CN106835793B - 一种用于卫生用品生产的本色竹纤维高吸水衬纸的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种用于卫生用品生产的本色竹纤维高吸水衬纸的制备方法。该方法以竹材为原料，采用物理与化学相结合的方法，制备出综合质量优且环境污染小的产品。所制得的本色吸水衬纸的物理性能指标为：纵向抗张指数12‑15N∙m/g，横向抗张指数3‑5N∙m/g，纵向湿抗张强度30‑50 N/m，横向湿抗张强度10‑20 N/m，横向吸水性45‑65mm/100s，定量10‑40g/m2，白度35‑50%ISO，多戊糖8%以下，灰分1.0%以下，松厚度5.5‑6.5cm3/g，柔软度250mN以下，对金黄色葡萄球菌及大肠杆菌抑菌率99%以上，对白色念珠菌抑菌率98%以上。

Description

一种用于卫生用品生产的本色竹纤维高吸水衬纸的制备方法
技术领域
本发明涉及卫生用品用高吸水衬纸技术领域，具体为一种用于卫生用品生产的本色竹纤维高吸水衬纸的制备方法。
背景技术
吸水衬纸是妇女卫生用品、婴儿尿布、成人失禁产品、溢乳垫、一次性护理垫等卫生用品的结构成分之一，用于包覆绒毛浆、吸水树脂、吸水纸等吸收性材料。其产品特点是，具有一定的物理强度，柔软舒适，匀度好，吸水性好、透气性好，较高松厚度，以及良好抑菌抗菌抗过敏性等卫生指标符合要求。
目前，吸水衬纸的生产原料主要是以漂白木浆为主，并且业内人士认为吸水衬纸最好的原料是漂白针叶木纤维。而我国木材原料受种植面积、生长周期、生态平衡、生产成本以及环保等因素的约束导致其产量有限，加上我国森林资源匮乏，耕地保护使得国内木纤维原料供应在未来很长一段时间内难以满足相关行业的原料需求，现有的漂白木浆多为进口，给国内相关行业带来较大原料成本压力，基于上述原因，如何开发适合我国国情的新型天然、可再生纤维素纤维来弥补木材原料的不足；如何通过制备流程和工艺技术及装备等方面的改进，制备出高附加值的质量符合要求的吸水衬纸，满足市场的需求。一方面使吸水衬纸生产领域增加一种新的可持续再生的原料，削弱相关企业对进口木浆的依赖性，节省外汇开支，促进产业的健康持续发展，同时使生产成本降低；另一方面通过产品的差异化，不仅可提高企业利润，还可拉动相关产业发展，形成林浆一体化的良性互动发展。
作为生产吸液性卫生用品结构成分之一的吸水衬纸，目前的生产原料主要是木材，对于利用竹材来生产本色吸水衬纸国内外鲜见相关报道，而且研究甚少，正是本次发明的必要性。
随着社会的不断进步和经济的不断发展，老龄化人口数量的逐年增加已成为了世界许多国家共同面临的问题。以我国为例，2016年我国60岁及以上老人为2.12亿人，占我国总人口的比例为15.5％，65岁及以上老人为1.37亿人，占我国总人口的比例为10.1％，说明我国已逐步进入老龄化国家。老年人口在医疗、照料、护理、康复等等方面的需求快速增长，给卫生资源和服务资源都带来巨大的新的挑战，也给老年失禁卫生产品的市场开发带来无限潜力，而且我国出台了一个家庭可生育两个小孩的计划生育政策。我国庞大的人口基数和第四次生育高峰为婴儿纸尿裤市场提供了巨大空间，预计未来五年国内的婴儿纸尿裤市场将保持两位数的增速。因此一老一小两大人群是消费的主力军，他们的需求相对来说是刚性的，也给吸液性卫生用品市场带来很大的现实需求，并且健康环保的消费观念逐渐深入人心，使人们对一次性卫生用品的品质要求越来越高，不仅要柔软舒适，有好的物理强度，有弹性，吸水保水性好，还需具有高的抑菌抗菌性和抗过敏性，在特殊时期(包括婴幼儿期、女性经期、老人失禁期等)使用，能有效减少或降低致病菌感染及过敏刺激的机率因此开发绿色环保的吸水衬纸产品具有广阔的市场发展空间。
我国竹材资源十分丰富，是世界上为数不多的盛产竹材的国家之一，竹林面积在世界上居第二位，竹材产量居世界第一位。其具有分布广、适应性强、生长快、成材早、可生物降解、良好的抗菌抑菌性、可连续利用等特点。对竹材原料的化学成分和纤维形态分析结果见表1和表2所示
表1竹材原料化学成分单位：％
表2竹材原料纤维形态分析
原料 长度/mm 宽度/um 长宽比 壁厚/um 壁腔比 杂细胞/％
竹材 2.74 15.8 169 6.51 4.53 23.76
表1和表2结果表明，竹材综纤维素含量75.14％(针叶木约65～73％)，且纤维平均长度2.74mm，介于阔叶木(纤维长度≤1mm)和针叶木(3～5mm)之间，长宽比为169(针叶木约70-150)，竹子的纤维形态及含量与最适宜作为吸水衬纸生产原料的针叶木相似，为此竹材具有制备吸水衬纸的先天优势，但是竹材含有较多的木素、戊糖类半纤维素、有机溶剂抽出物、灰分以及杂细胞等非纤维素杂质成分，因此利用竹材制备吸水衬纸，需要解决：竹浆的高纯度与保持高粘度之间的矛盾；如何降低竹材中含量较高的非纤维素杂质成分；如何将结构紧密，外表有一层脂肪蜡质的竹材原料离解成单根纤维，同时保证较高质量及较高得率。
目前市售吸水衬纸几乎全是漂白浆生产的，漂白多采用高效的二氧化氯等含氯漂剂漂白，有些商家为满足高白度及好的视觉效果，人为添加荧光增白剂等禁用添加剂，导致漂白段化学药品用量和设备投入增加，制浆得率下降，人员劳动强度增加，生产成本增加等问题，而且漂白废水(含大量COD和BOD，以及大量三氯甲烷、氯代酚类化合物、氯代二噁英和呋喃等有毒的氯代有机物)的达标处理难度大的问题，由此带来对生态环境的破坏性及生物体的危害性等严重问题。并且漂白浆由于纤维经过了漂白过程，纤维不得不遭受解聚降解，导致吸水衬纸中细小纤维含量较多，对其物理强度、吸水性、松厚度、柔软性及透气性等指标造成不良影响，从而影响产品的合格率。
发明内容
本发明的发明目的为解决现有吸水衬纸生产原料不足，由于漂白多采用高效的含氯漂剂漂白，导致漂白段化学药品用量和设备投入增加，制浆得率下降，原料利用率较低，人员劳动强度增加，生产成本增加等问题，而且漂白废水含大量COD、BOD、氯代有机物等污染严重，以及漂白吸水衬纸含较多的细小纤维，对其物理强度、吸水性、松厚度、柔软性及透气性等指标造成不良影响等问题，提供一种用于卫生用品生产的本色竹纤维高吸水衬纸的制备方法。采用该方法所制得的本色竹纤维吸水衬纸的物理性能指标为：纵向抗张指数12-15N·m/g，横向抗张指数3-5N·m/g，纵向湿抗张强度30-50N/m，横向湿抗张强度10-20N/m，横向吸水性(成品层)45-65mm/100s，定量10-40g/m2，白度35-50％ISO，多戊糖8％以下，灰分1.0％以下，松厚度5.5-6.5cm3/g，柔软度(成品层纵横平均)250mN以下，对金黄色葡萄球菌及大肠杆菌抑菌率99％以上，对白色念珠菌抑菌率98％以上。
本发明的具体技术方案如下：
一种用于卫生用品生产的本色竹纤维高吸水衬纸的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)材料备料：将竹材切成10-50mm长，宽5-20mm，经洗料机洗去表面杂质并脱除多余水分，使其合格率达85％以上；竹材可为慈竹、黄竹、西凤竹及混合竹材。
(2)预汽蒸：将步骤(1)得到的竹片送入预蒸器，进行常压预汽蒸，汽蒸时间为5-15min，其目的是为了排除竹片中的空气，同时提高温度并使之稳定，利于竹片进入后续浸渍器后可以快速吸收药液，且较高的竹片温度，可以节省竹片在后续预热器中的升温时间，从而提高了浸渍效率。
(3)浸渍段：将步骤(2)预汽蒸后的竹片送入浸渍器。
浸渍段所用设备是立管压胀式浸渍器，主要由加料口、螺旋进料器、浸渍提升螺旋、预热器等组成。其中螺旋进料器主要由变径变距螺旋轴、滤水鼓、背压装置及传动装置等组成，通过调节变径变距螺旋轴，可以增大压缩比，使压缩比可达4∶1及以上，这样螺旋进料器不仅起到输送作用，而且还可起到较强挤压作用，有效避免了由于竹片厚薄不均匀，在预汽蒸时排出的空气也不均匀，会影响竹片吸收药液的均匀性，影响后续氧-碱蒸煮不均匀性等问题。压缩比可达4∶1及以上还可挤出竹片表面及内部的空气和水分及树脂等物质，压碎竹节，还使竹片纵向产生许多细小裂纹，使进入浸渍提升螺旋的竹片较快速地吸收更多的药液，利于均匀浸透，使后续的蒸煮变得容易，提高蒸煮的均匀性。
具体的操作步骤为：预汽蒸后竹片由加料口加入，经螺旋进料器挤压，竹片经挤压后变得密实，然后进入浸渍提升螺旋时就无约束地自由膨胀，随着螺旋转动向上提升的过程中，竹片均匀地吸收加入的化学药液，再从浸渍提升螺旋的顶部落入预热器加热。这些经过化学药液和热综合处理的竹片进入后续氧-碱蒸煮时，更易使竹片离解成单根纤维形成纸浆，而对纤维的损伤可大大降低，提高了成浆的质量和产量。
料片在浸渍段的停留时间15-30min，温度60-95℃，在浸渍提升螺旋中加入化学药液，相对于绝干原料质量，氢氧化钠用量2-5％。加入氢氧化钠的目的是，除去竹片中碱溶性的无机物和有机物，如无机盐类、多糖类物质、短链的半纤维素和低分子量的木素，以及部分有机溶剂抽出物等杂质，破坏竹材原料外表皮的脂肪蜡质，使细胞壁上空隙增加，细胞壁变得松软，碱处理后的竹片接着又经加热器加热处理，进一步提高了竹片不可逆软化的效果，为后续氧-碱蒸煮时药液渗透及反应产物的扩散溶出建立了通道，同时增大了竹材纤维与碱液及氧气的接触面积，防止了料片内部产生蒸煮不完全的现象，利于后续氧-碱蒸煮过程的顺利进行，增加了脱木素效率，提高了蒸煮的均匀性，提高了成浆的质量。
本申请所用的浸渍器是在化学热磨机械浆(CTMP)、化学机械浆(CMP)等化机浆生产工艺中，浸渍器被广泛应用于原料的预浸渍处理，属现有技术，因此其具体构造不再赘述。
(4)氧-碱蒸煮：将步骤(3)浸渍后的竹片送入蒸煮器。
氧碱蒸煮分两级进行，其目的是为了提高氧脱木素率和改善脱木素的选择性。
第一级：加入全部的化学药品，采用高的用碱量和用氧量，以达到高的脱木素率，但温度较低，反应时间较短，以防止纸浆的粘度及得率的下降。相对于绝干原料质量，氢氧化钠用量8-15％，氧压0.8-1.0MPa，温度80-90℃，时间60-80min，液比1∶5-8。
第二级：不加化学药品，只加氧气，主要作用是抽提，用氧量低，而温度较高，时间较长，以继续脱除浆料中残留的木素、短链半纤维素、灰分、有机溶剂抽出物、杂细胞等物质，提纯纸浆，达到吸水衬纸较高的机械强度、透气性、松厚度及吸液性，且柔软舒适，匀度好的质量要求。氧压0.3-0.6MPa，温度120-140℃，时间100-150min。
进一步优化方案，在第一级氧-碱蒸煮时加入镁盐，相对于绝干原料质量，镁盐用量1-3％，这里所述的镁盐指硫酸镁、碳酸镁、氧化酶等物质。研究表明，氧-碱蒸煮时游离基如氢氧游离基HO·对纤维素的降解解聚要负主要责任，原因为其氧化电势高所致。又一研究表明，过渡金属的存在对氢氧游离基HO·的形成有催化作用，因此在氧-碱蒸煮时如何除去或屏蔽过渡金属离子从而减少或抑制氢氧游离基HO·的生成进而减少纤维素的降解解聚是关键。
为此，本发明在氧-碱蒸煮时用镁盐的目的是：在氧-碱蒸煮中保护纤维素，减少其碱性氧化降解和剥皮反应及碱性水解的发生，确保成浆得率、质量。镁盐保护纤维素的机理为：镁盐能与钴、铁等过渡金属离子形成稳定的复盐，使金属离子钝化，可有效减少或避免过渡金属的存在对氢氧游离基HO·的形成有催化作用的发生，减少了游离基对纤维素攻击，从而保护了纤维素。
进一步优化方案，采用氧气变压法操作，即第一级氧-碱蒸煮结束后放压至压力为0MPa，再进行第二级氧-碱蒸煮，通氧气至0.3-0.6MPa，然后加热至120-140℃，反应100-150min结束，放锅。放锅产生的蒸汽均进入废气余热回收***进行热能回收。热能回收***是造纸工作者熟知的。
采用氧气变压法操作，升温(升压)-降压-升压-降压的脉冲作用强化了氧气和碱液与纤维原料的接触，利于木素、有机溶剂抽出物、灰分、杂细胞及戊糖类半纤维素等非纤维素杂质的除去，有效克服竹材原料中含非纤维素杂质多的自身弱点，增大了蒸煮的脱杂质效率，提高了蒸煮均匀性，利于提高竹浆纯度，达到吸水衬纸的质量要求。原因为：由于降压使锅内压力突降，气体扩散，一方面挤出原料导管中的空气和其他不凝性气体，消除假压，利于温度的上升，由于排除了空气，有效减少或防止纤维素的氧化降解作用，利于成浆得率、强度的提高；另一方面锅内压力骤减，锅内产生自然沸腾，使得锅内药液的温度和浓度重新分布，减少了锅内不同部位的温度差和浓度差；再者，压力的脉冲作用能促进药液对纹孔膜的破坏，使纤维束膨胀松散，扩大了纤维与蒸煮药液的接触面积，使得蒸煮药液能够更好的渗透进入纤维内部，提高蒸煮均匀性。
(5)洗涤：将步骤(4)得到的浆料经真空洗浆机洗涤浓缩，所产生的洗涤废液排除；洗涤时可用两台真空洗浆机充分洗涤浓缩，浓缩后浆料的质量浓度为10-15％。
(6)筛选：将步骤(5)得到的浆料经稀释后泵送入筛选设备——混合筛。以除去不符合质量要求的杂物，如比重较轻的浆团、纤维束等杂物，以及比重较重的金属颗粒、砂砾等杂物。
本发明采用混合筛进行除杂物。混合筛是一种将净化和筛选结合起来的筛选设备，其结构组成是由上半部的筛选部分和下半部的净化部分组成。上半部的筛选部分又主要由旋翼转子和筛鼓组成；下半部的净化部分又由锥形除渣器组成。
具体的操作步骤为：浆料在一定的压力作用下从切线方向进入混合筛的下部，由压力能转化成旋转速度能，使进入的纸浆做高速旋转运动，纸浆的线速度可达12m/s左右，由此产生的离心力使比重较重的杂物向外圆周运动，形成较重的外层，然后沿器壁落到锥底，从集渣器排除。而相对比重较小的含有浆团、纤维束等杂物的浆料就在向下旋转的同时逐渐沿中心部位往回上升，进入旋翼筛筛鼓内，良浆通过筛板，浆团、纤维束等杂物被筛板截留，良浆从圆筒部分的径向排出，含有浆团、纤维束等杂物的筛渣从圆筒上部排除。
混合筛是把筛选和净化结合在一台设备内，充分体现了一机多能的作用，可同时除去轻(浆团、纤维束等)、重(金属颗粒、砂砾等)两类杂质，因而简化了处理流程。
进浆压力0.15-0.35MPa，出浆压力0.01-0.05MPa，进浆浓度2-5wt％，出口浓度1.6-3.5wt％。
本申请所用的混合筛是一种用于废纸的筛选设备，属现有技术，因此其具体构造不再赘述。
(7)打浆：将步骤(6)筛后的浆料经浓缩后进行打浆。
对本色竹浆打浆时间70-100min，打浆完成后打浆度为40-50°SR。
打浆设备采用中或高浓盘磨机，中或高浓打浆尤其适合中、短纤维浆。打浆浓度10-20％称中浓打浆，打浆浓度20％以上称高浓打浆。本发明采用中或高浓打浆，最主要是为了提高打浆质量和降低打浆能耗，其原因为：中或高浓打浆时浆料纤维在齿缘和齿面上形成纤维垫层，从而增加纤维间摩擦作用，摩擦产生热量，纤维吸收热量变得柔软可塑，减少了齿缘对纤维切断作用，增加了纤维的细纤维化；打浆能耗的降低主要是由于中、高浓打浆时纤维之间的摩擦作用增加，减少磨盘相互之间接触摩擦的可能性，从而使打浆能耗降低。
(8)抄造：将步骤(7)打浆后的浆料进行抄造，得到本色的吸水衬纸。进一步优化方案中，所述步骤(8)中，在配浆池加入杀菌剂和湿强剂，相对于绝干浆质量，杀菌剂用量0.1-0.5％，湿强剂用量0.05-2.5％。在流浆箱中加入分散剂，相对于绝干浆质量，分散剂用量0.05-2.5％。
所述的杀菌剂为烷基咪唑啉季铵盐，该杀菌剂除了具有杀菌性能外，还可软化纤维和消除静电及优良的乳化、分散等性能，并且可生物降解，污染大大减轻。此杀菌剂是通过改变致病菌胞浆膜的通透性，使菌体物质外渗，阻碍其代谢而使致病菌死亡，其杀微生物作用机制是①改变细胞的渗透性，水分进入使菌体肿胀破裂；②具良好的表面活性作用，可高度聚集于菌体表面，影响致病菌的新陈代谢；③使蛋白质变性；④灭活菌细胞内的脱氢酶、氧化酶及能分解葡萄糖、琥珀酸盐、丙酮酸盐等酶***。
所述的湿强剂为聚酰胺聚胺-表氯醇树脂(PAE)，它是较常用的热固性湿强树脂，且本身带有阳电荷能很好地与纤维结合，在取得湿强度的同时，又不会丧失纸页的柔软性和吸收性。其作用是赋予纸页被液体润湿后仍具有一定强度，利于纸页保持完整性。其作用机理为：PAE带有阳电荷，能吸附到带负电荷的纸浆纤维上，接着进行快速的分之内和分子间的聚合作用，在纸机干燥及下机后贮存熟化，形成缠结纤维的聚合物网络，一方面限制了纤维间的活动，也相应低限制了纤维的润胀和纸页伸缩变性等性能，另一方面形成的聚合物网络能够封闭一些纤维与纤维间的氢键，阻止重新发生水合作用，这些氢键结合的强度被保护。因而PAE的加入提高了纸页的湿强度
所述的分散剂为，脂肪醇聚氧乙烯醚甲基硅烷、焦磷酸钾、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠及聚氧化乙烯等，分散剂的作用原理是：赋予纤维表面电荷，或改变纤维上的动电电荷，使纤维上负电荷增加，或吸附在纤维表面形成一层滑而不粘的水合膜，使浆料纤维具有良好的悬浮性，使纤维相互滑过而不相互接触，减少了纤维间相互粘着的机会，纤维絮聚、缠结大大减轻，有效改善成纸组织匀度。
本发明结合我国国情，以物美价廉，资源丰富的竹材为原料，大胆设想，小心求证，利用物理与化学方法相结合的处理方式，经备料，预汽蒸，浸渍，氧-碱蒸煮，洗涤，筛选，打浆及抄造，制备出高附加值的、环境污染小的、质量符合要求的本色竹纤维吸水衬纸。由于全程不使用漂白剂、增白剂等有害化学试剂，从源头上杜绝危害环境和生物体健康的持久性有机污染物的产生，有效避免重蹈环境污染的覆辙，从而可实现吸水衬纸制备的可持续发展与环境保护协调一致，同时保证其纯正、天然的本质特色，满足消费者的需求，赢得消费者对本色吸水衬纸产品的认同，带动相关产业发展。如果该项技术能够在生产中应用，将带来良好的经济利益、环境效益和社会效益。
本申请中记载的比例关系，如无特殊说明，均表示质量比；％表示wt％。
本发明的积极效果体现在：
(一)本发明全程不使用漂白剂、荧光粉等有害化学试剂，从源头上杜绝危害环境和生物体健康的持久性有机污染物(如三氯甲烷、氯代酚类化合物、氯代二噁英和呋喃等有毒的氯代有机物)的产生，是新一代对环境对人体无害无污染的健康环保型产品，保持了吸水衬纸纯正、天然的本质特色，满足消费者的需求，赢得消费者的口碑，对吸水衬纸销售具有较强的市场推动力。
(二)本发明秉承“精益求精，质量至上”的宗旨，凭借不断开发竹材纤维制备新技术，不断为消费者提供品质更专业，概念更领先，价格更实惠的产品为目的。结合我国的国情，利用我国物美价廉的竹材代替或部分代替木材生产高附加值的本色吸水衬纸，开发一种适合我国国情的吸水衬纸制备工艺，不仅解决了木材等天然原料受种植面积、生长周期、生态平衡以及成本等因素的约束导致其产量有限问题，使得吸水衬纸的生产领域中又多了一种新的可持续再生的新原料，而且生产成本大大降低，缓解了我国相关行业的原料成本压力，尤其可缓解或杜绝由于我国木材原料匮乏不得不依靠进口造成国外投机商进口木浆的垄断。
(三)本发明利用竹材为原料，采用预汽蒸、浸渍及氧-碱蒸煮，其主要优点是对环境污染小，从源头上消除了传统的、广泛的、经典的硫酸盐法蒸煮产生的废气污染，无甲硫醇、甲硫醚等臭气。并且本发明还将净化和筛选结合在一台设备内，充分体现了一机多能的作用，可同时除去轻、重两类杂质，因而简化了处理流程。
(四)本发明制备的本色吸水衬纸具有高的抑菌抗菌抗过敏性，且柔软舒适。在特殊时期(包括婴幼儿期、女性经期、失禁期等)使用本发明的本色吸水衬纸制品，可有效减少治病菌感染及刺激过敏的几率。
(五)本发明利用竹材为原料，经物理法与化学法相结合处理制备本色吸水衬纸，可解决现有漂白吸水衬纸生产原料不足，由于漂白多采用高效的含氯漂剂漂白，导致漂白段化学药品用量和设备投入增加，制浆得率下降，原料利用率较低，人员劳动强度增加，生产成本增加等问题，以及漂白吸水衬纸含较多的细小纤维，对其物理强度、吸水性、松厚度、柔软性及透气性等指标造成不良影响等问题。本发明所制得的本色吸水衬纸具有较好的物理强度，柔软舒适，吸水性和透气性好，以及良好抑菌抗菌抗过敏性等卫生指标符合要求。生产出的本色吸水衬纸完全能够满足吸液产品的要求，从而可实现造纸工业持续发展与保护环境协调一致，如果能够在生产中应用，会给企业带来很好的经济利益和环境效益及社会效益。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。
实施例1：
(1)将竹材直接切成10-50mm长，宽5-20mm，经洗料机后洗去表面杂质并脱除多余水分后送入预蒸器进行常压预汽蒸，汽蒸时间为10min。
(2)浸渍段：预汽蒸后的竹片送入浸渍器。
浸渍段所用设备是立管压胀式浸渍器，主要由加料口、螺旋进料器、浸渍提升螺旋、预热器等组成。其中螺旋进料器压缩比为4∶1。
料片在浸渍段的停留时间15min，温度75℃，在浸渍提升螺旋中加入化学药液，相对于绝干原料质量，氢氧化钠用量5％。
(3)氧-碱蒸煮：将浸渍后的竹片送入蒸煮器。
氧碱蒸煮分两级进行。
第一级：加入全部的化学药品，采用高的用碱量和用氧量，以达到高的脱木素率，但温度较低，反应时间较短，以防止纸浆的粘度及得率的下降。相对于绝干原料质量，氢氧化钠用量8％，硫酸镁用量1％，氧压1.0MPa，温度85℃，时间80min，液比(液比是指蒸煮锅内绝干原料质量与蒸煮总液体积量之比)为1∶7。
第二级：不加化学药品，只加氧气，主要作用是抽提，用氧量低，而温度较高，时间较长，以继续脱除浆料中残留的木素、短链半纤维素、灰分、有机溶剂抽出物、杂细胞等物质，提纯纸浆，达到吸水衬纸较高的机械强度、松厚度及吸液性，且柔软舒适的质量要求。氧压0.5MPa，温度120℃，时间150min。
氧-碱蒸煮曲线为：将浸渍后的竹片送入蒸煮器，同时送入所需的化学药品，通入氧气至压力为1.0MPa，然后加热至85℃，反应80min结束。第一级氧-碱蒸煮结束后放压至压力为0MPa，再通氧气至0.5MPa，然后加热至120℃，反应150min结束，放锅。
(4)洗涤：将氧-碱蒸煮后的浆料经真空洗浆机洗涤浓缩，所产生的洗涤废液排除，浓缩后浆料的质量浓度为10％。
(5)筛选：将洗涤浓缩后的浆料经稀释后泵送入筛选设备——混合筛。
进浆压力0.15MPa，出浆压力0.01MPa，进浆浓度3.5wt％，出口浓度2.5wt％。
(6)打浆：将筛后的浆料经浓缩后进行打浆。本发明采用中或高浓打浆。
对本色竹浆打浆时间100min，打浆完成后打浆度为50°SR。
打浆设备采用中或高浓盘磨机，中或高浓打浆尤其适合中、短纤维浆。
(7)抄造：将打浆后的浆料进行抄造，得到本色的吸水衬纸。在配浆池加入杀菌剂和湿强剂，相对于绝干浆质量，杀菌剂烷基咪唑啉季铵盐用量0.1％，湿强剂聚酰胺聚胺-表氯醇树脂用量2.0％。在流浆箱中加入分散剂，相对于绝干浆质量，分散剂焦磷酸钾用量1.5％。
所制得的本色吸水衬纸的物理性能指标为：纵向抗张指数14.8N·m/g，横向抗张指数4.9N·m/g，纵向湿抗张强度49.7N/m，横向湿抗张强度19.6N/m，横向吸水性(成品层)45mm/100s，定量39.6g/m2，白度49.8％ISO，多戊糖7.2％，灰分0.8％，松厚度5.5cm3/g，柔软度(成品层纵横平均)245mN。
对比例1：本色吸水衬纸制备时取消浸渍段，其余工艺、流程均与实施例1相同。所制得的本色吸水衬纸的物理性能指标为：纵向抗张指数10.7N·m/g，横向抗张指数2.1N·m/g，纵向湿抗张强度21.4N/m，横向湿抗张强度8.2N/m，横向吸水性(成品层)21mm/100s，定量39.4g/m2，白度42.7％ISO，多戊糖10.4％，灰分1.7％，松厚度5.4cm3/g，柔软度(成品层纵横平均)263mN。
比较试验1：将实施例1与对比例1相比得出，前者有浸渍段，后者取消了浸渍段，其余工艺、流程完全相同，前者比后者纵向抗张指数提高了38.3％，横向抗张指数、纵向湿抗张强度、横向湿抗张强度及横向吸水性均翻了1倍有余，且衬纸纯度提高，表现在白度增加7个百分点，多戊糖下降3个百分点，灰分下降近1个百分点。分析原因如下：
取消浸渍段，即取消了浸渍段的压缩-膨胀-吸收碱液-加热整个过程。浸渍段的作用不在存在。(如浸渍段可有效避免由于竹片厚薄不均匀，在预汽蒸时排出的空气也不均匀，会影响竹片吸收药液的均匀性，影响后续氧-碱蒸煮不均匀性等问题。并通过挤压挤出竹片表面及内部的空气和水分及树脂等物质，压碎竹节，还使竹片纵向产生许多细小裂纹，利于后续药液的均匀浸透，使后续的蒸煮变得容易，提高蒸煮的质量。在浸渍段时加入的氢氧化钠目的为：除去竹片中碱溶性的无机物和有机物，如无机盐类、多糖类物质、短链的半纤维素和低分子量的木素，以及部分有机溶剂抽出物等杂质，破坏竹材原料外表皮的脂肪蜡质，使细胞壁上空隙增加，细胞壁变得松软，碱处理后的竹片接着又经加热器加热处理，进一步提高了竹片不可逆软化的效果，为后续氧-碱蒸煮时药液渗透及反应产物的扩散溶出建立了通道，同时增大了竹材纤维与碱液及氧气的接触面积，防止了料片内部产生蒸煮不完全的现象，利于后续氧-碱蒸煮过程的顺利进行，增加了脱木素效率，提高了蒸煮的均匀性，提高了成浆的质量)。
实施例2
(1)将竹材直接切成10-50mm长，宽5-20mm，经洗料机洗去表面杂质并脱除多余水分后送入预蒸器进行常压预汽蒸，汽蒸时间为15min。
(2)浸渍段：预汽蒸后的竹片送入浸渍器。
浸渍段所用设备是立管压胀式浸渍器，主要由加料口、螺旋进料器、浸渍提升螺旋、预热器等组成。其中螺旋进料器压缩比为5∶1。
料片在浸渍段的停留时间30min，温度60℃，在浸渍提升螺旋中加入化学药液，相对于绝干原料质量，氢氧化钠用量3％。
(3)氧-碱蒸煮：将浸渍后的竹片送入蒸煮器。
氧碱蒸煮分两级进行。
第一级：相对于绝干原料质量，氢氧化钠用量15％，碳酸镁用量2％，氧压0.8MPa，温度80℃，时间70min，液比1∶8。
第二级：氧压0.3MPa，温度140℃，时间120min。
氧-碱蒸煮曲线为：将浸渍后的竹片送入蒸煮器，同时送入所需的化学药品，通入氧气至压力为0.8MPa，然后加热至80℃，反应70min结束。第一级氧-碱蒸煮结束后放压至压力为OMPa，再通氧气至0.3MPa，然后加热至140℃，反应120min结束，放锅。
(4)洗涤：将氧-碱蒸煮后的浆料经真空洗浆机洗涤浓缩，所产生的洗涤废液排除，浓缩后浆料的质量浓度为15％。
(5)筛选：将洗涤浓缩后的浆料经稀释后泵送入筛选设备——混合筛。
进浆压力0.35MPa，出浆压力0.05MPa，进浆浓度2％，出口浓度1.6％。
(6)打浆：将筛后的浆料经浓缩后进行打浆。
对本色竹浆打浆时间70min，打浆完成后打浆度为40°SR。
(7)抄造：将打浆后的浆料进行抄造，得到本色的吸水衬纸。在配浆池加入杀菌剂和湿强剂，相对于绝干浆质量，杀菌剂烷基咪唑啉季铵盐用量0.5％，湿强剂聚酰胺聚胺-表氯醇树脂用量2.5％。在流浆箱中加入分散剂，相对于绝干浆质量，分散剂聚氧化乙烯用量0.05％。
所制得的本色吸水衬纸的物理性能指标为：纵向抗张指数12.1N·m/g，横向抗张指数3.4N·m/g，纵向湿抗张强度42.7N/m，横向湿抗张强度13.6N/m，横向吸水性(成品层)65mm/100s，定量10.2g/m2，白度40.3％ISO，多戊糖7.8％，灰分0.7％，松厚度6.5cm3/g，柔软度(成品层纵横平均)207mN。
实施例3
(1)将竹材直接切成10-50mm长，宽5-20mm，经洗料机洗去表面杂质并脱除多余水分后送入预蒸器进行常压预汽蒸，汽蒸时间为5min。
(2)浸渍段：预汽蒸后的竹片送入浸渍器。
浸渍段所用设备是立管压胀式浸渍器，主要由加料口、螺旋进料器、浸渍提升螺旋、预热器等组成。其中螺旋进料器压缩比为4∶1。
料片在浸渍段的停留时间20min，温度95℃，在浸渍提升螺旋中加入化学药液，相对于绝干原料质量，氢氧化钠用量2％。
(3)氧-碱蒸煮：将浸渍后的竹片送入蒸煮器。
氧碱蒸煮分两级进行。
第一级：相对于绝干原料质量，氢氧化钠用量10％，氧化酶用量3％，氧压0.9MPa，温度90℃，时间60min，液比1∶5。
第二级：氧压0.6MPa，温度130℃，时间100min。
氧-碱蒸煮曲线为：将浸渍后的竹片送入蒸煮器，同时送入所需的化学药品，通入氧气至压力为0.9MPa，然后加热至90℃，反应60min结束。第一级氧-碱蒸煮结束后放压至压力为0MPa，再通氧气至0.6MPa，然后加热至130℃，反应100min结束，放锅。
(4)洗涤：将氧-碱蒸煮后的浆料经真空洗浆机洗涤浓缩，所产生的洗涤废液排除，浓缩后浆料的质量浓度为12％。
(5)筛选：将洗涤浓缩后的浆料经稀释后泵送入筛选设备——混合筛。
进浆压力0.25MPa，出浆压力0.03MPa，进浆浓度5％，出口浓度3.5％。
(6)打浆：将筛后的浆料经浓缩后进行打浆。
对本色竹浆打浆时间80min，打浆完成后打浆度为46°SR。
(7)抄造：将打浆后的浆料进行抄造，得到本色的吸水衬纸。在配浆池加入杀菌剂和湿强剂，相对于绝干浆质量，杀菌剂烷基咪唑啉季铵盐用量0.3％，湿强剂聚酰胺聚胺-表氯醇树脂用量0.05％。在流浆箱中加入分散剂，相对于绝干浆质量，分散剂脂肪醇聚氧乙烯醚甲基硅烷用量2.5％。
所制得的本色吸水衬纸的物理性能指标为：纵向抗张指数13.8N·m/g，横向抗张指数3.1N·m/g，纵向湿抗张强度30.3N/m，横向湿抗张强度10.4N/m，横向吸水性(成品层)54mm/100s，定量15.4g/m2，白度35.6％ISO，多戊糖7.5％，灰分0.7％，松厚度5.9cm3/g，柔软度(成品层纵横平均)237mN。
抑菌性测试：
1、测试对象：实施例1-3制备的高吸水衬纸；
2、测试指标：大肠杆菌、金黄色葡萄球菌及白色念珠菌；
3、实验方法：参考GB/T 20944.3-2008；
4、实验结果：见下表所示。
表 实施例1-3制备高吸水衬纸抑菌性测试结果
注金葡菌指金黄色葡萄球菌，Wo标准空白试样“0”接触时间的细菌(或霉菌)浓度CFU/mL；Wt标准空白试样振荡18h后的细菌(或霉菌)浓度CFU/mL；Qt抗菌织物试样振荡18h后的细菌(或霉菌)浓度CFU/mL。
由上表得知，本发明的本色竹吸水衬纸对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌均达99％以上，对白色念珠菌达98％以上，因此本发明的本色吸水衬纸对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌及白色念珠菌均具有很强的抑菌抗菌性。
以上所述实例仅是本专利的优选实施方式，但本专利的保护范围并不局限于此。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利原理的前提下，根据本专利的技术方案及其专利构思，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利的保护范围。

Claims (4)

1.一种用于卫生用品生产的本色竹纤维高吸水衬纸的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
（1）材料备料：将竹材切成10-50mm长，宽5-20mm的竹片，经洗料机洗去表面杂质并脱除水分；
（2）预汽蒸：将步骤（1）得到的竹片送入预蒸器，进行常压预汽蒸，汽蒸时间为5-15min；
（3）浸渍段：将步骤（2）预汽蒸后的竹片送入浸渍器；料片在浸渍段的停留时间15-30min，温度60-95℃，在浸渍提升螺旋中加入化学药液；所述化学药液为氢氧化钠，相对于绝干原料质量，氢氧化钠的用量为2-5%；
（4）氧-碱蒸煮：将步骤（3）浸渍后的竹片送入蒸煮器进行氧碱蒸煮，氧碱蒸煮分两级进行：第一级：加入全部的化学药品，采用高的用碱量和用氧量，氧气压力为0.8-1.0MPa，温度80-90℃，时间60-80min，液比1：5-8，所述的化学药品为氢氧化钠，相对于绝干原料质量，氢氧化钠用量8-15%；
第二级：不加化学药品，只加氧气，氧气压力为0.3-0.6MPa，温度120-140℃，时间100-150min；
氧碱蒸煮采用氧气变压法操作，即第一级氧-碱蒸煮结束后放压至压力为0MPa，再进行第二级氧-碱蒸煮，通氧气至0.3-0.6MPa，然后加热至120-140℃，反应100-150min结束，放锅；
（5）洗涤：将步骤（4）得到的浆料经真空洗浆机洗涤浓缩，所产生的洗涤废液排除，浓缩后浆料的质量浓度为10-15%；
（6）筛选：将步骤（5）得到的浆料经稀释后泵送入筛选设备混合筛，进浆压力0.15-0.35MPa，出浆压力0.01-0.05MPa，进浆浓度2-5wt%，出口浓度1.6-3.5wt%；
（7）打浆：将步骤（6）筛后的浆料经浓缩后进行打浆；对本色竹浆打浆时间70-100min，打浆完成后打浆度为40-500SR；
（8）抄造：将步骤（7）打浆后的浆料进行抄造，得到本色的吸水衬纸。
2.根据权利要求1所述用于卫生用品生产的本色竹纤维高吸水衬纸的制备方法，其特征在于：步骤（8）中，在配浆池加入杀菌剂和湿强剂，相对于绝干浆质量，杀菌剂用量为0.1-0.5%，湿强剂用量为0.05-2.5%，在流浆箱中加入分散剂，相对于绝干浆质量，分散剂用量为0.05-2.5%。
3.根据权利要求2所述用于卫生用品生产的本色竹纤维高吸水衬纸的制备方法，其特征在于：所述的杀菌剂为烷基咪唑啉季铵盐；所述的湿强剂为聚酰胺聚胺-表氯醇树脂；所述的分散剂为脂肪醇聚氧乙烯醚甲基硅烷、焦磷酸钾、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和聚氧化乙烯中的任意一种。
4.根据权利要求1所述用于卫生用品生产的本色竹纤维高吸水衬纸的制备方法，其特征在于：在第一级氧-碱蒸煮时加入镁盐，相对于绝干原料质量，镁盐用量为1-3%，所述的镁盐指硫酸镁、碳酸镁或氧化镁。
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