專利名稱：大豆稈制漿方法
技術領域：
本發明是關于以農作物莖桿為造紙原料的制漿方法，尤其是關于于以大豆稈為造紙原料的制漿方法。
眾所周知，最常用的化學制漿方法是硫酸鹽法。硫酸鹽法制漿的優點，對纖維原料的適應性強，不僅適應于針葉木、闊葉木、廢木材木屑，還適應于許多一年生的植物纖維。與燒堿法比較，硫酸鹽法紙漿強度和紙漿得率都較高。硫酸鹽法制漿的缺點是，生產成本較高，在制漿過程中產生臭氣，污染空氣。未漂硫酸鹽紙漿的色澤較深。燒堿法制漿雖然沒有像硫酸鹽法污染空氣那樣的問題，但是燒堿法一般要求較長的蒸煮時間，紙漿得率較低，紙漿強度低于硫酸鹽紙漿。
為克服上述兩種制漿方法的缺點，美國專利№4，012，280(1977年3月15日公告)的發明人Holton提出了在堿液中加入微量環酮基化合物(CyclicketoCompouna)如蒽醌(AQ)的制漿方法，即燒堿-AQ法可以加速針葉或闊葉木的脫木素作用，提高紙漿得率，減少空氣污染。但是，燒堿-AQ法紙漿的強度，特別是撕裂強度比硫酸鹽法紙漿低。
針對燒堿-AQ法紙漿撕裂強度低的缺點，美國專利№.4，248，663(1981年2月3日公告)對美國專利№.4，012，280的燒堿-AQ法進行了改進，提出了在燒堿法蒸煮藥液中加入微量環酮基化合物如蒽醌(AQ)和氨基化合物(EDA)，蒸煮針葉木原料。這種改進的制漿方法的制漿速率與硫酸鹽制漿法相當，紙漿具有良好的物理性能，尤其撕裂強度比燒堿-AQ法紙漿高15～20%。
上述兩項美國專利所述及的制漿方法，主要用于針葉木和闊葉木造紙原料。
在我國，由于森林資源很少，在造紙原料中，木材的比重約為20%左右，近年來，進口木漿的價格日趨上漲。許多包裝紙品種如牛皮紙需用硫酸鹽木漿抄制。因此，一些造紙生產廠家面臨著木漿原料短缺的局面。為解決漿源的問題，造紙工作者致力于開發新的造紙原料和新的漿種。
本發明提出了大豆稈制漿方法。本發明的大豆稈制漿方法，是用含有微量蒽的衍生物如蒽醌(AQ)的堿性藥液，在低蒸煮壓力下，蒸煮大豆稈原料，制得未漂豆稈紙漿。
本發明的主要目的是用本發明的制漿方法可獲得具有與硫酸鹽木漿物理強度相當，紙漿顏色比硫酸木漿淺一些的豆稈紙漿品種，可以用豆稈紙漿代替部分硫酸木漿。本發明的另一個目的是用微量的新型蒸煮助劑，可以提高制漿速率，降低蒸煮壓力，達到節能和消除空氣污染的效果，并且降低了生產成本。
在本發明的大豆稈制漿方法中，所用的農作物莖桿原料，是取自我國吉林省產地的大豆稈，也可選用其它產地的大豆稈。與麥桿、稻草、蘆葦或類似大豆稈的莖作物相比，大豆稈具有較高的纖維素含量較少的灰份和有機物抽出物(見表1)。
表1測定項目測定方法測定結果備注水份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%供參考多戊糖GB2677，9-8119.48%綜纖維素GB2677.10-8177.30%本發明大豆稈制漿方法，是采用燒堿-AQ低壓蒸煮制漿方法。AQ的用量一般為0.01%-5.0%(對原料)，最好是0.1%-2.0%(對原料)。蒸煮壓力一般是0.25MPa-0.5MPa，最好為0.3MPa-0.4MPa。制漿設備可用造紙廠的現有制漿設備。
本發明提出的燒堿-AQ低壓蒸煮大豆稈制漿方法，是將大豆稈制漿方法，是將大豆稈切短，其切短長度為40mm～50mm，切片合格率要求在85%以上。用孔徑為15mm×15mm的篩子篩選，除去雜質及部分葉子，而后裝球蒸煮。蒸煮條件是用堿量(NaoH)5.0%～20.0%(對絕干原料)，AQ用量0.1-2.0%(對絕干原料)，液比1∶6～8，最高蒸煮壓力0.3MPa-0.4MPa，升溫時間1小時，保溫時間4小時。蒸煮結果未漂豆稈紙漿硬度(高錳酸鉀值)14，粗漿得率53%，細漿得率47%，纖維平均長度1.18mm。與未漂硫酸鹽木漿相比，其色澤淺些。
用由15%本發明的未漂豆稈紙漿與85%未漂硫酸鹽木漿組成的混合漿和100%未漂硫酸鹽紙，分別在FRANK抄片機上抄片，并測定這兩種抄片的物理性能(見表2)以進行對比。
注1.(Ⅰ)、(Ⅱ)漿中未加施膠劑。
2.打漿度均為28°SR。
從表2中看出，漿(Ⅰ)抄片的物理指標，與漿(Ⅱ)抄片相近因此，可用本發明的豆稈紙漿代替部分未漂硫酸鹽木漿，抄制牛皮紙箱版紙用掛面紙
類包裝紙產品。
本發明所述的大豆稈制漿方法的優點是，所選用的大豆稈原料，來源廣，易收集，價格便宜，纖維素含量較高，AQ蒸煮助劑用量少，蒸煮壓力較低，為0.25MPa-0.4MPa，而傳統的燒堿法的蒸煮壓力為0.4MPa-0.5MPa，紙漿得率較高于其它草漿，制漿成本比硫酸鹽制漿方法低10%-20%。在中小型制漿廠的現有制漿設備上，就可以生產本發明的豆稈紙漿，代替部分硫酸鹽木漿，生產牛皮紙等類包裝紙。
本發明的大豆稈制漿方法的生產成本，比木材硫酸鹽制漿法低10～20%。
實施例1稱取32公斤大豆稈原料，把它切短，長度為40mm～50mm。用孔徑為15mm×15mm的篩子篩選切短的大豆稈原料，除去雜質和豆角皮。然而把去凈豆角皮的大豆稈原料裝入用40目網做成的口袋內，封閉，投入蒸球中進行蒸煮。
蒸煮條件總堿量(NaoH)(%)18AQ添加量(%)(對絕干原料)0.1液比1∶2.8升溫時間(h)100保溫時間(h)400保溫壓力(MPa)0.3放汽(Min)40蒸煮結果硬度(高錳酸鉀值)14殘堿(/L)10.8粗漿得率(%)56.78經疏解洗漿后得率(%)49.96纖維平均長度(mm)1.18色澤比堿法麥草、稻草、棉桿紙漿的色澤淺些。
稱取32公斤大豆稈原料，切短、篩選。采用傳統燒堿法蒸煮制漿，分別用100%本發明豆稈紙漿、100%傳統燒堿法豆稈紙漿100%未漂硫酸鹽木漿，15%本發明豆稈漿+85%未漂硫酸鹽木漿抄制紙樣。分別檢測出上述四種紙樣的物理性能(見表3)。
表3
從表3中看出，本發明的豆稈紙漿或紙的物理強度，如耐破度比傳統燒堿法豆稈紙漿提高了24%，略高于未漂硫酸鹽木漿的耐破度指標。而耐撕裂度提高了17.7%，接近于未漂硫酸鹽木漿的指標。因此，可用本發明的豆稈紙漿部分代替未漂硫酸鹽木漿。
權利要求
1.一種包括切料、除塵、裝球、放球過程的制漿方法，其特征在于以大豆稈為造紙原料，用含有微量蒸煮助劑的堿法蒸煮藥液在較低的蒸煮壓力下，蒸煮處理大豆稈原料，制出具有良好的物理強度的豆稈紙漿，尤其撕裂度指標，與未漂硫酸鹽木漿相接近，耐磨度略高于未漂硫酸鹽木漿的指標，豆稈紙漿可用來代替部分未漂硫酸鹽木漿。
2.按照權利要求1所述的制漿方法，其特征在于所用的蒸煮助劑是蒽的衍生物和蒽醌(AQ)，氫醌，其添加量一般為0.01%-5.0%(對絕干原料)，最好為0.1%-2.0%(對絕干原料)，所用的蒸煮壓力，要比傳統制漿法低些，一般為0.25MPa-0.5MPa，最好為0.3MPa-0.4MPa。
3.按照權利要求1、2所述的制漿方法，其特征在于所用的堿性蒸煮藥液是燒堿法蒸煮藥液。
全文摘要
本發明是關于以大豆稈為造紙原料的制漿方法，即用含有微量蒸煮助劑如AQ的堿性蒸煮藥液，在低壓蒸煮條件下蒸煮處理大豆稈原料，制出的未漂豆稈紙漿具有良好的物理強度，尤其是撕裂度大致相當于未漂硫酸鹽木漿的撕裂度。紙漿的色澤比未漂硫酸鹽木漿淺些。可以用未漂豆稈紙漿代替部分未漂硫酸鹽木漿，生產牛皮紙、箱板紙用掛面紙。本發明的大豆稈制漿方法，在造紙廠的現有制漿設備上，即可生產，生產成本較低，為造紙工業開發了新的造紙纖維原料和新的紙漿品種。
文檔編號D21H11/12GK1047899SQ90104
公開日1990年12月19日 申請日期1990年7月20日 優先權日1990年7月20日
發明者付德俊, 宋仁瑜, 孫振平 申請人:天津市工廠科協聯合會