竹浆造纸性能及应用

1．竹原料种类及对比

造纸竹材主要以丛生竹为主，包括慈竹、绿竹、黄竹、麻竹、粉单竹、刺竹等，同时部分使用白夹竹等散生竹种。企业自有林场则以种植慈竹、绿竹、黄竹为主。

竹子、木材，以及不同竹种化学成分和纤维质量差别较大。需以制浆得率、造纸性能、采购运输成本等多项内容综合考量其造纸优劣。典型的造纸用竹纤维原料与常规针叶木、阔叶木纤维原料，纤维形态及化学成分对比如表1。

从以下表1对比数据可以看出：

(1）在纤维长度方面，竹纤维介于针叶木与阔叶木之间，在阔叶木浆中配比一定比例竹浆，有利于提高纸张的抗张强度，在某厂生活用纸实际生产中显示，以桉木阔叶浆为主要原料配比30%竹浆，与配比20%的针叶木浆的卫生纸抗张强度相当。

(2）竹纤维长宽比高、壁腔比高，纤维细长硬挺，生产的纸张纤维结合紧密，从而对生用纸厚度、匀度会产生一定负面影响；同时，壁腔比高，影响纤维柔软度，成纸手感柔软性表现较差，不利于生产高档超柔生活用纸产品。

(3）不同竹种之间，其纤维造纸性能也存在较大差异，从表1数据可以看出，白夹竹属造纸性能较差的竹种，但因其原料储量多、单价低，仍有一定市场。

另外受竹子生长及竹农供应习惯的影响，竹原料收购存在较为明显的旺淡季区分，如不注意竹原料的储备及规范的竹浆比例控制，往往会影响产品出现循环性质量波动，不利于产品质量稳定。

表1 竹纤维原料与常规针叶木、阔叶木纤维原料纤维形态及化学成分

项目		纤维形态			化学成分/%
项目		平均长度 /mm	宽度 /μm	长宽比	壁腔比 (早晚材)	纤维素含量	木木素含量
竹子	丛生竹	2.37	16.6	145	1.7	48.08	26
	毛竹	2	16.2	123	3.9	45	30.67
	白夹竹	1.3				46.5	33.5
针叶木	云杉	3.06	51.9	59	0.65	46.92	28.43
	马尾松	3.61	50	72	0.65	51.86	28.42
	落叶松	6.41	44.4	77	0.8	52.55	27.44
阔叶木	桉木	0.88	16.8	52.4	0.29	32.44	27.45
	杨木	1.13	22.9	49.3	0.46	43.24	17.1
	桦木	1.21	18.7	64.7			22.91

2．竹原料制浆性能和工艺控制

2.1竹原料制浆性能

竹原料其木素结构与木材有所不同，原料中紫丁香基木素结构和酸酯链接多，有利于硫酸盐法蒸煮，较木材原料更易蒸煮成浆，蒸煮成本低。

表2 不同原料RDH蒸煮工艺的成浆情况和主要消耗成本

原料种类	蒸煮工艺				主要消耗		制浆成本/元
原料种类	用碱量/%	蒸煮最高温度/℃	蒸煮时间/min	卡伯值	得率/%	汽耗/（t/t）	制浆成本/元
丛生竹	15.5	163	210	16.5-20.5	46.03	0.66	554
白夹竹	20.0	163	210	18-22	37.41	0.75	686
桉木板皮	17.5	163	210	18-22	44.88	0.73	613
桉木片	18.5	163	210	18-22	47.5	0.69	618

注：表中制浆成本不含原材料成本。

表2为使用某厂不同原料RDH蒸煮工艺的成浆情况和主要消耗成本。

从表2对比数据可以看出：

（1）对比丛生竹与白夹竹蒸煮工艺，白夹竹用碱量、蒸煮用汽明显偏高，因此为保证竹浆蒸煮效率和成浆质量，在原料管控环节须着重避免混料情况发生。

（2）丛生竹在化学品、蒸煮时间相较桉木片较低，而其目标工艺卡伯值比桉木浆低1.5，充分表明了丛生竹较易蒸煮的特点。

2.2竹浆漂白性能

由于竹浆本身结构和蒸煮后残余木素影响，竹浆属于比较难漂白的浆种，在生产高白生活用纸时，尤其要注意蒸煮质量控制，确保未漂竹浆卡伯值稳定，避免造成漂白质量波动，进而影响生活用纸白度色泽波动。

而竹子蒸煮成本低、漂白成本偏高，也是竹原料企业大力发展本色纤维原料的动机之一。

表3为某厂不同纤维原料采用氧脱木素+D0EOPD1漂白工艺流程后的成浆情况和主要消耗成本。

表3 不同纤维原料漂白后的成浆情况和主要消耗成本

原料种类	吨浆主要消耗				成浆情况		漂白成本/元
原料种类	二氧化氯/kg	双氧水/kg	蒸汽/t	白浆得率/%	百度/%TSO	百度合格率/%	漂白成本/元
竹片	18.6	27.7	0.45	42.81	87.5	92	603
白夹竹	18.4	42	0.48	35.79	87.5	87	646
桉木板皮	17.9	25.4	0.46	41.74	88	98	587
桉木片	17.6	24.4	0.46	44.9	88	98	571

注：表中漂白成本不含原料成本。

2.3本色竹浆质量控制

当前，本色竹木生活用纸蓬勃发展，其环保概念和纤维本色属性尤其受新一代青年喜爱，成为生活用纸线上销售的重头，售价甚至高于制造成本更高的高白生活用纸。

结合竹浆特性和实际生产实践，在本色竹浆生产过程中，应注意控制以下几个方面：

2.3.1本色竹浆的选取

（1）应选用氧脱后本色浆用于生产本色生活用纸

原因主要为竹浆原料虽然较易蒸煮，但由于其纤维表面仍然沉积较多残余木素，对生活用纸柔软性和吸水性存在较为严重的负面影响；同时，蒸煮后经洗选的本色浆，其深色纤维束偏多，影响生活用纸感官品质，而浆料经氧脱后则明显改善。

（2）氧脱效率控制

相关生产实践表明，氧脱效率应控制在40%～45%左右，氧脱后浆料卡伯值控制在9.5左右为较佳范围。

在此条件下，有利于获得松厚度、强度、柔软度俱佳的生活用纸产品,氧脱效率过高，影响纸张抗张强度和纸页松厚度，而过低则影响产品的手感和吸水性，这点已在实际生产过程得到了较为充分的验证。

2.3.2本色竹浆备浆要求

经氧脱后浆料残碱较高，如清洗不足，往往影响纸机抄造工序化学品用量和产品质量，在湿浆生产线(不使用本色浆板)应控制浆料残碱在0.5g/l以内，避免造成后续湿强剂等辅料用量增加，同时干扰Yankee缸化学涂层稳定性。实践表明浆料残碱偏高时，要获得相同湿抗张强度，湿强剂吨纸用量可能增加20%～30%，从而造成严重浪费。

同时，由于本色竹浆未经漂白，“缺少”漂白杀菌环节，浆料在运输、储存过程更滋生细菌，必须加强浆料微生物控制，避免出现腐浆、异味的本色卫生纸纸病。

3 .本色竹浆造纸性能和工艺控制

3.1本色竹浆磨浆

未经漂白的竹浆细小纤维多，双盘磨磨浆功率在50～60kW.h/t时，打浆度即可从19°SR提高到38°SR度左右，而湿重则降低到8g左右。结合生产实际经验，本色纸巾纸竹浆打浆度应控制在30～33°SR左右，避免因打浆度过高造成纸张厚度偏低，柔软度差的问题。同时，过分磨浆，也会造成浆料纤维切断多，进而加重本色纸成品掉纸粉问题。

3.2竹浆配比控制

在多数竹浆纸企业，竹浆是作为长纤维使用的，阔叶木浆配比20%到60%不等比例的竹浆以生产各种不同性能需求的产品，随着人们生活水平的提高，越来越倾向于使用强韧而柔软的产品。实际生产过程，随着竹浆配比的增加，纸页抗张强度不断上升的同时，匀度及柔软度等性能却不断变差。

通常生活用纸竹浆配比以不超过80%为宜，同时生产柔软要求较高纸种时，需配合添加浆内及表喷柔软剂，或调整针叶木长纤维来改善产品的手感。

3.3纸机设备及工艺控制

安德里茨PrimeLine为南雄珠玑、江西华劲、贵州赤天化等多家竹浆纸企业提供了完善的竹木浆卫生纸解决方案。

竹木浆生活用纸造纸科学化、自动化程度空前提高，针对竹浆特性，在纸机抄造环节，应加强如下环节工艺控制。

（1）使用多层流浆箱代替传统单层流浆箱，通过加大面层阔叶木纤维比例，改善表面卫生纸表面性能，增加底面竹浆比例，平衡卫生纸的手感和强度需求。生产实践中，生产柔软性要求较高的纸张时，正面通常仅配比0～20%的竹浆，而底面竹浆配比则达到60%～80%。

（2）适当降低纸机浆网速比，从传统0.93～0.95下降至0.88～0.9，以改善纸页纵横向柔软度，改善纸张的触感柔软性能。在调控速比后，应注意观察跟踪着网点变化。通过优化着网点，减轻速比调整造成匀度降低问题。

（3）采用高效热风气罩和靴压技术，在提高干燥效率降低能耗的同时，改善卫生纸松厚度，提升卫生纸柔软性能。

（4）使用更先进的刮刀系统和陶瓷刮刀进行生产；目前较为先进的刮刀系统(BTGFlexible Holder以及Kadant Rigid Holder)，刮刀压力均一，刮刀振动水平低，能实现更加良好均一的起皱效果，而配合使用陶瓷刮刀，能生产出更加出色的生活用纸产品，但生产过程必须配合相应的刮刀振动检测系统和良好的巡检制度，避免陶瓷刮刀伤缸现象的发生。

（5）针对高配比竹浆纸，通过浆内、表喷柔软剂添加，在保证纸张强度同时，改善生活用纸柔软性能，目前少数企业为生产超柔产品，其柔软剂添加量甚至达到了1.5kg/t。

4.结语

竹浆以其独特的优势，已经成为生活用纸纤维原料的主力军，生产实践中，应进一步掌握其原料特点，在备料、制浆、造纸各环节充分利用竹纤维优势，规避不利因素，可以生产出与针叶木浆原料的优质生活用纸媲美的竹浆生活用纸产品。

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