專利名稱：一種以桑枝條全桿為原料的化學(xué)機(jī)械漿的制漿工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種造紙制漿工藝，特別是一種利用桑枝條為原料的化學(xué)機(jī)械漿的制漿工藝。
背景技術(shù)：
隨著紙業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和紙消費(fèi)量的增加，造紙的原料結(jié)構(gòu)也在不斷地演變。作為中國“四大發(fā)明”之一的造紙術(shù)，誕生于東漢時(shí)期的蔡倫時(shí)代，當(dāng)時(shí)造紙的原料是以麻為主的破布和漁網(wǎng)；到了唐宋年間，造紙開始使用麻、樹皮、稻草等原料；隨后人們發(fā)現(xiàn)，木材因其纖維形態(tài)比其它原料好，而且，易制造出各種高質(zhì)量的產(chǎn)品，生產(chǎn)效率高，易于污染治理，體積密集，便于運(yùn)輸、保存比其它原料更適合于現(xiàn)代化大生產(chǎn)，但在我國，由于建國后對紙業(yè)的屬性認(rèn)識不足，加上中國森林資源非常貧乏，阻礙了中國紙業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)在，結(jié)合我國竹子資源豐富的實(shí)際情況，雖然已成功地將其作為造紙?jiān)鲜褂?，但是，還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足造紙?jiān)系男枰?，目前國?nèi)各科研院校及科研機(jī)構(gòu)都在大力進(jìn)行各種造紙?jiān)系拈_發(fā)，桑枝制漿就是其中之一。
桑樹是多年生草本植物，具有生長快，枝條產(chǎn)量高等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)其韌皮部纖維占全桿總量的26％-30％，長纖維含量占40％-50％，是一種優(yōu)質(zhì)的造紙?jiān)?。利用桑枝制漿造紙，可以緩解當(dāng)前我國造紙工<p>

實(shí)施例4按下表比例取單體甲基丙烯酸十二氟庚酯41.60g，丙烯酸硬脂醇酯7.80g，苯乙烯6.20g，丙烯酸3-氯-2-羥基丙酯0.82g，甲基丙烯酸脲基乙酯QM-15583.80g，鏈轉(zhuǎn)移劑十二烷基硫醇0.18g，乳化劑全氟辛基三甲基碘化銨2.20g，脂肪醇聚氧乙烯醚OS-153.00g，去離子水113.00ml，于反應(yīng)容器中經(jīng)高壓均質(zhì)機(jī)乳化得到穩(wěn)定的預(yù)乳化液，取2，2′-偶氮雙(2-脒基丙烷)二鹽酸鹽1.40g溶解于20ml去離子水中，將預(yù)乳化液1/5加入裝有攪拌器、溫度計(jì)、冷凝器的反應(yīng)器中，通入氮?dú)馊パ鹾?，攪拌加熱，升?0～80℃，加入1/5引發(fā)劑，反應(yīng)半小時(shí)后再分別滴加剩余的預(yù)乳化液及引發(fā)劑，3小時(shí)滴加完全后繼續(xù)反應(yīng)6小時(shí)，降溫，加入乙酸調(diào)整pH值為4.5～5.5，得到固含量33％的乳液型整理劑，比重1.01～1.06，分子量為18000～37000。
表二韌皮部組織結(jié)構(gòu)

表三、桑枝條中韌皮和芯桿比例

從以上三表可知，桑枝條全桿混合制漿的技術(shù)難點(diǎn)主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面(一)由于桑枝韌皮部和芯桿化學(xué)組成有較大差異，混合制漿過程中，特別是在浸漬過程中，要同時(shí)達(dá)到對韌皮部和芯桿的堿化充分很難，不容易找到適合的浸漬液和浸漬工藝條件，容易導(dǎo)致纖維潤脹不充分的現(xiàn)象，影響制漿效果；(二)由于桑枝韌皮部和芯桿纖維形態(tài)也很不相同，纖維長短差距很大，混合制漿過程中，如果纖維太長，造紙時(shí)容易發(fā)生蓄聚，如果纖維太短，所制紙張的強(qiáng)度不夠，因此，在制漿過程中，必須解決所制紙漿符合生產(chǎn)高檔紙的要求，但至今尚未解決；正是因?yàn)樯鲜鲭y點(diǎn)，采用桑枝條為制漿原料，現(xiàn)有技術(shù)只能將韌皮和芯桿分離進(jìn)行分別制漿，但韌皮和芯桿分離過程困難，一般要求在分離前將桑枝條充分浸泡，并且浸泡時(shí)間必須長，桑枝水分含量應(yīng)高，并采用人工分離，根本不能適應(yīng)工業(yè)化大生產(chǎn)的需要，因此用韌皮和芯桿分別制漿的方法一般僅限于手工作坊，在我國用韌皮制化學(xué)漿抄高檔紙有悠久的歷史，如宣紙、擦鏡紙、濾紙等，由于原料和制漿要求的限制，生產(chǎn)規(guī)模很小，如果僅采用韌皮部作為制漿原料，由于其在整個(gè)桑枝條中所占的比例小，如全用韌皮進(jìn)行制漿造紙，則其他部位丟損大，成本高，如何充分利用芯桿制造高檔紙成了亟待解決而至今還未解決的技術(shù)問題；第二，韌皮部外表塵埃難以去除在韌皮部的外表面上有一層很薄的塵埃，這種塵埃與韌皮緊密相聯(lián)，如不去除干凈將造成紙面上有洞穿、疤子等紙病，將影響成紙質(zhì)量和產(chǎn)量。唯一可采用化學(xué)方法專門對韌皮部分制漿。通過加大化學(xué)藥液的劑量對韌皮進(jìn)行蒸煮、然后采用幾段洗滌可自行去除塵埃，如宣紙、擦鏡紙、濾紙等的制漿工藝就是采用此方法生產(chǎn)。但這種制漿工藝存在漿的得率很低，生產(chǎn)成本高缺陷，且無法用于大生產(chǎn)要求，經(jīng)濟(jì)性較差。
對全桿采用化學(xué)法制漿，因芯桿不存在塵埃問題，如采用相同的化學(xué)藥液就會出現(xiàn)或藥液過量芯桿纖維受損嚴(yán)重，漿的得率和強(qiáng)度過低；或藥液用量不足造成塵埃無法根除，韌皮纖維束較多，漿的質(zhì)量很差，因此很難對藥液量進(jìn)行準(zhǔn)確的控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)而提供一種以桑枝條全桿為原料的化學(xué)、機(jī)械式制漿工藝，該工藝不僅適合于工業(yè)化大生產(chǎn)，并能夠采用桑枝條全桿混合制漿，充分利用了資源，能夠解決韌皮部外表塵埃的去除問題，所制紙漿符合生產(chǎn)高檔紙的質(zhì)量要求。
考慮到以桑枝條全桿為原料，如按常規(guī)的化學(xué)法制漿將遇到許多難以解決的技術(shù)難題，本發(fā)明根據(jù)桑枝條全桿的本身特性，改進(jìn)了現(xiàn)有的化學(xué)機(jī)械漿的制漿工藝，來達(dá)到本發(fā)明的目的。
一種以桑枝條為原料的化學(xué)機(jī)械漿的制漿工藝，按如下步驟進(jìn)行(1)切片將桑枝條切成長度為10～18mm的直切片；(2)洗滌前汽蒸將上述直切片送入汽蒸倉，并向汽蒸倉內(nèi)加入直切片重量(凈重)2-3％的氫氧化鈉溶液(濃度為50～100g/l)，在汽蒸排汽溫度為40～60℃的條件下，汽蒸時(shí)間20-40分鐘；(3)洗滌將汽蒸后的直切片在40～70℃的水中洗滌；(4)洗滌后汽蒸將洗滌后的直切片送入汽蒸倉，在汽蒸排汽溫度為35～70℃的條件下，汽蒸時(shí)間20-30分鐘左右；(5)一段壓榨將再次汽蒸后的直切片送入第一段螺旋擠壓機(jī)內(nèi)在1～2公斤壓力下進(jìn)行擠碾撕裂處理成壓縮物料，本段直切片的壓縮比為1∶4；
(6)二段壓榨將已經(jīng)壓榨后壓縮物料送入第二段螺旋擠壓機(jī)內(nèi)在1.5～2公斤壓力下進(jìn)行擠碾撕裂處理成二次壓縮物料，本段壓縮物料的壓縮比為1∶4；(7)浸漬將經(jīng)過兩段壓榨后的物料送入浸漬器中，并向浸漬器中加入物料重量(凈重)3～5％的氫氧化鈉(濃度為70～130g/l)、2～5％的雙氧水、3～5％的硅酸鈉(俗稱水玻璃)和0.2～0.4％的DTPA(化學(xué)名稱二乙烯三胺五乙酸，其分子式C14H23N3O10)，對物料浸漬2～5分鐘即可；(8)反應(yīng)將浸漬后的物料送入反應(yīng)倉內(nèi)反應(yīng)，停留時(shí)間為30～50分鐘，溫度為50～80℃；(9)后處理將反應(yīng)后的物料送入兩段磨漿工段，磨漿后進(jìn)行消潛處理，而后篩選凈化，濃縮至成漿。后處理步驟為常規(guī)步驟通過上述化學(xué)機(jī)械漿制漿工藝所制成的成漿的物化特性如下表，符合制造高檔紙的質(zhì)量要求。
表四成漿的物化特性

本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)有如下優(yōu)點(diǎn)
(1)提高了切片合格率在制漿造紙系統(tǒng)中備料是關(guān)鍵的一環(huán)，料備的好與壞，直接關(guān)系到下料的暢通。常規(guī)用的切片機(jī)切出的木片或竹片均為斜切片，這樣可有效的增加比表面積，并且因有一定的傾斜度可減少料片下料時(shí)的重疊造成堵料現(xiàn)象。用常規(guī)的方法進(jìn)行桑枝條切料則出現(xiàn)了較大的難度，其原因是桑枝條的韌皮具有一定的韌性，由于備料用的切片刀上、下刀間有一定的間隙，造成韌皮部難以切斷，無法下料，本發(fā)明打破造紙備料過程固有的切片模式，改變原有的切料方式，大膽采用造紙界從未用過的切料方式，由原來的斜切片改為直切片，將桑桿韌皮徹底切斷，從而提高了切片合格率；(2)改變APP汽蒸方式，脫除塵埃效果好一般APP料片的汽蒸是直接通蒸汽即可，考慮到韌皮部存有大量的塵埃，這些塵埃如不除去將直接影響漿的質(zhì)量，造成紙面上有洞穿或者疤子，但這些塵埃一般不會輕易除去，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室化學(xué)法制桑枝韌皮漿的經(jīng)驗(yàn)，在汽蒸的同時(shí)增加了一定量的藥液，可達(dá)到較為充分地脫除塵埃的目的；浸漬效果好在浸漬段主要是控制好所加藥液量，既要保證桑枝表皮塵埃能盡量去除，又要能使纖維充分潤脹，便于高濃磨漿時(shí)纖維長短切割均勻、分絲帚化好，再加上篩選段的相關(guān)處理，成漿的纖維長短能達(dá)到很好的一致性，這樣既能保證成紙的松厚度、勻整度，還能滿足印刷紙的適應(yīng)性。浸漬的目的主要是為軟化木質(zhì)素，便于磨漿，針對桑枝條結(jié)構(gòu)的特殊性，即韌皮含果膠量較闊葉材多，且表面有一層塵埃附著，由于桑枝吸水性較強(qiáng)，浸漬、壓榨效果較好，堿液等滲透較快，堿吸收多，易打滑，這就造成料子在螺旋機(jī)中輸送不暢，常堵塞，故只有一段浸漬即可，為了保證成漿強(qiáng)度，一段浸漬的堿量較大，雙氧水加入量也較大，充分保證了浸漬效果；此種桑枝制漿工藝漿得率較高，所消耗的化工藥品與APMP生產(chǎn)線制楊木、馬尾松漿比較有一定的優(yōu)越性。
(3)改變壓榨壓潰時(shí)的工藝條件按APP常規(guī)模式，對料片的壓榨壓潰一般采用兩段進(jìn)行，兩段的壓力相同。由于桑枝條結(jié)構(gòu)的特殊性，即韌皮纖維的長度太長和芯桿纖維長度太短，如仍按原方法進(jìn)行，則可能出現(xiàn)長纖維束較多(壓力不夠)和短纖維受損嚴(yán)重(壓力過大)兩級分化的局面，這樣的漿料用于造紙，將造成成紙勻度很差，強(qiáng)度達(dá)不到要求，根本無法滿足生產(chǎn)要求。通過多次中、小型實(shí)驗(yàn)，分別找到一、二段合適的壓榨壓力即一段壓力輕微，二段壓力稍重，一段壓榨主要用于對表皮的作用，二段壓榨主要用于對全桿的作用，通過減輕第一段壓榨的壓力到延長表皮的反應(yīng)時(shí)間，進(jìn)一步去除塵埃，保護(hù)芯層纖維的作用，從而有效的提高了芯層漿的得率；(4)該工藝能夠采用桑枝條全桿混合制漿，將芯桿這種纖維短但含量高的材料予以了充分地利用，并且所制的成漿達(dá)到了制高檔紙的要求，充分利用了資源，同時(shí)，該工藝因解決了上述技術(shù)問題，適合于工業(yè)化大生產(chǎn)。


圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明并不只限于這些例子實(shí)施例1一種以桑枝條為原料的化學(xué)機(jī)械漿的制漿工藝，按如下步驟進(jìn)行(1)切片將桑枝條切成長度為10mm的直切片；(2)洗滌前汽蒸將上述直切片送入汽蒸倉，并向汽蒸倉內(nèi)加入直切片重量(凈重)2％的氫氧化鈉溶液(濃度為100g/l)，在汽蒸排汽溫度為60℃的條件下，汽蒸時(shí)間20分鐘；(3)洗滌將汽蒸后的直切片在70℃的水中洗滌；(4)洗滌后汽蒸將洗滌后的直切片送入汽蒸倉，在汽蒸排汽溫度為70℃的條件下，汽蒸時(shí)間20分鐘左右；(5)一段壓榨將再次汽蒸后的直切片送入第一段螺旋擠壓機(jī)內(nèi)在1公斤壓力下進(jìn)行擠碾撕裂處理成壓縮物料，本段直切片的壓縮比為1∶4；(6)二段壓榨將已經(jīng)壓榨后壓縮物料送入第二段螺旋擠壓機(jī)內(nèi)在1.5公斤壓力下進(jìn)行擠碾撕裂處理成二次壓縮物料，本段壓縮物料的壓縮比為1∶4；(7)浸漬將經(jīng)過兩段壓榨后的物料送入浸漬器中，并向浸漬器中加入物料重量(凈重)3％的氫氧化鈉(濃度為130g/l)、2％的雙氧水、3％的硅酸鈉(俗稱水玻璃)和0.2％的DTPA(化學(xué)名稱二乙烯三胺五乙酸，其分子式C14H23N3O10)，對物料浸漬2分鐘即可；(8)反應(yīng)將浸漬后的物料送入反應(yīng)倉內(nèi)反應(yīng)，停留時(shí)間為50分鐘，溫度為50℃；(9)后處理將反應(yīng)后的物料送入兩段磨漿工段，磨漿后進(jìn)行消潛處理，而后篩選凈化，濃縮至成漿。
實(shí)施例2一種以桑枝條為原料的化學(xué)機(jī)械漿的制漿工藝，按如下步驟進(jìn)行(1)切片將桑枝條切成長度為18mm的直切片；(2)洗滌前汽蒸將上述直切片送入汽蒸倉，并向汽蒸倉內(nèi)加入直切片重量(凈重)3％的氫氧化鈉溶液(濃度為50g/l)，在汽蒸排汽溫度為40℃的條件下，汽蒸時(shí)間40分鐘；(3)洗滌將汽蒸后的直切片在40℃的水中洗滌；(4)洗滌后汽蒸將洗滌后的直切片送入汽蒸倉，在汽蒸排汽溫度為35℃的條件下，汽蒸時(shí)間30分鐘左右；(5)一段壓榨將再次汽蒸后的直切片送入第一段螺旋擠壓機(jī)內(nèi)在1.9公斤壓力下進(jìn)行擠碾撕裂處理成壓縮物料，本段直切片的壓縮比為1∶4；(6)二段壓榨將已經(jīng)壓榨后壓縮物料送入第二段螺旋擠壓機(jī)內(nèi)在2公斤壓力下進(jìn)行擠碾撕裂處理成二次壓縮物料，本段壓縮物料的壓縮比為1∶4；(7)浸漬將經(jīng)過兩段壓榨后的物料送入浸漬器中，并向浸漬器中加入物料重量(凈重)5％的氫氧化鈉(濃度為70g/1)、5％的雙氧水、5％的硅酸鈉(俗稱水玻璃)和0.4％的DTPA(化學(xué)名稱二乙烯三胺五乙酸，其分子式C14H23N3O10)，對物料浸漬5分鐘即可；(8)反應(yīng)將浸漬后的物料送入反應(yīng)倉內(nèi)反應(yīng)，停留時(shí)間為30分鐘，溫度為80℃；(9)后處理將反應(yīng)后的物料送入兩段磨漿工段，磨漿后進(jìn)行消潛處理，而后篩選凈化，濃縮至成漿。
權(quán)利要求
1.一種以桑枝條全桿為原料的化學(xué)機(jī)械漿的制漿工藝，按如下步驟進(jìn)行(1)切片將桑枝條切成長度為10～18mm的直切片；(2)洗滌前汽蒸將上述直切片送入汽蒸倉，并向汽蒸倉內(nèi)加入直切片重量(凈重)2-3％的氫氧化鈉溶液(濃度為50～100g/l)，在汽蒸排汽溫度為40～60℃的條件下，汽蒸時(shí)間20-40分鐘；(3)洗滌將汽蒸后的直切片在40～70℃的水中洗滌；(4)洗滌后汽蒸將洗滌后的直切片送入汽蒸倉，在汽蒸排汽溫度為35～70℃的條件下，汽蒸時(shí)間20-30分鐘左右；(5)一段壓榨將再次汽蒸后的直切片送入第一段螺旋擠壓機(jī)內(nèi)在1～2公斤壓力下進(jìn)行擠碾撕裂處理成壓縮物料，本段直切片的壓縮比為1∶4；(6)二段壓榨將已經(jīng)壓榨后壓縮物料送入第二段螺旋擠壓機(jī)內(nèi)在1.5～2公斤壓力下進(jìn)行擠碾撕裂處理成二次壓縮物料，本段壓縮物料的壓縮比為1∶4；(7)浸漬將經(jīng)過兩段壓榨后的物料送入浸漬器中，并向浸漬器中加入物料重量(凈重)3～5％的氫氧化鈉(濃度為70～130g/l)、2～5％的雙氧水、3～5％的硅酸鈉和0.2～0.4％的DTPA，對物料浸漬2～5分鐘即可；(8)反應(yīng)將浸漬后的物料送入反應(yīng)倉內(nèi)反應(yīng)，停留時(shí)間為30～50分鐘，溫度為50～80℃；(9)后處理將反應(yīng)后的物料送入兩段磨漿工段，磨漿后進(jìn)行消潛處理，而后篩選凈化，濃縮至成漿。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用桑枝條為原料的化學(xué)機(jī)械漿的制漿工藝，它依次按切片、洗滌前汽蒸、洗滌、洗滌后汽蒸、一段壓榨、二段壓榨、浸漬、反應(yīng)和后處理步驟進(jìn)行的，該方法不僅提高了桑枝條切片合格率，而且脫除塵埃效果好，還提高了芯層漿的得率，利用該工藝能夠采用桑枝條全桿混合制漿，將芯桿這種纖維短但含量高的材料予以了充分地利用，并且所制的成漿達(dá)到了制高檔紙的要求，充分利用了資源，同時(shí)，該工藝因解決了上述技術(shù)問題，適合于工業(yè)化大生產(chǎn)。
文檔編號D21C1/02GK1837458SQ200610020910
公開日2006年9月27日 申請日期2006年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月25日
發(fā)明者明治凱, 梁家強(qiáng), 繆友權(quán), 王希木, 伍元俊, 周鍵 申請人:宜賓紙業(yè)股份有限公司