CN108071038A - 一种提高竹浆纤维柔软度的方法 - Google Patents

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刘洪斌
刘晶
李晨曦
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Tianjin University of Science and Technology
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    • D21D—TREATMENT OF THE MATERIALS BEFORE PASSING TO THE PAPER-MAKING MACHINE
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    • D21D1/02—Methods of beating; Beaters of the Hollander type
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C5/00—Other processes for obtaining cellulose, e.g. cooking cotton linters ; Processes characterised by the choice of cellulose-containing starting materials
    • D21C5/005—Treatment of cellulose-containing material with microorganisms or enzymes
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
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Abstract

本发明公开了一种提高竹浆纤维柔软度的方法，属于制浆造纸领域。其特征主要包括以下步骤：1)将纤维原料打浆至打浆度为25°SR‑35°SR；2)加水调节纤维浆料的质量浓度至0.01％‑0.03％，将稀释后的浆料放入超声发生器，通过频率为20KHz‑25KHz，功率100W‑1000W的超声波来处理浆料，并用冰水浴维持温度，超声波作用10min‑70min；3)将步骤(2)获得的材料升温至40℃‑60℃，加入纤维素酶，并用30min‑120min；4)用同样的方法来定量分析步骤(3)获得的单根纤维柔软度。本发明采用超声波结合酶来处理浆料，通过超声波的声空化效应，提高单根纤维的柔软度，也为后续的酶处理提供了有利条件。

Description

一种提高竹浆纤维柔软度的方法
技术领域
本发明属于制浆造纸领域，具体涉及一种提高竹浆纤维柔软度的方法。
背景技术
随着我国造纸工业的持续稳定发展，纸和纸板的产量已跃居世界第一，造纸工业已经成为我国经济发展的标志性产业之一。我国造纸工业的原料主要来源于废纸浆、木材纤维原料，非木材纤维原料。废纸浆由于其二次纤维的缺陷限制了作为中高端纸的使用，近年来，随着木材资源的逐渐减少，单纯的以木材纤维作为原料已经不能满足需求，迫切需要发展非木材纤维原料作为补充。在非木材纤维植物中，竹纤维属于长纤维范畴，纤维细长交织力好，是优良造纸原料，且竹子有着生产周期较短速，低成本、可再生、并可大量利用等优点，可替代部分木浆作为生产中高端纸的原料。
近年来，随着人们生活水平的不断提高，对生活用纸柔软度也提出了新的要求。柔软度作为最重要的指标之一，通常受浆料种类及配比、打浆方式和打浆度、助剂的种类及用量、成纸的定量、起皱程度等因素的影响。传统提高生活用纸柔软度的方法包括合理配比长短纤维、添加柔软剂、起皱、加入化学助剂等。传统的改善柔软度的方法有着诸如成本高、操作繁琐、对人体和环境有害等弊端，而使用超声波预处理纸浆纤维则很好的避免了这些缺点。超声波处理纸浆纤维主要利用超声波的声空化效应，用超声波处理纤维时，当纤维素-水界面收到强声波作用时，造成在界面处的气泡发生形变，当气泡崩溃时发生快速运动的微射流，造成纤维表面发生局部的侵蚀和剥蚀，促进纤维细纤维化，提高纤维的分丝帚化程度，提高单根纤维的柔软性能。与传统提升纤维柔软度方法相比，有着成本低廉、处理过程快速且效果较好，环境友好等一系列优点。
发明内容
本发明提供了一种能够明显提高纤维柔软度的方法，该方法利用超声波的声空化效应，在提高纤维柔软度的同时，实现了对环境的保护。
本发明提供了一种超声波结合酶处理的方法，即能够通过超声波预处理，提高纤维素酶改善柔软性能的不足，降低酶用量。
本发明的技术方法概述如下：
一种提高竹浆柔软度的方法，包括如下步骤：
步骤1：将纤维原料打浆至打浆度为25°SR-35°SR或进行消潜疏解；得纤维浆料；
步骤2：加水调节纤维浆料的质量浓度至0.01％-3％，将稀释后的浆料放入超声波发生器，设置超声波发生器作用频率为20kHz-25kHz，功率100W-1000W，维持反应温度在15℃-25℃，超声波作用10min-70min；
步骤3：将步骤2获得的材料升温至40℃-60℃，加入纤维素酶，使纤维素酶的质量分数为0.01％-0.1％，纤维素酶作用30min-120min；
步骤4：将步骤3获得的材料挤掉水分，用玻璃-金属丝法测定纤维弯曲程度来定量分析纤维柔软度的方法测量单根纤维柔软度。
本发明采用超声波处理浆料，当纤维素-水界面受到超声波作用后，界面上的气泡发生形变，由于靠近固体一侧气泡较平，气泡突然崩解后产生在纤维表面微气流，同时破坏纤维表面结构，提高纤维分丝帚化程度，提高纤维的柔软性能，同时增加酶的可及性。本发明利用超声波处理与超声波结合酶处理的方法，操作简便，绿色安全，与常规的化学柔软剂相比，减少了对环境的污染；与单纯纤维素酶处理相比，提升了酶的作用效果，对提高竹浆纤维柔软性能具有重要意义。
具体实施方式
参考下列实施例将更全面、更容易地理解本发明，给出实施例是为了更清楚地阐明本发明，而不是以任何方式限制本发明。
各实施案例的纤维素酶的活性为100U/ml；各实施案例的超声波发生器为Scient-II D型超生发生器。不对本发明作限定。
实施例1
一种利用超声波作用提高竹浆纤维柔软度的方法，包括如下步骤：
步骤1：将高得率竹浆打浆至打浆度为32°SR；得纤维浆料；
步骤2：取六份等质量纤维浆料，分别加水调节纤维浆料的质量浓度至0.05％，将这六份浆料分别放入超声波仪作用0min，10min，20min，30min，40min，50min，超声波作用时用冰水浴处理浆料，吸收超声波作用时散发的热量。
步骤3：将步骤2获得的材料挤去水分，用玻璃-金属丝法测定纤维弯曲程度来定量分析纤维柔软度的方法测量单根纤维柔软度。见表1、2。
表1超声波功率500W时超声作用时间对高得率竹浆纤维柔软度的影响
表2超声波功率700W时超声作用时间对高得率竹浆纤维柔软度的影响
实施例2
超声波作用与酶处理结合提高竹浆纤维柔软度的方法，包括如下步骤：
步骤1：将高得率竹浆打浆至打浆度为32°SR；得纤维浆料；
步骤2：取六份等质量纤维浆料，分别加水调节纤维浆料的质量浓度至0.05％，将这六份浆料分别放入超声波仪作用0min，10min，20min，30min，40min，50min，超声波作用时用冰水浴处理浆料，吸收超声波作用时散发的热量。
步骤3：将步骤2获得的材料升温至50℃，加入纤维素酶，使纤维素酶的质量分数分别为0.01％，纤维素酶作用50min。
步骤4：将步骤3获得的材料挤掉水分，用玻璃-金属丝法测定纤维弯曲程度来定量分析纤维柔软度的方法测量单根纤维柔软度。见表3、4。
步骤5：取六份等质量纤维浆料，分别加水调节纤维浆料的质量浓度至0.05％，调节在六份中加入不同量的纤维素酶，使纤维素酶的质量分数分别为0.01％，0.02％，0.04％，0.06％，0.08％，在50℃温度条件下，纤维素酶作用50min；
步骤6：将步骤5获得的材料挤掉水分，用玻璃-金属丝法测定纤维弯曲程度来定量分析纤维柔软度的方法测量单根纤维柔软度，用于对比。见表5。
表3超声波功率500W时超声作用时间对高得率竹浆纤维柔软度的影响
表4超声波功率700W时超声作用时间对高得率竹浆纤维柔软度的影响
表5纤维素酶用量对高得率竹浆纤维柔软度的影响

Claims (7)

1.一种提高竹浆纤维柔软度的方法，其特征是包括如下步骤：
步骤1：将纤维原料打浆至打浆度为25°SR-35°SR或进行消潜疏解；得纤维浆料；
步骤2：加水调节纤维浆料的质量浓度至0.01％-3％，将稀释后的浆料放入超声波仪，设置超声波仪作用频率为100W-1000W，用冰水浴维持温度，超声波作用10min-70min；
步骤3：将步骤(2)获得的材料挤掉水分，用玻璃-金属丝法测定纤维弯曲程度来定量分析纤维柔软度的方法测量单根纤维柔软度；
步骤4：将步骤(2)获得的材料升温至40℃-60℃，加入纤维素酶，使纤维素酶的质量分数为0.01％-0.1％，纤维素酶作用30min-120min；
步骤5：将步骤(4)获得的材料挤掉水分，用玻璃-金属丝法测定纤维弯曲程度来定量分析单根纤维柔软度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述纤维原料为高得率竹浆。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述打浆度为32°SR。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述纤维浆料的质量浓度为0.05％。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述纤维素酶质量分数为0.01％。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述升至温度50℃。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征是纤维素酶作用时间为50min。
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