專利名稱：一種秸稈機磨纖維制備方法及其在模塑制品中的應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及纖維模塑制品領域，具體涉及一種采用純粹機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用。
背景技術：
目前，模塑產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品為原料，其資源有限且不可替代，近幾年來由于石油價格大幅度攀升，導致塑料制品的價格也不斷上升，塑料制品的使用也會造成環(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行化學處理而制得。雖然紙漿模塑具有可降解性，但是其生產過程不僅要消耗大量的木材、化學藥品、能源等，而且產生大量的黑液污染環(huán)境。更為嚴重的是紙漿漂白過程時帶有化學殘留物如氯化物等對人體有害物質。中國專利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)保型代木產品及其副產品資源化的方法，將精制草片經搓磨分絲機或高效粗磨機搓磨成絲絨狀，添加高粘結性能淀粉膠、填料后加工成環(huán)保型代木制品板材或器件。該發(fā)明未對搓磨分絲機或高效粗磨機進行介紹，采用干法搓磨也產生較多草渣，未能充分利用纖維，且其產品并非模塑制品。中國專利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域。該發(fā)明疏解步驟采用將粗纖維冷凍到內部水分結冰，然后解凍后用纖維機加工成細纖維；此冷凍步驟不易大規(guī)模生產且成本高。中國專利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，對原料進行三次軋碾，利用超聲波原料體表面及軋碾后產生的縫隙中的污垢迅速剝落，實現進一步清洗除塵。該發(fā)明采用超聲波的方法進行除雜，不具備工業(yè)化條件。中國專利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快餐用品、食品和工業(yè)包裝用模塑制品的生產方法。該發(fā)明將植物纖維原料經預熱熱磨機械制漿法制成纖維漿料，經漂白后加入膠料、防水、防油助劑和填料后，經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藥品，處理成本高。中國專利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，將農作物秸桿經粗磨機分離加入稻殼和亞硫酸鈉，然后加溫、加壓細分離，所得纖維可用于制造高中密度纖維板、軟質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，且未進行脫色處理。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的之一是提供一種秸桿機磨纖維制備方法，以農作物秸桿(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、高速疏解機將秸桿分解成具有一定長度、細度、柔度、可纏繞裊結的秸桿纖維。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，使其達到生產纖維模塑制品的生產要求。高速砂輪磋磨系統中使用不同粒徑材料組合的砂輪，可以磋磨軟質材料，而通常的砂輪是用于對鋼鐵等硬質材料的切削，采用砂輪搓磨系統主要是為了減輕對秸桿纖維的切斷，保持纖維的長度。而高速使得單位時間內的系統容積變化的次數更多。秸桿實際上是在砂輪之間經歷多次的壓力變化而裂解的，同時砂輪對秸桿也有一定磋磨作用。砂輪的非金屬特質使得砂輪在多次磨合中產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部的物理性質的變化可以使其裂解更容易，從而即保持纖維的原始的長寬比特性，又能節(jié)約電力。本發(fā)明的另一目的是將秸桿機磨纖維應用到模塑制品中，無須添加任何固結劑，即可模壓成型一次性餐飲具、工業(yè)內襯等模塑制品。本發(fā)明的整體技術方案采用高速砂輪磋磨系統、高速疏解機制得秸桿纖維，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為主體的秸桿纖維成型系統，將纖維裂解成粗的纖維束。(2)熱水脫色工藝通過熱浸出設備系統完成秸桿色素的熱浸出過程、洗滌過程，使其達到生產纖維模塑制品的生產要求。(3)水循環(huán)利用通過脫色工藝和循環(huán)利用系統可將熱水回用到熱水脫色工藝中，實現水的零排放和節(jié)能的目標。(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將纖維裂解成粗的纖維束，采用轉速1000r/min-5000r/min的高速疏解機把纖維束分解成單根纖維，其長寬比為2. 2-2. 4，接近原始狀態(tài)。滿足了纖維模塑產品對纖維長度的要求。(2)熱水脫色工藝將步驟(I)得到的粗纖維通過熱浸出設備系統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，色素脫除，符合模塑制品的生產要求。(3)模塑成型根據不同的生產需求將步驟(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)利用系統可回用到熱水脫色工藝中，實現水的零排放和節(jié)能的目標。本發(fā)明所取得的技術進步在于(I)采用純粹機械的加工方式制得秸桿纖維，生產全過程無任何化學藥劑介入，循環(huán)用水零排放。(2)采用熱水脫色工藝，與化學漂白相比，更環(huán)保且成品無化學殘留。(3)本發(fā)明制得的纖維模塑產品強度和承重能力強，無化學藥劑殘留、更具環(huán)保理念。
實施例以下結合實施例對本發(fā)明作進一步描述。實施例一(I)秸桿纖維成型采用高速砂輪磋磨系統將纖維裂解成粗的纖維束，采用轉速5000r/min的高速疏解機把纖維束分解成單根纖維，其長寬比為2. 2滿足了纖維模塑產品對纖維長度的要求。(2)熱水脫色工藝將步驟(I)得到的粗纖維通過熱浸出設備系統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，色素脫除，符合模塑制品的生產要求。(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)利用系統可回用到熱水脫色工藝中，實現水的零排放和節(jié)能的目標。 實施例二(I)秸桿纖維成型采用高速砂輪磋磨系統將纖維裂解成粗的纖維束，采用轉速1000r/min的高速疏解機把纖維束分解成單根纖維，其長寬比為2. 4滿足了纖維模塑產品對纖維長度的要求。(2)熱水脫色工藝將步驟(I)得到的粗纖維通過熱浸出設備系統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，色素脫除，符合模塑制品的生產要求。(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)利用系統可回用到熱水脫色工藝中，實現水的零排放和節(jié)能的目標。
權利要求
1.一種秸桿機磨纖維制備方法及其在模塑制品中的應用，其特征在于以農作物秸桿為原料，采用高速砂輪磋磨系統、高速疏解機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.根據權利要求I所述的方法，其特征在于采用高速砂輪磋磨系統把秸桿分解成纖維束，再通過高速疏解機把纖維束分解成單根纖維，整個過程都避免了對秸桿的切斷，從而保持纖維的長寬比在2. 2-2. 4之間。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于整個過程在高濃度條件下進行，秸桿原料的含水量為5-25 %，高速砂輪磋磨系統秸桿濃度20-40 %，高速疏解機纖維束濃度3-10 %，成品纖維濃度20-40%，全系統每噸纖維的最大用水量為20噸，最小補水量為I. 2-2噸。
4.根據權利要求I所述的方法，其特征在于通過熱浸出設備系統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.根據權利要求I所述的方法，其特征在于以機械纖維為原料，制備成一次性餐飲具、工業(yè)品包裝內存等纖維模塑制品。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種秸稈機磨纖維制備方法，以農作物秸稈(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、高速疏解機將秸稈分解成具有一定長度、細度、柔度、可纏繞裊結的秸桿纖維，再通過熱水脫色工藝將纖維中的色素脫除。本發(fā)明還公開了秸稈機磨纖維在模塑制品中的應用，無須添加任何固結劑，即可模壓成型一次性餐飲具、工業(yè)內襯等模塑制品。本發(fā)明產品具有良好的物理性能(強度和承重能力強)，且無任何化學殘留物、更具環(huán)保理念。
文檔編號D21H11/08GK102828448SQ201110344
公開日2012年12月19日 申請日期2011年11月4日 優(yōu)先權日2011年11月4日
發(fā)明者蘇河山, 謝志琪, 張鵬 申請人:北京創(chuàng)源基業(yè)自動化控制技術研究所