CN111501412A - 一种生物质色点艺术纸及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种生物质色点艺术纸及其制备方法。所述生物质色点艺术纸的内部和表面均分布有生物质粉。所述生物质色点艺术纸的表面由于所述生物质粉的存在呈现出色点，将废弃的生物质材料经过处理后，添加到纸张内，在纸张的表面形成色点的艺术效果，得到生物质色点艺术纸，所述生物质粉来源广泛，能够满足各种个性化需求。同时，生物质粉在纸页内的留着率为84.3‑94.3％，且生物质粉脱落的比例较小，脱落比例仅为0‑5.0％，生物质粉能够牢固地固定在纸张的表面，所述生物质色点艺术纸还满足纸张的强度要求。

Description

一种生物质色点艺术纸及其制备方法
技术领域
本发明属于造纸技术领域，具体涉及一种艺术纸及其制备方法，尤其涉及一种生物质色点艺术纸及其制备方法。
背景技术
纸张作为中国四大发明之一，在社会生活中得到广泛的应用，人们对纸张的传统要求是纸张表面洁净，尘埃度低，白度高。随着科学的发展和社会的进步，纸张在生活中扮演着越来越多的角色，人们对包装材料使用的纸张也不再要求纸张越白越好或者越洁净越好，反而更加追求个性化、原生态化、环保和艺术化。长期以来，纸张上的艺术效果都是通过印刷的方式印刷形成，或是采用染料等化学性的材料形成的彩色纸或彩点纸。
CN109338791A公开了一种制备艺术纸的方法，包括以下步骤：S1：原料准备，选用25％针叶浆和75％阔叶浆混合打浆；S2：消泡，上述浆料在搅拌混合中产生大量的气泡，通过抽真空将气泡消除；S3：进行一次染色；S4：进行二次染色；S5：形成艺术纸：通过纸机网部的摇振和染料的自然扩散，纸张形成自然柔和的纹色彩纹，而后经成型干燥，卷取成品，得到艺术纸。此发明加工制作容易，生产工艺可靠，操作性强，纸张表面色彩柔和且具有丰富的色质感和云彩纹或理石纹效果。
生物质(biomass)由光合作用产生的所有生物有机体的总称，包括植物、农作物、林产废弃物、海产物(各种海草)和城市废弃物(报纸、天然纤维)等；生物质资源具有无毒、廉价、可再生、可降解和污染小等特点，符合环境保护及人身安全等法规。目前，生活中有不少生物质材料被白白地扔掉或腐烂，如酿酒厂剩下的酒渣、煎药剩下的药渣、植物树叶和果皮等。
CN109082929A公开了一种利用桉树皮生产造纸纸浆的方法，其步骤包括：1)将桉树皮粉碎后置于碱液中浸泡30-48小时；2)将步骤1)中经碱液浸泡后的桉树皮与水混合后进行研磨压榨得到所述造纸纸浆。此发明的制浆方法过程简单、成本低，且绿色环保、无污染，生产得到的纸浆特别适合用于生产瓦楞纸、高级瓦楞纸以及白纸等纸品，具有良好的经济效益。然而，此发明虽然利用了桉树皮进行造纸，但是需要将其进行研磨制成纸浆、并去掉原本的树皮颜色仅剩下树皮纤维，压榨得到造纸纸浆，纸张的质量无法得到保证，纸张为统一色的纸张，且不具有颜色点的艺术效果。
因此，提供一种满足强度要求、个性化、环保且美观的艺术纸，既能保护环境，同时也能够满足市场需求。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供一种生物质色点艺术纸及其制备方法。结合人们对艺术纸的个性化要求，将一些生物质材料经过加工处理后，应用到艺术纸的生产，在纸张表面形成原生态的、生物质的、有艺术效果的色点。既能实现废弃生物质材料的再利用，又增加了纸张的艺术效果。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种生物质色点艺术纸，所述生物质色点艺术纸的内部和表面均分布有生物质粉。
本发明所述的生物质色点艺术纸，使用生物质粉与造纸木浆制备而成，所述艺术纸的表面由于生物质粉的存在会呈现出色点，且生物质粉在艺术纸的表面和内部随机存在，使纸张更加具有艺术性，且所述艺术纸上色点的颜色会根据生物质粉颜色的不同而改变，能够满足个性化的需求，且更使原材料实现了废物利用，更加环保。
所述生物质色点艺术纸的表面由于生物质粉的存在呈现出色点，即色点本身其实就是艺术纸表面分布的生物质粉，所述生物质粉为何种颜色，色点即为何种颜色。
作为本发明优选的技术方案，所述生物质粉的原料包括：农作物秸秆、树叶、海草、中药渣、酒糟渣、果皮、茶叶渣、板栗壳、咖啡渣、咖啡豆壳、树皮或木屑中的任意一种或至少两种的组合。
本发明所述的生物质粉原料来源广泛，可以来自于各种各样类型的生物质材料，不仅包括含有纤维素的生物质材料，例如树皮、中药渣等，也包括不含有纤维素的生物质，例如果皮、咖啡渣等。与现有技术不同，本发明中并不是利用生物质中的纤维素，而是利用废弃物中原本被剔除的颜色，来形成富有颜色的艺术纸。同时，将不同颜色的生物质材料同时混合使用，还能得到含有不同色点的生物质艺术纸。
优选地，所述生物质粉的粒度为60-200目，例如可以是60目、70目、80目、90目、100目、110目、120目、130目、140目、150目、160目、170目、180目、190目或200目等，优选为80-100目。
第二方面，本发明提供一种如第一方面所述的生物质色点艺术纸的制备方法，包括如下步骤：
将生物质粉与木浆混合，得到混合浆料，再与增强剂与阳离子淀粉混合，而后加入中性施胶剂AKD、阳离子聚丙烯酰胺，上网成形、压榨脱水、并在表面施胶前烘缸干燥、表面施胶、表面施胶后烘缸干燥、卷取完成，得到所述生物质色点艺术纸。
由于生物质粉本身带有负电性，木浆纤维也是带有负电性，要将这两种负电性的物质很好的结合保留到纸页内，本发明中先在针叶木浆、阔叶木浆、生物质粉的混合液中加入阳离子淀粉，阳离子淀粉带有正电性，与带有负电性的针叶木浆纤维、阔叶木浆纤维和生物质粉混合后，中和木浆纤维和生物质粉上的部分负电性，同时在流程加阳离子聚丙烯酰胺，采用双元助留系统，阳离子酰胺在木浆纤维和生物质粉之间形成架桥，将生物质粉絮凝到木浆纤维的表面。
作为本发明优选的技术方案，所述木浆包括针叶木浆和/或阔叶木浆。
优选地，所述混合浆料包括如下重量份的组分：所述针叶木浆40-70份(例如可以是40份、45份、50份、55份、60份、65份或70份等)、所述阔叶木浆30-60份(例如可以是30份、35份、40份、45份、50份、55份或60份等)和所述生物质粉1-20份(例如可以是1份、2份、3份、4份、5份、6份、10份、12份、14份、15份、16份、18份或20份等)。
生物质色点艺术纸的生产采用针叶木浆和阔叶木浆两种木浆纤维，针叶木浆的比例40-70％(占针叶、阔叶木浆总量比)，阔叶木浆比例30-60％(占针叶、阔叶木浆总量比)，再加入加工处理好的生物质粉材料。
优选地，所述针叶木浆采用重打浆的方式进行打浆。
优选地，所述针叶木浆的打浆度为40-45°SR，例如可以是40°SR、41°SR、42°SR、43°SR、44°SR或45°SR等。
优选地，所述阔叶木浆采用轻刀处理。
优选地，所述阔叶木浆的打浆度为25-30°SR，例如可以是25°SR、26°SR、27°SR、28°SR、29°SR或30°SR等。
针叶木浆和阔叶木浆进行分别打浆，针叶木浆采用重打浆的方式，使针叶木浆纤维产生一定程度的分丝帚化，阔叶木浆进行轻刀处理，避免纤维长度因打浆受到过大的损伤。
作为本发明优选的技术方案，所述生物质粉的制备方法为：将所述生物质粉的原料干燥，粉碎，再将粉碎过的生物质材料通过筛网进行筛选，收集过筛的部分，未过筛的部分重复粉碎，直至全部过筛。如果因生产时间紧，生物质材料也可以采用其他快速干燥的方式进行快速干燥，如热风、红外等方式。
优选地，所述干燥后的原料中水分含量＜10％，例如可以是1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％或9％等。
优选地，所述筛网的目数为60-200目，例如可以是60目、70目、80目、90目、100目、110目、120目、130目、140目、150目、160目、170目、180目、190目或200目等，优选为80-100目。
生物质色点艺术纸的生产首先是生物质粉的准备，将生物质原料加工成适合纸张内添加的材料。将生物质材料在自然光条件下晒干，到生物质内含有水分小于10％，将晒干的生物质材料用高效粉碎机进行粉碎，将粉碎过的生物质材料通过高频振筛进行筛选，过筛的部分收集备用，对未能过筛的部分生物质材料再回到粉碎机进行第二次或多次粉碎，直至全部过筛。根据使用要求的不同，将生物质原料加工成可通过60-200目筛的生物质粉。
优选地，所述生物质粉的留着率＞80％，例如可以是大于80％、82％、84％、86％、88％、90％、92％、94％、96％、98％或99％等；优选为＞90％，进一步优选为＞94％。
作为本发明优选的技术方案，所述增强剂的使用量为混合浆料重量的1.0-2.0％，例如可以是1.0％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.8％、1.9％或2.0％等。
虽然阳离子淀粉对木浆纤维有一定的增强作用，但是因生物质材料本身与纸浆纤维之间不会产生结合力，生物质粉在纸页内必然影响到纸张的强度，为满足纸张使用的强度要求，在纸浆内加入增强剂，弥补因加入生物质材料造成的纸张强度的损失。
优选地，所述增强剂包括湿强剂和干强剂。
优选地，所述阳离子淀粉的使用量为混合浆料重量的1.0-2.0％，例如可以是1.0％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.8％、1.9％或2.0％等。
优选地，为保证纸张有一定的施胶度，所述制备方法中在流程中用计量泵连续加入中性施胶剂。即浆料流送时，在流程的管道中通过计量泵连续地加入中性施胶剂。
优选地，所述中性施胶剂的使用量为所述混合浆料重量的1-2％，例如可以是1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.8％、1.9％或2％等。
优选地，所述中性施胶剂包括烷基烯酮二聚体(AKD)。
为保证生物质粉能留在纸页内，所述制备方法中在流程中用计量泵连续加入阳离子聚丙烯酰胺，即浆料流送时，在流程的管道中通过计量泵连续地加入阳离子聚丙烯酰胺。
阳离子聚丙烯酰胺在木浆浆料纤维和生物质粉之间起到一个架桥作用，将生物质粉附着到浆料纤维的表面，这样避免浆料在上网脱水成形的过程中，生物质粉随网部的脱水而流走，从而将生物质粉留在纸页内。
作为本发明优选的技术方案，根据生物质粉加入量的不同，所述阳离子聚丙烯酰胺的使用量所述混合浆料重量的100-200ppm，例如可以是100ppm、110ppm、120ppm、130ppm、140ppm、150ppm、160ppm、170ppm、180ppm、190ppm或200ppm等。阳离子聚丙烯酰胺的用量同样影响着系统电位和生物质粉在纸页内的留着率。
作为本发明优选的技术方案，所述成形的具体操作为：将含有混合浆料，增强剂、阳离子淀粉的混合液经过浆料流送系统流送到纸机的网前箱，流程中连续加入中性施胶剂AKD和阳离子聚丙烯酰胺，所述混合液由网前箱上网成形。
针叶木浆、阔叶木浆和生物质粉的混合液经过浆料流送系统，将浆料流送到纸机的网前箱，浆料由网前箱上网成形，形成湿纸页。在纸页成形过程中，生物质粉均匀的随机分布在纸张内，包括纸张内部和纸张表面。生物质粉材料在纸页内的被针叶木浆和阔叶木浆纤维包裹，不会被看到，同时也不会脱落。分布在纸张表面的生物质粉，在纸张表面就形成了艺术性的色点。
优选地，所述混合液的上网浓度为0.1-1.5％，例如可以是0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.75％、0.8％、0.9％、1.0％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％等，优选为0.7％。
在纸张表面生物质粉有一部分被浆料纤维上细小的分枝固定在纸张的表面，不会脱落，而有一大部分在纸张表面的生物质粉在纸张表面很容易脱落。特别是在纸张印刷时，会因为纸张表面的生物质粉的脱落造成糊版现象，严重影响纸张的印刷。作为本发明优选的技术方案，所述表面施胶时使用的表面施胶剂包括PVA。
纸张生产过程中在表面施胶选择了成膜性好的施胶剂PVA，采用PVA的成膜性特点使纸张表面有一层PVA胶膜，使纸张表面的生物质材料色点不会产生脱落，因PVA有很好的吸水吸墨性能，同时提供纸张表面很好的油墨吸收性，满足纸张表面印刷要求。本发明中，表面施胶采用100％的1799PVA，即使用PVA的型号为1799，聚合度为1700，醇解度为99％。
优选地，所述表面施胶剂的使用浓度为4.0-7.0％，例如可以是4.0％、4..5％、5.0％、5.5％、6.0％、6.5％或7.0％等，优选为5.0％。
优选地，所述表面施胶剂的施胶量为单面1.0-2.0g/m2，例如可以是1.0g/m2、1.2g/m2、1.4g/m2、1.5g/m2、1.6g/m2、1.7g/m2、1.8g/m2、1.9g/m2或2.0g/m2等。
作为本发明优选的技术方案，包括如下步骤：
(1)将生物质的原料干燥、粉碎后过60-200目筛，得到所述生物质粉，再将所述生物质粉1-20份、针叶木浆40-70份和阔叶木浆30-60份混合得到混合浆料；所述混合浆料与湿强剂、干强剂、阳离子淀粉混合，所述阳离子淀粉的使用量为混合浆料重量的1.0-2.0％；
(2)将步骤(1)所得到的混合物经浆料流送系统流送到网前箱，上网浓度为0.1-1.5％，流送过程中使用计量泵加入中性施胶剂AKD和阳离子聚丙烯酰胺，所述中性施胶剂的使用量为所述混合浆料重量的1.0-2.0％，所述阳离子聚丙烯酰胺的使用量所述混合浆料重量的100-200ppm，经上网脱水成形后形成湿纸页；
(3)将步骤(1)所得到的湿纸页经压榨、脱水干燥再进行表面施胶，表面施胶剂包括PVA，浓度为3.0-7.0％，施胶量为单面1.0-2.0g/m2，施胶后干燥，得到纸张表面呈现出色点的生物质色点艺术纸。
本发明所述的数值范围不仅包括上述列举的点值，还包括没有列举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
(1)本发明将废弃的生物质材料经过处理后，添加到纸张内，在纸张的表面形成色点的艺术效果，而非采用染色或印刷的方式形成的色点，得到生物质色点艺术纸；并且所述生物质材料来源广泛，能够满足各种个性化需求；
(2)本发明在生物质色点艺术纸的制备过程中，采用了阳离子淀粉和阳离子聚丙烯酰胺的双元助留系统，将负电性的生物质粉留着到纸页内，生物质粉在纸页内的留着率＞80％，具体为84.3-94.3％，且生物质粉脱落的比例较小，脱落比例仅为0-5％，生物质粉能够牢固地固定在纸张的表面；
(3)所述生物质色点艺术纸的表面吸收重量为25-30g/m2，裂断长(纵横平均)为3100-3800m、耐折度(纵横平均)为56-75次，正反面平滑度分别可达正面35-43s，反面31-36s，表面强度(蜡棒)为13级以上，横向伸缩率为2.8％，水分含量为5.0-5.5％。
附图说明
图1为实施例1中所述生物质材料的处理流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案，但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。
以下实施例中，所用高效粉碎机为康和机械有限公司生产的GF8J型高效粉碎机；高频振动筛为康和机械有限公司生产的ZS-400高频振动筛。
以下实施例中，所用阳离子淀粉为兖州熙来化工有限公司生产；湿强剂为淄博津利化工有限公司产品；干强剂为峰泰环保科技山东有限公司生产；阳离子聚丙烯酰胺助留剂CPAM为巴斯夫南京有限公司生产；中性施胶剂AKD为淄博津利化工有限公司生产；PVA为皖维高新股份有限公司的1799型号的产品。
实施例1
本实施例提供一种100g/m2黑色生物质色点艺术纸。其制备方法包括如下步骤：
1、生物质材料处理
处理过程如图1所示，收集中药材熬煮后的黑色废渣，将中药材煮后废渣在自然条件下晾干，再采用高效粉碎机进行粉碎，粉碎后的药渣粉用高频振动筛进行过筛，筛网目数为100目，通过100目筛的黑色药渣粉收集起来备用，未过筛的生物质材料重新转入高效粉碎机中粉碎，直至全部过筛。
2、配料
凯利普针叶木浆40％，日照森博阔叶木浆60％，针叶木浆打浆叩解度44°SR，阔叶木浆打浆叩解度28°SR。
通过100目筛的生物质药渣粉用量为8％(对总木浆量)、阳离子淀粉1.2％(干粉量对总木浆量)，湿强剂0.5％(原液对总木浆量)，干强剂0.5％(原液对总木浆量)。
3、浆料的流送和纸张的抄造
配好的浆料经纸机流送系统流送到网前箱，经成形网脱水后形成湿纸页。流程中用计量泵连续添加中性施胶剂AKD，AKD的用量为1.5％(原液对总木浆量)对纸张进行施胶。
流程中用计量泵连续添加阳离子聚丙烯酰胺助留剂CPAM，用量为120ppm(干粉对总木浆量)，抄纸机使用纸张成形网目数为100目，浆料上成形网时浆料浓度为0.7％。
浆料经成形网脱水成形形成湿纸页后，再经压榨脱水，然后经烘干干燥，干燥分前干燥和后干燥，在表面施胶前的干燥为前干燥，纸页经过表面施胶后的干燥为后干燥。
4、表面施胶
表面施胶采用100％的PVA进行施胶，表面胶浓度5.0％，表面施胶量单面1.6g/m2，双面3.2g/m2。
纸页经过表面施胶后再经过一组烘干进行干燥，经卷取成成品纸张。
5、100g/m2黑色生物质色点艺术纸技术指标如表1所示。
表1
Figure BDA0002478505200000111
实施例2
本实施例提供一种120g/m2紫色生物质色点艺术纸。
1、生物质材料处理
选用红葡萄酒厂酿酒剩下葡萄皮废渣，将葡萄皮废渣在自然条件下晾干，采用高效粉碎机进行粉碎，粉碎后的葡萄皮废渣粉用高频振动筛进行过筛，筛网目数为120目，通过120目筛的紫色葡萄皮粉收集起来备用。
2、配料
凯利普针叶木浆50％，日照森博阔叶木浆50％，针叶木浆打浆叩解度45°SR，阔叶木浆打浆叩解度28°SR。
通过120目筛的生物质葡萄皮粉用量10％(对总木浆量)。阳离子淀粉1.3％(干粉量对总木浆量)，湿强剂0.5％(原液对总木浆量)，干强剂0.5％(原液对总木浆量)。
3、浆料的流送和纸张的抄造
配好的浆料经纸机流送系统流送到网前箱，经成形网脱水后形成湿纸页。流程中用计量泵连续添加中性施胶剂AKD，AKD用量1.5％(原液对总木浆量)对纸张进行施胶。
流程中用计量泵连续添加阳离子聚丙烯酰胺助留剂CPAM，用量140ppm(干粉量对总木浆量)，抄纸机使用纸张成形网目数为100目，浆料上成形网时浆料浓度为0.8％。
4、表面施胶
表面施胶采用100％的PVA进行施胶。表面胶浓度5.0％，表面施胶量单面1.6g/m2，双面3.2g/m2。
纸页经过表面施胶后再经过一组烘干进行干燥，经卷取成成品纸张。
5、120g/m2紫色生物质色点艺术纸技术指标如表2所示。
表2
Figure BDA0002478505200000121
Figure BDA0002478505200000131
实施例3
本实施例提供一种150g/m2绿色生物质色点艺术纸。
1、生物质材料处理
采用茶多酚精炼厂中茶叶提炼茶多酚剩下的茶叶渣，将茶叶渣在自然条件下晾干，采用高效粉碎机进行粉碎，粉碎后的茶叶渣粉用高频振动筛进行过筛，筛网目数为80目，通过80目筛的绿色茶叶渣粉收集起来备用。
2、配料
凯利普针叶木浆60％，日照森博阔叶木浆40％，针叶木浆打浆叩解度43°SR，阔叶木浆打浆叩解度27°SR。
通过80目筛的生物质茶叶渣粉用量12％(对总木浆量)。阳离子淀粉1.5％(干粉量对总木浆量)，湿强剂0.5％(原液对总木浆纤维量)，干强剂0.5％(原液对总木浆纤维量)。
3、浆料的流送和纸张的抄造
配好的浆料经纸机流送系统流送到网前箱，经成形网脱水后形成湿纸页。流程中用计量泵连续添加中性施胶剂AKD，AKD用量1.5％(原液对总木浆纤维量)对纸张进行施胶。
流程中用计量泵连续添加阳离子聚丙烯酰胺助留剂CPAM，用量160ppm(干粉量对总木浆量)，抄纸机使用纸张成形网目数为100目，浆料上成形网时浆料浓度为1.0％。
4、表面施胶
表面施胶采用100％的PVA进行施胶。表面胶浓度5.0％，表面施胶量单面1.6g/m2，双面3.2g/m2。
纸页经过表面施胶后再经过一组烘干进行干燥，经卷取成成品纸张。
5、150g/m2绿色生物质色点艺术纸技术指标，如表3所示。
表3
Figure BDA0002478505200000141
实施例4
本实施例提供一种180g/m2黄色生物质色点艺术纸。
1、生物质材料处理
选用罐头厂加工桔子罐头剩下的桔子皮，将桔子皮在自然条件下晾干，采用高效粉碎机进行粉碎，粉碎后的桔子皮粉用高频振动筛进行过筛，筛网目数为150目，通过150目筛的黄色桔子皮粉收集起来备用。
2、配料
凯利普针叶木浆50％，日照森博阔叶木浆50％，针叶木浆打浆叩解度42°SR，阔叶木浆打浆叩解度28°SR。
通过150目筛的生物质桔子皮粉用量15％(对总木浆量)。阳离子淀粉1.5％(干粉量对总木浆量)，湿强剂0.5％(原液对总木浆量)，干强剂0.5％(原液对总木浆量)。
3、浆料的流送和纸张的抄造
配好的浆料经纸机流送系统流送到网前箱，经成形网脱水后形成湿纸页。流程中用计量泵连续添加中性施胶剂AKD，AKD用量1.5％(原液对总木浆量)对纸张进行施胶。
流程中用计量泵连续添加阳离子聚丙烯酰胺助留剂CPAM，用量160ppm(干粉对总木浆量)，抄纸机使用纸张成形网目数为100目，浆料上成形网时浆料浓度为1.2％。
4、表面施胶
表面施胶采用100％的PVA进行施胶。表面胶浓度5.0％，表面施胶量单面1.6g/m2，双面3.2g/m2。纸页经过表面施胶后再经过一组烘干进行干燥，经卷取成成品纸张。
5、180g/m2黄色生物质色点艺术纸技术指标如表4所示。
表4
Figure BDA0002478505200000161
实施例5
本实施例提供一种200g/m2咖啡色生物质色点艺术纸。
1、生物质材料处理
选用咖啡店磨咖啡过滤剩下的废渣，将磨咖啡过滤剩下的废渣在自然条件下晾干，先采用高频振动筛进行过筛，筛网目数为100目，过筛部分收集起来备用，没过筛部分采用高效粉碎机进行粉碎，直至全部过筛。
2、配料
凯利普针叶木浆70％，日照森博阔叶木浆30％，针叶木浆打浆叩解度43oSR，阔叶木浆打浆叩解度28oSR。通过100目筛的生物质咖啡渣粉用量18％(对总木浆量)。阳离子淀粉1.8％(干粉量对总木浆量)，湿强剂0.5％(原液对总木浆量)，干强剂0.5％(原液对总木浆量)。
3、浆料的流送和纸张的抄造
配好的浆料经纸机流送系统流送到网前箱，经成形网脱水后形成湿纸页。流程中用计量泵连续添加中性施胶剂AKD，AKD用量1.5％(原液对总木浆纤维量)对纸张进行施胶。
流程中用计量泵连续添加阳离子聚丙烯酰胺助留剂CPAM，用量180ppm(干粉对总木浆量)，抄纸机使用纸张成形网目数为100目，浆料上成形网时浆料浓度为1.2％。
4、表面施胶
表面施胶采用100％的PVA进行施胶，表面胶浓度5.0％，表面施胶量单面1.6g/m2，双面3.2g/m2。
纸页经过表面施胶后再经过一组烘干进行干燥，经卷取成成品纸张。
5、200g/m2咖啡色生物质色点艺术纸技术指标如表5所示。
表5
Figure BDA0002478505200000171
Figure BDA0002478505200000181
对比例1
用于比较阳离子淀粉使用量对于生物质粉在纸页内的留着率的影响。
与实施例1的区别在于，所述的配料时加入的阳离子淀粉用量分别为0.6％、0.8％、1.0％，实施例1阳离子淀粉用量1.2％，测试其他步骤与实施例1相同的情况下，生物质粉在纸页内的留着率。
留着率的测定方法为：在纸机生产时取纸机网下白水，测网下白水的浓度，计算出生物质粉在纸页内的留着率，具体数据如表6所示。
表6
阳离子淀粉用量 0.6％ 0.8％ 1.0％ 1.2％
上网浓度％ 0.7 0.7 0.7 0.7
网下白水浓度％ 0.10 0.08 0.06 0.04
留着率％ 85.7 88.6 91.4 94.3
在抄纸过程中，由于纸浆系统内含有大量的阴离子垃圾，阴离子垃圾的存在会影响系统电荷，从而影响到生物质粉在纸内的留着。
从上表可看出，在其他条件相同的情况下，阳离子淀粉用量的不同，直接影响到生物质粉在纸页内的留着率，当采用1％以上的阳离子淀粉量时，留着率可达到91.4％，采用1.2％的阳离子淀粉量时，留着率可达到94.3％，已能很好的保证生物质粉保留在纸页内，而降低阳离子淀粉用量将导致生物质粉的大量流失，纸张表面色点变少。
对比例2
用于比较阳离子聚丙烯酰胺助留剂的使用量对于生物质粉在纸页内的留着率的影响。
与实施例1的区别在于，所述的流程中加入的阳离子聚丙烯酰胺助留剂(CPAM)分别是60ppm、80ppm、100ppm，实施例1中CPAM的使用量为120ppm，其他步骤与实施例1相同的情况下，浆料及生物质粉在纸页内的留着率。具体数据如表7所示。
表7
CPAM用量 60ppm 80ppm 100ppm 120ppm
上网浓度％ 0.7 0.7 0.7 0.7
网下白水浓度％ 0.11 0.09 0.07 0.04
留着率％ 84.3 87.1 90 94.3
从上表可看出，在其他条件相同的情况下，阳离子聚丙烯酰胺用量的不同，直接影响到生物质粉在纸页内的留着率，当采用100ppm的阳离子聚丙烯酰胺用量时，留着率可达到90％，当采用120ppm的阳离子聚丙烯酰胺用量时，留着率可达到94％以上，已能很好的保证生物质粉保留在纸页内。而降低阳离子聚丙烯酰胺的用量将导致生物质粉的大量流失，纸张表面色点变少。
对比例3
用于比较表面施胶剂PVA与氧化淀粉的配比对于纸张表面生物质粉的牢固性的影响。
与实施例1的区别在于，表面施胶剂采用1799PVA和/或氧化淀粉，两种单独或配比使用进行表面施胶，对比纸张表面生物质的牢固性。所述氧化淀粉为长春大成淀粉有限公司生产。
在生产普通纸张是经常采用PVA与表面胶氧化淀粉混合使用，本对比例氧化淀粉与PVA比例分别采用质量比为1:0(100％表面胶氧化淀粉)，2:1，1:1和1:2。实施例1中使用PVA进行表面施胶，浓度均为5.0％，对比成品纸张表面生物质粉的掉落现象。
生物质粉掉落测试的方法：采用美纹胶带依次的贴在不同表面施胶液施胶的纸张表面上，用1.5kg滚筒在美纹胶带上压过，将美纹胶带从纸张表面揭开，观察美纹胶带上粘有的生物质粉的情况。
生物质色点脱离比例的检测方法为：将脱离到美纹胶带上的生物质色点数与美纹胶带遮盖下纸张上所有色点(胶带揭开后胶带上和纸上的和)的比。生物质色点脱落的比例如表8所示。
表8
Figure BDA0002478505200000201
从上表可以看出，表面施胶采用氧化淀粉与PVA以不同比例混合时，因淀粉胶在纸面上的成膜性差，表面胶液在纸张表面不能很好的将生物质粉固定在纸张表面，只有在100％PVA情况下，生物质粉才会牢固的固定在纸张的表面。
对比例4
用于比较表面施胶剂PVA的使用浓度对于纸张单面PVA挂胶量和纸张表面生物质粉的牢固性的影响。
与实施例1的区别在于，表面施胶剂采用PVA，PVA表面施胶液的使用浓度分别为2.0％、3.0％和4.0％，实施例1的使用浓度为5％。在与实施例1相同的生产条件下改变PVA表面施胶液的使用浓度，对比不同表面施胶液使用浓度，纸张单面PVA挂胶量及纸张表面生物质色点的牢固性。
不同表面施胶液使用浓度情况下，纸张单面PVA挂胶量及纸张表面生物质色点的牢固性情况如表9所示。
表9
表面施胶液浓度(％) 2.0 3.0 4.0 5.0
纸张单面挂胶量(g/m<sup>2</sup>) 0.4 0.7 1.1 1.6
生物质色点脱落的比例(％) 24 12 5 0
从上表可以看出，同样采用100％的PVA做表面施胶剂，当表面施胶液的浓度不到5.0％时，PVA膜不能够完全覆盖纸张表面纸面，生物质粉不能很好的固定在纸张表面，只有在100％PVA，使用浓度达到5.0％情况下，生物质粉才会牢固的固定在纸张的表面。
对比例5
用于比较100～200目生物质粉在纸页内的留着率。
与实施例1的区别在于，所使用的生物质粉在加工过程中，分别过150目、200目、250目、300目的筛网，实施例1中的筛网目数为100目。在其他步骤与实施例1相同的情况下，测生物质粉在纸页内的留着率。表10为不同细度的生物质粉在纸页内的留着率。
表10
Figure BDA0002478505200000211
Figure BDA0002478505200000221
从上表可看出，不同细度的生物质粉在纸页内的留着率不同，生物质粉目数越高，粉越细，在纸页内的留着率越低，200目以下时，留着率可达到91％以上。
为保证生物质粉能够很好的留着在纸页内，同时考虑到纸面色点的大小，生物质粉达到200目以上时，在纸张表面生物质色点不明显。综合以上两点选择采用200目以下细度的生物质粉。
对比例6
用于比较40～100目生物质粉在纸张表面的牢固性。
与实施例1的区别在于，所使用的生物质粉在加工过程中，分别过40目、60目、80目的筛网，实施例1中的筛网目数为100目。在其他步骤与实施例1相同的情况下，测生物质粉在纸张表面的牢固性。表11为不同细度生物质粉在纸张表面的牢固度。
表11
生物质粉细度(目) 40 60 80 100
生物质色点脱落的比例(％) 8 3 0 0
从表11可看出，在生物质粉的细度低于80目时，生物质粉就容易发生脱落，另外生物质粉太粗，会影响到纸面的美观。因此选用80目以上的生物质粉。
本发明实施例1-5所得到的生物质色点艺术纸的表面吸收重量为25-30g/m2，裂断长(纵横平均)为3100-3800m、耐折度(纵横平均)为56-75次，正反面平滑度分别可达正面35-43s，反面31-36s，表面强度(蜡棒)为13级，横向伸缩率为2.8％，水分含量为5.0-5.5％。
综上所述，本发明中分别研究了阳离子淀粉使用量、阳离子聚丙烯酰胺以及生物质粉的粒度对于生物质粉在纸页内的留着率的影响；同时研究了表面施胶剂PVA与氧化淀粉的配比、PVA的使用浓度以及生物质粉的粒度对于纸张表面生物质粉的牢固性的影响。当生物质粉粒度为80～100目、阳离子淀粉量使用量为1.2％、阳离子聚丙烯酰胺使用量为120ppm、表面施胶剂为PVA，浓度大于5％，生物质粉在纸页内的留着率可达94.3％，生物质粉会牢固的固定在纸张的表面。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种生物质色点艺术纸，其特征在于，所述生物质色点艺术纸的内部和表面均分布有生物质粉。
2.根据权利要求1所述的生物质色点艺术纸，其特征在于，所述生物质粉的原料包括：农作物秸秆、树叶、海草、中药渣、酒糟渣、果皮、茶叶渣、板栗壳、咖啡渣、咖啡豆壳、树皮或木屑中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述生物质粉的粒度为60-200目，优选为80～100目。
3.一种如权利要求1或2所述的生物质色点艺术纸的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将生物质粉与木浆混合，得到混合浆料，再与增强剂与阳离子淀粉混合，而后加入阳离子聚丙烯酰胺，上网成形，压榨脱水，烘缸干燥，得到所述生物质色点艺术纸。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述木浆包括针叶木浆和/或阔叶木浆；
优选地，所述混合浆料包括如下重量份的组分：所述针叶木浆40-70份、所述阔叶木浆30-60份和所述生物质粉1-20份；
优选地，所述针叶木浆和阔叶木浆分别进行打浆；
优选地，所述针叶木浆采用重打浆的方式进行打浆；
优选地，所述针叶木浆的打浆度为40-45°SR；
优选地，所述阔叶木浆采用轻刀处理；
优选地，所述阔叶木浆的打浆度为25-30°SR。
5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，所述生物质粉的制备方法为：
将所述生物质粉的原料干燥，粉碎，再将粉碎过的生物质材料通过筛网进行筛选，收集过筛的部分，未过筛的部分重复粉碎，直至全部过筛；
优选地，所述干燥后的原料中水分含量＜10％；
优选地，所述筛网的目数为60-200目，优选为80-100目；
优选地，所述生物质粉的留着率＞80％，优选为＞90％，进一步优选为＞94％。
6.根据权利要求3-5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述增强剂的使用量为混合浆料重量的1.0-2.0％；
优选地，所述增强剂包括湿强剂和干强剂；
优选地，所述阳离子淀粉的使用量为混合浆料重量的1.0-2.0％。
7.根据权利要求3-6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述阳离子聚丙烯酰胺的使用量所述混合浆料重量的100-200ppm；
优选地，所述制备方法中在加入阳离子聚丙烯酰胺时还加入中性施胶剂；
优选地，所述中性施胶剂的使用量为所述混合浆料重量的1.0-2.0％；
优选地，所述中性施胶剂包括AKD。
8.根据权利要求3-7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述成形的具体操作为：
将含有混合浆料，增强剂、阳离子淀粉的混合液经过浆料流送系统流送到纸机的网前箱，并在浆料流送系统中添加中性施胶剂和阳离子聚丙烯酰胺，由网前箱上网成形；
优选地，所述上网的浓度为0.1-1.5％，优选为0.7％。
9.根据权利要求3-8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述表面施胶时使用的表面施胶剂包括PVA；
优选地，所述表面施胶剂的使用浓度为4.0-7.0％，优选为5.0％；
优选地，所述表面施胶剂的施胶量为单面1.0-2.0g/m2。
10.根据权利要求3-9任一项所述的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将生物质粉的原料干燥、粉碎后过60-200目筛，得到所述生物质粉，再将所述生物质粉1-20份、针叶木浆40-70份和阔叶木浆30-60份混合得到混合浆料；所述混合浆料与湿强剂、干强剂、阳离子淀粉混合，所述阳离子淀粉的使用量为混合浆料重量的1.0-2.0％；
(2)将步骤(1)所得到的混合物经浆料流送系统流送到网前箱，上网浓度为0.1-1.5％，流送过程中使用计量泵加入阳离子聚丙烯酰胺和中性施胶剂，所述中性施胶剂的使用量为所述混合浆料重量的1.0-2.0％，所述阳离子聚丙烯酰胺的使用量为所述混合浆料重量的100-200ppm，经成形网脱水后形成湿纸页；
(3)将步骤(1)所得到的湿纸页经压榨脱水、干燥再进行表面施胶，表面施胶剂包括PVA，使用浓度为3.0-7.0％，施胶量为单面1.0-2.0g/m2，施胶后干燥，得到纸张表面呈现出色点的生物质色点艺术纸。
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