[發(fā)明專利]一種“機械——活性氧化法”制取全棉桿纖維的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910018269.1
• 申請日: 2009-09-07
• 公開（公告）號: CN101660282A
• 公開（公告）日: 2010-03-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馮恩福;張敏;馮益昌
• 申請（專利權(quán)）人: 泰安思特福科貿(mào)有限公司
• 主分類號: D21C3/22
• 分類號: D21C3/22;D21B1/06;D21B1/34;D21C9/16;D21H17/66
• 代理公司: 泰安市泰昌專利事務(wù)所
• 代理人: 姚德昌

一、 技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種以棉花桿為原料，應(yīng)用“機械——活性氧化法”，制取全棉桿纖維的方法。具體地說是以棉花桿為原料，以“機械——活性氧化法”生產(chǎn)建筑、造紙及其它用途纖維的方法。本方法同樣適用于利用其它禾本科植物秸桿、葦桿、竹材、灌木等作為原料，以生產(chǎn)上述用途的纖維物質(zhì)。

二、背景技術(shù)

森林是地球的重要生態(tài)資源，它除了能防止水土流失、調(diào)節(jié)氣候等作用外，還擔(dān)負(fù)著吸收二氧化碳、釋放氧氣的作用。然而目前世界的森林資源正以每年700×10⁸m²的速度遞減，森林資源用于生產(chǎn)木漿造紙，是造成森林資源加速遞減的重要原因之一；因此，尋找可替代木漿造紙的可再生纖維原料已刻不容緩。

由于棉桿集韌皮纖維和莖桿木質(zhì)纖維于一體，其化學(xué)組成非常接近于闊葉木材質(zhì)（見表1）。

表1：棉桿原料化學(xué)組成（%）和平均纖維長（mm）

資料來源：《植物纖維化學(xué)教材》中國輕工業(yè)出版社2001

我國是個產(chǎn)棉大國，年產(chǎn)高質(zhì)量棉桿在數(shù)千萬噸以上，可目前對這種類似闊葉木的年生資源利用率還不到2O%，多年來人們都想利用這一巨大的資源來代替木材來生產(chǎn)紙漿纖維。

正是由于棉桿的特點是韌皮和莖桿結(jié)合成一體，其韌皮上的僵斑和腐斑不易分離，長期以來不能生產(chǎn)出用以造紙的、替代木纖維紙漿的全棉桿纖維漿。近些年來，雖有極少數(shù)的企業(yè)的棉桿為原料生產(chǎn)出可用以造紙的全棉桿纖維紙漿，但其存在著以下缺點：1、其工藝復(fù)雜，需要的設(shè)備多，投資大；2、耗能高，仍存在著環(huán)境污染問題；3、不能生產(chǎn)出白色的棉桿纖維紙漿，也就是說不能用以白色紙張的生產(chǎn)。

三、發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)的不足：提供一種“機械——活性氧化法”制取全棉桿纖維的方法。它是一種機械強化作用下的、化學(xué)藥劑協(xié)同作用制取白色全棉桿纖維漿的方法，其免蒸煮，不僅節(jié)能顯著，而且不產(chǎn)生嚴(yán)重污染生態(tài)環(huán)境的制漿黑液。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：將去除雜質(zhì)的棉桿進行撕裂、粉碎并揉搓成絲絨狀，加入調(diào)配好的浸漬液進行預(yù)氧化反應(yīng)，并攪拌；再將預(yù)氧化反應(yīng)后的物料進行研磨疏解，經(jīng)研磨疏解后的物料再進行研磨濃縮，同時加入活性氧磨漿漂白液進行漂白；經(jīng)濃縮后的料漿濃度為25～30%；經(jīng)研磨濃縮漂白后的濃漿進行加壓紊流終漂，便可制取全棉桿纖維漿。

其具體工藝過程如下：

1、原料準(zhǔn)備：

整理棉桿，去除雜物，將棉桿撕裂并粉碎，然后揉搓成絲絨狀物料。

2、制取纖維：

2.1予氧化處理：將絲絨物料中加入調(diào)配好的浸漬液進行預(yù)氧化反應(yīng)，并攪拌；對物料進行疏解，同時進行預(yù)反應(yīng)；預(yù)氧化反應(yīng)溫度為70～80℃，預(yù)氧化反應(yīng)的時間控制在40～80分鐘。

浸漬液中的組成，按重量比為：活性氧A的含量為3～1O%、活性氧B的含量為≥2.5μmol/L、活性氧C的含量為≥3μmol/L、活性氧D的含量為0.3～0.8%、活性氧化鈣為10～50%、硅酸鈉為1.5%、磷酸鎂為0.15%、DTPA的含量為0.1%、其余為水，pH值10～11。

其中：活性氧A為過氧化氫，活性氧B為叔丁基醇過氧化物，活性氧C為過氧化氫酶，活性氧D為錳過氧化氫酶。

2.2研磨疏解處理：將予氧化處理后的物料進行研磨疏解處理，均勻碾壓物料的壓縮比為≥4：1，物料的叩解度≥17%，形成絲絨狀細(xì)纖維，分離物料細(xì)胞間層中的纖維素，形成粗漿，色澤由棕色變?yōu)辄S色。

2.3漂白濃縮：將上述研磨疏解處理后的粗漿加入活性氧磨漿漂白劑，進行漂白，并進行濃縮，形成料漿。漂白濃縮的溫度控制在≤60℃；濃縮后的料漿濃度控制在25～30%。

活性氧磨漿漂白劑的加入量按其重量比為：

活性氧磨漿漂白劑 : 棉桿 =（0.04～0.06）：1

活性氧磨漿漂白劑的配方按干棉稈重量比為：過氧化氫3～6%、過氧化氫酶2.5～5μmol/Kg、錳過氧化氫酶3～6μmol/Kg、叔丁基醇過氧化氫0.3～0.6%。 到此時，棉桿已全部疏解成單絲纖維，并且首尾氧在磨熱力的強化作用下，木質(zhì)素等基本溶出，纖維白度達70%以上。

3、終漂處理：