，不僅可以生產 制備上述粘膠纖維用漿粕，也可以用于生產纖維素衍生物產品。 由于采取本色未漂竹漿(造紙級)具有較高的粘度，(30-50mpa. s)在蒸煮時控制 蒸煮強度，設定適宜的蒸煮溫度、蒸煮時間、用堿量等，促進藥液對纖維細胞壁的破壞，有利 于藥液滲透，采用雙螺旋輥式磨漿機(雙螺桿磨漿機)，可在較高漿濃下(30 50%)對纖維 進行揉搓，加強纖維間的互相磨擦，促使纖維壁破裂，使纖維分絲帚化、扭曲、壓潰，達到增 加纖維表面積目的，有利于提高反應性能。
具體實施例方式
本發明提出的是一種以本色未漂竹漿(造紙級)改性制備粘膠纖維用竹子溶解漿 (竹漿粕)的生產方法，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脫水濃縮，達工藝要求后，進入雙螺旋輥 式磨漿機(雙螺桿磨漿機)繼續擠壓后加藥液，在機內完成漿料與藥液的混合，混合完后排 出機外，由螺旋(皮帶)輸送機送至蒸煮器內，繼續進行蒸煮。蒸煮完畢、放料、洗滌、漂白、 除雜、洗滌濃縮、抄造。 本發明所利用的雙螺旋輥式磨漿機，也稱雙螺旋桿和雙螺旋磨漿機。該機是原型 為用于塑料擠出的設備，經改良后用于本發明中對纖維進行擠壓、濃縮、揉搓和藥液混合， 并可對纖維長度進行調整，經該設備處理后漿料的"分絲帚化"率和比表面積進一步提高。 本發明所用雙螺旋輥式磨漿機由于在塑料擠出領域屬現有技術，因此其具體構造不再過多
5贅述。 所述雙螺旋輥式磨漿機至少有一個洗滌工段和一個藥液混合工段，一般來說擠壓 可設置成兩端，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 工段的螺旋有正螺旋區和反螺旋區，擠壓工段的注水口和藥液混合工段的注藥口設在各自 工段的正螺旋區，擠壓工序貫穿于整個洗滌和藥液混合工段。 雙螺旋輥式磨漿機運行過程中，竹漿纖維之間存在擠壓和摩擦，由此產生一定熱 量為加藥后的反應提供溫度條件在藥液混合工序，藥液混合均勻后，甲磺酸那個此時具有 一定溫度，即可進行初反應，該反應可理解為蒸煮的繼續，所加藥液量和種類根據不同工藝 要求加入，這屬于本領域公知常識。加入藥液并混合均勻漿料，根據后續蒸煮要求，制成不 同液比的漿、水、藥液混合體。從雙螺旋輥式磨漿機排出，經螺旋(或皮帶)輸送機送往蒸 煮器繼續進行適當蒸煮，蒸煮完畢放料，再繼續洗滌、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屬本領域公知常識，不再贅述。
實施例1 :生產長絲漿粕
長絲漿粕工藝過程為 A、竹漿(板)經水力碎漿機疏解后送脫水機在該機內進一步脫水，達到工藝要求 后進入雙螺旋輥式磨漿機在該機，在該機內進一步脫水，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，由輸送機送往蒸煮器。
C、進入蒸煮器后，加熱進行繼續蒸煮。 D、蒸煮完畢后放料，進行洗滌、漂白、酸處理、濃縮、除雜、抄造工序。
其工序條件如下 進入水力碎槳機碎解槳料濃度3_5%，在壓榨機處控制槳料水份12-25 %，進入雙
螺旋輥式磨漿機濃度12_25%，在該機內脫水、揉搓、擠壓段控制濃度為35_60%，進入加藥
段加入藥液后漿料濃度控制在20-50 %，所加入藥液為 NaOH (NaOH計)10-50 % (對絕干竹槳料) Na2S (NaOH計):0. 1-40 % (對NaOH加入量計) H202 (折100%計):2-15% (對絕干竹漿料) 水玻璃(硅酸鈉)0. 5-7. 0% (對絕干竹漿料計)EDTA(乙二胺四乙酸鈉鹽)0. 1-3. 0% (對絕干竹漿料計) 硫酸鎂(MgS04) :0. 5-6. 0% (對絕干竹漿料計) 出雙螺旋輥式磨漿機漿料溫度40-95 °C 進入蒸煮器溫度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 ，時間30-60min
120。C保溫30-120min，放汽5_20min
繼續升溫到140-145°C ，升溫時間30-60min
在140-145°C ，保溫120-180min 保溫完畢，繼續升溫到165-170°C ，保溫30-180min 保溫完畢，降溫放料 放料后經洗滌漿料質量指標 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，按常規操作即可得到符合國家 標準的長絲級竹子溶解漿(竹漿粕)。
實施例2 :生產制備短絲漿
短絲槳工藝過程為 A、竹漿(板)經水力碎漿機疏解后送脫水機在該機內進一步脫水，達到工藝要求 后進入雙螺旋輥式磨漿機在該機，在該機內進一步脫水，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，由輸送機送往蒸煮器。
C、進入蒸煮器后，加熱進行繼續蒸煮。 D、蒸煮完畢后放料，進行洗滌、漂白、酸處理、濃縮、除雜、抄造工序。
其工序條件如下 進入水力碎槳機碎解槳料濃度3_5%，在壓榨機處控制槳料水份12-25 %，進入雙
螺旋輥式磨漿機濃度12_25%，在該機內脫水、揉搓、擠壓段控制濃度為35_60%，進入加藥
段加入藥液后漿料濃度控制在20-50 %，所加入藥液為 Na0H(Na0H計)5—50% (對絕干竹槳料) Na2S (NaOH計):0. 1-40 % (對NaOH加入量計) H202 (折100 %計)0. 1-15% (對絕干竹槳料) 水玻璃(硅酸鈉)0. 1-7. 0% (對絕干竹漿料計) EDTA(乙二胺四乙酸鈉鹽)0. 1-3. 0% (對絕干竹漿料計) 硫酸鎂(MgS04) :0. 1-6. 0% (對絕干竹漿料計) 出雙螺旋輥式磨漿機漿料溫度40-95 °C 進入蒸煮器溫度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 ，時間30-60min， 140。C保溫30-120min，放汽5-20min，繼續 升溫到165-170。C，升溫時間30-60min，在165-170。C，保溫120-180min，保溫完畢，降溫放
料，放料后經洗滌漿料質量指標
白度50-70%
a-纖維素85-95X
得率65-85%
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粘度12-14mpa. s 將上述槳料送漂白、酸處理、除雜、濃縮、抄造工段，按常規操作即可得到符合國家 標準的長絲級竹子溶解漿(竹漿粕)。
權利要求
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，其特征在于經疏解后的未漂本色竹漿，經濃縮脫水后送入雙螺旋輥式磨漿機，在雙螺旋輥式磨漿機內繼續脫水，并加入藥液，漿料在雙螺旋輥式磨漿機內完成繼續濃縮、揉搓、藥液混合工序，然后將漿料輸送到蒸煮器，在蒸煮器中進行蒸煮，蒸煮完畢后進入包括洗滌、漂白在內的后續工序，直至抄造。
2. 根據權利要求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%，進入雙螺旋輥式磨漿機的漿料濃度為12-25%，在雙螺旋輥式磨漿機內脫水、揉搓、擠壓段控制濃度為35-60 % ，進入加藥段加入藥液后漿料濃度控制在20-50 % 。
3. 根據權利要求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至少有一個洗滌工段和一個藥液混合工段，擠壓工段在前，藥液混合工段在后，每個工段的螺旋有正螺旋區和反螺旋區，擠壓工段的注水口和藥液混合工段的注藥口設在各自工段的正螺旋區，擠壓工序貫穿于整個洗滌和藥液混合工段。
4. 根據權利要求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工序為放料、洗滌、脫水、漂白、洗滌、除雜、洗滌、濃縮、抄造。
5. 根據權利要求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漿料溫度40-95t:，進入蒸煮器溫度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，時間30-60min， 120。C保溫30-120min，放汽5-20min，繼續升溫到140-145。C，升溫時間30-60min，在140-145。C，保溫120-180min，保溫完畢，繼續升溫到165-170。C，保溫30-180min，保溫完畢，降溫放料，放料后經洗滌漿料質量指標白度45-75% ， a -纖維素85-95%，得率65-85%，粘度14-18mpa. s。
6. 根據權利要求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)對絕干竹槳料重量百分比10-50%Na2S (NaOH計)對NaOH加入量計重量百分比0. 1-40%H202 (折100%計)對絕干竹槳料重量百分比2-15%水玻璃(硅酸鈉)對絕干竹漿料計重量百分比0. 5-7. 0%EDTA(乙二胺四乙酸鈉鹽)對絕干竹漿料計重量百分比0. 1-3. 0%硫酸鎂(MgS04):對絕干竹漿料計重量百分比0.5-6.0%。
7. 根據權利要求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，按常規操作得到長絲級竹溶解漿。
8. 根據權利要求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漿料溫度40-95t:，進入蒸煮器溫度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 ，時間30-60min， 140。C保溫30-120min，放汽5-20min，繼續升溫到165_170°C ，升溫時間30-60min，在165-170。C，保溫120-180min，保溫完畢，降溫放料，放料后經洗滌漿料質量指標，白度50-70%， a-纖維素85_95%，得率65_85%，粘度12-14mpa. s。
9. 根據權利要求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)對絕干竹槳料重量百分比5-50%Na2S (NaOH計)對NaOH加入量計重量百分比0. 1-40%H202 (折100%計)對絕干竹漿料重量百分比0. 1-15%水玻璃(硅酸鈉)對絕干竹漿料計重量百分比0. 1-7. 0%EDTA(乙二胺四乙酸鈉鹽)對絕干竹漿料計重量百分比0. 1-3. 0%硫酸鎂(MgS04):對絕干竹漿料計重量百分比O. 1-6.0%。
10.根據權利要求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，按常規操作得到短絲級竹溶解漿。
全文摘要
本發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方法，解決堿精制法制備產品反應性能不佳的弊端。步驟是經疏解后的未漂本色竹漿，經濃縮脫水后送入雙螺旋輥式磨漿機，在機內繼續脫水，并加入藥液，漿料在機內完成繼續濃縮、揉搓、藥液混合工序，然后將漿料輸送到蒸煮器，蒸煮完畢后進入包括洗滌、漂白在內的后續工序，直至抄造。本發明降低制備成本，提高產品質量，擴大資源供應來源。本法生產制備的竹漿粕除具有α-纖維素含量較高，更具有良好的反應性能，適用于長、短絲纖維。
文檔編號D21C5/00GK101736637SQ20091026344
公開日2010年6月16日 申請日期2009年12月17日 優先權日2009年12月17日
發明者于渭東, 馮濤, 劉愛兵, 徐發祥, 薛勤 申請人:宜賓長毅漿粕有限責任公司