一種制備宣紙紙漿的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種制備宣紙紙漿的方法，屬于韌皮纖維資源利用領(lǐng)域，特別涉及構(gòu)樹莖皮汽爆脫膠清潔制備宣紙等優(yōu)質(zhì)紙漿的方法。此方法首先將構(gòu)樹莖皮進行汽爆處理，再經(jīng)過漂洗、漂白便得到優(yōu)質(zhì)紙漿。無污染汽爆處理使得構(gòu)樹莖皮纖維中80%的果膠和半纖維素降解，木質(zhì)素部分降解，同時將構(gòu)樹的外表皮（黑皮）與內(nèi)層韌皮完全分離，經(jīng)漂洗后可去除外表皮的黑色組織，而且汽爆過程將莖皮纖維撕裂成松散結(jié)構(gòu)，使漂白過程化掌藥品能充分滲透，提高紙漿白度。本方法不僅降低了構(gòu)樹莖皮造紙的工業(yè)化成本，避免了化學(xué)法制漿造成環(huán)境污染，而且可提高紙漿的得率和品質(zhì)，該紙漿可以用來制造宣紙和印鈔紙等高檔用紙。本發(fā)明為構(gòu)樹莖皮資源清潔高值化利用提供了新的方法，將產(chǎn)生較大的經(jīng)濟和社會效益。
【專利說明】一種制備宣紙紙漿的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種制備宣紙等紙漿的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]構(gòu)樹又名楮實子、楮樹、沙紙樹、谷木、谷漿樹，系桑科,構(gòu)樹屬，多年生落葉喬木，樹高可達16米。構(gòu)樹韌皮纖維比麻類還要細的多，且強度高，韌性好，作為我國特種長纖維原料，主要用于生產(chǎn)各種高檔專用紙張。從蔡倫開始，構(gòu)樹就成為制造優(yōu)質(zhì)紙的上佳原料，因此古人稱紙為“楮先生”或“楮”。隨著時代的發(fā)展，構(gòu)樹逐步廣泛用于制造新聞紙、禮品包裝紙、宣紙等各種紙型，就連質(zhì)量要求很高的印鈔紙，其主要原料也是構(gòu)樹皮纖維。
[0003]構(gòu)樹為陽性樹種，適應(yīng)環(huán)境能力極強，既耐干旱瘠薄，又耐干冷濕熱氣候，在酸性土、中性土、石灰質(zhì)土、山石坡積、石縫及硝壁上和水邊、低濕地都能良好生長。因此構(gòu)樹的分布非常廣泛，在我國的華北、華中、華南、西南、西北各省都有分布，尤其是南方地區(qū)極為常見。在秦嶺的南北坡、黃河、長江的上游地區(qū)，垂直分布達到海拔1600m以上。
[0004]正因為構(gòu)樹兼具品質(zhì)優(yōu)良和易于生長的特點，它便成為造紙業(yè)原材料的首選樹種。目前，我國造紙業(yè)進入了高速發(fā)展的新階段，中國造紙全行業(yè)產(chǎn)量以18，1%昀增幅列亞洲之首。一方面，本國紙業(yè)迅速發(fā)展，另一方面，我國仍是世界上最大的紙貿(mào)易凈進口國，特別是木漿和廢紙等纖維原料進口巨大。2002年，中國木漿的進口量已經(jīng)躍居世界第一，占全球總凈出口量的20.6%，是第二名德國的1.4倍，日本的2.2倍。2004年紙制品已經(jīng)成為我國僅次于石油和鋼材的第
[0005]三大用匯商品。中國優(yōu)質(zhì)紙漿的需求量具有相當?shù)脑鲩L空間。造紙業(yè)是目前我國國內(nèi)少有的不能滿足國內(nèi)市場需求的行業(yè)。據(jù)預(yù)測，到2015年，我國紙及紙板的消費量將在8000萬噸左右。如果要達到發(fā)達國家木漿使用比例90%的標準，到2010年中國年所需木漿將達到I億噸。
[0006]造紙行業(yè)的首要問題是黑液污染，構(gòu)樹莖皮造紙也不例外，目前構(gòu)樹莖皮造紙一般采用化學(xué)紙漿法。所謂化學(xué)紙漿就是用化學(xué)方法，盡可能地脫除植物纖維原料中是纖維粘合在一起的胞間層木素，使纖維細胞分離或易于分離，成為紙漿，也必須使纖維細胞壁中的木素含量適當降低，同時要求纖維素溶出最少，半纖維素有相應(yīng)的保留。主要的化學(xué)制漿法有兩類:一類是堿法(燒堿法和硫酸鹽法);另一類是亞硫酸鹽法?；瘜W(xué)紙漿法都要經(jīng)過高溫蒸煮的過程，這樣不僅要排放大量的黑液而且能耗也高。隨著紙品高檔化趨勢和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級以及環(huán)保的要求，需要開發(fā)新的清潔高效的制漿技術(shù)。
[0007]構(gòu)樹莖皮的主要成分為:纖維素、半纖維素、果膠和木質(zhì)素，見表I。其中纖維素含量一般為40-50%，半纖維素、木質(zhì)素、水溶物和果膠的含量約50%。其組分與麻類纖維非常相似，表I列出了構(gòu)樹莖皮、大麻、苧麻、亞麻和楊木的組分對比(單位為％)。從表I可以看出構(gòu)樹莖皮組分特點是除纖維素含量高外，果膠含量也較高，而木質(zhì)素含量相對于木材低得多，因此，我們可以借鑒麻纖維脫膠、漂白制備紡織纖維的思路，對構(gòu)樹莖皮先進行汽爆處理，脫除其中的大部分果膠和半纖維素，再經(jīng)過漂洗和漂白丟除其中的木質(zhì)素和其他物質(zhì)得到紙漿，事實上汽爆過程同時將構(gòu)樹的外表皮(黑皮)與內(nèi)層韌皮完全分離，經(jīng)漂洗可去除外表皮的黑色組織，減少了外表皮黑色組織對制漿過程的負面影響，而且也將莖皮纖維撕裂成松散結(jié)構(gòu)，使漂白過程化學(xué)藥品的充分滲透，提高紙漿白度。
[0008]蒸汽爆破是采用空氣、水蒸汽等介質(zhì)對植物進行爆破。由于植物細胞壁由纖維素等物質(zhì)組成，易受高壓空氣膨脹時的沖擊而破裂，同時水蒸汽易浸入植物細胞中，使成分軟化，產(chǎn)生一系列的化學(xué)變化，從而削弱了纖維間的粘結(jié)。蒸汽爆破后纖維素充分暴露，變成結(jié)構(gòu)疏松、柔軟的立體狀組織。汽爆處理使得構(gòu)樹莖皮纖維中80%的果膠和半纖維素降解，木質(zhì)素部分降解，同時將構(gòu)樹的外表皮(黑皮)與內(nèi)層韌皮完全分離，經(jīng)漂洗可去除外表皮的黑色組織，減少了外表皮黑色組織對制漿過程的負面影響，而且汽爆過程將莖皮纖維撕裂成松散結(jié)構(gòu)，使漂白過程化學(xué)藥品的充分滲透，提高紙漿白度。本方法不僅降低了構(gòu)樹莖皮造紙的工業(yè)化成本，避免了化學(xué)法制漿造成環(huán)境污染，而且此方法可提高紙漿的得率和品質(zhì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是針對構(gòu)樹莖皮化學(xué)制漿工藝污染環(huán)境和能耗高的缺點，提供一種構(gòu)樹莖皮汽爆脫膠的清潔制漿工藝。
[0010]本發(fā)明提供的構(gòu)樹莖皮汽爆脫膠清潔制備優(yōu)質(zhì)紙漿的方法，包括如下步驟:
[0011](I)蒸汽爆破:對收集的構(gòu)樹莖皮在0.7~1.3MPa壓力下維壓2~5min進行蒸汽爆破處理；
[0012](2)汽爆莖皮漂洗:對汽爆后原料用5-10倍的水進行漂洗，去除降解的果膠、半纖維素、木質(zhì)素和構(gòu)樹外皮層黑色組分；
[0013](3)汽爆莖皮漂白:采用兩段漂白技術(shù)，第一階段漂白液的組成為:l%Na2Si03.2%H2O2 2% NaOH，第二段漂白液的組成為:1% Na2SiO3 1% H2O2 1% NaOH.均在 50_70°C下，各漂1-3 h，固液比=1/10-1/20;
[0014](4)后處理工藝:漂白后構(gòu)樹莖皮漿料根據(jù)不同紙張的需求，進一步經(jīng)過打漿或磨漿后可制備宣紙和印鈔紙等高檔產(chǎn)品。
[0015]本專利的核心是構(gòu)樹莖皮的清潔制漿技術(shù)，通過無污染蒸汽爆破技術(shù)對構(gòu)樹莖皮進行脫膠處理，再經(jīng)漂洗、漂白后制得優(yōu)質(zhì)的紙漿，該技術(shù)不僅降低了構(gòu)樹莖皮造紙的工業(yè)化成本，避免了化學(xué)法制漿造成環(huán)境污染，而且可提高紙漿的得率和品質(zhì)，為構(gòu)樹莖皮的高值化利用提供了新途徑，經(jīng)濟前景廣闊。
【具體實施方式】
[0016]實施例1:
[0017](1)莖皮漂洗:將原料用5-15倍的水進行漂洗，去除降解的果膠、半纖維素、木質(zhì)素和構(gòu)樹外皮層黑色組分；
[0018](2)莖皮漂白:采用兩段漂白技術(shù)，第一階段漂白液的組成為:1% Na2SiO3^2% H2O22% NaOH，第二段漂白液的組成為:1% Na2SiO 3 1% H2O2 1% NaOH，均在50_70°C下，各漂1-3h，固液比=1/10-1/20 ；
[0019]實施例2:[0020](I)莖皮漂洗:對汽爆后原料用8倍的水進行漂洗，去除降解的果膠、半纖維素、木質(zhì)素和構(gòu)樹外皮層黑色組分；
[0021](2)莖皮漂白:采用兩段漂白技術(shù)，第一階段漂白液的組成為:l%Na2Si03 2% H2O2.2% NaOH，第二段漂白液的組成為:1% Na2SiO3'1% H2O2'1% NaOH，均在60°C下，各漂3h，固液比:1/15:紙漿得率為構(gòu)樹莖皮干重的44.1%，漿料可以用來制造宣紙和印鈔紙等高檔紙。
【權(quán)利要求】
1.一種制備宣紙紙漿的方法，包括如下步驟: (1)莖皮漂洗:將原料用5-15倍的水進行漂洗，去除降解的果膠、半纖維素、木質(zhì)素和構(gòu)樹外皮層黑色組分； ⑵莖皮漂白:采用兩段漂白技術(shù)，第一階段漂白液的組成為:l%Na2Si03、2% H2O2 2%NaOH，第二段漂白液的組成為:1% Na2SiO3 1% H2O2 1% NaOH，均在50-70°C下，各漂1-3h，固液比:1/10-1/20。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備宣紙紙漿的方法，其特征是:從漂洗液中提取功能組分包括低聚木糖、黃酮類物質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備宣紙紙漿的方法，其特征是:漂白后經(jīng)過打漿或磨漿后可制備宣紙和印鈔紙等高檔產(chǎn)品。
【文檔編號】D21B1/36GK103898779SQ201210567739
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2012年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月24日
【發(fā)明者】陳鋮 申請人:陳鋮