一種廢棄紡織纖維製備紙張的方法
2023-10-09 04:38:54
專利名稱：一種廢棄紡織纖維製備紙張的方法
技術領域：
本發明涉及一種廢棄紡織纖維製備紙張的方法，尤其是一種廢棄紡織纖維及製品製備高性能紙張的方法。
背景技術：
紡織行業是我國的傳統行業，也是關係我國國計民生的支柱產業，根據國家和行業統計，2010年我國紡織纖維加工量為4130萬噸，按內需60%以上計算，國內年纖維消耗量約為2500萬噸。考慮棉花資源的有限性、化纖消費的快速增長、棉型纖維消耗佔比逐年降低等因素，預計人均棉型纖維消耗絕對值仍會逐年增長。「十二五」期間，人均紡織纖維消費量將達到19千克，其中棉型纖維消耗佔比51%;人均棉型纖維消費量達到12千克。若紡織品的使用周期按2年計，廢棄量按70%計，再加上生產流通中的損耗，我國每年將產生近千萬噸廢舊紡織品。鑑於廢棄紡織纖維質量狀態存在的差異性，及廢料成分的複雜性，廢棄紡織纖維及製品經初步處理後，其纖維過短，很難再用於紡織織物的織造。目前除一些舊服裝或紡織品可以進入二手市場流通，還有少量的重新用於生產毛毯等織物，其他大多數用於填埋和焚燒作為熱源使用，造成資源和環境的極大浪費，而在其他領域的運用還比較少，目前能見到的以廢棄紡織纖維及製品為原料進行高值化運用的技術研究有:公開的中國專利公開號為CN202273322U，
公開日期為2012年6月13日，發明名稱為「一種建築保溫牆體結構」，該申請案公開了一種採用廢舊紡織品及服裝經破碎處理後重新壓製成牆體結構保溫層的纖維氈。公開的中國專利公開號為CN201989372U，
公開日期為2011年9月28日，發明名稱為「用紡織廢料織造的建築裝飾板」，該申請案公開了一種採用無紡布製成的底層和一層或多層玻璃纖維網布通過紡織廢料連接製備的建築裝飾板。公開的中國專利公開號為CN201530746U，
公開日期為2010年7月21日，發明名稱為「一種汙水處理裝置」，該申請案公開了一種汙水處理裝置，將日常生活的廢舊布料或工業廢棄的織物作為片狀填料，並在其表面大面積地附著微生物，以提高汙水處理效果。公開的中國專利公開號為CN101904277A，
公開日期為2010年12月8日，發明名稱為「雙面防水保溫被」，該申請案公開了一種以紡織廢料(300-600g/m2的化學噴膠棉)製備的蓬鬆體作為雙面防水保溫杯的保溫主體。公開的中國專利公開號為CN102249632A，
公開日期為2011年11月23日，發明名稱為「廢棄紡織纖維砌築砂漿及其製備方法」，該申請案公開了一種通過摻入廢棄纖維(紡織廠的邊角料及廢舊服裝)提高了砌築砂漿在阻裂、增強和增韌等方面性能的製備方法。公開的中國專利公開號為CN2865889Y，
公開日期為2007年2月7日，發明名稱為「防滲膜防護板」，該申請案公開了一種以廢舊織物纖維為原料通過施膠後烘乾而成防滲膜矩形防護板。公開的中國專利公開號為CN101397135A，
公開日期為2009年4月I日，發明名稱為「一種紡織固體廢棄物的處理方法」，該申請案公開了一種通過對廢棄紡織纖維進行洗滌、浸潰、再經過高溫製成活性炭的處理方法。可以看出，上述公開的技術方案只是對廢棄紡織纖維進行簡單地處理製備附加值較低的材料，且很難對廢棄紡織纖維進行大規模高值化的運用。
從造紙行業發展來看，早在東漢時期皮、毛、或絲綢就作為紙張原料，隨著科技的快速發展和對紙張的大量需求，並且由於木材及其他植物纖維相比紡織纖維更加廉價易得，目前的紙張絕大多數以植物纖維為原料，通過蒸煮、漂白、抄造製得。據造紙行業統計，2011年我國造紙行業實際消耗造紙原料達9044萬噸，其中木漿為2144萬噸，廢紙漿5660萬噸，並且進口木漿達到1330萬噸，進口廢紙漿達到2182萬噸。此外，根據造紙工業發展「十二五」規劃，到2015年，預計全國紙及紙板消費量將達到11470萬噸，紙及紙板總產能將達到13000萬噸左右。造紙行業的發展消耗了非常巨大的木材等天然資源，給生態環境帶來很大影響，並且木漿和廢紙漿的大量進口佔用了國家的很多經濟資源。若能將廢棄紡織纖維及製品經過系列加工，製成造紙所需要的造紙原料，並制出高性能的紙張，這將為紡織廢棄纖維找到了資源化的處理途徑，也為製漿造紙提供了新的原料。目前採用合成纖維製備合成紙的研究比較多，但在廢棄紡織纖維製備高性能紙則缺乏相應的研究。公開的中國專利公開號為CN1570272A，
公開日期為2005年I月26日，發明名稱為「一種醫用膠帶棉紙的製備方法」，該申請案公開了採用木漿、水溶性纖維及複合人造合成纖維，通過配抄，及塗布等製備一種醫用膠帶棉紙的製備方法；公開的中國專利公開號為CN1570271A，
公開日期為2005年I月26日，發明名稱為「一種碳纖維芳綸纖維合成紙及溼法抄造」，該申請案公開了一種以碳纖維和芳綸纖維為結構纖維，輔以粘結纖維製成的合成纖維紙及溼法抄造；公開的中國專利公開號為CN1556752A，
公開日期為2002年9月26日，發明名稱為「防偽紙」，該申請案公開了一種採用聚酯或聚丙烯纖維與棉纖維複合等製備防偽紙的方法。可以看出，上述公開的技術方案主要是採用單一的、或者成分可控的合成纖維進行造紙，而對纖維質量差距明顯、纖維成分複雜的廢棄紡織纖維及製品則不適合。公開的歐洲專利局專利公開號為EP0743393A2，
公開日期為1996年11月20日，發明專利名稱為 「Paper material made from a fibrous pulp of industrial textile waste andexhausted sugar beet pulp」,該申請案公開了一種以工業廢棄紡織纖維和甜菜眾為原料，通過蒸汽爆破法，在蘇打的作用下通過B1-Vis設備的高剪切速率，將紡織纖維和甜菜漿進行充分混合，並且通過3-5%的H2O2漂白，抄造出白度為70-75% ISO的紙張。但該過程對設備要求很高，導致比較高的生產成本，並且該研究主要是以潔淨棉纖維和甜菜漿為原料，對其他廢棄紡織纖維原料缺乏普適性。由於紡織纖維除了棉麻外，還有毛絲、腈綸、滌綸、棉綸、維綸、丙綸以及各種改性纖維中的任意一種或幾種纖維混合物。不僅長度大，且大部分疏水，濾水快，易導致纖維之間結合力不夠，並且影響紙張的勻度。目前還沒有人提出一套完整有效的的方法，針對廢棄紡織纖維及製品製備高性能紙，以達到資源化和高值化目的。
發明內容
本發明的目的在於克服現有技術的缺點，提出一種廢棄紡織纖維製備紙張的方法，通過對廢棄紡織纖維及製品分揀、開松除雜、清潔處理、精磨打漿、纖維改性、配漿、抄造成形、及熱壓處理等工藝製備紙張。本發明目的通過以下技術方案實現:
一種廢棄紡織纖維製備紙張的方法，所述的廢棄物紡織纖維製備紙張的方法按以下步驟進行:a原料處理所述的原料處理，是指對廢棄紡織纖維或製品按照纖維成分分揀，並去除廢棄紡織纖維或製品中的非纖維類硬質雜物，將分揀出的廢棄紡織纖維或製品採用開松機開松除雜，開松成分散的纖維，然後將分散的纖維進行清潔處理後，採用盤磨機盤磨，磨製成纖維長度為0.6mm-6mm，直徑為20 μ m-100 μ m的纖維，盤磨轉數為4000-15000轉。b纖維改性將經步驟a得到的纖維，稀釋成5wt% _8wt%&度的纖維溶液，採用1.2% -3.6%濃度的NaOH溶液在65-96 V條件下對纖維溶液恆溫改性處理1_3小時，再對經NaOH溶液改性處理後的纖維溶液洗滌至pH值為中性；然後將PVA溶液添加到經NaOH溶液處理、並洗滌後的中性纖維溶液中進行攪拌混合，製備成纖維溶液分散體系，其中PVA溶液濃度為0.5wt% -3wt%。c漿液配製所述漿液配製，是指將經步驟b得到的纖維溶液分散體系和紙漿纖維採用打漿機進行均勻攪拌成混合漿液，混合漿液濃度為0.6wt% -4.0wt%，其中纖維溶液分散體系的纖維佔混合漿液中纖維的絕幹漿質量百分比為20wt% -1OOwt% ；d紙頁成形對經步驟c得到的混合漿液，經過上網過濾脫水成形成溼紙張，上網漿濃為0.02 % -3.0 %，網內負壓為40-100Pa，速度為300-1000米/分鐘，其中在成形脫水段，溼紙頁幹度達到1.8% _5.5%，在高壓差脫水段，紙頁幹度達到12% -40%。e熱壓處理所述的熱壓處理是指對經紙頁成形後的溼紙張，經溫度為100-280°C，蒸汽壓力為0.2-1.2KN/cm進行熱壓處理。所述的清潔處理，是指對開松除雜處理後的纖維採用溼法除渣、殺菌、及漂白處理。所述的溼法除渣，是指對開松除雜處理後的纖維採用立式壓力篩除渣，其進漿濃度為0.02% -2.5%,出漿濃度為0.02% _2.5%，進漿流量為100-400m3/h，排渣量為10 % -35 %，進漿壓力為0.08-0.25MPa，出漿壓力為0.07-0.24MPa，操作壓力差為0.01-0.03MPa，密封水流量為2_6L/min，密封水壓力高於進漿壓力0.06-0.1MPa，稀釋水流量為 10-30m3/h。所述殺菌處理，對經溼法除渣後的纖維採用蒸汽溫度為110°C _125°C，壓力為
0.2-0.4MPa處理，持續時間為14-20分鐘。所述漂白處理，是將殺菌處理後的纖維，首先稀釋成5wt% _8wt%濃度的溶液，並採用1.2-4 %的過氧化氫溶液、0.2-0.4 %的EDTA螯合劑、0.8-3.2 % NaOH, 1.8-3.6 %的Na2SiO3對溶液在60-96°C下處理，持續時間為30-85分鐘。由於採用了以上技術方案，本發明的技術方案與現有廢棄紡織纖維利用方法比較，具有以下優點:(I)廢棄紡織纖維及製品經開松後存在大量的細小纖維，成分複雜，且纖維長短不均，作為紡織原料進行二次利用存在很大的不足，且造成過多的浪費；採用廢棄紡織纖維及製品製備紙張，能充分利用其細小纖維，當細小纖維和較長纖維配抄時，可以得到更好的力學性能；(2)針對以化學纖維為原料的廢棄紡織纖維，由於纖維潤溼性差，濾水速度快，而導致的紙張表面不勻，本發明採用NaOH溶液，對紡織廢棄纖維進行改性，在其表面增加-OH等活性基團，並將其與親水性PVA溶液均勻混合，增加纖維表面的親水性，從而控制纖維上網成形的速度，並有效提高紙張成形表面的勻度；(3)本發明採用紡織加工的分揀、開松除雜、殺菌、清潔處理工藝，與紙漿造紙的精磨打漿、紙漿漂白、纖維改性、配漿、紙頁成形工藝、及合成纖維的熱壓處理工藝相結合的方法，流程簡單，能最大效率利用廢棄纖維，並實現產業化生產；(4)本發明適應性強，可適應對不同的纖維原料，如棉、麻、毛、絲，也可以是腈綸、滌綸、棉綸、維綸、丙綸等合成纖維，或上述的一種或幾種纖維混合物；對不同的原料，只需對開松工藝、精磨打漿的轉數進行調整，並選擇合適的表面改性劑，同時在抄造時選擇合適的上網濃度，並根據不同的纖維原料，選擇不同的熱壓溫度等參數。根據不同原料製得的高性能紙張，其緊度為0.31-0.78g/cm3,撕裂指數為7.6-26.2mN.m2/g，耐破指數為
2.67-7.15kPa.m2/g，相比傳統採用植物纖維抄紙性能得到較大改善。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明做進一步詳細說明，一種廢棄紡織纖維製備紙張的方法，所述的廢棄物紡織纖維製備紙張的方法按以下步驟進行:a原料處理本發明所用的廢棄紡織纖維及製品可以來自紡織廠、印染廠、開毛廠、織布廠，也可以來自消費者使用後廢棄品；可以是棉、麻、毛、絲，也可以是腈綸、滌綸、棉綸、維綸、丙綸等合成纖維，或上述的一種或幾種纖維混合物。所述的原料處理，是指對廢棄紡織纖維或製品按照纖維成分分揀，並去除廢棄紡織纖維或製品中的非纖維類硬質雜物，將分揀出的廢棄紡織纖維或製品採用開松機開松除雜，開松成分散的纖維，然後將分散的纖維進行清潔處理後，採用盤磨機盤磨，磨製成纖維長度為0.6mm-6mm，直徑為20 μ m-100 μ m的纖維，盤磨轉數為4000-15000轉。b纖維改性將經步驟a得到的纖維，稀釋成5wt% _8wt%&度的纖維溶液，採用1.2% -3.6%濃度的NaOH溶液在65-96 V條件下對纖維溶液恆溫改性處理1_3小時，再對經NaOH溶液改性處理後的纖維溶液洗滌至pH值為中性；然後將PVA溶液添加到經NaOH溶液處理、並洗滌後的中性纖維溶液中進行攪拌混合，製備成纖維溶液分散體系，其中PVA溶液濃度為0.5wt% -3wt% ；纖維改性的目的是在纖維表面增加親水性活性基團，以降低纖維之間的相互排斥性，同時也有利於後續紙頁成形時表面勻度的控制，此外，對纖維改性也不限於採用NaOH溶液處理。c漿液配製
將經步驟b得到的纖維溶液分散體系和紙漿纖維採用打漿機進行均勻攪拌成混合漿液，其中纖維溶液分散體系的纖維佔混合漿液中纖維的絕幹漿質量百分比為20wt % -1OOwt %,混合眾液濃度為0.6wt % -4.0wt %,眾液濃度比目前採用紙眾纖維造紙濃度低，是由於紡織纖維其密度和潤溼性要低於紙漿纖維，濃度過大，會影響成形時纖維間的相互結合，也會影響紙張表面的勻度。d紙頁成形對經步驟c得到的混合漿液，經過上網過濾脫水成形成溼紙張，上網漿濃為0.02 % -3.0 %，網內負壓為40-100Pa，速度為300-1000米/分鐘，其中在成形脫水段，溼紙頁幹度達到1.8% _5.5%，在高壓差脫水段，紙頁幹度達到12% -40%。e熱壓處理所述的熱壓處理是指對經紙頁成形後的溼紙張，經溫度為100-280°C，蒸汽壓力為0.2-1.2KN/cm進行熱壓處理，熱壓處理在對溼紙張進行乾燥外，也有利於纖維之間的交織和連結。所述的清潔處理，是指對開松除雜處理後的纖維採用溼法除渣、殺菌、及漂白處理。所述的溼法除渣，是指對開松除雜處理後的纖維採用立式壓力篩除渣，其進漿濃度為0.02% -2.5%,出漿濃度為0.02% _2.5%，進漿流量為100-400m3/h，排渣量為10 % -35 %，進漿壓力為0.08-0.25MPa，出漿壓力為0.07-0.24MPa，操作壓力差為
0.01-0.03MPa，密封水流量為2_6L/min，密封水壓力高於進漿壓力0.06-0.1MPa，稀釋水流量為 10-30m3/h。所述殺菌處理，對經溼法除渣後的纖維採用蒸汽溫度為110°C _125°C，壓力為
0.2-0.4MPa處理，持續時間為14-20分鐘。所述漂白處理，是將殺菌處理後的纖維，首先稀釋成5wt% _8wt%濃度的溶液，並採用1.2% -4%的過氧化氫溶液、0.2% -0.4%的EDTA螯合劑、0.8-3.2 %的NaOH溶液、
1.8-3.6%的Na2SiO3對溶液在60_96°C下處理，持續時間為30-85分鐘。實施例1廢棄棉紡織纖維及製品製備紙張的方法因為棉纖維中有超過90%的成分是纖維素，棉纖維是造紙的絕佳的原料，當採用廢棄棉紡織纖維及製品來製備紙張時，只需解決好開松除雜、清潔處理、磨漿打漿後就可抄造，並進行簡單的熱壓就可製得性能良好的紙張。(I)對廢棄的棉紡織纖維及製品按照纖維成分分類，並去除紡織廢棄物中的硬質雜物，包括紐扣、拉鏈、金屬裝飾物等大而硬的非纖維類物質；(2)對分揀後的棉纖維及製品採用矩形刀片豪豬式開棉機，採取多包取用、精細抓取、漸進開松、自由打擊、早落少碎、均勻混合、以梳代打、少損纖維工藝原則進行開松除雜處理；(3)對開松除雜後的纖維進行清潔處理，包括溼法除渣、殺菌、和漂白處理；a溼法除渣:採用立式壓力篩除渣，其進漿濃度為0.02% -2.5%，出漿濃度為
0.02% -2.5%，進漿流量為 100-400mVh，排渣量為 10% -35%，進漿壓力為 0.08-0.25MPa，出漿壓力為0.07-0.24MPa，操作壓力差為0.01-0.03MPa，密封水流量為2_6L/min，密封水壓力高於進漿壓力0.06-0.1MPa，稀釋水流量為10_30m3/h ；b殺菌處理:對經溼法除渣後的纖維採用蒸汽溫度為110°C _125°C，蒸汽壓力為
0.2-0.4MPa處理，持續時間為14-20分鐘；c漂白處理:將經殺菌後的纖維，稀釋成5% -8%的濃度溶液，並採用1.2% -4%的過氧化氫溶液、0.2% -0.4%的EDTA螯合劑、0.8% -2.3%的NaOH溶液、1.8% -3.6%的Na2SiO3溶液在60-87°C下進行漂白處理，處理時間為30-85分鐘；(4)對清潔處理後的纖維，磨片採用陶瓷材料，進行精磨打漿處理4000-15000轉，磨製成長度為0.6mm-6mm,直徑為20 μ m-100 μ m的纖維；(5)對經盤磨處理後的纖維，稀釋成5wt % -8wt %濃度的纖維溶液，採用
1.2% -3.6%濃度的NaOH溶液在65_96°C條件下對纖維溶液恆溫改性處理1_3小時，再對經NaOH溶液改性處理後的纖維溶液洗滌至pH值為中性；然後將PVA溶液添加到經NaOH溶液處理、並洗滌後的中性纖維溶液中進行攪拌混合，製備成纖維溶液分散體系，其中PVA溶液濃度為0.5wt% -3wt% ；(6)採用100%的棉纖維，經過上網過濾脫水成形成溼紙張，上網漿濃為
1.2% _3%，網內負壓為40-100Pa，速度為300-1000米/分鐘，其中在成形脫水段，溼紙頁幹度達到1.8% -5.5%，在高壓差脫水段，紙頁幹度達到12% -40% ；(7)採用溫度為90_118°C、壓力為0.2-1.2KN/cm進行熱壓處理製成紙張，定量13-18g/m2，抗張強度為 0.5-0.8kN/m，透氣度 190_260ml/min，溼強度 0.11-0.14kN/m。實施例2廢棄滌綸紡織纖維製備紙張的方法(I)以廢棄的滌綸紡織纖維及製品為原料，去除滌綸紡織廢棄物中的硬質雜物，包括紐扣、拉鏈、金屬裝飾物等大而硬的非纖維類物質；(2)對分選後的纖維及製品採用鋸齒滾筒進行開松除雜處理，根據多梳少打、少排除多回收的工藝原則，滾筒轉速為1300-1500轉/分鐘；(3)對開松除雜後的纖維進行清潔處理，包括溼法除渣、殺菌、漂白處理；a溼法除渣:採用立式壓力篩除渣，其進漿濃度為0.02% -2.5%，出漿濃度為0.02% -2.5%，進漿流量為 100-400mVh，排渣量為 10% -35%，進漿壓力為 0.08-0.25MPa，出漿壓力為0.07-0.24MPa，操作壓力差為0.01-0.03MPa，密封水流量為2_6L/min，密封水壓力高於進漿壓力0.06-0.1MPa，稀釋水流量為10_30m3/h ；b殺菌處理:對經溼法除渣後的纖維採用蒸汽溫度為110°C _125°C，蒸汽壓力為0.2-0.4MPa處理，持續時間為14-20分鐘；c漂白處理:將經殺菌後的纖維，稀釋成5wt % -wt8 %的濃度溶液，之後用
0.8% -2.1 %的過氧化氫溶液、0.1% -0.3%的EDTA螯合劑、1.8% -3.2%濃度的NaOH溶液在72-85 °C進行改性，處理30-85分鐘，得到滌綸纖維長度為2.直徑為80 μ m_0.2mm ;(4)對經清潔處理後的纖維，磨片採用陶瓷材料，進行精磨打漿處理5000-8000轉，製得長度為0.6mm-6mm,直徑為20 μ m-100 μ m的廢棄漆糹侖紡織制眾纖維；(5)對經盤磨處理後的纖維，稀釋成5wt % -8wt %濃度的纖維溶液，採用
1.2% -3.6%濃度的NaOH溶液在65_96°C條件下對纖維溶液恆溫改性處理1_3小時，再對經NaOH溶液改性處理後的纖維溶液洗滌至pH值為中性；然後將PVA溶液添加到經NaOH溶液處理、並洗滌後的中性纖維溶液中進行攪拌混合，製備成纖維溶液分散體系，其中PVA溶液濃度為0.5wt% -3wt% ；(6)將經NaOH溶液處理、並洗滌後的100 %的廢棄滌綸纖維溶液分散體系進行漿液配製，成濃度為0.6wt% -4.0wt%的漿液；對得到的漿液，經過上網過濾脫水成形成溼紙張，上網漿濃為0.02% -3.0%，網內負壓為40-100Pa，速度為300-1000米/分鐘，其中在成形脫水段，溼紙頁幹度達到1.8% _5.5%，在高壓差脫水段，紙頁幹度達到12% -40% ；(7)採用溫度為245-266 °C、壓力為0.4-1.2KN/cm對抄造後紙張進行熱壓處理，得到的廢棄滌綸纖維紙張，定量18-26g/m2，抗張強度為0.5-0.8kN/m,撕裂指數為22.6-24.9mN.m2.g-1,耐破指數2.67-3.46，勻度指數62-78，紙張水表面接觸角50。-87。。實施例3廢棄紡織纖維及製品製備紙張的方法(I)對廢棄的混合紡織纖維及製品按照纖維成分分類，並去除混合紡織廢棄物中的硬質雜物，包括紐扣、拉鏈、金屬裝飾物等大而硬的非纖維類物質；(2)對分選後的纖維及製品採用鋸齒滾筒進行開松除雜處理，根據多梳少打、少排除多回收的工藝原則，滾筒轉速為1200-1800轉/分鐘；(3)對開松除雜後的纖維進行清潔處理，包括溼法除渣、殺菌、漂白處理；a溼法除渣:採用立式壓力篩除渣，其進漿濃度為0.02% -2.5%，出漿濃度為0.02% -2.5%，進漿流量為 100-400mVh，排渣量為 10% -35%，進漿壓力為 0.08-0.25MPa，出漿壓力為0.07-0.24MPa，操作壓力差為0.01-0.03MPa，密封水流量為2_6L/min，密封水壓力高於進漿壓力0.06-0.1MPa，稀釋水流量為10_30m3/h ；b殺菌處理:對經溼法除渣後的纖維採用蒸汽溫度為110°C _125°C，蒸汽壓力為0.2-0.4MPa處理，持續時間為14-20分鐘；c漂白處理:將經殺菌後的纖維，首先稀釋成5wt% _8wt%濃度的溶液，並採用
0.8%-2.1 %的過氧化氫溶液、0.1% -0.3%的EDTA螯合劑、1.8-3.2%濃度的NaOH溶液、2% -3%的Na2SiO3對溶液在72-96°C進行改性，處理30-80分鐘，得到混合纖維長度為
2.1 mm-8mm,直徑為 80 μ m_0.2mm ；(4)對經清潔處理後的纖維，磨片採用陶瓷材料，進行精磨打漿處理9000-11000轉，製得長度為0.6mm-6mm,直徑為20 μ m-100 μ m的廢棄混合紡織制眾纖維；(5)將經盤磨處理後的混合纖維，稀釋成5wt% _8wt%濃度的纖維溶液，並採用
1.2% -3.6%濃度的NaOH溶液在65-96°C條件下恆溫處理1_3小時，再對經NaOH溶液改性處理後的纖維溶液洗滌至pH值為中性；然後將PVA溶液添加到經NaOH溶液處理、並洗滌後的中性纖維溶液中進行攪拌混合，製備成纖維溶液分散體系，其中PVA溶液濃度為
0.5wt % -3wt % ；(6)將經步驟(5)處理的混合纖維與紙漿纖維採用打漿機進行均勻攪拌成混合漿液，其中纖維溶液分散體系的纖維與紙漿纖維的絕幹漿質量百分比為40wt%: 60wt% ；對得到的漿液，經過上網過濾脫水成形成溼紙張，上網漿濃為0.1% -2.0%，網內負壓為40-100Pa，速度為400-1000米/分鐘，其中在成形脫水段，溼紙頁幹度達到3.0% -6.5%，在高壓差脫水段，紙頁幹度達到12% -40% ；(7)採用溫度為220_262°C、壓力為0.9-1.2KN/cm對抄造後紙張進行熱壓處理，得到的廢棄滌綸纖維紙張，定量16-22g/m2，抗張強度為1.2-1.8kN/m,撕裂指數8.6-26.9mN.m2.g-1，耐破指數4.67-7.46，紙張水表面接觸角20-50°。實施例4廢棄紡織纖維及製品製備紙張的方法(I)對廢棄的混合紡織纖維及製品按照纖維成分分類，並去除混合紡織廢棄物中的硬質雜物，包括紐扣、拉鏈、金屬裝飾物等大而硬的非纖維類物質；(2)對分選後的纖維及製品採用鋸齒滾筒進行開松除雜處理，根據多梳少打、少排除多回收的工藝原則，滾筒轉速為1200-1800轉/分鐘；(3)對開松除雜後的纖維進行清潔處理，包括溼法除渣、殺菌、漂白處理；a溼法除渣:採用立式壓力篩除渣，其進漿濃度為0.02% -2.5%，出漿濃度為
0.02% -2.5%，進漿流量為 100-400mVh，排渣量為 10% -35%，進漿壓力為 0.08-0.25MPa，出漿壓力為0.07-0.24MPa，操作壓力差為0.01-0.03MPa，密封水流量為2_6L/min，密封水壓力高於進漿壓力0.06-0.1MPa，稀釋水流量為10_30m3/h ；b殺菌處理:對經溼法除渣後的纖維採用蒸汽溫度為110°C _125°C，蒸汽壓力為
0.2-0.4MPa處理，持續時間為14-20分鐘；c漂白處理:將經殺菌後的纖維，首先稀釋成5wt % _8wt %濃度的溶液，並採用
0.8%-2.1 %的過氧化氫溶液、0.1% -0.3%的EDTA螯合劑、1.8-3.2%濃度的NaOH溶液、2% -3%的Na2SiO3對溶液在72-96°C進行改性，處理30-80分鐘，得到混合纖維長度為
2.1 mm-8mm,直徑為 80 μ m_0.2mm ；(4)對經清潔處理後的纖維，磨片採用陶瓷材料，進行精磨打漿處理9000-11000轉，製得長度為0.6mm-6mm,直徑為20 μ m-100 μ m的廢棄混合紡織制眾纖維；(5)將經盤磨處理後的混合纖維，稀釋成5wt% _8wt%濃度的纖維溶液，並採用
1.2% -3.6%濃度的NaOH溶液在65-96°C條件下恆溫處理1_3小時，再對經NaOH溶液改性處理後的纖維溶液洗滌至pH值為中性；然後將PVA溶液添加到經NaOH溶液處理、並洗滌後的中性纖維溶液中進行攪拌混合，製備成纖維溶液分散體系，其中PVA溶液濃度為
0.5wt % -3wt % ；(6)將經步驟(5)處理的混合纖維與紙漿纖維進行配漿打漿，採用打漿機進行均勻攪拌成混合漿液，其中纖維溶液分散體系的纖維與木漿纖維的絕幹漿質量百分比為20wt%: 80wt% ;對得到的漿液，經過上網過濾脫水成形成溼紙張，上網漿濃為
0.1% -3.5%，網內負壓為40-100Pa，速度為400-1000米/分鐘，其中在成形脫水段，溼紙頁幹度達到2.0% -5.5%，在高壓差脫水段，紙頁幹度達到12% -40% ；(7)採用溫度為140-195°c、壓力為0.9-1.2KN/cm對抄造後紙張進行熱壓處理，得到的廢棄滌綸纖維紙張，定量16-22g/m2，抗張強度為1.2-1.8kN/m,撕裂指數8.6-26.9mN.m2.g-1，耐破指數4.67-7.46，紙張水表面接觸角20-40°。
權利要求
1.一種廢棄紡織纖維製備紙張的方法，包括造紙工藝中的原料處理、漿液配製、紙頁成形、及熱壓處理，其特徵在於，所述的廢棄物紡織纖維製備紙張的方法按以下步驟進行: a原料處理 所述的原料處理，是指對廢棄紡織纖維按照纖維成分分揀，並去除廢棄紡織纖維中的非纖維類硬質雜物，將分揀出的廢棄紡織纖維採用開松機開松除雜，開松成分散的纖維，然後將分散的纖維進行清潔處理後，採用盤磨機盤磨，磨製成纖維長度為0.6mm-6mm，直徑為20 μ m-100 μ m的纖維，盤磨轉數為4000-15000轉；b纖維改性 將經步驟a得到的纖維，稀釋成5wt% _8被％濃度的纖維溶液，採用1.2% -3.6%濃度的NaOH溶液在65-96 V條件下對纖維溶液恆溫改性處理1_3小時，再對經NaOH溶液改性處理後的纖維溶液洗滌至pH值為中性； 然後將PVA溶液添加到經NaOH溶液處理、並洗滌後的中性纖維溶液中進行攪拌混合，製備成纖維溶液分散體系，其中PVA溶液濃度為0.5wt% -3wt% ；c漿液配製 所述漿液配製，是指將經步驟b得到的纖維溶液分散體系和紙漿纖維採用打漿機進行均勻攪拌成混合漿液，混合漿液濃度為0.6wt% -4.0wt%，其中纖維溶液分散體系的纖維佔混合眾液中纖維的絕幹眾質量百分比為20wt% -1OOwt% ；d紙頁成形 對經步驟c得到的混合漿液，經過上網過濾脫水成形成溼紙張，上網漿濃為0.02 % -3.0 %，網內負壓為40-100Pa，速度為300-1000米/分鐘，其中在成形脫水段，溼紙頁幹度達到1.8% -5.5%，在高壓差脫水段，紙頁幹度達到12% -40% ；e熱壓處理 所述的熱壓處理是指對經紙頁成形後的溼紙張，經溫度為100-280°C，壓力為0.2-1.2KN/cm 進行處理。
2.根據權利要求1所述的一種廢棄紡織纖維製備紙張的方法，其特徵在於:所述的清潔處理，是指對開松除雜處理後的纖維採用溼法除渣、殺菌、及漂白處理。
3.根據權利要求2所述的一種廢棄紡織纖維製備紙張的方法，其特徵在於:所述的溼法除渣，是指對開松除雜處理後的纖維採用立式壓力篩除渣，其進漿濃度為0.02%-2.5%,出漿濃度為0.02%-2.5%,進漿流量為100-400m3/h，排渣量為10%~35%,進漿壓力為0.08-0.25MPa，出漿壓力為0.07-0.24MPa，操作壓力差為0.01-0.03MPa，密封水流量為2-6L/min，密封水壓力高於進漿壓力0.06-0.1MPa，稀釋水流量為10-30m3/h。
4.根據權利要求2所述的一種廢棄紡織纖維製備紙張的方法，其特徵在於:所述殺菌處理，對經溼法除渣後的纖維採用蒸汽溫度為110°C _125°C，蒸汽壓力為0.2-0.4MPa處理，持續時間為14-20分鐘。
5.根據權利要求2所述的一種廢棄紡織纖維製備紙張的方法，其特徵在於:所述漂白處理，是將殺菌處理後的纖維，首先稀釋成5wt% _8wt%濃度的溶液，並添加濃度為.1.2% -4%的過氧化氫、濃度為0.2% -0.4%的EDTA螯合劑、濃度為0.8% -3.2%的NaOH、濃度為1.8-3.6%的Na2SiO3對溶液在60_95°C下處理，持續時間為30-85分鐘。
全文摘要
本發明涉及一種廢棄紡織纖維製備紙張的方法，它是以廢棄紡織纖維及製品為原料，通過對廢棄紡織纖維分揀、開松除雜、清潔處理、精磨、纖維改性、漿液配製、及紙頁成形、熱壓處理等工藝，並在溫度100-280℃、壓力0.2-1.2KN/cm作用下熱壓製備紙張，紙張定量13-48g/m2，緊度0.31-0.78g/cm3，勻度指數62-78，抗張指數為27-223Nm/g，撕裂指數7.6-26.2mN.m2/g，耐破指數為2.67-7.15kPa.m2/g，並且靜態水表面接觸角達到20°-90°，相比傳統植物纖維造紙性能有較大改善。該方法可通過紡織和造紙的設備就可實現，工藝流程簡單，適應性強，本發明為紡織廢棄纖維提供了資源化的處理途徑，也為製漿造紙提供了新的原料。
文檔編號D21H11/12GK103147337SQ2013100909
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月18日 優先權日2013年3月18日
發明者徐衛林, 黃良輝 申請人:武漢紡織大學