CN113249999B - 一种竹绒毛浆的制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种竹绒毛浆的制备方法，该竹绒毛浆的制备方法包括对竹材进行蒸煮处理；对蒸煮后的浆料进行漂白处理得到竹浆；对竹浆进行真空压榨处理，以使竹浆脱水形成浆板。通过上述方式，本申请能够使竹绒毛浆具有较好的起绒性能和吸液性能。

Description

一种竹绒毛浆的制备方法

技术领域

本申请涉及造纸技术领域，特别是涉及一种竹绒毛浆的制备方法。

背景技术

目前，我国竹浆产业的发展已经取得了明显成绩，全国竹浆产能达到了200万吨，极大推动了竹材制浆造纸发展，尤其是在生活用纸方面的发展取得了长促进步，实现了竹浆生活用纸百万吨的目标。尽管如此，竹浆在整个纸浆行业中的占比仍不足10％，相对于木浆仍然是一个补充型的产品。而且当前形势下，国内外木浆价格已与竹浆齐平，竹浆的价格优势已不存在，而竹浆在造纸性能上的优势也显得捉襟见肘，这样一个补充型产品在新形势下能否持续发展不得而知。因此，竹产业要发展，需要寻找新的附加值高的应用领域，真正发挥其自身价值。通过研究发现，竹浆纤维在绒毛浆领域作了初步探索，获得了一定的可行性，并在垫层厚度方面优于针叶浆，这为提升竹资源价值提供了一个较为现实的可能，因为竹浆纤维与绒毛浆纤维在商业化生产过程中具有较为相似的途径。使竹浆纤维向绒毛浆纤维转化具有最为便捷的手段。全球绒毛浆的需求量每年以5％的速度增长，光中国一年的需求量达到100万吨，产品市场大。

现有制备竹绒毛浆一般采用添加部分木浆和纤维解键剂，通过降低纤维间结合来达到竹浆板开绒的目的。这样为其绒毛化利用提供了条件。但这样做带来的负作用就是吸水量和吸液速度受到影响，作为绒毛浆最关键的指标就是吸水速度要快，吸水量要大，竹浆自身的性能并未发生变化，不属于真正意义上的竹绒毛浆。

发明内容

本申请主要解决的技术问题是提供一种竹绒毛浆的制备方法，能够使竹绒毛浆具有较好的起绒性能和吸液性能。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种竹绒毛浆的制备方法，该竹绒毛浆的制备方法包括对竹材进行蒸煮处理；对蒸煮后的浆料进行漂白处理得到竹浆；对竹浆进行真空压榨处理，以使竹浆脱水形成浆板。

其中，对竹浆进行真空压榨处理包括：利用真空夹网成型器对竹浆进行真空压榨处理。

其中，对竹浆进行真空压榨处理包括：对竹浆进行蒸汽加热处理，同时对加热的竹浆进行真空压榨处理；对真空压榨处理后的竹浆进行辊压压榨处理，得到浆板。

其中，采用梯度加压的方式对所述竹浆进行真空压榨处理，其中，第一阶段的加压压力为0～0.05MPa，第二阶段的加压压力为0.05～0.10MPa，第三阶段的加压压力为0.10～0.30MPa。

其中，对竹浆进行真空压榨处理包括：真空压榨处理后竹浆的压榨干度为30～55％。

其中，对竹浆进行真空压榨处理之后包括：利用热风加热、红外加热或微波加热的方式对浆板进行干燥处理，干燥后浆板的水分为6～12％。

其中，对竹材进行蒸煮处理包括：采用置换蒸煮方式对竹材进行蒸煮处理，蒸煮的碱用量为12～20％，硫化度为16～25％，蒸煮助剂的添加量为0.02～0.1％，蒸煮的一段保温温度为90～140℃、保温时间为30～240分钟，蒸煮的二段保温温度为145～165℃、保温时间为0～120分钟。

其中，对竹材进行蒸煮处理包括：分批向蒸煮浆料中加入蒸煮用碱，其中一段保温阶段的碱用量为10～17％，二段保温阶段的碱用量为3～10％。

其中，对竹材进行蒸煮处理包括：蒸煮后浆料的卡伯值为12～34，白液洁净度小于或等于40ppm。

其中，对竹材进行漂白处理包括：在浆料浓度为10～12％，二氧化氯用量为0.5～1.5％，反应温度为40～80℃，反应pH为3～4的条件下进行一阶段漂白处理；在浆料浓度为10～12％，碱用量为0.2～3％，双氧水用量为0.3～0.5％，氧压为1～3公斤，反应温度为60～95℃的条件下进行二阶段漂白处理；在浆料浓度为10～12％，二氧化氯用量为0.2～0.8％，反应温度为40～80℃，反应pH为4～5的条件下进行三阶段漂白处理。

其中，对竹材进行漂白处理之前包括：对竹浆进行氧脱木素处理，其中，氧脱木素处理的硫酸镁用量为0.5～1.0％，双氧水用量为0.5～2.0％，浆料浓度为10～12％，反应温度为80～100℃。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请提供一种竹绒毛浆的制备方法，通过改变竹材制浆工艺，强化真空脱水和真空压榨技术，通过调整浆板成形时纤维的纵横分布，不使用解键剂，使产品具有较好的起绒性能和吸液性能。

进一步地，采用物理方法提高竹浆板起绒性能，降低下游卫品企业起绒能耗，避免了使用解键剂造成纤维吸水性下降和蓬松度降低的负面影响。

所得竹浆纤维吸收性能得到明显改变，产品指标达到现有绒毛浆国标要求，与进口产品接近。

所得竹浆纤维单根纤维强度高，弹性好，后期浆板起绒易分散，不易被起绒器扯断纤维。

对现有造纸浆流程改造少，投资省。

实施技术在现有通常的制浆工艺流程上容易实施，更易于产业推广和规模化生产。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下举实施例对本申请进一步详细说明。

本申请提供一种竹绒毛浆的制备方法，通过改变竹材制浆工艺，强化真空脱水和真空压榨技术，通过调整浆板成形时纤维的纵横分布，不使用解键剂，使产品具有较好的起绒性能和吸液性能，达到现有市面进口漂白针叶木绒毛浆水平。

竹绒毛浆的制备方法具体包括：

S1：提供竹材。

其中，制备竹绒毛浆所用原料竹材种类为慈竹、绵竹、巨黄竹和四季竹，这几类竹子纤维细胞腔较大，长宽比大，杂细胞相对其他竹种少，吸液性和起绒性较好。竹子的年龄选2年生以上，优选2-4年生，更优选2-3年生。

S2：对竹材进行蒸煮处理。

可采用置换蒸煮方式对竹材进行蒸煮处理。

具体地，分两段工艺对竹材进行蒸煮，先进行一段低温蒸煮，再升温进行一段高温蒸煮。

蒸煮过程中向浆料中加入蒸煮用碱，其中，低温阶段的有效碱用量为10～17％，高温阶段的有效碱用量为3～10％；总蒸煮用有效碱用量为12～20％，优选地有效用碱量为12-18％，更优选地有效用碱量为12-15％。

蒸煮升温阶段加入蒸煮助剂，蒸煮助剂的加入量为0.02～0.1％，优选地蒸煮助剂的加入量为0.05-0.1％，更优选地蒸煮助剂的加入量为0.05-0.1％。其中，蒸煮助剂的加入量为相对绝干竹材的重量份。蒸煮助剂为竹材制浆领域常用的不含蒽醌助剂。

蒸煮的硫化度为16～25％，优选地蒸煮的硫化度为16-22％。

蒸煮采用硫酸盐法，其白液洁净度要求≤40ppm。

蒸煮的低温(一段)保温温度为90～140℃、保温时间为30～240分钟，蒸煮的高温(二段)保温温度为145～165℃、保温时间为0～120分钟。优选地蒸煮的低温保温温度为100～140℃、保温时间为30～220分钟，蒸煮的高温保温温度为148～160℃、保温时间为0～90分钟。更优选地蒸煮的低温保温温度为105～135℃、保温时间为60～200分钟，蒸煮的高温保温温度为150～160℃、保温时间为30～60分钟。

蒸煮后浆料的卡伯值为12～34。

S3：对蒸煮后的浆料进行漂白处理得到竹浆。

其中，蒸煮后竹浆料经洗浆设备洗净、经筛选设备筛出杂质和未蒸解物得到解离成单根纤维的未漂竹浆纤维素。可对所得浆料进行氧脱木素和漂白处理。

氧脱木素所用硫酸镁用量为0.5％-1.0％，双氧水用量为0.5-2％，优选双氧水用量为0.5-1.5％，更优选双氧水用量为0.5-1.0％，浆料浓度为10-12％，反应温度为80-100℃，优选反应温度为90-100℃，更优选反应温度为95-100℃，反应时间为30-60分钟。

漂白采用二氧化氯漂白，二氧化氯漂白采用保护强度的漂白方式，通常工艺流程为D_O-E_OP-D₁。

D_O段漂白参数：浆料浓度为10-12％，ClO₂用量为0.5～1.5％(有效氯计)，优选ClO₂用量为0.8～1.3％，更优选ClO₂用量为0.8～1.2％，反应温度为40～80℃，优选反应温度为45～80℃，更优选反应温度为45～65℃，反应pH为3～4，反应时间为1～3小时。

E_OP段漂白参数：浆料浓度为10-12％，NaOH用量为0.2～3％，优选NaOH用量为0.2～2％，更优选NaOH用量为0.5～1.5％，双氧水用量为0.3～0.5％，氧压为1-3公斤，反应温度为60～95℃，反应时间为1～3小时，优选反应时间为1.5～2.5小时，更优选反应时间为1.5～2小时。

D₁段漂白参数：浆料浓度为10-12％，ClO₂用量为0.2～0.8％(有效氯计)，优选ClO₂用量为0.2～0.6％，更优选ClO₂用量为0.3～0.5％，反应温度为40～80℃，优选反应温度为40～70℃，更优选反应温度为45～65℃，反应初始pH为4～5，反应时间为2～6小时。

其中，氧脱木素处理之前或者漂白完成之后还需对浆料进行处理。

具体地，可采用氢氧化钠、氢氧化钾或其他碱性氢氧化物或碱性盐类作为处理药品，碱用量为2-8％(对绝干浆重量)，浆料浓度为10-20％，处理温度为40-95℃，处理时间为1-4小时。

在一实施方式中，对浆板进行抄造前还需进一步对浆料进行纯化处理，去除浆料中的石细胞、薄壁细胞等非纤维细胞，提升纤维细胞占比。

S4：对竹浆进行压榨处理，以使竹浆脱水形成浆板。

其中，可利用真空压榨技术对浆料进行压榨。

优选利用真空夹网成型器进行压榨处理，通过网部采取夹网脱水成型，能够提升网部脱水浆料干度。更优选真空复合压榨。进一步地进干燥部前采用真空夹网成型配用蒸汽箱、真空复合压榨与大辊压榨脱水工艺，侧重真空脱水，并加热湿浆板提升脱水效果，减轻线压脱水；通过蒸汽箱加热改善脱水，提升网部脱水浆料干度。可调整浆网速比，增加浆料在网案上横向排列，并控制出压榨干度30-55％。

在一实施方式中，可采用梯度加压的方式对竹浆进行真空压榨处理，采用先轻压再重压的方式。首道压榨气胎的加压压力为0～0.05MPa，二道压榨的加压压力为0.05～0.10MPa，三道压榨的加压压力为0.10～0.30MPa。

S5：对浆板进行干燥处理。

可在进干燥箱前有一段预热工序，用来提升压榨后浆板温度，预热装置可以采用热风、红外加热、微波加热或其他能快速加热浆板的工业装备，其目的在于使浆板内部水分子提前进入蒸发状态。

正式干燥过程可采用气垫式干燥箱控制最终浆板水分为6-12％。

S6：卷取与分切复卷。

可采用高克重专用卷取设备与分切复卷设备完成产品成品与包装。以上实施方式中，通过改变竹材制浆工艺，强化真空脱水和真空压榨技术，通过调整浆板成形时纤维的纵横分布，不使用解键剂，使产品具有较好的起绒性能和吸液性能。

进一步地，采用物理方法提高竹浆板起绒性能，降低下游卫品企业起绒能耗，避免了使用解键剂造成纤维吸水性下降和蓬松度降低的负面影响。

所得竹浆纤维吸收性能得到明显改变，产品指标达到现有绒毛浆国标要求，与进口产品接近。

所得竹浆纤维单根纤维强度高，弹性好，后期浆板起绒易分散，不易被起绒器扯断纤维。

对现有造纸浆流程改造少，投资省。

实施技术在现有通常的制浆工艺流程上容易实施，更易于产业推广和规模化生产。

对利用本申请所提供的祝绒毛浆制备方法制得的产品进行性能检测，并与现有竹绒毛浆产品进行对比，具体详见表1。

表1竹绒毛浆浆料性能参数

以上数据可知，所得产品主要技术指标达到进口产品要求，吸收性明显优于造纸竹浆。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书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 (6)

1.一种竹绒毛浆的制备方法，其特征在于，包括：

对竹材进行蒸煮处理；

对蒸煮后的浆料进行漂白处理得到竹浆；

对所述竹浆进行真空压榨处理，以使所述竹浆脱水形成浆板；

所述对竹浆进行真空压榨处理包括：利用真空夹网成型器对所述竹浆进行真空压榨处理，或，

对所述竹浆进行蒸汽加热处理，同时对加热的竹浆进行真空压榨处理；

对真空压榨处理后的竹浆进行辊压压榨处理，得到浆板；

以及，

所述对竹浆进行真空压榨处理包括：

采用梯度加压的方式对所述竹浆进行真空压榨处理，其中，第一阶段的加压压力为0～0.05MPa，第二阶段的加压压力为0.05～0.10MPa，第三阶段的加压压力为0.10～0.30Mpa；

采用置换蒸煮方式对竹材进行蒸煮处理，蒸煮的碱用量为12～20％，硫化度为16～25％，蒸煮助剂的添加量为0.02～0.1％，蒸煮的一段保温温度为90～140℃、保温时间为30～240分钟，蒸煮的二段保温温度为145～165℃、保温时间为0～120分钟,蒸煮助剂为不含蒽醌助剂。

2.根据权利要求1所述的竹绒毛浆的制备方法，其特征在于，所述对竹浆进行真空压榨处理包括：

真空压榨处理后竹浆的压榨干度为30～55％。

3.根据权利要求1所述的竹绒毛浆的制备方法，其特征在于，所述对竹浆进行真空压榨处理之后包括：

利用热风加热、红外加热或微波加热的方式对所述浆板进行干燥处理，干燥后浆板的水分为6～12％。

4.根据权利要求1所述的竹绒毛浆的制备方法，其特征在于，所述对竹材进行蒸煮处理包括：

分批向蒸煮浆料中加入蒸煮用碱，其中一段保温阶段的碱用量为10～17％，二段保温阶段的碱用量为3～10％；

蒸煮后浆料的卡伯值为12～34，白液洁净度小于或等于40ppm。

5.根据权利要求1所述的竹绒毛浆的制备方法，其特征在于，所述对竹材进行漂白处理包括：

在浆料浓度为10～12％，二氧化氯用量为0.5～1.5％，反应温度为40～80℃，反应pH为3～4的条件下进行一阶段漂白处理；

在浆料浓度为10～12％，碱用量为0.2～3％，双氧水用量为0.3～0.5％，氧压为1～3公斤，反应温度为60～95℃的条件下进行二阶段漂白处理；

在浆料浓度为10～12％，二氧化氯用量为0.2～0.8％，反应温度为40～80℃，反应pH为4～5的条件下进行三阶段漂白处理。

6.根据权利要求1所述的竹绒毛浆的制备方法，其特征在于，所述对竹材进行漂白处理之前包括：

对所述竹浆进行氧脱木素处理，其中，氧脱木素处理的硫酸镁用量为0.5～1.0％，双氧水用量为0.5～2.0％，浆料浓度为10～12％，反应温度为80～100℃。