CN113846514A

CN113846514A - 一种菠萝叶宣纸及其制备方法

Info

Publication number: CN113846514A
Application number: CN202111167613.0A
Authority: CN
Inventors: 陈港; 王淳玉; 钱杨杨
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2021-10-07
Filing date: 2021-10-07
Publication date: 2021-12-28
Anticipated expiration: 2041-10-07
Also published as: CN113846514B

Abstract

本发明涉及一种菠萝叶宣纸及其制备方法，属于宣纸领域。本发明使用的浆料配比为：草浆30‑40%，皮浆52‑68%，菠萝叶浆2‑8%。配置浆料后使用传统造纸设备抄片，得到菠萝叶宣纸。所制备的菠萝叶宣纸无需二次加工，具有洒“金”效果，美观的同时解决了现有洒金宣纸制备工艺复杂，成本高昂的问题，有助于菠萝叶这一农林废弃物的高值化利用。此外，由于菠萝叶纤维素中含有三萜类、酰胺类、苯丙素类和抗氧化剂等天然生物活性化合物，其本身具有很好的抑菌性，对于大肠杆菌、金黄色葡萄球菌以及白色念珠球菌等的抑菌率大于35.4%。应用于宣纸中可以杀灭人体接触带来的致病菌，防止致病菌在使用者之间接触传播，丰富宣纸的应用场景，利于其进一步推广。

Description

一种菠萝叶宣纸及其制备方法

技术领域

本发明涉及宣纸领域，具体是一种菠萝叶宣纸及其制备方法。

技术背景

宣纸作为书画的载体，润墨性良好，耐久性高，在中国几千年传统书画文化中广泛使用至今。在其漫长发展过程中，在传统宣纸的基础上，出现了品类较多的深加工产品，如洒金、洒银、金花、银花、冷金、冷银等。其中洒金始于隋唐时期，是工匠们借鉴丝绢加工的装饰手法创造出来的，具体制备方法是浆金箔碎片用有筛孔的容器均匀的洒在刷有胶矾的宣纸上，风干后金箔碎片固定在纸上，获得洒金宣纸。由于洒金宣纸既有宣纸良好的吸水性、润墨性、柔韧性，宜于书写作画，同时色泽端庄大气，外观华贵，成为了目前最受欢迎的宣纸深加工产品。目前制作洒金宣纸的方法主要为以下二种：第一种是洒金箔，将金箔碎片用有筛孔的容器均匀刷在有涂覆有胶矾的宣纸上，风干即得洒金宣纸；第二种是洒金色涂料，属于丝网印刷，“金”为油墨颜料或金粉颜料。前者工艺复杂，价格高昂；后者颜料易脱色、掉粉，且产品外观相同，缺少美感。其他类似产品，如洒银宣纸，同样存在这类问题。

菠萝是我国重要的亚热带水果，其叶片含有丰富的纤维素，及三萜类、酰胺类、苯丙素类和抗氧化剂等天然生物活性化合物或抗菌成分（期刊：菠萝叶的化学成分及生物活性研究进展；浅谈菠萝叶纤维抑菌物质研究），可广泛应用于造纸、纺织、抗菌等领域。我国菠萝种植面积达100万亩，每年菠萝果实成熟采摘后，剩余的菠萝叶基本处于浪费状态。菠萝叶还田会造成土壤酸化，燃烧或填埋易产生环境污染，属于典型的农林废弃物。

由于菠萝叶纤维表面较为粗糙，对可见光的反射较强，机械法制备成浆后，表观仍呈较为鲜艳的绿色（新鲜菠萝叶成浆）或黄色（干菠萝叶成浆），应用到宣纸中后，可以与白色的宣纸形成鲜明的对比反差，呈现类似洒“金”的效果。通过控制菠萝叶浆添加量实现控制宣纸表观上“金”片的疏密程度，得到的宣纸既有宣纸本身良好的吸水性、润墨性、柔韧性，宜于书写作画，同时降低成本，简化深加工工序，改善宣纸单一的外观，提高美感，获得抑菌性，丰富其应用场景。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种绿色环保、成本低廉、工艺简便、外观美观的菠萝叶宣纸及其制备方法。

为达到上述目的，本发明通过如下手段得以实现的：

本发明第一方面提供一种菠萝叶宣纸，包括：菠萝叶浆、草浆、皮浆。本发明采用的技术方案为：一种菠萝叶宣纸，使用的浆料配比为：草浆30~40%，皮浆52~68%，菠萝叶浆2~8%。配置浆料后，抄造成片，得到菠萝叶宣纸。其中，所述草浆打浆度为18-22°SR；所述皮浆打浆度为48-55°SR；所述菠萝叶纤维长度为0.5~1.5 mm，宽度为5-50 µm，打浆度为10-50°SR。

作为优选的，浆料中草料比例为38%，皮浆比例为57%，菠萝叶浆比例为5%。

作为优选的，草浆打浆度为21°SR；皮浆打浆度为53°SR；菠萝叶浆纤维长度为0.8mm，宽度为26 µm，打浆度为29 °SR。

作为优选的，所述草浆为沙田稻草草浆。

作为优选的，所述皮浆为檀树皮浆。

作为优选的，所述菠萝叶为新鲜菠萝叶。

作为优选的，所述软化剂为纤维素酶，果胶酶、木聚糖酶、甘露聚糖酶，多聚半乳糖醛酸酶中的一种或多种。所述软化剂添加量为干菠萝叶质量的0.05-0.3%。

所述菠萝叶浆制备方法，包括以下步骤：

（1）备料：将新鲜菠萝叶或干菠萝叶进行清洗，清洗后切短至3-5 cm，干菠萝叶加入软化剂；

（2）机械法制浆：将切短、软化后菠萝叶置于纤维疏解机或盘磨机中进行高浓疏解或高浓磨浆，机械处理期间需加水控制成浆浓度；

（3）低浓打浆：将步骤（2）高浓疏解后的菠萝叶浆料置于打浆机中进行低浓打浆；

（4）筛浆：将步骤（3）打浆后的菠萝叶浆料在平板缝筛、圆孔筛等筛浆机中进行筛选、收集；

作为优选地，步骤（2）中所述高浓疏解或磨浆浆料浓度为15-30%。

作为优选地，步骤（3）中所述低浓打浆采用4级梯度打浆，打浆浓度为1%-10%。第1级打浆负荷为0-1 kg，30-60 min；第2级打浆负荷为1.5-2.5 kg，20-60min；第3级打浆负荷3-5 kg，5-20 min，第4级打浆负荷为5.5-7 kg，5-15 min。

作为优选地，步骤（4）中所述筛浆机为平板缝筛或平板圆孔筛，其中平板缝筛的缝宽为0.1-0.8 mm，平板圆孔筛筛孔直径为5-20 mm。

由上述步骤制得的一种菠萝叶宣纸，其特征在于：该工艺制得的菠萝叶宣纸撕裂指数纵横平均值为8.9 mN·m²/g，湿强纵横平均值为431 mN，且润墨性良好，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌以及白色念珠球菌等的抑制率均在35.4%以上。

本发明相对于现有技术具有如下有益效果：

（1）本发明提供的菠萝叶纤维提取工艺简便、成本低廉、绿色环保，菠萝叶浆料得率大于7 %，有助于菠萝叶农林废弃物高值化利用；

（2）本发明使用菠萝叶浆获得洒“金”美化效果，降低生产成本，且无需二次加工，简化了宣纸深加工产品的制备工艺；

（3）本发明使用的菠萝叶纤维具有抗毒杀菌效果，应用于宣纸中可以杀灭人体接触带来的致病菌，防止致病菌在读者之间接触传播，丰富宣纸的应用场景，利于其进一步推广。

具体实施方案

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在无特殊说明的情况下，本发明上下文中宣纸抑菌性能检测采用GB/T 20944.2-200745国家标准。

实施例1

一种菠萝叶宣纸，其制备方法包括以下步骤：

使用的浆料配比为：草浆37%，皮浆55%，菠萝叶浆8%。配置浆料后，抄造成片，得到菠萝叶宣纸。

其中，所述草浆打浆度为22°SR；所述皮浆打浆度为52°SR；所述菠萝叶纤维长度为1.2 mm，宽度为30 µm，打浆度为26°SR。

所述菠萝叶浆制备方法，包括以下步骤：

（1）备料：将新鲜菠萝叶进行清洗，清洗后新鲜菠萝叶切短至3-5 cm；

（2）机械法制浆：将切短菠萝叶置于盘磨机中以20%浓度进行高浓磨浆；

（3）低浓打浆：将步骤（2）高浓磨浆后的菠萝叶浆料置于打浆机中进行低浓打浆，打浆浓度为2%；第1级打浆负荷为1 kg，30 min；第2级打浆负荷为2 kg，40 min；第3级打浆负荷5 kg，10 min，第4级打浆负荷为5.5 kg，5 min。

（4）筛浆：将步骤（3）打浆后的菠萝叶浆料在0.8 mm平板缝筛筛浆机中进行筛选、收集；

按照此配比抄造的菠萝叶宣纸，洒“金”效果均匀，“金”片呈绿色，密集，纸页白度有所下降，但仍符合国家标准要求。同时，纸页润墨效果优异，满足市场要求。

实施例2

一种菠萝叶宣纸，其制备方法包括以下步骤：

使用的浆料配比为：草浆35%，皮浆60%，菠萝叶浆5%。配置浆料后，抄造成片，得到菠萝叶宣纸。

其中，所述草浆打浆度为21°SR；所述皮浆打浆度为50°SR；所述菠萝叶纤维长度为1.1 mm，宽度为3µm，打浆度为34°SR。

所述菠萝叶浆制备方法，包括以下步骤：

（1）备料：将干菠萝叶进行清洗，清洗后菠萝叶切短至3-5 cm；将果胶酶、聚半乳糖醛酸酶按照比例为1:6，添加量为干菠萝叶质量的0.05%，果胶酶活力为5000 U/mL，多聚半乳糖醛酸酶活力为4800 U/mL，加入软化池中，清洗好的干菠萝叶块经过传送带穿过软化池中维持为时间15 min，实现干菠萝叶表皮的软化；

（2）机械法制浆：将切短菠萝叶置于高浓疏解机中以25%浓度进行高浓疏解；

（3）低浓打浆：将步骤（2）高浓磨浆后的菠萝叶浆料置于打浆机中进行低浓打浆，打浆浓度为1.5%；第1级打浆负荷为1 kg，40 min；第2级打浆负荷为2.5 kg，40 min；第3级打浆负荷5 kg，15 min，第4级打浆负荷为6 kg，10 min；

（4）筛浆：将步骤（3）打浆后的菠萝叶浆料在0.5平板缝筛筛浆机中进行筛选、收集；

按照此配比抄造的菠萝叶宣纸，类洒“金”效果均匀，“金”片呈淡黄色，疏密有致，且对纸页白度影响不大，符合国家标准要求；同时，纸页润墨效果优异，满足市场要求。

实施例3

一种菠萝叶宣纸，其制备方法包括以下步骤：·

使用的浆料配比为：草浆32%，皮浆65%，菠萝叶浆3%。配置浆料后，抄造成片，得到菠萝叶宣纸。

其中，所述草浆打浆度为20°SR；所述皮浆打浆度为49°SR；所述菠萝叶纤维长度为0.9 mm，宽度为31 µm，打浆度为48°SR。

所述菠萝叶浆制备方法，包括以下步骤：

（2）机械法制浆：将切短菠萝叶置于盘磨机中以18%浓度进行高浓磨浆；

（3）低浓打浆：将步骤（2）高浓磨浆后的菠萝叶浆料置于打浆机中进行低浓打浆，打浆浓度为5%；第1级打浆负荷为1 kg，60 min；第2级打浆负荷为2.5 kg，50 min；第3级打浆负荷5 kg，20 min，第4级打浆负荷为7 kg，15 min。

（4）筛浆：将步骤（3）打浆后的菠萝叶浆料在6 mm平板圆孔筛筛浆机中进行筛选、收集；

按照此配比抄造的菠萝叶宣纸，洒“金”效果均匀，“金”片呈绿色，疏密有致，且对纸页白度影响不大，符合国家标准要求；同时，纸页润墨效果优异，满足市场要求。

对比例1

一种菠萝叶宣纸，其制备方法包括以下步骤：·

使用的浆料配比为：草浆30%，皮浆65%，菠萝叶浆4%。配置浆料后，抄造成片，得到菠萝叶宣纸。

其中，所述草浆打浆度为20°SR；所述皮浆打浆度为49°SR；所述菠萝叶纤维长度为0.6 mm，宽度为17 µm，打浆度为48°SR。

所述菠萝叶浆制备方法，包括以下步骤：

（2）机械法制浆：将切短菠萝叶置于盘磨机中以25%浓度进行高浓磨浆；

（3）低浓打浆：将步骤（2）高浓磨浆后的菠萝叶浆料置于打浆机中进行低浓打浆，打浆浓度为4%；打浆负荷为7 kg，60 min。

（4）筛浆：将步骤（3）打浆后的菠萝叶浆料在0.8平板缝筛筛浆机中进行筛选、收集；

按此方法制备的菠萝叶浆，由于打浆工艺的限制，对菠萝叶纤维的作用主要是切断和分丝，纤维长度和宽度减小，且纤维表面趋于光滑，对光的反射能力减弱。菠萝叶纤维与草浆纤维、皮浆纤维混合后，不具备明显的辨识度，制备的宣纸表观呈淡绿色，白度下降严重，不具备洒“金”效果。

对比例2

一种菠萝叶宣纸，其制备方法包括以下步骤：·

使用的浆料配比为：草浆35%，皮浆62%，菠萝叶浆3%。配置浆料后，抄造成片，得到菠萝叶宣纸。

其中，所述草浆打浆度为20°SR；所述皮浆打浆度为49°SR；所述菠萝叶纤维长度为0.8 mm，宽度为21 µm，打浆度为36°SR。

所述菠萝叶浆制备方法，包括以下步骤：

（1）备料：将干菠萝叶进行清洗，清洗后菠萝叶切短至3-5 cm；将果胶酶、聚半乳糖醛酸酶按照比例为1:3，添加量为干菠萝叶质量的0.09%，果胶酶活力为3500 U/mL，多聚半乳糖醛酸酶活力为4000 U/mL，加入软化池中，清洗好的干菠萝叶块经过传送带穿过软化池中维持为时间8 min，实现干菠萝叶表皮的软化；

（2）机械法制浆：将切短菠萝叶置于盘磨机中以20%浓度进行高浓疏解；

（3）低浓打浆：将步骤（2）高浓磨浆后的菠萝叶浆料置于打浆机中进行低浓打浆，打浆浓度为2%；第1级打浆负荷为5 kg，30 min；第2级打浆负荷为7 kg，10 min。

（4）筛浆：将步骤（3）打浆后的菠萝叶浆料在0.5 mm平板缝筛筛浆机中进行筛选、收集；

按此方法制备的菠萝叶浆，由于打浆工艺的限制，对菠萝叶纤维的作用主要是切断和分丝，纤维长度和宽度减小，且纤维表面趋于光滑，对光的反射能力减弱。菠萝叶纤维与草浆纤维、皮浆纤维混合后，分布在纸面上，不具备明显的辨识度，制备的宣纸表观呈淡绿色，白度下降严重，不具备洒“金”效果。

验证例1

分别取实施例1-3及对比例1-2制备得到的菠萝叶宣纸进行物理性能测试和抑菌性能检测并观察有无洒“金”效果，测试结果如下表1所示。

表1 菠萝叶宣纸性能测试参数

	撕裂指数(mN•m<sup>2</sup>/g)	湿强度（mN）	抑菌率（%）	洒“金”效果
					实施例1	9.37	457	39.7	有
实施例2	9.28	448	36.1	有
					实施例3	9.21	439	37.3	有
对比例1	9.55	471	38.6	无
					对比例2	9.42	463	35.8	无

由上述结果可以看出，本发明制备的菠萝叶宣纸物理性能优异，满足国家标准中对于宣纸的要求。打浆过程使纤维长度缩短，纤维外部分丝帚化，提供更多的氢键结合位点，利于提高成纸强度。但本发明中的低浓分级梯度打浆可较大限度的保留纤维长度，并使纤维分丝帚化，表观上纤维宽度因润胀而变大，与宣纸纸浆混合后呈现洒“金”效果。实施例1-3，由于添加量和打浆度的差异，成纸的撕裂指数与湿强度出现波动，但总体上仍满足国标中对宣纸的要求。对比例1与对比例2的打浆工艺，对纤维的切断作用更强，且纤维的分丝显像更为严重。表观上纤维的长度与宽度下降，表面积增大，暴露出更多的氢键结合位点，使成纸的强度高于实施例中菠萝叶宣纸的撕裂指数和湿强度。但由于宽度的减小，菠萝叶纤维分布到纸页上后，不具备明显的辨识度，成纸不具备洒“金”效果。

对于抑菌效果而言，总体来说，软化剂会降低菠萝叶宣纸的抑菌效果。添加软化剂的干菠萝叶成浆（实施例2、对比例2）制成宣纸的抑菌性能要低于未添加软化剂的新鲜菠萝叶成浆制成的宣纸。在未添加软化剂的实施例、对比例中，由于添加量的差异，成纸的抑菌性能出现波动，但抑菌率仍大于37.3%。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。需注意的是，本发明中所未详细描述的技术特征，均可以通过本领域任一现有技术实现。

Claims

1.一种菠萝叶宣纸，其特征在于：浆料配比为：草浆30-40%，皮浆52-68%，菠萝叶浆2-8%；配置浆料后使用传统造纸设备抄片，得到菠萝叶宣纸。

2.根据权利要求1所述的菠萝叶宣纸，其特征在于所述草浆原料为沙田稻草；皮浆原料为檀树皮；菠萝叶浆原料为新鲜菠萝叶、干菠萝叶中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的菠萝叶宣纸，其特征在于所述草浆打浆度为18-22°SR；所述皮浆打浆度为48-55°SR；所述菠萝叶纤维长度为0.5~1.5 mm，宽度为5-50 µm，打浆度为10-50°SR。

4.根据权利要求1-3任一项所述的菠萝叶浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）备料：将新鲜菠萝叶或干菠萝叶进行清洗，清洗后新鲜菠萝叶、干菠萝叶切短，干菠萝叶加入软化剂；

（4）筛浆：将步骤（3）打浆后的菠萝叶浆料在平板缝筛、圆孔筛等筛浆机中进行筛选、收集。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述高浓疏解或磨浆浆料浓度为15-30%。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述低浓打浆采用4级梯度打浆，打浆浓度为1%-10%；第1级打浆负荷为0-1 kg，30-60 min；第2级打浆负荷为1.5-2.5kg，20-60min；第3级打浆负荷3-5 kg，5-20 min，第4级打浆负荷为5.5-7 kg，5-15 min。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤（4）中所述筛浆机为平板缝筛或平板圆孔筛，其中平板缝筛的缝宽为0.1-0.8 mm，平板圆孔筛筛孔直径为5-20 mm。