竹材制浆造纸知识大全
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竹材制浆造纸知识大全
来源智桥科技作为造纸原料,竹类纤维仅次于针叶材纤维,而优于一般草类纤维,基本上属长纤维原料,是优良的造纸原料。充分利用竹类原料造纸,使自然资源优势变为产业优势,将具有十分重要的意义。
一、竹类造纸的历史和现状我国利用竹类造纸历史悠久,据记载已有1700多年历史。那时已开始利用嫩竹,经过石灰腌料,制造文化用纸。竹类纸与皮类纸分别为中国手工纸的两大类。目前我国南方各省许多山区还沿用原始生产方式造纸。竹类纤维用于机制纸,在我国始于40年代。采用半机械法竹浆生产代用新闻纸;配用木浆制成牛皮纸;用漂白竹浆生产打纸、道林纸、书写纸等。采用竹类制浆造纸,已有较丰富的经验。几乎各种竹子都能制成竹浆与木浆或草浆按不同比例配比,也可单独使用竹浆生产出多种纸张。据不完全统计全国已生产的有40多个品种。其中有凸版纸、书写纸、单面胶版纸、双面胶版纸、政文纸、招贴纸、扑克牌纸、复印纸等书写印刷用纸类;有考贝纸、打字纸、邮封纸等薄页纸类;有牛皮纸、条纹牛皮纸、条纹包装纸、纸袋纸、炸药包装纸、防潮原纸、糖果包装纸等包装用纸类;有卷烟纸、皱纹电缆纸等工业技术用纸类;有箱板纸、中性纸、白板纸等纸板类用纸。另外还可利用竹类生产出卫生巾
用的绒毛浆。
二、竹类原料特性和评价不同的植物纤维原料造纸,在制浆造纸过程中,所得的浆和纸的品质均存在异同点。这些异同点都与所用各种原料自身的化学组成及生物结构有
着密切的关系,只有深入了解竹类原料的生物结构和化学组成,才能对其造纸过程中所表现的特性有更清晰的认识。1. 竹类的生物结构竹子属单子叶禾本科,竹亚科植物。竹类品种很多,分布在我国约有200多种。我国造纸常用的有30多种。竹类细胞主要有纤维细胞、薄壁细胞、导管、表皮细胞等。竹纤维细胞约占细胞总面积比的
60%~70%,低于针叶木而高于一般草类。竹类纤维细长,呈纺锤状,两端尖锐,其平均长度一般在1.5~2.1毫米之间,平均宽度一般在15微米左右。其长宽比约在120~200之间。这个比值比阔叶木为好。竹纤维壁厚约5微米,纤维内外壁均较平滑,胞壁甚厚,胞腔小。也有部分短而宽的纤维,两端纯尖,胞腔较大,此类纤维多生长于节部。综合竹类纤维形态特征是:纤维细长、壁厚腔小、比重大、纤维较挺硬、透明度高。几种竹类纤维长宽度见表1。表1 几种竹材纤维长宽度
2. 竹类原料的化学组成竹类原料的纤维素含量,一般为50%~60%,介于针叶材和阔叶材之间,较芦苇、芒杆、稻麦草类原料高10%~15%。竹类的木素含量一般为
19%~25%,少数在25%以上,比较接近阔叶材,略低于什叶材,而高于草类原料。竹类的多戊糖含量一般为19%~24%,少数高达27%~28%,接近阔叶材和草类原料,比针叶材(12%左右)高一倍左右。竹类的1%NaOH
抽出物一般25%~30%,少数高达30%,较之木材,要高一倍左右,但都低于一般草类原料。竹类原料的灰份含量,一般为1%~2%,较木材高三倍左右,但比草类原料低,仅为稻草灰份量的10%~14%。竹材灰份主要集中在皮部和节部。据介绍,节部灰份为2.09%,皮部含量高达27.64%,其灰分中SiO2含量占97.7%。几种竹材的化学成份见表2。表2 几种竹材的化学成份
3. 竹类制浆造纸的评价竹材作为造纸原料,具有明显的优点,是一个很有希望的材种,对其用于造纸进行综合评价,具有的优点是:(1) 竹类生长迅速、成材快、产量高。一般无性生殖的竹种在6~8年之后即可达到最高度,只要气候温和,土质疏松,排水良好,无论田埂、宅边,还是丘陵、河岸、平原都可种植,种植4~6年可成林。一般竹类每亩年产可达600~900公斤,生长特别良好每亩年产可达
1500~2000公斤,有利于建立稳定的原料基地。(2) 竹材采伐和运输方便。从造纸角度,希望竹伐应在2~3年的较好,有的竹种可大一些,这另外还要考虑竹材生长特点。竹材易于捆扎,便于运输和贮存堆放。(3) 竹类原料比重大,一般
为0.6~0.8。而针叶材一般只有0.4左右,阔叶材为0.43~0.64,因竹类原料在蒸煮时其装锅量都比木材和草类原料都高。(4) 竹类纤维基本属于长纤维范畴,适于生产多种纸张。
竹类作为造纸原料,也有不足之处,主要是:(1) 竹类含有较多糖类、脂肪和蛋白质,而这些物质是一些昆虫和微生物的营养物质,如果伐期掌握不当或管理保管不善,极易引起虫蛀和病腐,影响纸浆质量。(2) 竹类组织结构紧密,蒸煮过程中药液渗透较困难。蒸煮的药液从竹片横向渗透显然是困难的,从纵向来看,由于竹子生长时,其导管或汁管充满液汁,经干燥后,空气取代液汁而留存于导管中。这样在蒸煮过程中,导管内的空气极不易排除,极大妨碍药液的浸透。同时竹节部分纤维素含量比茎部少15%,而其更难以煮透。
(3) 竹浆在漂白时漂率较高,另外在单独采用次氨酸盐漂白,特别是次氯酸盐单段漂时,所制得的漂白竹浆较易返黄。(4) 由于竹材灰份含量比木材高三倍,在制浆黑液回收过程中易发生硅干扰。
三、竹类制浆造纸工艺技术因手工造纸费工费时,又受季节性限制。在此着重介绍机制制浆造纸。1. 竹子的贮存
由于竹子砍伐的季节性,要保证工厂机制造纸的长年连续生产,工厂必须存放一定数量的竹料,一般为3~6个月的用量。有的要保证在9个月。过去造纸多采用嫩竹,先在产地加工成脱青竹片,即去掉竹尖及笋壳,劈成宽不超过25毫米,
长约1.3米的竹片,厚度不超过5毫米,放入清水池浸泡45~60天之后取出风干,然后打捆,每捆25公斤,运到工厂贮藏在仓库里、仓库应高大宽敞,通风干燥,竹片水分不宜超过18%。脱青竹片亦可露天堆放在距地面0.3米高的架置树条上,堆高可6~7米,上面再堆成尖顶式,每堆宽约12~15米。现在生产中都已使用老何原竹,比如小山竹,老毛竹。对小山竹是先打成捆,然后象脱青竹片露天堆放方法作的堆垛方法堆放。对于毛竹,有两种方法,一种是竖放立堆,设置有原木或毛竹制的竖头格架,将毛竹竖立堆放在格架两侧,倾斜度约10~15度;另一种为卧放横堆,即在垛基两端分别树立木桩,然后在其间卧放原竹,垛长达100~150米,垛宽8~12米,堆高用人工可达6米。 2. 备料备料包括轧竹、切竹、筛片三个工序,我国一般使用的切竹机有两种,一种是刀辊式切竹机,其结构与刀辊式切草机相似,只是在喂料部分装有一对乳竹辊,其作用是轧裂原竹,便于喂料,随后是一对喂料辊。另一种是刀盘式切竹机,其结构与木料削片机相似,只是在喂料部装有一对轧竹辊和一对喂料辊,一般是水平喂料,且与刀盘垂直。因切后的竹片的纵向渗透比横向快,横向渗透中又以心部比皮部略快,竹片应切得短些,一般10~25毫米左右。轧竹是很重要的,竹子经轧裂后切削出的竹片没有斜度,便于排出空气,利于药液渗透,提高蒸煮效果,另外,竹节质坚,是高度木质化了的,含硅较