专利名称：大豆秆制浆方法
技术领域：
本发明是关于以农作物茎杆为造纸原料的制浆方法，尤其是关于于以大豆秆为造纸原料的制浆方法。
众所周知，最常用的化学制浆方法是硫酸盐法。硫酸盐法制浆的优点，对纤维原料的适应性强，不仅适应于针叶木、阔叶木、废木材木屑，还适应于许多一年生的植物纤维。与烧碱法比较，硫酸盐法纸浆强度和纸浆得率都较高。硫酸盐法制浆的缺点是，生产成本较高，在制浆过程中产生臭气，污染空气。未漂硫酸盐纸浆的色泽较深。烧碱法制浆虽然没有像硫酸盐法污染空气那样的问题，但是烧碱法一般要求较长的蒸煮时间，纸浆得率较低，纸浆强度低于硫酸盐纸浆。
为克服上述两种制浆方法的缺点，美国专利№4，012，280(1977年3月15日公告)的发明人Holton提出了在碱液中加入微量环酮基化合物(CyclicketoCompouna)如蒽醌(AQ)的制浆方法，即烧碱-AQ法可以加速针叶或阔叶木的脱木素作用，提高纸浆得率，减少空气污染。但是，烧碱-AQ法纸浆的强度，特别是撕裂强度比硫酸盐法纸浆低。
针对烧碱-AQ法纸浆撕裂强度低的缺点，美国专利№.4，248，663(1981年2月3日公告)对美国专利№.4，012，280的烧碱-AQ法进行了改进，提出了在烧碱法蒸煮药液中加入微量环酮基化合物如蒽醌(AQ)和氨基化合物(EDA)，蒸煮针叶木原料。这种改进的制浆方法的制浆速率与硫酸盐制浆法相当，纸浆具有良好的物理性能，尤其撕裂强度比烧碱-AQ法纸浆高15～20%。
上述两项美国专利所述及的制浆方法，主要用于针叶木和阔叶木造纸原料。
在我国，由于森林资源很少，在造纸原料中，木材的比重约为20%左右，近年来，进口木浆的价格日趋上涨。许多包装纸品种如牛皮纸需用硫酸盐木浆抄制。因此，一些造纸生产厂家面临着木浆原料短缺的局面。为解决浆源的问题，造纸工作者致力于开发新的造纸原料和新的浆种。
本发明提出了大豆秆制浆方法。本发明的大豆秆制浆方法，是用含有微量蒽的衍生物如蒽醌(AQ)的碱性药液，在低蒸煮压力下，蒸煮大豆秆原料，制得未漂豆秆纸浆。
本发明的主要目的是用本发明的制浆方法可获得具有与硫酸盐木浆物理强度相当，纸浆颜色比硫酸木浆浅一些的豆秆纸浆品种，可以用豆秆纸浆代替部分硫酸木浆。本发明的另一个目的是用微量的新型蒸煮助剂，可以提高制浆速率，降低蒸煮压力，达到节能和消除空气污染的效果，并且降低了生产成本。
在本发明的大豆秆制浆方法中，所用的农作物茎杆原料，是取自我国吉林省产地的大豆秆，也可选用其它产地的大豆秆。与麦杆、稻草、芦苇或类似大豆秆的茎作物相比，大豆秆具有较高的纤维素含量较少的灰份和有机物抽出物(见表1)。
表1测定项目测定方法测定结果备注水份GB2677.2-817.28%灰份GB32677.3-812.54%苯醇抽出物GB2677.7-812.45%酸不溶物GB2677.8-8121.29%供参考多戊糖GB2677，9-8119.48%综纤维素GB2677.10-8177.30%本发明大豆秆制浆方法，是采用烧碱-AQ低压蒸煮制浆方法。AQ的用量一般为0.01%-5.0%(对原料)，最好是0.1%-2.0%(对原料)。蒸煮压力一般是0.25MPa-0.5MPa，最好为0.3MPa-0.4MPa。制浆设备可用造纸厂的现有制浆设备。
本发明提出的烧碱-AQ低压蒸煮大豆秆制浆方法，是将大豆秆制浆方法，是将大豆秆切短，其切短长度为40mm～50mm，切片合格率要求在85%以上。用孔径为15mm×15mm的筛子筛选，除去杂质及部分叶子，而后装球蒸煮。蒸煮条件是用碱量(NaoH)5.0%～20.0%(对绝干原料)，AQ用量0.1-2.0%(对绝干原料)，液比1∶6～8，最高蒸煮压力0.3MPa-0.4MPa，升温时间1小时，保温时间4小时。蒸煮结果未漂豆秆纸浆硬度(高锰酸钾值)14，粗浆得率53%，细浆得率47%，纤维平均长度1.18mm。与未漂硫酸盐木浆相比，其色泽浅些。
用由15%本发明的未漂豆秆纸浆与85%未漂硫酸盐木浆组成的混合浆和100%未漂硫酸盐纸，分别在FRANK抄片机上抄片，并测定这两种抄片的物理性能(见表2)以进行对比。
注1.(Ⅰ)、(Ⅱ)浆中未加施胶剂。
2.打浆度均为28°SR。
从表2中看出，浆(Ⅰ)抄片的物理指标，与浆(Ⅱ)抄片相近因此，可用本发明的豆秆纸浆代替部分未漂硫酸盐木浆，抄制牛皮纸箱版纸用挂面纸
类包装纸产品。
本发明所述的大豆秆制浆方法的优点是，所选用的大豆秆原料，来源广，易收集，价格便宜，纤维素含量较高，AQ蒸煮助剂用量少，蒸煮压力较低，为0.25MPa-0.4MPa，而传统的烧碱法的蒸煮压力为0.4MPa-0.5MPa，纸浆得率较高于其它草浆，制浆成本比硫酸盐制浆方法低10%-20%。在中小型制浆厂的现有制浆设备上，就可以生产本发明的豆秆纸浆，代替部分硫酸盐木浆，生产牛皮纸等类包装纸。
本发明的大豆秆制浆方法的生产成本，比木材硫酸盐制浆法低10～20%。
实施例1称取32公斤大豆秆原料，把它切短，长度为40mm～50mm。用孔径为15mm×15mm的筛子筛选切短的大豆秆原料，除去杂质和豆角皮。然而把去净豆角皮的大豆秆原料装入用40目网做成的口袋内，封闭，投入蒸球中进行蒸煮。
蒸煮条件总碱量(NaoH)(%)18AQ添加量(%)(对绝干原料)0.1液比1∶2.8升温时间(h)100保温时间(h)400保温压力(MPa)0.3放汽(Min)40蒸煮结果硬度(高锰酸钾值)14残碱(/L)10.8粗浆得率(%)56.78经疏解洗浆后得率(%)49.96纤维平均长度(mm)1.18色泽比碱法麦草、稻草、棉杆纸浆的色泽浅些。
称取32公斤大豆秆原料，切短、筛选。采用传统烧碱法蒸煮制浆，分别用100%本发明豆秆纸浆、100%传统烧碱法豆秆纸浆100%未漂硫酸盐木浆，15%本发明豆秆浆+85%未漂硫酸盐木浆抄制纸样。分别检测出上述四种纸样的物理性能(见表3)。
表3
从表3中看出，本发明的豆秆纸浆或纸的物理强度，如耐破度比传统烧碱法豆秆纸浆提高了24%，略高于未漂硫酸盐木浆的耐破度指标。而耐撕裂度提高了17.7%，接近于未漂硫酸盐木浆的指标。因此，可用本发明的豆秆纸浆部分代替未漂硫酸盐木浆。
权利要求
1.一种包括切料、除尘、装球、放球过程的制浆方法，其特征在于以大豆秆为造纸原料，用含有微量蒸煮助剂的碱法蒸煮药液在较低的蒸煮压力下，蒸煮处理大豆秆原料，制出具有良好的物理强度的豆秆纸浆，尤其撕裂度指标，与未漂硫酸盐木浆相接近，耐磨度略高于未漂硫酸盐木浆的指标，豆秆纸浆可用来代替部分未漂硫酸盐木浆。
2.按照权利要求1所述的制浆方法，其特征在于所用的蒸煮助剂是蒽的衍生物和蒽醌(AQ)，氢醌，其添加量一般为0.01%-5.0%(对绝干原料)，最好为0.1%-2.0%(对绝干原料)，所用的蒸煮压力，要比传统制浆法低些，一般为0.25MPa-0.5MPa，最好为0.3MPa-0.4MPa。
3.按照权利要求1、2所述的制浆方法，其特征在于所用的碱性蒸煮药液是烧碱法蒸煮药液。
全文摘要
本发明是关于以大豆秆为造纸原料的制浆方法，即用含有微量蒸煮助剂如AQ的碱性蒸煮药液，在低压蒸煮条件下蒸煮处理大豆秆原料，制出的未漂豆秆纸浆具有良好的物理强度，尤其是撕裂度大致相当于未漂硫酸盐木浆的撕裂度。纸浆的色泽比未漂硫酸盐木浆浅些。可以用未漂豆秆纸浆代替部分未漂硫酸盐木浆，生产牛皮纸、箱板纸用挂面纸。本发明的大豆秆制浆方法，在造纸厂的现有制浆设备上，即可生产，生产成本较低，为造纸工业开发了新的造纸纤维原料和新的纸浆品种。
文档编号D21H11/12GK1047899SQ90104
公开日1990年12月19日 申请日期1990年7月20日 优先权日1990年7月20日
发明者付德俊, 宋仁瑜, 孙振平 申请人:天津市工厂科协联合会