CN107090730A - 一种利用麻竹制备本色纸浆的方法 - Google Patents

一种利用麻竹制备本色纸浆的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用麻竹制备本色纸浆的方法，属于本色纸制备技术领域，所述本色纸浆是经过麻竹二次预处理、洗涤、脱水、磨浆、筛选、净化处理等步骤制成的。本发明制备工艺简单，所得纸浆得率和白度显著高于现有技术制得的纸浆得率和白度，此外，纸浆滤水性好、强度大、成本低，制浆过程能耗低，所制备的纸浆能够适用于纸浆模塑制造、生活用纸制造的本色纸浆。

Description

一种利用麻竹制备本色纸浆的方法
【技术领域】
本发明属于本色纸制备技术领域，具体涉及一种利用麻竹制备本色纸浆的方法。
【背景技术】
目前纸浆的生产方法主要包括化学法、半化学法、机械法和化学机械法等生产流程。其中化学法制浆在目前众多制浆方法之中占主导地位。经过化学法蒸煮制得的纸浆称为本色纸浆，本色纸浆由于白度较低，限制了它的应用，本色纸浆一般要经过漂白后才能生产较高级别的纸种。如果能够在制浆过程中提高本色纸浆的白度，就能省去后续漂白的麻烦，简化生产流程，降低生产成本，并且提高本色纸浆的使用价值。
本色纸浆的生产过程中，对于木材原料，制浆过程中采用氢氧化钠和硫化钠进行蒸煮的硫酸盐法是主要的制浆方法，少部分采用亚硫酸盐法制浆，但这些采用含硫化学品蒸煮的方法存在的问题就是会环境产生危害。对于非木材原料，目前主要采用烧碱法或烧碱-蒽醌法制浆，这种制浆方法目前存在废液难以回收的问题。另外，不管是硫酸盐法、烧碱法还是烧碱-蒽醌法蒸煮，由于原料中的木素在蒸煮过程中发生缩合，所得的本色浆白度都较低，因此探求无污染的新型高白度本色纸浆生产工艺对于造纸行业的发展具有重要的意义。
专利文献“一种提高纸浆白度的本色纸浆生产方法(授权公告号：CN103924470B)”公开了一种提高竹纸浆白度的本色纸浆的生产方法，该方法包括将竹原料用过碳酸钠预处理后，再用甲酸、乙酸和丙酮的混合有机溶剂进行蒸煮，蒸煮后的纸浆采用甲酸和热水洗涤，最后制备本色纸浆，然而所得竹纸浆得率和白度仍较低。
随着造纸行业的不断扩大，纸浆应用的不断拓广，原来作为主要的造纸原料的木材逐渐供不应求，导致森林过度砍伐，影响生态环境，因此，有必要寻求新的原料取代物。
麻竹(DendrocalamuslatiflorusMunro)是我国南方栽培最广的竹种之一，是禾本科(Poaceae)竹亚科(Bambusoideae)牡竹属(Dendrocalamus)大型丛生竹种，主要分布于福建、中国台湾、两广、云南、海南、四川、贵州中南部等省区，为食用、材用、叶用、水土保持、绿化观赏等多用途竹种，以产笋或做纸浆材为主。麻竹生长快、笋期长、产量高、笋质优良，麻竹速生丰产，用途广泛，一次栽植多年利用，是一种经济价值高、生态效益好的优良算材两用竹种，经济效益、生态效益和社会效益三大效益显著。
因此采用人工种植麻竹作为取代木材原料，有利于避免导致森林过度砍伐，影响生态环境。
【发明内容】
本发明提供的一种利用麻竹制备本色纸浆的方法，以解决如何提高麻竹纸浆得率和白度的问题。
为解决以上技术问题，本发明采用以下技术工艺：
一种利用麻竹制备本色纸浆的方法，包括以下步骤：
S1：将麻竹切成麻竹片，输送至浸液A中，所述浸液A包括以下原料：烷基酚聚氧乙烯醚、三乙醇胺、硬脂酸、油酸、月桂酸、水，在超声波作用下进行浸泡30-45min，接着过滤，获得浸料A；
S2：将步骤S1制得的浸料A输送至浸液B中，所述浸液B包括以下原料：过碳酰胺、氢氧化钾、氨基羧酸、五氧化二钒、水，在超声波作用下进行浸泡 20-40min，接着过滤，获得浸料B；
S3：将步骤S2制得的浸料B用60-80℃的热水进行洗涤，接着脱水，制得脱水物料C；
S4：将步骤S3制得的脱水物料C进行研磨，制得粗浆；
S5：将步骤S4制得的粗浆进行水洗，采用筛选浓度为0.6％-2.5％，进出口压差为0.12-0.35MPa的压力筛进行筛选，采用进浆浓度为2.4％-5.3％的双网压滤机进行压滤，制得麻竹本色纸浆。
进一步地，步骤S1中所述麻竹片的尺寸为24-28×3-3.6mm×1.4-2mm。
进一步地，步骤S1中所述麻竹重量与浸液A体积之比为1:2-4。
进一步地，步骤S1中所述浸液A以重量份为单位，包括以下原料：烷基酚聚氧乙烯醚4-8份、三乙醇胺0.3-0.6份、硬脂酸0.5-1份、油酸0.4-1.2份、月桂酸0.8-1.5份、水42-90份。
更进一步地，所述浸液A以重量份为单位，包括以下原料：烷基酚聚氧乙烯醚6份、三乙醇胺0.5份、硬脂酸0.8份、油酸0.8份、月桂酸1.2份、水66 份。
进一步地，步骤S1中所述超声波功率为30-50W，温度为43-48℃。
进一步地，步骤S2中所述浸料A重量与浸液B体积之比为1:6-13。
进一步地，步骤S2中所述浸液B以重量份为单位，包括以下原料：过碳酰胺10-20份、氢氧化钾4-6份、氨基羧酸0.3-0.5份、五氧化二钒0.1-0.2份、水 35-150份。
进一步地，步骤S2中所述超声波功率为40-80W，温度为85-92℃。
进一步地，步骤S3中所述洗涤至pH值为6.8-7.2。
本发明具有以下有益效果：
(1)过碳酰胺、氨基羧酸、五氧化二钒的添加起到了协同作用，均提高了纸浆得率和白度；
(2)烷基酚聚氧乙烯醚、三乙醇胺、硬脂酸、油酸、月桂酸的添加起到了协同作用，均提高了纸浆得率和白度；
(3)本发明的方法制得的纸浆得率和白度显著均高于现有技术制得的纸浆得率和白度；
(4)本发明工艺简单，所得纸浆滤水性好、强度大、成本低，制浆过程能耗低，所制备的纸浆能够适用于纸浆模塑制造、生活用纸制造的本色纸浆。
【具体实施方式】
为便于更好地理解本发明，通过以下实施例加以说明，这些实施例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。
在实施例中，所述麻竹本色纸浆的制备方法，包括以下步骤：
S1：将麻竹切成尺寸为24-28×3-3.6mm×1.4-2mm的麻竹片，输送至一次预处理浸液A中，所述麻竹重量与一次预处理浸液A体积之比为1:2-4，所述一次预处理浸液A以重量份为单位，包括以下原料：烷基酚聚氧乙烯醚4-8份、三乙醇胺0.3-0.6份、硬脂酸0.5-1份、油酸0.4-1.2份、月桂酸0.8-1.5份、水42-90 份，在超声波功率为30-50W，温度为43-48℃下进行浸泡30-45min，接着过滤，获得浸料A；
S2：将步骤S1制得的浸料A输送至二次预处理浸液B中，所述浸料A重量与二次预处理浸液B体积之比为1:6-13，所述二次预处理浸液B以重量份为单位，包括以下原料：过碳酰胺10-20份、氢氧化钾4-6份、氨基羧酸0.3-0.5份、五氧化二钒0.1-0.2份、水35-150份，在超声波功率为40-80W，温度为85-92℃下进行浸泡20-40min，接着过滤，获得浸料B；
S3：将步骤S2制得的浸料B用60-80℃的热水进行洗涤至pH值为6.8-7.2，接着脱水，制得脱水物料C；
S4：将步骤S3制得的脱水物料C进行研磨，制得粗浆；
S5：将步骤S4制得的粗浆进行水洗，采用筛选浓度为0.6％-2.5％，进出口压差为0.12-0.35MPa的压力筛进行筛选，采用进浆浓度为2.4％-5.3％的双网压滤机进行压滤，制得麻竹本色纸浆。
实施例1
一种麻竹本色纸浆的制备方法，包括以下步骤：
S1：将麻竹切成尺寸为26×3.4mm×1.8mm的麻竹片，输送至一次预处理浸液A中，所述麻竹重量与一次预处理浸液A体积之比为1:2，所述一次预处理浸液A以重量份为单位，包括以下原料：烷基酚聚氧乙烯醚4.1份、三乙醇胺 0.3份、硬脂酸0.5份、油酸0.4份、月桂酸0.8份、水42份，在超声波功率为 30W，温度为44℃下进行浸泡45min，接着过滤，获得浸料A；
S2：将步骤S1制得的浸料A输送至二次预处理浸液B中，所述浸料A重量与二次预处理浸液B体积之比为1:6，所述二次预处理浸液B以重量份为单位，包括以下原料：过碳酰胺11份、氢氧化钾4份、氨基羧酸0.3份、五氧化二钒 0.1份、水36份，在超声波功率为40W，温度为85℃下进行浸泡40min，接着过滤，获得浸料B；
S3：将步骤S2制得的浸料B用60℃的热水进行洗涤至pH值为6.8，接着脱水，制得脱水物料C；
S4：将步骤S3制得的脱水物料C进行研磨，制得粗浆；
S5：将步骤S4制得的粗浆进行水洗，采用筛选浓度为0.7％，进出口压差为0.13MPa的压力筛进行筛选，采用进浆浓度为2.5％的双网压滤机进行压滤，制得麻竹本色纸浆。
实施例2
一种麻竹本色纸浆的制备方法，包括以下步骤：
S1：将麻竹切成尺寸为24×3mm×1.4mm的麻竹片，输送至一次预处理浸液A中，所述麻竹重量与一次预处理浸液A体积之比为1:4，所述一次预处理浸液A以重量份为单位，包括以下原料：烷基酚聚氧乙烯醚8份、三乙醇胺0.6份、硬脂酸1份、油酸1.2份、月桂酸1.5份、水90份，在超声波功率为50W，温度为48℃下进行浸泡32min，接着过滤，获得浸料A；
S2：将步骤S1制得的浸料A输送至二次预处理浸液B中，所述浸料A重量与二次预处理浸液B体积之比为1:13，所述二次预处理浸液B以重量份为单位，包括以下原料：过碳酰胺20份、氢氧化钾6份、氨基羧酸0.5份、五氧化二钒0.2份、水148份，在超声波功率为80W，温度为90℃下进行浸泡20min，接着过滤，获得浸料B；
S3：将步骤S2制得的浸料B用60-80℃的热水进行洗涤至pH值为7.2，接着脱水，制得脱水物料C；
S4：将步骤S3制得的脱水物料C进行研磨，制得粗浆；
S5：将步骤S4制得的粗浆进行水洗，采用筛选浓度为2.5％，进出口压差为0.35MPa的压力筛进行筛选，采用进浆浓度为5.2％的双网压滤机进行压滤，制得麻竹本色纸浆。
实施例3
一种麻竹本色纸浆的制备方法，包括以下步骤：
S1：将麻竹切成尺寸为28×3.6mm×2mm的麻竹片，输送至一次预处理浸液A中，所述麻竹重量与一次预处理浸液A体积之比为1:3.2，所述一次预处理浸液A以重量份为单位，包括以下原料：烷基酚聚氧乙烯醚6份、三乙醇胺0.5 份、硬脂酸0.8份、油酸0.8份、月桂酸1.2份、水66份，在超声波功率为42W，温度为46℃下进行浸泡40min，接着过滤，获得浸料A；
S2：将步骤S1制得的浸料A输送至二次预处理浸液B中，所述浸料A重量与二次预处理浸液B体积之比为1:10，所述二次预处理浸液B以重量份为单位，包括以下原料：过碳酰胺16份、氢氧化钾5份、氨基羧酸0.4份、五氧化二钒0.1份、水92份，在超声波功率为60W，温度为88℃下进行浸泡32min，接着过滤，获得浸料B；
S3：将步骤S2制得的浸料B用60-80℃的热水进行洗涤至pH值为7，接着脱水，制得脱水物料C；
S4：将步骤S3制得的脱水物料C进行研磨，制得粗浆；
S5：将步骤S4制得的粗浆进行水洗，采用筛选浓度为1.5％，进出口压差为 0.2MPa的压力筛进行筛选，采用进浆浓度为4.2％的双网压滤机进行压滤，制得麻竹本色纸浆。
对比例1
将麻竹切成麻竹片后，不经过一次预处理浸液A浸泡，而是直接输送至二次预处理浸液B浸泡，其他制备工艺与实施例3的制备工艺相同。
对比例2
所述二次预处理浸液B以重量份为单位，包括以下原料：氢氧化钾5份、氨基羧酸0.4份、五氧化二钒0.1份、水92份，其他制备工艺与对比例1的制备工艺相同。
对比例3
所述二次预处理浸液B以重量份为单位，包括以下原料：过碳酰胺16份、氢氧化钾5份、五氧化二钒0.1份、水92份，其他制备工艺与对比例1的制备工艺相同。
对比例4
所述二次预处理浸液B以重量份为单位，包括以下原料：过碳酰胺16份、氢氧化钾5份、氨基羧酸0.4份、水92份，其他制备工艺与对比例1的制备工艺相同。
对比例5
将麻竹切成麻竹片后，只经过一次预处理浸液A浸泡，而不经过二次预处理浸液B浸泡，其他制备工艺与实施例3的制备工艺基本相同。
对比例6
所述一次预处理浸液A以重量份为单位，包括以下原料：烷基酚聚氧乙烯醚6份、三乙醇胺0.5份、水66份，其他制备工艺与对比例5的制备工艺相同。
对比例7
所述一次预处理浸液A以重量份为单位，包括以下原料：硬脂酸0.8份、油酸0.8份、月桂酸1.2份、水66份，其他制备工艺与对比例5的制备工艺相同。
对比例8
采用专利文献“一种提高纸浆白度的本色纸浆生产方法(授权公告号：CN103924470B)”实施例2的方法制备本色纸浆。
采用实施例1-3和对比例1-8的制备工艺制备本色纸浆，分别检测纸浆得率和白度，结果如下表所示。
由对比例1-4可知，二次预处理浸液B中不加过碳酰胺、氨基羧酸、五氧化二钒均会降低纸浆得率和白度，这是由于过碳酰胺会缓慢释放出过氧化氢，释放出的过氧化氢与木素反应，有利于提高纸浆得率和白度；氨基羧酸能起到螯合作用；五氧化二钒起到催化的作用；同时由实例3与对比例1-4的纸浆得率和白度可知过碳酰胺、氨基羧酸、五氧化二钒的添加起到了协同作用，均提高了纸浆得率和白度。
由对比例5-7可知，一次预处理浸液A中不加烷基酚聚氧乙烯醚、三乙醇胺、硬脂酸、油酸、月桂酸均会降低纸浆得率和白度，这是由于烷基酚聚氧乙烯醚、三乙醇胺为湿润剂，起到了很好的湿润作用；硬脂酸、油酸、月桂酸起到麻竹片表面活性作用；同时由实例3与对比例5-7的纸浆得率和白度可知烷基酚聚氧乙烯醚、三乙醇胺、硬脂酸、油酸、月桂酸的添加起到了协同作用，均提高了纸浆得率和白度。
此外，由以上表可知，本发明的制备工艺制得的纸浆得率和白度显著均高于现有技术制得的纸浆得率和白度。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明，对于所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种利用麻竹制备本色纸浆的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：将麻竹切成麻竹片，输送至浸液A中，所述浸液A包括以下原料：烷基酚聚氧乙烯醚、三乙醇胺、硬脂酸、油酸、月桂酸、水，在超声波作用下进行浸泡30-45min，接着过滤，获得浸料A；
S2：将步骤S1制得的浸料A输送至浸液B中，所述浸液B包括以下原料：过碳酰胺、氢氧化钾、氨基羧酸、五氧化二钒、水，在超声波作用下进行浸泡20-40min，接着过滤，获得浸料B；
S3：将步骤S2制得的浸料B用60-80℃的热水进行洗涤，接着脱水，制得脱水物料C；
S4：将步骤S3制得的脱水物料C进行研磨，制得粗浆；
S5：将步骤S4制得的粗浆进行水洗，采用筛选浓度为0.6％-2.5％，进出口压差为0.12-0.35MPa的压力筛进行筛选，采用进浆浓度为2.4％-5.3％的双网压滤机进行压滤，制得麻竹本色纸浆。
2.根据权利要求1所述的利用麻竹制备本色纸浆的方法，其特征在于：步骤S1中所述麻竹片的尺寸为24-28×3-3.6mm×1.4-2mm。
3.根据权利要求1所述的利用麻竹制备本色纸浆的方法，其特征在于：步骤S1中所述麻竹重量与浸液A体积之比为1:2-4。
4.根据权利要求1所述的利用麻竹制备本色纸浆的方法，其特征在于：步骤S1中所述浸液A以重量份为单位，包括以下原料：烷基酚聚氧乙烯醚4-8份、三乙醇胺0.3-0.6份、硬脂酸0.5-1份、油酸0.4-1.2份、月桂酸0.8-1.5份、水42-90份。
5.根据权利要求4所述的利用麻竹制备本色纸浆的方法，其特征在于：所述浸液A以重量份为单位，包括以下原料：烷基酚聚氧乙烯醚6份、三乙醇胺0.5份、硬脂酸0.8份、油酸0.8份、月桂酸1.2份、水66份。
6.根据权利要求1所述的利用麻竹制备本色纸浆的方法，其特征在于：步骤S1中所述超声波功率为30-50W，温度为43-48℃。
7.根据权利要求1所述的利用麻竹制备本色纸浆的方法，其特征在于：步骤S2中所述浸料A重量与浸液B体积之比为1:6-13。
8.根据权利要求1所述的利用麻竹制备本色纸浆的方法，其特征在于：步骤S2中所述浸液B以重量份为单位，包括以下原料：过碳酰胺10-20份、氢氧化钾4-6份、氨基羧酸0.3-0.5份、五氧化二钒0.1-0.2份、水35-150份。
9.根据权利要求1所述的利用麻竹制备本色纸浆的方法，其特征在于：步骤S2中所述超声波功率为40-80W，温度为85-92℃。
10.根据权利要求1所述的利用麻竹制备本色纸浆的方法，其特征在于：步骤S3中所述洗涤至pH值为6.8-7.2。
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