CN101381974A - 用于机内涂布纸的复合型施胶剂及施胶方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于机内涂布纸的复合型施胶剂及施胶方法，所述复合型施胶剂，包括如下重量百分比的组分：烷基烯酮二聚体中性施胶剂5－20％，聚苯乙烯丙烯酸乳液0.1－5.0％，聚苯乙烯丙烯酸酯乳液0.1－5.0％，聚合氯化铝0.1－5.0％，水余量。本发明通过对原纸的抗水性、抗液体性能的控制，来改善纸张涂布过程中对涂料的吸收，达到提高涂布纸涂布后的品质，提高产品在市场的竞争力，本发明操作简单，成本低廉，应用前景十分可观。与现有技术相比，具有施胶纸样熟化时间短，用量少等优点。

Description

用于机内涂布纸的复合型施胶剂及施胶方法
技术领域
本发明涉及一种用于机内涂布的复合型施胶剂，以及一种用于机内涂布纸的浆内施胶方法，具体地说是一种利用复合型中性施胶剂在机内涂布生产过程中的浆内施胶方法。
背景技术
当前各纸厂使用的涂布机可以分为机外涂布和机内涂布两种涂布方式。其中机内涂布是，在造纸过程中纸张干燥成型后直接涂布，而涂布使用的涂料含有水和胶粘剂，涂布后涂料中的水和胶粘剂在纸张的表面由外向内迁移吸收，如果涂料中的水和胶粘剂迁移速度过快，涂料中的颜料等较大的颗粒将保留在纸张的表面，纸基与涂层的结合强度就会下降，涂布纸形成掉毛掉粉、表面强度低等缺点；反之如果涂料中的水和胶粘剂迁移速度过慢，涂料中的胶粘剂在纸张内部没有较多的锚接点，纸基与涂层的结合不牢，涂布纸形成掉毛掉粉、油墨吸收性差等缺点。
因此需要通过控制生产过程中原纸对涂料中水和胶粘剂的吸收速度来改善产品的性能。为了调节纸张涂料中水和胶粘剂的抵抗能力和迁移速度，我们必须应用造纸过程中的施胶工艺。
根据施胶的分类，可分为1、纸张的表面施胶，其缺点在于表面施胶需要改造生产设备，增加表面施胶机和配套的烘缸，成本高，工艺复杂。2、纸张抄造过程中的浆内施胶，浆内施胶工艺简单，不需要改造生产设备，易于操作。根据浆内施胶的特点来看，主要可分为酸性施胶和中碱性施胶。
A、酸性施胶缺点在于使用时要使用硫酸铝，在偏酸性环境使用，对纸机等设备造成一定腐蚀。
B、中碱性施胶使用的环境为中型环境，对设备的腐蚀性小，用量较少，利于施胶。在中碱性施胶剂，施胶剂烯基琥珀酸酐(ASA)需要现场乳化，还需要相关设备等条件，这对于纸厂的生产增加了工作量，对使用的纸机系统要求较为严格。而使用烷基烯酮二聚体(AKD)属于能和纤维反应性聚合物，但有一定熟化时间，也就是说在添加以后不能马上与纤维发生反应，不能立即使纸张具有一定的抗水和抗拒液体渗透的能力，具有用量大、效果差的缺点。
因此寻找一种操作简单、成本低廉的施胶工艺来改善机内涂布的产品质量是必要的。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于机内涂布纸的复合型施胶剂及施胶方法，以克服现有技术存在的上述缺陷。
本发明所述的用于机内涂布纸的复合型施胶剂，包括如下重量百分比的组分：
烷基烯酮二聚体中性施胶剂                 5-20％
聚苯乙烯丙烯酸乳液                       0.1-5.0％
聚苯乙烯丙烯酸酯乳液                     0.1-5.0％
聚合氯化铝                               0.1-5.0％
水                                       余量；
各组分含量之和为100％。
所述烷基烯酮二聚体中性施胶剂，可以采用市售产品，如上海东升新材料有限公司AKD403T中性施胶剂；
所述聚苯乙烯丙烯酸乳液的重量固含量为25％～50％，粘度为0～100mPa·S，pH为3～5，聚苯乙烯丙烯酸乳液可以采用市售产品，例如上海东升新材料有限公司牌号为SS-610的产品；
所述聚苯乙烯丙烯酸酯乳液的固含量为25％～50％，粘度为0～100mPa·S，pH为3～5，可以采用市售产品，例如上海东升新材料有限公司牌号为DS-SA821的产品。
本发明所述的用于机内涂布纸的复合型施胶剂的制备方法，是十分简单的，可以采用常规的物理混合方法混合，即可获得产品。
本发明的用于机内涂布纸的复合型施胶剂的机内施胶方法，包括如下步骤：
将上述的用于机内涂布纸的复合型施胶剂，使用计量泵在线计量加在抄纸系统的高位箱处，计量泵流量为175～1050毫升/分钟，复合型施胶剂的用量为每吨绝干纸浆添加0.5-3.0公斤，复合型中性施胶剂的下机熟化率大于60％，取纸机抄造的未经涂布时的原纸，检测Cobb值，控制范围在50-200g/m2。
所述熟化率是指纸张在105℃烘箱处理5分钟的Cobb值与下机立即检测的Cobb值的数值比。
所述Cobb值的大小是由计量泵的开度(计量泵的流量刻度)控制的，计量泵的开度越大，Cobb值越小。Cobb值的测定参照国家标准ISO535—1991纸和纸板吸水性的测定——可勃(Cobb)法、GB/T1540—1989纸和纸板吸水性的测定法(可勃阀法)。
所述在高位箱添加复合型施胶剂，如果生产纸张为多层纸板，复合中性施胶剂添加在抄造纸板面层的浆料高位箱即可。
本发明通过对原纸的抗水性、抗液体性能的控制，来改善纸张涂布过程中对涂料的吸收，达到提高涂布纸涂布后的品质，提高产品在市场的竞争力，本发明操作简单，成本低廉，应用前景十分可观。与现有技术相比，具有施胶纸样熟化时间短，用量少等优点。
具体实施方式
实施例中，如无特殊说明，组分均为重量百分比。
实施例1
1.1 首先制备复合型中性施胶剂。在反应釜中依次添加中性施胶剂16％，质量百分比浓度为25％的聚苯乙烯丙烯酸乳液1％、质量百分比浓度为25％的聚苯乙烯丙烯酸酯乳液1％、聚合氯化铝1％，其余为水，各组分含量之和为100％。按照以上比例将各组分均匀搅拌10min，得到复合型中性施胶剂乳液。
1.2 实验条件：
中性施胶剂：上海东升新材料有限公司AKD403T中性施胶剂。
聚苯乙烯丙烯酸乳液：上海东升新材料有限公司牌号为SS-610的产品。
聚苯乙烯丙烯酸酯乳液：上海东升新材料有限公司牌号为DS-SA821的产品。
聚合氯化铝：山东鲁净化工有限公司的聚合氯化铝产品。
纸机为幅宽2460mm车速230m/min沙市制造的四叠网纸机
生产纸种为200-400g/m2的灰底白板纸
面层所用纸浆为针叶浆与阔叶浆比例为30/70，混合打浆度40±30SR
其中面层克重为23g/m2。
1.3 实验室抄纸过程中，添加0.1％复合型中性施胶剂干/干浆，按照国家检测Cobb值的标准方法检测，得出一组数据。
 
下机Cobb值g/m2 105℃熟化5分钟Cobb值g/m2     熟化率％
复合型中性施胶剂 46.3 35.0 75.6
AKD中性施胶剂 105 36.1 34.5
通过实验，复合型中性施胶剂优于AKD中性施胶剂，可以在机内涂布纸机试用。
1.4 在幅宽2460mm的纸机上试用，添加位置在纸机抄造面层的高位箱处，计量泵流量300ml/min，使用量折合0.86公斤/吨纸，取原纸检测
 
施胶剂用量公斤/吨纸  下机Cobb值g/m2
AKD中性施胶剂 3.5 100.2
AKD中性施胶剂 2.0 280
复合型中性施胶剂 2.0 92.5
试用后成品纸的指标250g/m2涂布白底白指标
 
工艺 AKD中性施胶剂用量3.5公斤   AKD中性施胶剂用量2.0公斤   复合型中性施胶剂用量2.0公斤   
原纸吸水值Cobbg/m2 100 280 92.5
亮度(％) 86.3/79.8 85.9/80.2 87.3/82.2
平滑度(s) 244 157 260
光泽度(％) 47 44 48
 
油墨吸收性(％) 22 25 22
表面强度(m/s) 0.48 0.40 0.50
湿排斥(％)* 5.5 7.8 4.8
湿拉毛(％)* 10.6 11.6 17.6
油墨吸收速度* 0.78 0.57 0.73
吨纸成本(元) 13.5 8 9
1.5 结论：通过试验结果可以看出，通过复合一种中性施胶剂后，降低原纸的吸水值Cobb值，对成品纸的平滑度、光泽度、表面强度等指标均有明显的改善。可以在较低成本、操作简单的条件下改良成品纸的质量。
实施例2
2.1 首先制备复合型中性施胶剂。在反应釜中依次添加中性施胶剂8％，质量百分比浓度为25％的聚苯乙烯丙烯酸乳液10％、质量百分比浓度为25％的聚苯乙烯丙烯酸酯乳液10％、聚合氯化铝4％，其余为水，各组分含量之和为100％。按照以上比例将各组分均匀搅拌10min，得到复合型中性施胶剂乳液。将组合物分别添加到纸机的高位箱处。
2.2 实验条件：
中性施胶剂：上海东升新材料有限公司AKD403T中性施胶剂。
聚苯乙烯丙烯酸乳液：上海东升新材料有限公司牌号为SS-610的产品。
聚苯乙烯丙烯酸酯乳液：上海东升新材料有限公司牌号为DS-SA821的产品。
聚合氯化铝：山东鲁净化工有限公司的聚合氯化铝产品。
纸机为幅宽2460mm车速230m/min沙市制造的四叠网纸机
生产纸种为200-400g/m2的灰底白板纸
面层所用纸浆为针叶浆与阔叶浆比例为30/70，混合打浆度40±30SR，
其中面层克重为23g/m2。
2.3 通过实验，在幅宽2460mm的纸机上试用，添加位置在纸机抄造面层的高位箱处，计量泵流量700ml/min，使用量折合2公斤/吨纸，取原纸检测
 
施胶剂用量公斤/吨纸  下机Cobb值g/m2
AKD中性施胶剂 3.5 100.2
AKD中性施胶剂 2.0 280
复合型中性施胶剂 2.0 89.1
试用后成品纸的指标250g/m2涂布白底白指标
 
工艺 AKD中性施胶剂用量3.5公斤 AKD中性施胶剂用量2.0公斤 复合型中性施胶剂用量2.0公斤
原纸吸水值Cobbg/m2 100 280 89.1
亮度(％) 86.3/79.8 85.9/80.2 87.8/83.2
平滑度(s) 244 157 265
光泽度(％) 47 44 48
油墨吸收性(％) 22 25 22
表面强度(m/s) 0.48 0.40 0.51
湿排斥(％)* 5.5 7.8 4.9
湿拉毛(％)* 10.6 11.6 13.0
油墨吸收速度* 0.78 0.57 0.75
吨纸成本(元) 13.5 8 9
2.4 结论：通过试验结果可以看出，通过复合施胶组合物，降低原纸的吸水值Cobb值，对成品纸的平滑度、光泽度、表面强度等指标均有明显的改善。可以在较低成本、操作简单的条件下改良成品纸的质量。

Claims (4)

1.用于机内涂布纸的复合型施胶剂，其特征在于，包括如下重量百分比的组分：
烷基烯酮二聚体中性施胶剂         5-20％
聚苯乙烯丙烯酸乳液               0.1-5.0％
聚苯乙烯丙烯酸酯乳液             0.1-5.0％
聚合氯化铝                       0.1-5.0％
水                               余量；
各组分含量之和为100％。
2.根据权利要求1所述的用于机内涂布纸的复合型施胶剂，其特征在于，所述聚苯乙烯丙烯酸乳液的重量固含量为25％～50％，粘度为0～100mPa·S，pH为3～5。
3.根据权利要求1所述的用于机内涂布纸的复合型施胶剂，其特征在于，所述聚苯乙烯丙烯酸酯乳液的固含量为25％～50％，粘度为0～100mPa·S，pH为3～5。
4.根据权利要求1～3任一项所述的用于机内涂布纸的复合型施胶剂的机内施胶方法，其特征在于，包括如下步骤：将上述的用于机内涂布纸的复合型施胶剂，使用计量泵在线计量加在抄纸系统的高位箱处，计量泵流量为175～1050毫升/分钟，复合型施胶剂的用量为每吨绝干纸浆添加0.5-3.0公斤，复合型中性施胶剂的下机熟化率大于60％。
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