CN113605135A - 一种本色竹浆制备方法及本色竹浆 - Google Patents

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Abstract

区别于现有技术，本发明所提供的本色竹浆制备方法中，原材料采用未脱青的竹子，其木素中发色基团较多，未脱青的竹子依次经过所述的备料、两段蒸煮、氧脱木素及碱处理四道工序，木素、杂质去除率高，制备得到的本色竹浆具备本色竹浆的天然色调，且其卡伯值低、洁净度高，同时本申请还提供由该制备方法制备的本色竹浆，通过该本色竹浆可以制得的具备天然色调的本色竹浆生活用纸，满足消费者对本色竹浆生活用纸的天然色调及细腻性、洁净度等要求。

Description

一种本色竹浆制备方法及本色竹浆
技术领域
本发明涉及制浆造纸技术领域，具体涉及一种本色竹浆制备方法及本色竹 浆。
背景技术
本色竹浆由于不漂白，不含氯，对人体无害，对环境友好，近几年发展起 来的本色竹浆生活用纸日益受到人们的青睐。本色竹浆天然色调呈灰带褐色， 随着本色竹浆生活用纸在人们生活中使用越来越频繁，为了满足人们对本色竹 浆生活用纸的细腻性越来越高的要求，就不得不牺牲本色竹浆的天然色调，使 得本色竹浆生活用纸较天然色偏灰白色，不被消费者接受。
为此，为了调节本色竹浆生活用纸的色调，有厂家采用了添加本色化机竹 浆的办法，本色化机竹浆颜色深，黄值高，通过适当比例添加便可明显改变本 色竹浆生活用纸的色调，但此方法的不足也是显而易见的，化机浆木素含量高， 较化学浆更硬挺，杂质较多，而且纤维束也无法完全避免，本色化机竹浆的加 入会增加纸张发硬和黄丝风险；也有厂家采用在浆料中添加染料以改变本色竹 浆色调，但染料的加入使纸张存在潜在的健康及环境风险。
发明内容
鉴于上述现有技术存在的不足，本发明提供了一种本色竹浆制备方法及本 色竹浆，在不牺牲本色竹浆天然色调的同时能够满足消费者对本色竹浆生活用 纸的细腻性要求。
本发明采用的一个技术方案是：提供一种本色竹浆制备方法，包括如下步 骤：
(1)备料：提供未脱青竹片；
(2)蒸煮：对未脱青竹片进行一段蒸煮及二段蒸煮，在蒸煮中以有效碱计， 用碱量为绝干竹片重量的13～18％，硫化度16～25％，蒸煮助剂0.03-0.06％， 其中：
a.一段蒸煮：向所述未脱青竹片中加入第一蒸煮液进行蒸煮，由初始温度升 温30～90min，升温至100～135℃，保温30～120min，得到第一浆料；
b.二段蒸煮：向所述第一浆料中加入第二蒸煮液进行蒸煮，升温30～60min， 升温至145～155℃，保温0～100min，得到第二浆料，所述的第二浆料的卡伯 值为16～24，蒸解率为97～99％，白度为24～27％ISO，Lab值中的b值为大 于等于20；
(3)将第二浆料经氧脱木素、碱处理后制得本色竹浆，其中，所述的本色 竹浆，所述本色竹浆的卡伯值为10～14，白度为34～36％ISO，Lab值中的b 值为大于等于20。
进一步的，所述未脱青竹片为未脱青竹子破碎后利用竹子削片机制成的长 10～50mm，宽10～15mm的竹片，所述未脱青竹子为新鲜竹子或堆放储存不超 过10天的竹子。
进一步的，所述的氧脱木素为：向所述第二浆料中加入1～2％的NaOH， 在浆料浓度10～13％、氧压力0.3～0.6MPa、温度90～100℃下，反应30～60min； 所述的碱处理为：向氧脱木素得到的浆料中加入0.1～0.3％的碱，在浆料浓度 10～13％、温度70～85℃下，反应60～120min。
进一步的，在一段蒸煮中，以有效碱计，用碱量为绝干竹片重量的10～12％， 硫化度为16～25％，添加蒸煮助剂0.01～0.02％；在二段蒸煮中，以有效碱计， 用碱量为绝干浆重量的3～8％，硫化度为20～24％，添加蒸煮助剂0.02～0.04％。
进一步的，所述第一蒸煮液、第二蒸煮液中的碱为NaOH和Na2S。
进一步的，所述一段蒸煮、二段蒸煮的液比为1:2-6。
进一步的，所述的蒸煮助剂为BUSPEESE 2810或Amisperse AP8180。
进一步的，在碱处理中，碱处理的反应pH值为10～12，加入的碱为NaOH。
进一步的，在碱处理中，在加入碱的同时加入0.1～0.5％的H2O2。
本发明同时还提供一种本色竹浆，由上述的本色竹浆制备方法制备。
有益效果：区别于现有技术，本发明所提供的本色竹浆制备方法中，原材 料采用未脱青的竹子，其木素中发色基团较多，未脱青的竹子依次经过所述的 备料、两段蒸煮、氧脱木素及碱处理四道工序，木素、杂质去除率高，制备得 到的本色竹浆具备本色竹浆的天然色调，且其卡伯值低、洁净度高，同时本申 请还提供由该制备方法制备的本色竹浆，通过该本色竹浆可以制得的具备天然 色调的本色竹浆生活用纸，满足消费者对本色竹浆生活用纸的天然色调及细腻 性、洁净度等要求。
具体实施方式
本发明实施方式提供了一种本色竹浆制备方法及由该制备方法制得的本色 竹浆，该本色竹浆制备方法用于制备具备天然色调和低卡伯值(卡伯值10-14) 的本色竹浆，该本色竹浆用于制造本色竹浆生活用纸，以满足消费者对本色竹 浆生活用纸的天然色调及细腻性要求。
下面结合实施例，对本发明作进一步的详细描述，为了方便描述，在下文 中涉及的相关术语/参数/指标定义如下：
绝干浆：不含任何水分的固体浆料。
有效碱：指NaOH+1/2Na2S，均以Na2O表示。
活性碱：指NaOH+Na2S，均以Na2O表示。
用碱量：指蒸煮液中，活性碱用量对绝干原料质量的百分比。
硫化度：指蒸煮液中Na2S占全部活性碱的百分比。
液比：蒸煮绝干原料重量(kg或t)与蒸煮总液量体积(L或m3)之比。
蒸解率：指浆料中细浆占浆料总量的百分比，表示蒸煮浆的均匀程度。
卡伯值：是反映纸浆中脱木素程度的指标之一，表示浆料中木素的含量。
Lab色彩模型是由照度(L)和有关色彩的a,b三个要素组成。其中，L值 表示颜色的明亮度，正数表示偏白，负数表示偏黑；a值表示红绿值，正数表示 偏红，负数表示偏绿；b值表示黄蓝值，正数表示偏黄，负数表示偏蓝。
同时，需要说明的是，本申请中，各道工序中各化学药品的添加量均为化 学药品相对于绝干浆料的质量百分比。
实施例一：
本实施例提供了一种本色竹浆制备方法，包括如下步骤：
(1)备料：提供未脱青竹片。
所述未脱青竹片为未脱青竹子破碎后利用竹子削片机制成的长10～50mm， 宽10～15mm的竹片。
所述未脱青竹子为新鲜竹子或堆放储存不超过10天的竹子，其依然保持竹 子的天然青色，从而，未脱青竹片中的木素发色基团较多，由该未脱青竹片可 制得浆料颜色较深的本色竹浆。
本实施例中，所述未脱青竹片为新鲜竹子破碎后利用竹子削片机制成的长 10～50mm，宽10～15mm的竹片，该规格的竹片便于蒸煮液浸渍及竹片与蒸煮 液的有效成分充分反应。
(2)蒸煮：用于脱去所述未脱青竹片中的木素，保留适合抄造纸张的纤维 素和半纤维素。
a.一段蒸煮：向所述未脱青竹片中加入第一蒸煮液进行蒸煮，由初始温度升 温30min，升温至130℃，保温60min，得到第一浆料；
所述第一蒸煮液中，以有效碱计，用碱量为绝干竹片重量的10％，硫化度 为25％，添加蒸煮助剂0.01％。
b.二段蒸煮：向所述第一浆料中加入第二蒸煮液进行蒸煮，升温60min，升 温至155℃，保温5min，得到第二浆料；
所述第二蒸煮液中，以有效碱计，用碱量为绝干浆重量的4％，硫化度为20％， 添加蒸煮助剂0.02％。
其中，所述第一蒸煮液、第二蒸煮液中的碱为NaOH和Na2S。
进一步的，所述一段蒸煮的液比为1:5，二段蒸煮的液比为1:4。
所述蒸煮助剂为巴克曼实验室化工上海有限公司的产品BUSPEESE 2810 或为亚马逊化工有限公司的产品Amisperse AP8180，可以理解的，所述蒸煮助 剂还可以是现有的其他助剂产品。
本实施例中，通过蒸煮工序所得到的所述第二浆料的蒸解率为98.2％，卡伯 值为22，白度为26％ISO，L值为70.5，a值为4.5，b值为20.5。
(3)氧脱木素：向所述第二浆料中加入1.5％的NaOH，在浆料浓度12％、 氧压力0.5MPa、温度96℃下，反应60min。
该步骤中，在高温高压条件下，利用氧气和碱对中浓度浆料进行单段氧碱 处理，以进一步除去残留在浆料中的木素，是蒸煮的延续。
(4)碱处理：向氧脱木素得到的浆料中加入0.1％的碱，在浆料浓度12％、 温度75℃下，反应60min，得到本色竹浆一。
进一步的，在加入碱的同时加入0.3％的H2O2。
该步骤中，加入的碱为NaOH，碱处理的反应pH值为11。
本步骤用于去除氧脱木素步骤中未除去的附着在纤维上的的木素及污物， 除去残余木素的同时提高本色竹浆的洁净度。
实施例二：
本实施例提供了一种本色竹浆制备方法，包括如下步骤：
(1)备料：提供未脱青竹片。
所述未脱青竹片为堆放10天的竹子破碎后利用竹子削片机制成的长10～ 50mm，宽10～15mm的竹片。
(2)蒸煮：
a.一段蒸煮：向所述未脱青竹片中加入第一蒸煮液进行蒸煮，由初始温度升 温30min，升温至135℃，保温30min，得到第一浆料；
所述第一蒸煮液中，以有效碱计，用碱量为绝干竹片重量的11％，硫化度 为25％，添加蒸煮助剂0.01％。
b.二段蒸煮：向所述第一浆料中加入第二蒸煮液进行蒸煮，升温40min，升 温至145℃，保温30min，得到第二浆料；
所述第二蒸煮液中，以有效碱计，用碱量为绝干浆重量的3.5％，硫化度为 22％，添加蒸煮助剂0.04％。
其中，所述第一蒸煮液、第二蒸煮液中的碱为NaOH和Na2S。
进一步的，所述一段蒸煮的液比为1:4，二段蒸煮的液比为1:3。
本实施例中，通过蒸煮工序所得到的所述第二浆料的蒸解率为97.8％，卡伯 值为23，白度为25.2％ISO，L值为70，a值为4.7，b值为21.3。
(3)氧脱木素：向所述第二浆料中加入2％的NaOH，在浆料浓度12％、 氧压力0.4MPa、温度95℃下，反应60min。
(4)碱处理：向氧脱木素得到的浆料中加入0.1％的碱，在浆料浓度12％、 温度80℃下，反应60min，得到本色竹浆二。
进一步的，在加入碱的同时加入0.3％的H2O2。
该步骤中，加入的碱为NaOH，碱处理的反应pH值为10.5。
实施例三：
本实施例提供了一种本色竹浆制备方法，包括如下步骤：
(1)备料：提供未脱青竹片。
所述未脱青竹片为新鲜竹子破碎后利用竹子削片机制成的长10～50mm，宽 10～15mm的竹片。
(2)蒸煮：
a.一段蒸煮：向所述未脱青竹片中加入第一蒸煮液进行蒸煮，由初始温度升 温30min，升温至120℃，保温100min，得到第一浆料；
所述第一蒸煮液中，以有效碱计，用碱量为绝干竹片重量的12％，硫化度 为25％，添加蒸煮助剂0.01％。
b.二段蒸煮：向所述第一浆料中加入第二蒸煮液进行蒸煮，升温30min，升 温至148℃，保温100min，得到第二浆料；
所述第二蒸煮液中，以有效碱计，用碱量为绝干浆重量的5％，硫化度为23％， 添加蒸煮助剂0.04％。
其中，所述第一蒸煮液、第二蒸煮液中的碱为NaOH和Na2S。
进一步的，所述一段蒸煮的液比为1:4，二段蒸煮的液比为1:4。
本实施例中，通过蒸煮工序所得到的所述第二浆料的蒸解率为97.2％，卡伯 值为23，白度为24.8％ISO，L值为69，a值为4.8，b值为21.8。
(3)氧脱木素：向所述第二浆料中加入2％的NaOH，在浆料浓度12％、 氧压力0.6MPa、温度97℃下，反应40min。
(4)碱处理：向氧脱木素得到的浆料中加入0.2％的碱，在浆料浓度12％、 温度80℃下，反应90min，得到本色竹浆三。
进一步的，在加入碱的同时加入0.5％的H2O2。
该步骤中，加入的碱为NaOH，碱处理的反应pH值为11。
实施例四：
本实施例提供了一种本色竹浆制备方法，包括如下步骤：
(1)备料：提供未脱青竹片。
所述未脱青竹片为为堆放7天的竹子破碎后利用竹子削片机制成的长10～ 50mm，宽10～15mm的竹片。
(2)蒸煮：
a.一段蒸煮：向所述未脱青竹片中加入第一蒸煮液进行蒸煮，由初始温度升 温40min，升温至125℃，保温120min，得到第一浆料；
所述第一蒸煮液中，以有效碱计，用碱量为绝干竹片重量的10％，硫化度 为25％，添加蒸煮助剂0.01％。
b.二段蒸煮：向所述第一浆料中加入第二蒸煮液进行蒸煮，升温50min，升 温至150℃，保温10min，得到第二浆料；
所述第二蒸煮液中，以有效碱计，用碱量为绝干浆重量的3.5％，硫化度为 22％，添加蒸煮助剂0.04％。
其中，所述第一蒸煮液、第二蒸煮液中的碱为NaOH和Na2S。
进一步的，所述一段蒸煮的液比为1:6，二段蒸煮的液比为1:4。
本实施例中，通过蒸煮工序所得到的所述第二浆料的蒸解率为98.1％，卡伯 值为18，白度为26.8％ISO，L值为71.0，a值为4.4，b值为20.8。
(3)氧脱木素：向所述第二浆料中加入1.5％的NaOH，在浆料浓度12％、 氧压力0.4MPa、温度95℃下，反应40min。
(4)碱处理：向氧脱木素得到的浆料中加入0.1％的碱，在浆料浓度12％、 温度80℃下，反应60min，得到本色竹浆四。
进一步的，在加入碱的同时加入0.2％的H2O2。
该步骤中，加入的碱为NaOH，碱处理的反应pH值为11.5。
针对获得的上述四种本色竹浆，及现有的本色竹浆进行测试，其中浆料的 卡伯值按GB/T 1546-2018《纸浆卡伯值的测定》标准进行测试，浆料白度按BS ISO 2470-1-2016《纸、纸板和纸浆.蓝光漫反射因数的测定.室内日光条件(ISO亮 度)》标准进行测定，GB/T7975-2005《纸和纸板颜色的测定》标准进行测试， 具体数据如下：
样品 卡伯值 白度 L a b
本色竹浆一 12.5 36％ISO 80.5 3.7 21.5
本色竹浆二 13 35％ISO 78.5 3.5 22.5
本色竹浆三 13.5 34.7％ISO 77.5 3.8 23
本色竹浆四 11.5 35.7％ISO 79.5 3.6 21.5
对比例1 20 39％ISO 75.1 7 25
对比例2 9 84％ISO 85.1 4.5 12
对比例3 9 36％ISO 77.1 4 15
对比例1参考文献CN104032607A记录的方法进行，对比例2及对比例3参 考文献CN107022922A记录的方法进行，其中对比例2经过漂白工艺，对比例3 经过轻微漂白工艺，从上述实施例和对比例可以看出，本申请提供的本色竹浆 制备方法，原材料采用未脱青的竹子，其木素中发色基团较多，未脱青的竹子 依次经过所述的备料、两段蒸煮、氧脱木素及碱处理四道工序，木素、杂质去 除率高，制备得到的本色竹浆具备本色竹浆的天然色调，且其卡伯值低、洁净 度高，由该本色竹浆制得的本色竹浆生活用纸具备本色竹浆的天然色调，能够 满足消费者对本色竹浆生活用纸的天然色调及细腻性要求，纸张洁净度高，而 现有技术制备的本色竹浆要么颜色暗黑，要么偏向灰白，要么细腻度和洁净度 无法满足要求。
此外，该本色竹浆制备方法利用竹片中竹青调节浆料色调，健康安全，无 掉色风险；调整色调过程产生的工艺废水可进行碱回收，具有较高的环境效益； 产业化实施简单，利于产业化推广应用。
以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利 用本申请说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其 他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种本色竹浆制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)备料：提供未脱青竹片；
(2)蒸煮：对未脱青竹片进行一段蒸煮及二段蒸煮，在蒸煮中以有效碱计，用碱量为绝干竹片重量的13～18％，硫化度16～25％，蒸煮助剂0.03-0.06％，其中：
a.一段蒸煮：向所述未脱青竹片中加入第一蒸煮液进行蒸煮，由初始温度升温30～90min，升温至100～135℃，保温30～120min，得到第一浆料；
b.二段蒸煮：向所述第一浆料中加入第二蒸煮液进行蒸煮，升温30～60min，升温至145～155℃，保温0～100min，得到第二浆料，所述的第二浆料的卡伯值为16～24，蒸解率为97～99％，白度为24～27％ISO，Lab值中的b值为大于等于20；
(3)将第二浆料经氧脱木素、碱处理后制得本色竹浆，其中，所述的本色竹浆，所述本色竹浆的卡伯值为10～14，白度为34～36％ISO，Lab值中的b值为大于等于20。
2.根据权利要求1所述的本色竹浆制备方法，其特征在于，所述未脱青竹片为未脱青竹子破碎后利用竹子削片机制成的长10～50mm，宽10～15mm的竹片，所述未脱青竹子为新鲜竹子或堆放储存不超过10天的竹子。
3.根据权利要求2所述的本色竹浆制备方法，其特征在于，所述的氧脱木素为：向所述第二浆料中加入1～2％的NaOH，在浆料浓度10～13％、氧压力0.3～0.6MPa、温度90～100℃下，反应30～60min；所述的碱处理为：向氧脱木素得到的浆料中加入0.1～0.3％的碱，在浆料浓度10～13％、温度70～85℃下，反应60～120min。
4.根据权利要求3所述的本色竹浆制备方法，其特征在于，在一段蒸煮中，以有效碱计，用碱量为绝干竹片重量的10～12％，硫化度为16～25％，添加蒸煮助剂0.01～0.02％；在二段蒸煮中，以有效碱计，用碱量为绝干浆重量的3～8％，硫化度为20～24％，添加蒸煮助剂0.02～0.04％。
5.根据权利要求4所述的本色竹浆制备方法，其特征在于，所述第一蒸煮液、第二蒸煮液中的碱为NaOH和Na2S。
6.根据权利要求4所述的本色竹浆制备方法，其特征在于，所述一段蒸煮、二段蒸煮的液比为1:2-6。
7.根据权利要求4所述的本色竹浆制备方法，其特征在于，所述的蒸煮助剂为BUSPEESE2810或Amisperse AP8180。
8.根据权利要求4所述的本色竹浆制备方法，其特征在于，在碱处理中，碱处理的反应pH值为10～12，加入的碱为NaOH。
9.根据权利要求8所述的本色竹浆制备方法，其特征在于，在碱处理中，在加入碱的同时加入0.1～0.5％的H2O2。
10.一种本色竹浆，其特征在于，由权利要求1-9中任一权利要求所述的本色竹浆制备方法制备。
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