维制浆造纸进行了一系列理论研究和生产实
践 ,积累了较丰富经验并取得较好成果 。近几
年我国非木材纤维制浆造纸技术水平有了很大
提高 ,某些方面已进入国际先进行列 。我国是
世界非木材纤维造纸产量最多的国家 ,基于非
木材纤维与木浆在制浆造纸技术上的差异 ,我
国造纸科技工作者主要从非木材纤维原料的形
态 、
化学组成和制浆方法 、
造纸生产工艺等方面
进行了深入研究和机理探讨 。南京林业大学李
忠正教授
[ 2 ]
对我国多年来采用草类纤维制浆
获得的规律进行总结 ,对中国草类纤维制浆理
论与技术进行过较详细阐述 。
竹材制浆造纸在我国已有 1 700多 a的历
史 。据资料记载中国在南朝的宋 、
齐 、
梁时代就
已把竹材作为造纸用材
[ 3 ]
。我国是世界竹类
资源最丰富的国家 ,有竹类植物约 39 属 , 500
余种 ,全国竹林和毛竹林面积约 500多万 hm
2
,
资源十分丰富 ,素有“竹子王国 ”
之称 。采用竹
材制浆具有来源丰富 、
容易成浆 、
成本低廉 、
成
纸表面平滑等优点 ,但也存在竹浆质量差 、
污染
严重等普遍问题 。近年来国内外研究者通过改
进和研发新的竹材制浆和漂白技术克服和补偿
了竹纤维制浆造纸的缺点 ,为大力发展竹浆产
业和解决我国造纸原料供需矛盾与环境污染等
问题提供科学途径 。
1
竹类纤维及其制浆造纸特性
制浆造纸技术的进步使竹浆的生产及污染
治理工艺成熟可靠 ,竹浆性能介于针叶和阔叶
木浆之间 ,可生产各种纸张 。如竹浆纤维长 ,用
于抄造文化用纸 ,成纸吸墨性强 ,且易上胶 ,成
纸组织致密 ,印刷时不易掉毛 。竹浆纤维较易
打成水化度高的粘状纸浆 ,可用于生产描图纸 、
仿羊皮纸等 。竹浆纤维细长柔软 ,表面结合力
较大 ,可以替代部分长纤维生产牛皮纸 、
纸袋纸
等对强度要求高的纸张 。总之 ,用竹材制浆具
有生长快 、
伐期短 (一般 3 ~7 a即可采伐用于
造纸 ) 、
产量高 ;纤维素含量较高 、
质量较好 ;采
伐和运输方便 ;制浆造纸加工容易 ;工艺和设备
较成熟 。但竹浆不如木浆柔软 ,且透明度高 ,用
于抄造文化用纸时配比不能太高 ,否则纸张粗
糙且不透明度低 。
早期 Grosser, L iese
[ 4 ]
、
日本金光范
[ 5 ]
,我国
李正理
[ 6 ]
、
夏玉芳
[ 7 ]
、
张齐生
[ 8 ]
等研究者对各
种不同竹种的纤维形态 、
化学组成和纸浆特性
都进行过系统研究 。结果表明 : ①竹纤维平均
长度 2 mm , 长宽比 150 ~200, 细胞壁厚约 5
μm ,纤维形态和长度仅次于针叶材 ,优于阔叶
材和 草 类 原 料 ; ②竹 材 纤 维 素 含 量 ( 40% ~
60% )接近木材水平 ,木素含量 ( 19% ~28% )
低于针叶 材 , 略高于草类原料 。戊聚糖含 量
( 19% ~25% )接近阔叶材和草类原料 ,比针叶
材 (12%左右 )高 1倍左右 ; ③厚壁纤维与细小
纤维数量多 。
与木材不同 ,竹纤维细胞壁为厚 、
薄多层交
替结构 。打浆过程中竹类纤维向外润胀 ,纤维
直径增大 ,而木材纤维向内润胀 ,细胞腔空间缩
小 。竹浆白度几乎保持恒定 ,而木浆则有所下
降 。竹浆的不透明度和光散射系数随打浆度的
增加显著下降 ,而木浆则相反 ,且不含细小纤维
的浆料作用更显著 。
竹材作为造纸原料存在的主要问题 :竹类
含糖量 、
脂肪和蛋白质较高 ,若采伐期掌握不当
或原料管理不善容易引起虫蛀和腐朽 ;竹节部
位石细胞较多 ,纤维素含量低 ,药液渗透困难 ,
不易煮透 ;竹材灰分多集中于皮部和节部 ,其含
量高于木材但比草类原料低 ;竹浆漂率较高 ,单
独用次氯酸盐漂白 ,漂后竹浆较易返黄 ;在黑液
碱回收过程中易发生硅干扰 。但总的来看 ,竹
类纤维作为造纸原料是合适的 ,多年来科研工
作者的努力及生产实践也表明竹浆可替代相当
部分木浆 ,生产各种中高档的纸制品 。
2
竹材制浆工艺
造纸必先制浆 。制浆是利用化学法或机械
法或两者结合的方法使植物纤维原料离解变成
本色纸浆 (未漂浆 )或进一步变成漂白纸浆的
生产过程 。目前竹浆生产工艺基本上一直都是
按照木材制浆工艺路线进行 ,没有完全根据竹
类纤维原料的特性及其客观规律来设计制浆流
程和工艺方法 。而且与木浆一样 ,生产工艺的
好坏主要以制备的浆料得率和纸浆硬度为依据
2
竹
子
研 究
汇 刊
第 29卷