CN108342923A - 一种毛竹本色化机浆的制备方法 - Google Patents

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Abstract

针对毛竹壁厚、质地坚硬、疏水性强、药液难渗透的特点,将毛竹经过双轴撕碎机撕碎后在碱性亚硫酸盐预浸渍液中浸渍,预浸条件为:NaOH用量5~10 g/L,Na2SO3用量10~20 g/L,液比5:1,浸渍时间5~10h,温度20~40℃。双轴撕碎机能够使竹材产生更多裂纹,增加药液渗透能力及可及度;低温、低碱浓、长时间浸渍的方式能够保证竹片充分软化,减少竹片中的溶出物,提高纸浆得率。Na2SO3的加入能够增加毛竹纤维的亲水性,促进竹片软化,提高纸浆强度。制备的毛竹本色化机浆在离度为380 mL时,裂断长≥3200 m、松厚度≥3.20 cm3/g、撕裂度≥10 mN·m2/g、得率≥88%。

Description

一种毛竹本色化机浆的制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种非木材原料的制浆方法,特别涉及一种毛竹本色化机浆的制备方 法。
背景技术
[0002] 毛竹是我国竹类资源中分布面积最大,经济价值较高的笋竹两用竹种。毛竹纤维 长度一般为I.23〜2.71圓,宽度一般为12.3〜19.6 wn,长宽比为110〜200,属于长纤维范 围,纤维细长交织力好,是一种优质的造纸纤维原料。当前,毛竹主要用来生产竹胶合板、家 具板材、编制凉席等生活日用品和工艺品。由于这些加工业不景气,竹材原料供应过剩,目 前毛竹价格已经跌至低谷。大量适采毛竹没有得到及时砍伐,造成资源的严重浪费。利用毛 竹制浆具有良好的经济前景。
[0003] 化学机械法制浆是上世纪90年代发展起来的一种高得率、低成本、污染轻的制浆 方法,其生产经济规模要求低。用化学机械法生产木浆已经有成熟的工艺技术设备,然而用 其规模化生产毛竹浆的尚未见报道。诸多研宄者开展了对竹子化机浆生产工艺的研究,采 用的工艺方法主要有CTMP(压力热磨化机浆)、SCMP(磺化化机楽)、APMP (碱性过氧化氢机 械件)等,取得了一定的研究成果。华南理工大学进行了“毛竹蒸汽爆破法高得率浆的研 宄”,制取了得率80%以上,裂断长大于3300 m的毛竹爆破浆。采用4%过氧化氢的单段过氧化 氢漂白,可获得白度为61 %IS0的毛竹爆破漂白浆。广西大学采用CTMP和P-RC APMP的方法 生产竹材化机浆,得率多8〇%,浆白度为55%〜62%,采用40%的竹子化机浆配抄低定量胶印新 闻纸,产品质量达到GB/T1910 — 1999优等品的指标。中国林业科学研宄院林产化学工业研 宄所以四川慈竹为原料生产化机浆,用其成功配抄出性能指标达到牛皮挂面箱纸板B级以 上标准(GBl3〇24-1991)的纸板产品。
[0004] 本发明结合CTMP (压力热磨化机楽)、SCMP (磺化化机衆)、EMP (挤压法化机浆)等 多种化机浆制浆工艺,针对毛竹壁厚、质地坚硬、疏水性强、药液难渗透、薄壁细胞比例偏高 的缺点,优化制浆工艺条件(选用碱性亚硫酸盐预浸渍液及低温、低碱浓、长时间处理)和设 备,提出合理的制浆工艺流程,用所得毛竹化机浆在实验室制备冥信纸、擦手纸、厨房纸巾、 纸杯原纸。
发明内容
[0005]本发明的目的是提供一种毛竹本色化机浆的制备方法,解决毛竹本色化机浆制浆 难度大、得率低、浆料质量差的问题,通过该工艺制备得到的毛竹本色化机浆在纸浆游离度 为38〇 mL时,纸楽的裂断长>3200 m;松厚度》3.20 cm3/g;撕裂度多10 raN.m2/g,得率多 88% 〇
[0006]本发明的技术方案如下: 一种毛竹本色化机浆的制备方法包括以下几个步骤:i、毛竹经过双轴撕碎机撕碎;2、 竹片在碱性亚硫酸盐预浸渍液中浸渍,预浸条件为:Na0H用量5〜10g/L,Na2S〇3用量10~20 g/ L,液比5:1,浸渍时间5〜l〇h,温度20〜4(TC;3、浸渍浆料过滤,提取黑液;4、浆料磨浆,磨浆次 数2〜3次;5、磨浆后浆料通过筛选净化,除去粗纤维片、杂细胞;6、浆料洗涤并回收残留黑 液。
[0007]竹子纤维组织比量一般随着竹竿胸径的增加而减少,纤维素含量随竹龄增加而减 少,竹子3年生时的纤维素含量基本趋于稳定,基本密度随竹龄增加而减少。为保证毛竹本 色化机浆的质量,本发明中选用的毛竹竹龄为0.5〜2年,毛竹材质相对较嫩,竹材较易破碎, 材质紧密度低,药液容易渗透,且纤维素含量较高,有利于毛竹制浆。
[000S]毛竹片的厚度是慈竹的2〜3倍,其内外表皮的厚度也大于慈竹,毛竹外皮层组织由 壁腔比较厚、甚至无腔的表皮细胞和竹纤维组成。表皮细胞排列致密,极大阻碍了浸渍药液 通过其向内部渗透。本发明采用双轴撕碎机处理毛竹,双轴撕碎机箱体上安装两根相向转 动的轴,轴上有撕碎刀片。破碎过程中,转子上的刀爪将物料拽入破碎腔内。刀片采用相互 交错、咬合的布局方式,毛竹经过撕碎刀片撕扯、挤压、剪切等综合作用,在横向和纵向得到 切割破碎,被撕裂成小块,且表面出现许多裂纹,破坏了原先致密的外表皮层。经过双轴撕 碎机撕碎,竹片能够产生更多裂纹,增加药液渗透能力及可及度。刀片的厚度从1.5cm到5cm 不等,厚度为2 cm的刀片适合用来加工制浆竹片,切成的竹片呈不规则小块,长度大多小于 4厘米,竹片中的裂纹较多。
[0009]浸渍的目的是实现木素等物质的适当溶出及毛竹的充分软化,从而保证后续磨浆 工序的正常开展。本发明通过低温、低碱浓、长时间浸泡的方式,能够保证药液在竹片中的 均匀、充分渗透,在确保竹片充分软化的前提下,减少竹片中的溶出物,提高纸浆得率,减轻 废水处理负荷。同时,Na2S〇3的加入能够增加毛竹纤维的亲水性,促进竹片软化,并提升毛竹 本色化机浆强度。本发明浸溃条件为NaOH用量5〜10g/L,Na2S03用量10〜20 g/L,液比5:1,浸 渍时间5〜1 Oh,温度2(K40 °C。
[0010]浸溃结束后,对于竹片中的黑液进行提取及回收,并在一定的磨楽间隙下进行磨 浆,磨浆次数为2〜4次。由于毛竹化机浆中的杂细胞含量较多,可进一步通过跳筛、除渣器等 筛选净化装置除去杂细胞及粗纤维片等杂质。然后对于浆料进行多段逆流洗涤,洗净浆料 并回收残留黑液。
[0011]通过该工艺制备得到的毛竹本色化机浆在纸浆游离度为380 mL时,纸浆裂断长彡 3200 m;松厚度彡3.20 cm3/g;撕裂度彡10 mN*m2/g,得率彡88%。制备的毛竹本色化机浆可 以用于生产冥信纸、檫手纸、厨房擦拭纸、口杯纸等产品。
[0012] 具体实施例: 以下的实施例将对本发明作进一步的说明: 实施例1、 一种毛竹本色化机浆的制备方法,包括以下步骤:a •毛竹经过双轴撕碎机撕碎,b.竹片 在碱性亚硫酸盐预浸渍液中浸渍,预浸条件为:NaOH用量5g/L, Na2S〇3用量10 g/L,液比5:1, 浸渍时间7h,温度30°C,c •浸渍浆料过滤,提取黑液,d•浆料磨浆,磨浆次数4次,e.磨菜后衆 料通过筛选净化,除去粗纤维片、杂细胞,f •浆料洗涤并回收残留黑液。
[0013]所述毛竹竹龄为〇.5年,双轴撕碎机所用刀片厚度为2cm,通过该工艺制备得到的 毛竹本色化机浆在纸浆游离度为38〇11^时,裂断长3216 111,松厚度3.42〇113/8,撕裂度 11.05 mN.m2/g,得率93.2%,产品可用于生产冥信纸、檫手纸、厨房擦拭纸、口杯纸等生产。
[0014] 实施例2、 -种毛竹本色化机__方法’包•毛竹经过双轴_机撕碎,b竹片 在碱性亚硫酸盐预浸渍液中浸渍,预浸条件为:Na〇H用量10g/L,Na2S〇3用量15几液比5: 1,浸渍时间5h,温度40 C,c •浸渍楽料过滤,提取黑液,d.衆料磨衆,磨|次数2次㊀.磨!后 楽料通过筛选净化,除去粗纤维片、杂细胞,f •楽料洗條并回收残g胃、液 _5]所述毛竹竹龄为1.5年,_撕碎机所用刀片厚度为2em,^该工艺制备得到的 毛竹本色化机浆在纸浆游离度为380 mL时,裂断长3324 m,松厚度3_21 cm3/g,撕裂度 10 • 57 mN • m2/g,得率88 • 4%,广品可用于生广吴信纸、檫手纸、厨房擦拭纸、口杯纸等生产。 [0016] 实施例3、 〆、一 一 。 一种毛竹本色化机浆的制备方法,包括以下步骤:a •毛竹经过双轴撕碎机撕碎,b •竹片 在碱性亚硫酸盐预浸渍液中浸渍,预浸条件为:NaOH用量7g/L,Na2S〇3用量20 g/L,液比5 -1, 浸渍时间l〇h,温度2〇°C,c •浸渍浆料过滤,提取黑液,d •浆料磨浆,磨楽次数3次,e.磨衆后 浆料通过筛选净化,除去粗纤维片、杂细胞,f.浆料洗涤并回收残留黑液。 7 n
[0017]所述毛竹竹龄为2.0年,双轴撕碎机所用刀片厚度为2cm,i过该工艺制备得到的 毛竹本色化机菜在纸衆游罔度为38〇 mL时,裂断长3405 m,松厚度3_:B4 cm3/g,撕裂度 10.72 mN • m2/g,得率90 • 1%,产品可用于生产冥信纸、檫手纸、厨房擦拭纸、口杯纸等产品= [0018]另外,本领域技术人员还可在本发明权利要求公开的范围和精神内做其它形式和 细节上的各种修改、添加和替换。当然,这些依据本发明精神所做的各种修改、添加和替换 等变化,都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (4)

1.一种毛竹本色化机浆的制备方法,包括以下步骤毛竹经 片在碱性亚硫酸盐预浸渍液中麵,预浸条件为:Na_量5〜10g/L,Na2$s(f=lf〜f0’g;^ 液比5:1,浸溃时间5〜10h,温度20〜40°C,c.浸渍竹片过滤,提取黑液,d•磨衆,磨衆次数2〜4 次,e.磨浆后浆料通过筛选净化,除去粗纤维片、杂细胞,f •浆料洗涤并回收残留黑液。
2.—种毛竹本色化机楽的制备方法,其特征在于所述毛竹竹龄为〇. 5〜2年。
3.—种毛竹本色化机浆的制备方法,其特征在于所述双轴撕碎机所用刀片厚度为2cm。
4.一种采用权利要求1制备的毛竹本色化机浆,其特征在于可以用于生产冥信纸、檫手 纸、厨房擦拭纸、口杯纸。
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