專利名稱：一種秸稈機(jī)磨纖維制備方法及其在模塑制品中的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及纖維模塑制品領(lǐng)域，具體涉及一種采用純粹機(jī)械方式制得的秸桿纖維及其制備方法和在模塑制品中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
目前，模塑產(chǎn)品主要是塑料制品和紙漿模塑制品。塑料制品以石油化工產(chǎn)品為原料，其資源有限且不可替代，近幾年來由于石油價(jià)格大幅度攀升，導(dǎo)致塑料制品的價(jià)格也不斷上升，塑料制品的使用也會(huì)造成環(huán)境污染。紙漿模塑大多采用木材為原料，使用多種化工原料進(jìn)行化學(xué)處理而制得。雖然紙漿模塑具有可降解性，但是其生產(chǎn)過程不僅要消耗大量的木材、化學(xué)藥品、能源等，而且產(chǎn)生大量的黑液污染環(huán)境。更為嚴(yán)重的是紙漿漂白過程時(shí)帶有化學(xué)殘留物如氯化物等對(duì)人體有害物質(zhì)。中國(guó)專利CN102009425A(公布日2011年4月13日)公開了一種干法用草類制造 綠色環(huán)保型代木產(chǎn)品及其副產(chǎn)品資源化的方法，將精制草片經(jīng)搓磨分絲機(jī)或高效粗磨機(jī)搓磨成絲絨狀，添加高粘結(jié)性能淀粉膠、填料后加工成環(huán)保型代木制品板材或器件。該發(fā)明未對(duì)搓磨分絲機(jī)或高效粗磨機(jī)進(jìn)行介紹，采用干法搓磨也產(chǎn)生較多草渣，未能充分利用纖維，且其產(chǎn)品并非模塑制品。中國(guó)專利CN 1291626A(公布日2001年4月18日)中公開植物纖維一次性可降解餐飲具及其生產(chǎn)工藝，涉及食品容器或包裝，主要由植物纖維及膠黏劑、防水劑組成。該發(fā)明所用植物纖維為粉狀，制作的一次性可降解餐飲具非模塑制品。中國(guó)專利CN 1928219A(公布日2007年3月14日)中公開了一種秸桿纖維制造方法，其步驟包括備料、破碎、疏解、清洗；所制得的秸桿纖維能夠廣泛適用于造紙和建材領(lǐng)域。該發(fā)明疏解步驟采用將粗纖維冷凍到內(nèi)部水分結(jié)冰，然后解凍后用纖維機(jī)加工成細(xì)纖維；此冷凍步驟不易大規(guī)模生產(chǎn)且成本高。中國(guó)專利CN101135117A(公布日2008年3月5日)公開了一種紙漿原料清潔處理方法，對(duì)原料進(jìn)行三次軋碾，利用超聲波原料體表面及軋碾后產(chǎn)生的縫隙中的污垢迅速剝落，實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步清洗除塵。該發(fā)明采用超聲波的方法進(jìn)行除雜，不具備工業(yè)化條件。中國(guó)專利CN 1221593A(公布日1999年7月7日)中公開了一種可降解的植物纖維質(zhì)快餐用品、食品和工業(yè)包裝用模塑制品的生產(chǎn)方法。該發(fā)明將植物纖維原料經(jīng)預(yù)熱熱磨機(jī)械制漿法制成纖維漿料，經(jīng)漂白后加入膠料、防水、防油助劑和填料后，經(jīng)成型等工藝制成模塑制品。該發(fā)明采用雙氧水漂白，制漿過程中添加了化學(xué)藥品，處理成本高。中國(guó)專利CN 1944010A(公布日2007年4月11日)中公開了一種秸桿纖維的制備方法，將農(nóng)作物秸桿經(jīng)粗磨機(jī)分離加入稻殼和亞硫酸鈉，然后加溫、加壓細(xì)分離，所得纖維可用于制造高中密度纖維板、軟質(zhì)板和保溫纖維的原料。該發(fā)明在制備纖維過程中添加了亞硫酸鈉，且未進(jìn)行脫色處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是提供一種秸桿機(jī)磨纖維制備方法，以農(nóng)作物秸桿(稻草、麥秸、棉秸、蔗渣、玉米秸等)為原料，采用高速砂輪磋磨系統(tǒng)、高速疏解機(jī)將秸桿分解成具有一定長(zhǎng)度、細(xì)度、柔度、可纏繞裊結(jié)的秸桿纖維。再通過熱水脫色工藝完成秸桿色素的熱浸出過程、洗滌過程，使其達(dá)到生產(chǎn)纖維模塑制品的生產(chǎn)要求。高速砂輪磋磨系統(tǒng)中使用不同粒徑材料組合的砂輪，可以磋磨軟質(zhì)材料，而通常的砂輪是用于對(duì)鋼鐵等硬質(zhì)材料的切削，采用砂輪搓磨系統(tǒng)主要是為了減輕對(duì)秸桿纖維的切斷，保持纖維的長(zhǎng)度。而高速使得單位時(shí)間內(nèi)的系統(tǒng)容積變化的次數(shù)更多。秸桿實(shí)際上是在砂輪之間經(jīng)歷多次的壓力變化而裂解的，同時(shí)砂輪對(duì)秸桿也有一定磋磨作用。砂輪的非金屬特質(zhì)使得砂輪在多次磨合中產(chǎn)生的熱量聚集在秸桿上，使秸桿的溫度在砂輪中可以提升到110°C -130°c，而秸桿在高溫下其內(nèi)部的物理性質(zhì)的變化可以使其裂解更容易，從而即保持纖維的原始的長(zhǎng)寬比特性，又能節(jié)約電力。本發(fā)明的另一目的是將秸桿機(jī)磨纖維應(yīng)用到模塑制品中，無須添加任何固結(jié)劑，即可模壓成型一次性餐飲具、工業(yè)內(nèi)襯等模塑制品。本發(fā)明的整體技術(shù)方案采用高速砂輪磋磨系統(tǒng)、高速疏解機(jī)制得秸桿纖維，然后利用秸桿纖維模壓成型 制備纖維模塑制品，其制備過程分為四部分(I)秸桿纖維成型通過以高速砂輪磋磨系統(tǒng)為主體的秸桿纖維成型系統(tǒng)，將纖維裂解成粗的纖維束。(2)熱水脫色工藝通過熱浸出設(shè)備系統(tǒng)完成秸桿色素的熱浸出過程、洗滌過程，使其達(dá)到生產(chǎn)纖維模塑制品的生產(chǎn)要求。(3)水循環(huán)利用通過脫色工藝和循環(huán)利用系統(tǒng)可將熱水回用到熱水脫色工藝中，實(shí)現(xiàn)水的零排放和節(jié)能的目標(biāo)。(4)模塑成型將得到的秸桿纖維加工成模塑制品。本發(fā)明的具體工藝步驟及工藝條件是(I)秸桿纖維成型采用高速砂輪磋磨系統(tǒng)將纖維裂解成粗的纖維束，采用轉(zhuǎn)速1000r/min-5000r/min的高速疏解機(jī)把纖維束分解成單根纖維，其長(zhǎng)寬比為2. 2-2. 4，接近原始狀態(tài)。滿足了纖維模塑產(chǎn)品對(duì)纖維長(zhǎng)度的要求。(2)熱水脫色工藝將步驟(I)得到的粗纖維通過熱浸出設(shè)備系統(tǒng)完成秸桿色素的熱浸出過程、洗滌過程，浸出、洗滌溫度控制在90°C _95°C。通過該脫色工藝，秸桿纖維柔性加強(qiáng)，色素脫除，符合模塑制品的生產(chǎn)要求。(3)模塑成型根據(jù)不同的生產(chǎn)需求將步驟(2)得到的秸桿纖維加工成不同的模塑制品。(4)水循環(huán)利用將步驟(2)洗滌后的有色熱水通過脫色工藝和循環(huán)利用系統(tǒng)可回用到熱水脫色工藝中，實(shí)現(xiàn)水的零排放和節(jié)能的目標(biāo)。本發(fā)明所取得的技術(shù)進(jìn)步在于(I)采用純粹機(jī)械的加工方式制得秸桿纖維，生產(chǎn)全過程無任何化學(xué)藥劑介入，循環(huán)用水零排放。(2)采用熱水脫色工藝，與化學(xué)漂白相比，更環(huán)保且成品無化學(xué)殘留。(3)本發(fā)明制得的纖維模塑產(chǎn)品強(qiáng)度和承重能力強(qiáng)，無化學(xué)藥劑殘留、更具環(huán)保理念。
實(shí)施例以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。實(shí)施例一(I)秸桿纖維成型采用高速砂輪磋磨系統(tǒng)將纖維裂解成粗的纖維束，采用轉(zhuǎn)速5000r/min的高速疏解機(jī)把纖維束分解成單根纖維，其長(zhǎng)寬比為2. 2滿足了纖維模塑產(chǎn)品對(duì)纖維長(zhǎng)度的要求。(2)熱水脫色工藝將步驟(I)得到的粗纖維通過熱浸出設(shè)備系統(tǒng)完成秸桿色素的熱浸出過程、洗滌過程，浸出、洗滌溫度控制在90°C。通過該脫色工藝，秸桿纖維柔性加強(qiáng)，色素脫除，符合模塑制品的生產(chǎn)要求。(3)模塑成型將步驟(2)得到的秸桿纖維加工成紙漿模塑制品。(4)水循環(huán)利用將步驟(2)洗滌后的有色熱水通過脫色工藝和循環(huán)利用系統(tǒng)可回用到熱水脫色工藝中，實(shí)現(xiàn)水的零排放和節(jié)能的目標(biāo)。 實(shí)施例二(I)秸桿纖維成型采用高速砂輪磋磨系統(tǒng)將纖維裂解成粗的纖維束，采用轉(zhuǎn)速1000r/min的高速疏解機(jī)把纖維束分解成單根纖維，其長(zhǎng)寬比為2. 4滿足了纖維模塑產(chǎn)品對(duì)纖維長(zhǎng)度的要求。(2)熱水脫色工藝將步驟(I)得到的粗纖維通過熱浸出設(shè)備系統(tǒng)完成秸桿色素的熱浸出過程、洗滌過程，浸出、洗滌溫度控制在95°C通過該脫色工藝，秸桿纖維柔性加強(qiáng)，色素脫除，符合模塑制品的生產(chǎn)要求。(3)模塑成型將步驟(2)得到的秸桿纖維加工成紙漿模塑制品。(4)水循環(huán)利用將步驟(2)洗滌后的有色熱水通過脫色工藝和循環(huán)利用系統(tǒng)可回用到熱水脫色工藝中，實(shí)現(xiàn)水的零排放和節(jié)能的目標(biāo)。
權(quán)利要求
1.一種秸桿機(jī)磨纖維制備方法及其在模塑制品中的應(yīng)用，其特征在于以農(nóng)作物秸桿為原料，采用高速砂輪磋磨系統(tǒng)、高速疏解機(jī)將秸桿分解成秸桿纖維，通過熱水脫色工藝將纖維中的色素脫除，再以秸桿纖維為原料制備纖維模塑制品。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于采用高速砂輪磋磨系統(tǒng)把秸桿分解成纖維束，再通過高速疏解機(jī)把纖維束分解成單根纖維，整個(gè)過程都避免了對(duì)秸桿的切斷，從而保持纖維的長(zhǎng)寬比在2. 2-2. 4之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于整個(gè)過程在高濃度條件下進(jìn)行，秸桿原料的含水量為5-25 %，高速砂輪磋磨系統(tǒng)秸桿濃度20-40 %，高速疏解機(jī)纖維束濃度3-10 %，成品纖維濃度20-40%，全系統(tǒng)每噸纖維的最大用水量為20噸，最小補(bǔ)水量為I. 2-2噸。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于通過熱浸出設(shè)備系統(tǒng)完成秸桿中色素的熱浸出過程、洗滌過程，含色素的熱水再通過脫色工藝循環(huán)利用；熱浸出溫度為900C -95O。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于以機(jī)械纖維為原料，制備成一次性餐飲具、工業(yè)品包裝內(nèi)存等纖維模塑制品。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種秸稈機(jī)磨纖維制備方法，以農(nóng)作物秸稈(稻草、麥秸、棉秸、蔗渣、玉米秸等)為原料，采用高速砂輪磋磨系統(tǒng)、高速疏解機(jī)將秸稈分解成具有一定長(zhǎng)度、細(xì)度、柔度、可纏繞裊結(jié)的秸桿纖維，再通過熱水脫色工藝將纖維中的色素脫除。本發(fā)明還公開了秸稈機(jī)磨纖維在模塑制品中的應(yīng)用，無須添加任何固結(jié)劑，即可模壓成型一次性餐飲具、工業(yè)內(nèi)襯等模塑制品。本發(fā)明產(chǎn)品具有良好的物理性能(強(qiáng)度和承重能力強(qiáng))，且無任何化學(xué)殘留物、更具環(huán)保理念。
文檔編號(hào)D21H11/08GK102828448SQ201110344
公開日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2011年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月4日
發(fā)明者蘇河山, 謝志琪, 張鵬 申請(qǐng)人:北京創(chuàng)源基業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)研究所